Agricultura 4.0: Sera inteligentă, independentă energetic și complet automatizată, cu absorbție selectivă a radiației solare, care transformă agricultorul într-un din muncitor într-un observator în fața monitorului de calculator, este rezultatul proiectului GETICA, dezvoltat de o echipă comună de cercetare de la Universitatea Politehnica Timișoara (UPT) și Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Electrochimie și Materie Condensată – INCEMC Timișoara.
Prototipul realizat de echipa de proiect la sediul INCEMC Timișoara, la scară redusă, e format din celule fotovoltaice transparente, o serie de senzori care măsoară condițiile din seră, un program dedicat care reglează automat parametrii și este complet funcțional.
Proiectul GETICA își propune să dezvolte și să valideze un prototip autonom energetic al unei sere complet automatizate, bazată pe celule sensibilizate cu colorant (DSSC), o noutate pe plan mondial. Ca parte importantă a strategiei Agriculture 4.0, agrivoltaicele pot obține beneficii sinergice prin creșterea plantelor agricole sub panouri solare înclinate.
Principalele limitări ale integrării în seră se referă la faptul că celulele fotovoltaice clasice nu transmit lumina soarelui și formează o regiune de umbră permanentă, care are efecte negative asupra producției agricole, reducând creșterea plantelor sau cantitatea de biomasă.
Procesul simplu de fabricație, costul scăzut de producție, flexibilitatea la scalare, simplitatea și sensibilitatea redusă la nivelul de lumină, dar în principal variația culorii și transparența celulei solare sensibilizate (DSSC), din a treia generație de celule PV, sunt caracteristici esențiale care ar putea face din aceste celule candidatul ideal pentru utilizarea lor în sere. După cum declară reprezentanți din cadrul proiectului, până în acest moment pe plan mondial nu s-au utilizat DSSC în sere pentru creșterea plantelor și economisirea energiei.
Echipa de proiect propune manipularea radiațiilor solare folosind DSSC-uri pe bază de colorant UV pentru protejarea celulelor și a ADN-ul împotriva radiațiilor UV, precum și a radicalilor liberi, care să prevină deteriorarea celulară, respectiv colorantul IR pentru reducerea temperaturii aerului din seră, ceea ce duce la o creștere a producției vegetale. Mai mult, se va căuta reducerea costului de producție a serei folosind imprimarea 3D a acoperișurilor modulare și a DSSC pe bază de coloranți comerciali ieftini, obținându-se de asemenea o întreținere cu costuri reduse, datorită aportul de energie electrice colectate. Un alt avantaj este scăderea consumului de apă utilizată în irigații. În acest context, proiectul GETICA și-a propus să demonstreze sustenabilitatea economică a acestei sere inteligente bazată pe DSSC în agricultura reală.
După cum declară coordonatorii proiectului, CȘ I dr. Marinela Miclău, director al INCEMC Timișoara și prof.dr.ing. Aurel Gontean de la Universitatea Politehnica Timișoara, în perioada următoare se va urmări, timp de un an, evoluția plantelor din sera inteligentă, re vor realiza eventuale reglaje, după care se va putea trece la dezvoltarea proiectului la scară mai mare.