Nông nghiệp kết hợp điện mặt trời có thể giúp xà lách romaine đạt năng suất cao hơn

Các nhà khoa học từ Đại học Western của Canada đã tìm hiểu năng suất của xà lách romaine hữu cơ, loại cây trồng nhạy cảm với nhiệt, trong các điều kiện khác nhau của hệ thống nông nghiệp kết hợp điện mặt trời. Phân tích của họ cho thấy, năng suất xà lách tăng hơn 400% so với cây đối chứng không được che bóng.

Thí nghiệm thực địa được tiến hành tại một cơ sở của Đại học Western ở London, Ontario, Canada vào mùa hè năm 2025, trong đó có 18 ngày nhiệt độ trên 30 độ C. Khu vực này có lượng bức xạ mặt trời đáng kể với tiềm năng quang điện từ 1.100-1.200 kWh/kWp.

Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra năng suất của xà lách romaine hữu cơ dưới 13 loại tấm pin khác nhau của hệ thống nông nghiệp kết hợp điện mặt trời, từ tấm pin silicon tinh thể đến các tấm pin màng mỏng nhiều màu (đỏ, xanh dương, xanh lá cây) trong điều kiện ngoài trời, nhiệt độ cao.

Cụ thể, thí nghiệm thực hiện với các tấm pin c-Si với tỉ lệ trong suốt 8%, 44% và 69%; các tấm pin Cd-Te xanh dương với độ trong suốt 60%, 70% và 80%; các tấm pin Cd-Te xanh lá cây với độ trong suốt 60%, 70% và 80%; và các tấm pin Cd-Te đỏ với độ trong suốt 40%, 50%, 70% và 80%.

Các hệ thống nông nghiệp kết hợp điện mặt trời đều có chiều cao mép trước là 2,0 m, chiều cao mép sau 2,8 m, các tấm pin được định hướng về phía nam ở độ nghiêng 34⁰. Các chậu xà lách romaine hữu cơ được đặt dưới tất cả tấm pin, cùng với 3 chậu đặt hoàn toàn dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên, không bị che chắn, được sử dụng làm đối chứng.

Ngoài so sánh với nhóm đối chứng, nhóm nghiên cứu cũng so sánh kết quả với năng suất trung bình quốc gia trên mỗi chậu năm 2022, năm có ít ngày nhiệt độ cao hơn nên được coi là điển hình. Các dữ liệu này được lấy từ dữ liệu điều tra nông nghiệp, sau đó cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra các dự báo trên toàn quốc về kết quả của họ.

Kết quả là năng suất xà lách romaine tăng hơn 400% so với cây đối chứng không được che bóng và 200% so với năng suất trung bình quốc gia, nhà nghiên cứu Uzair Jamil nói về kết quả. Các tấm pin Cd-Te màu xanh dương trong suốt 60% và tấm pin silicon tinh thể trong suốt 44% đem lại mức năng suất cao nhất.

Kết quả nghiên cứu này chứng minh tầm quan trọng của cả cường độ che bóng và chất lượng quang phổ trong việc thúc đẩy sự phát triển của cây trồng. Theo Uzair Jamil, nếu mô hình nông nghiệp kết hợp điện mặt trời được mở rộng cho toàn bộ vụ xà lách của Canada, họ có thể tăng thêm 392.000 tấn xà lách.

Nhìn chung, kết quả cho thấy hệ thống nông nghiệp kết hợp điện mặt trời có thể tăng sản lượng xà lách romaine trong những mùa hè nóng bức, góp phần vào nền nông nghiệp thông minh thích ứng biến đổi khí hậu và sản xuất năng lượng bền vững.

Nếu được nhân rộng cho toàn bộ diện tích trồng xà lách của Canada, hệ thống nông nghiệp kết hợp điện mặt trời sẽ giúp giảm đáng kể lượng khí thải, với tổng lượng khí thải CO2 giảm từ 2,5 triệu tấn (pin mặt trời màng mỏng) đến 6,4 triệu tấn (pin mặt trời silicon).

Kết quả nghiên cứu được trình bày trên tạp chí Solar Energy.