[1] Một phòng thí nghiệm ngoài trời là một sân thượng xanh mát rộng lớn được lắp đặt đủ loại cảm biến. Từ đầu, phó giáo sư Jennifer Bousselot có ý định biến hệ thống điện mặt trời trở thành một khu rừng trên nóc tòa nhà. Hệt như bóng râm của những cây cao chót vót giúp bảo vệ bụi cây khỏi sự gay gắt của mặt trời, các tấm pin mặt trời cũng có thể hỗ trợ thực vật phát triển. Xa hơn, bà mong muốn thử nghiệm một phương pháp giúp trồng thêm lương thực trong bối cảnh dân số đô thị ngày càng tăng, mà vẫn tiết kiệm nước, tạo ra năng lượng sạch.
[2] Kết quả thật đáng ngạc nhiên. Dữ liệu ban đầu cho thấy rằng trồng trọt dưới các tấm pin năng lượng sử dụng lượng nước chỉ bằng một phần ba so với trồng trọt trên tầng thượng thông thường; vì cây trồng được che bóng nên ít bốc hơi nước hơn (Các cảm biến dưới các tấm pin mặt trời đo nhiệt độ không khí cũng như nhiệt độ và độ ẩm của đất). Ngay cả khi nước bay hơi, các tấm pin mặt trời cũng được hưởng lợi. Các tấm pin sẽ giảm hiệu quả hoạt động khi chúng nóng lên. Về cơ bản, cây cối và đất đang “đổ mồ hôi” hơi nước lên các tấm pin, làm mát chúng và giữ cho chúng không bị quá nóng. Hệ thống này còn hoạt động hiệu quả hơn nữa có thể còn hiệu quả hơn nữa nếu nó có khả năng trữ nước mưa, chẳng hạn như trong các bể chứa.
[3] Tất nhiên mô hình trồng này sẽ khiến cây trồng tiếp xúc với nhiều gió hơn và phải chịu đựng nhiệt độ cao trên nóc nhà nhưng những thí nghiệm ban đầu cho thấy chúng vẫn có thể sinh trưởng mạnh mẽ phần lớn nhờ vào bóng râm của các tấm pin. “Năm ngoái, chúng tôi phát hiện ra rằng ớt đậu trái rất nhiều trên tầng thượng, khi ấy là mùa thu hoạch đầu tiên của chúng tôi”, bà Bousselot cho biết. “Chúng có hệ thống rễ yếu và không hợp với điều kiện dinh dưỡng cao. Nhưng chúng phát triển mạnh ở nhiệt độ cao.”
[5] Các nhà khoa học hiện đang thử nghiệm trồng các loại cây cỏ khác nhưng không dưới các tấm pin mặt trời. Việc trồng đa dạng các loài thực vật sẽ giúp khu vườn rực rỡ màu sắc, thu hút các loại côn trùng thụ phấn khác nhau, như ong và chim ruồi. Bướm đêm có xu hướng bay về phía những bông hoa màu trắng vì chúng dễ quan sát thấy màu này nhất vào ban đêm và cuối cùng trở thành loài thụ phấn hiệu quả hơn ta hằng tưởng.
[6] Do đó, nhóm nghiên cứu cho rằng mục tiêu của hệ thống trồng trọt dưới các tấm pin mặt trời nơi tầng thượng không chỉ là tạo ra điện và cung cấp lương thực cho người dân đô thị mà còn củng cố hệ sinh thái bản địa. Không khó để chúng ta thấy những con diều hâu khổng lồ đang đậu trên mép tầng cao nhất. Bà Bousselot nói. “Nơi đây nằm dọc theo sông South Platte, con sông chảy qua Denver. Với vị trí này, chúng tôi có thể thử nghiệm xem liệu tầng thượng xanh có thể trở thành hòn đảo sinh thái trong không gian đô thị hay không.”
[7] Nói cách khác: Thay vì là những không gian rộng lớn, im lìm, chứa đầy các tấm pin vô hồn; những nóc nhà xanh tươi có thể đóng vai trò là hành lang, giúp các loài chim chóc và côn trùng thụ phấn di chuyển quanh thành phố. Khi đó, hệ thống nông nghiệp trên sân thượng có thể hỗ trợ tất cả các hệ thống thực phẩm, hệ thống năng lượng và hệ sinh thái cùng một lúc.
[8] Nghiên cứu này đóng vai trò thử nghiệm quan trọng trong bối cảnh nhiều người đang có ý tưởng trồng cây bên dưới những tấm pin. Cũng tại Colorado, Jack’s Solar Garden là cơ sở nghiên cứu hoạt động thương mại lớn nhất ở Hoa Kỳ về lĩnh vực trồng trọt mới này, một lĩnh vực theo họ là tích hợp nông nghiệp với năng lượng mặt trời.
Chỉ với diện tích vài mẫu Anh, đơn vị này trồng nông sản địa phương, sản xuất đủ điện để cung cấp năng lượng cho 300 ngôi nhà và là nơi tiếp đón các nhà nghiên cứu từ nhiều tổ chức riêng biệt đến tham khảo.
[9] Nếu được mở rộng, đây sẽ là một mô hình trồng trọt hấp dẫn ở các vùng đất nông nghiệp khô cằn trên khắp Colorado và sa mạc Tây Nam. Người dân luôn trong tình trạng thiếu nước và ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy hoạt động trồng trọt dưới những tấm pin có thể giúp khắc phục điều này.