Theo
các nghiên cứu gia, cây cối chỉ sử dụng bước sóng ánh sáng dài để quang hợp, và
người ta đưa ra ý tưởng xây dựng những nhà kính tạo ra năng lượng từ ánh sáng
không sử dụng hết cho quá trình quang hợp trong khi cho phép phần lớn dải ánh
sáng quang hợp xuyên qua. Các nghiên cứu gia cho biết họ có thể làm được điều
này bằng cách sử dụng tế bào năng lượng mặt trời hữu cơ bởi vì những tế bào năng
lượng này cho phép các nghiên cứu gia điều chỉnh quang phổ ánh sáng mà tế bào
năng lượng hấp thụ - vì thế, các tế bào này có thể tập trung sử dụng hầu hết các
bước sóng ánh sáng dài mà cây không sử dụng. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa rõ
một nhà kính có thể thu được bao nhiêu năng lượng nếu sử dụng các tế bào năng
lượng mặt trời hữu cơ, bán trong suốt và có bước sóng chọn lọc.
Nhắm
đến vấn đề ấy, các nghiên cứu gia đã sử dụng một mô hình máy tính để ước tính
mức năng lượng mà một nhà kính có thể tạo ra nếu đặt các tế bào năng lượng mặt
trời hữu cơ bán trong suốt trên mái nhà – và liệu có thể đủ năng lượng để bù lại
năng lượng mà nhà kính ấy cần để hoạt động hiệu quả hay không. Mô hình này được
xây dựng để ước tính việc sử dụng năng lượng cho những nhà kính trồng cà chua ở
Arizona, North Carolina và Wisconsin.
Theo
các nghiên cứu gia, phần lớn việc tiêu tốn năng lượng ở các nhà kính là do quá
trình sưởi ấm và làm lạnh, vì thế mô hình của họ tập trung vào việc tính toán
lượng điện cần thiết để duy trì phạm vi nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của cà
chua. Mô hình này còn tính toán lượng điện mà một nhà kính sẽ tạo ra ở mỗi địa
điểm khi đặt pin năng lượng mặt trời lên mái nhà.
Mô
hình này phức tạp bởi vì phải có sự cân bằng giữa lượng điện mà các tế bào năng
lượng mặt trời tạo ra với lượng ánh sáng trong dải quang hợp cho phép các tế bào
năng lượng mặt trời xuyên qua.
Ở
Arizona và North Carolina, các nhà kính có thể hoạt động mà không cần đến nguồn
điện bên ngoài, trong khi chỉ chặn lần lượt 10% và 20% ánh sáng quang hợp. Ở
Wisconsin, các nhà kính không thể không lấy năng lượng từ bên ngoài khi sử dụng
các tế bào năng lượng mặt trời bán trong suốt – việc giữ ấm cho nhà kính vào mùa
đông cần quá nhiều năng lượng. Tuy nhiên, các tế bào năng lượng mặt trời có thể
đáp ứng đến 46% nhu cầu năng lượng của nhà kính.
AT (Eurekalert)