Inovasi Panel Surya yang dapat Menumbuhkan Sayuran di Padang Pasir

Berita Baru, Arab Saudi – Inovasi panel surya yang dapat menumbuhkan dan merawat sayuran bayam dengan menarik uap air dari udara dapat menawarkan strategi berbiaya rendah untuk menghasilkan tanaman di padang pasir.

Dilansir dari Dailymail.co.uk pada 7 Maret, sebuah sistem baru, yang disebut WEC2P, terdiri dari panel surya yang dilapisi dengan hidrogel atau sejenis polimer yang “cinta” air menurut para peneliti.

Panel surya berlapis hidrogel dipasang di atas kotak logam besar yang mengubah uap air dari udara menjadi air cair untuk menanam tanaman.

Selama dua minggu cuaca panas musim panas lalu, para peneliti mampu menanam bayam dengan tingkat kelangsungan hidup tanaman 95 persen.

Menurut para ahli, teknologi ini menawarkan “strategi berkelanjutan dan berbiaya rendah” untuk meningkatkan ketahanan pangan dan air.

Ini digambarkan sebagai ‘biaya rendah’ karena hidrogel menggunakan bahan semurah $ 1 (Rp. 14.500) per kilogram, meskipun biaya gabungan untuk membangun dan menerapkan sistem seperti itu akan jauh lebih banyak.

Selain mendorong pertumbuhan tanaman, memanen uap air dari udara juga dapat menyediakan air minum yang bersih.

“Sebagian kecil dari populasi dunia masih tidak memiliki akses ke air bersih atau listrik hijau, dan banyak dari mereka tinggal di daerah pedesaan dengan iklim kering atau semi-kering,” kata penulis senior Peng Wang, seorang profesor ilmu lingkungan dan teknik. di Universitas Sains dan Teknologi Raja Abdullah (KAUST) di Thuwal, Arab Saudi.

“Desain kami membuat air keluar dari udara menggunakan energi bersih yang akan terbuang sia-sia dan cocok untuk pertanian skala kecil yang terdesentralisasi di tempat-tempat terpencil seperti gurun dan pulau-pulau samudera.”

Terlebih lagi, teknologi ini mengatasi masalah yang sedikit diketahui dengan panel surya teknologi ini memanfaatkan energi dari sinar matahari yang sebenarnya tidak dapat digunakan oleh panel surya.

Panel surya komersial biasanya dapat mengubah kurang dari seperempat sinar matahari yang diserap menjadi listrik, sedangkan sisa radiasi hilang sebagai panas atau memanaskan panel, yang pada gilirannya mengurangi efisiensinya.

Karena panel surya kurang efisien untuk setiap kenaikan suhu, masalah pembuangan panas menjadi lebih akut di lingkungan yang panas, seperti gurun Arab.

Sayangnya, upaya pendinginan panel surya dengan teknik konvensional, termasuk pendinginan atau penyejuk udara, cenderung terlalu banyak menghabiskan energi.

Beberapa tahun yang lalu tim Wang mulai melihat konsep penggunaan hidrogel sebagai jaringan tiga dimensi dari polimer ‘hidrofilik’ (suka air) yang tidak larut dalam air, untuk mengatasi masalah ini.

Sifat hidrogel yang menarik adalah kemampuannya untuk melekat pada banyak permukaan, termasuk bagian bawah panel surya.

Pada tahun 2020, mereka melaporkan bahwa hidrogel mereka dapat membebaskan air yang cukup untuk mengurangi suhu panel sebesar 18°F (10°C).

Sejak itu, mereka mengalihkan perhatian mereka untuk memanfaatkan air ini, seperti bercocok tanam di padang pasir.

Sementara hidrogel menyedot uap air dari lingkungan, kelebihan panas dari panel yang mendorong air yang diserap keluar dari hidrogel.

Selama musim panas dan musim dingin, gel dapat menyerap air dari udara malam yang lembab dan kemudian melepaskan cairan saat suhu siang hari meningkat.

Tim melakukan uji tumbuh tanaman dengan menggunakan WEC2P di Arab Saudi selama dua minggu Juni lalu, ketika cuaca sangat panas.

Mereka menggunakan air yang dikumpulkan dari udara untuk mengairi 60 benih kangkung yang ditanam dalam kotak plastik tanam.

Selama percobaan, panel surya, dengan ukuran yang mirip dengan bagian atas meja siswa, menghasilkan total 1.519 watt-jam listrik.

Lima puluh tujuh dari 60 benih bayam berhasil bertunas dan tumbuh normal hingga tujuh inci (18cm).

Secara total, sekitar 2 liter air dikondensasikan dari hidrogel selama periode dua minggu.

Untuk mengubah desain proof-of-concept menjadi produk yang sebenarnya, tim berencana untuk membuat hidrogel yang lebih baik yang dapat menyerap lebih banyak air dari udara.

“Tujuan kami adalah untuk menciptakan sistem terpadu energi bersih, air, dan produksi makanan, terutama bagian penciptaan air dalam desain kami,” kata Wang.

Salah satu masalah potensial dengan sistem ini adalah bergantung pada tingkat kelembaban yang tinggi, ketika ada banyak uap air di udara sekitar dan mungkin tidak cukup efektif di iklim yang sangat kering.

“Kinerja dan lebih jauh lagi biaya sistem harus ditingkatkan lebih jauh dan signifikan sebelum dapat dibuat menarik secara ekonomi,” kata Wang kepada MailOnline.

Studi ini telah diterbitkan dalam jurnal Cell Reports Physical Science.