中科大太阳光的光谱分离技术充分利用太阳光,农作物用光与光伏用光的完美结合

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视频介绍

现代植物学研究表明,植物对太阳光能的利用效率只有1%,大量的光能白白被浪费了,如何更好地解决作物的光照需求与光伏发电之间的矛盾,一直是一个难题。中国科学技术大学刘文教授领导的农业光电子研究组,依据植物对太阳光的吸收主要取决于叶绿素的光合作用原理,提出了一个更好的让阳光兼顾农作物生长和光伏发电的创新方案。刘文教授现任中国科学技术大学光电子科学与技术省重点实验室主任,兼任中国科学技术大学先进技术研究院副总工程师;凭借这项技术,刘文教授获得日内瓦发明展金奖、亚洲光伏协会科技成就奖、获得了被誉为科技创新“奥斯卡”的美国R&D100大奖,2018年获得世界可持续能源技术协会年度创新奖。刘文教授说这项技术有可能成为以色列“滴灌”技术那样的农业高科技标志性技术。另外,不同的植物可能需要的光谱也不完全一样。注意到这一特点后,刘文教授提出采用光学干涉滤光技术先将适合植物光合作用的光波长一个一个挑选出满足农作物生长。利用多层塑料薄膜挤压技术,刘老师带领学生开发出具有特定滤光效应的薄膜。应用这些薄膜进行选光后,生长出的农作物普遍质量更高,生长更健康,味道也更好。该方案采用现代光学干涉滤光原理,利用低成本塑料多层膜将太阳光中适合光合作用的光谱分选出来用于植物生长,其余大部分反射光可以用来发电,采用光学干涉滤光膜将适合植物光合作用的太阳光精准剥离出来,总能量估计只占全部太阳直射光的10%,其余90%可以用于光伏(光热)发电,从而有效解决了同时满足农作物光照需求与光伏发电存在的严重“争光”矛盾,还可同步解决农田干旱缺水的瓶颈问题。这项技术借鉴光通信成熟技术的概念,实现定制化精准化的高效农业。也希望这项技术能够更加普及。

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