Poljoprivredni fotonapon (AV) je koncept razvijen 1980-ih koji kombinuje poljoprivredu i proizvodnju solarne energije na istom zemljištu. Praktičari uzgajaju useve ispod solarnih panela i mogu da kontrolišu količinu i talasnu dužinu svetlosti koja prolazi kroz fotosintezu. Svetlost koja nije potrebna za fotosintezu mogla bi da obezbedi proizvodnju čiste energije. U isto vreme, kada biljke fotosintezuju, one gube vodu transpiracijom. Gubitak vlage hladi vazduh i povećava efikasnost proizvodnje energije panela. To je vin-vin situacija – barem u teoriji.
Međutim, značajni izazovi sa kojima se suočava AV omeli su njegovo široko usvajanje. Hitno pitanje je kako AV tehnologija može maksimizirati produktivnost useva i proizvodnju energije dok minimizira gubitak vode biljaka i potrebe za navodnjavanjem. To je mnogo za tražiti na komadu zemlje.
U prethodnoj studiji, naučnici su tvrdili da uspešne AV instalacije mogu podeliti svetlost na talasne dužine koje su efikasne za proizvodnju energije ili fotosintezu, kao što je crvena za useve i plava za solarne panele. Nadovezujući se na ovaj rad, Gabriel Katul je razvio matematički okvir za kvantifikaciju kako pojedinačne biljke koriste različite talasne dužine svetlosti u fotosintezi. Studija, objavljena u Earth’s Future, nastojala je da otkrije kako bi kombinovanje fotonaponskih sistema sa poljoprivredom uticalo na nadzemnu biomasu, koju istraživači koriste za procenu prinosa useva.
Model je razmatrao pojedinačne biljke i uveo varijable, kao što je tolerancija na senku biljke, koje bi mogle uticati na njen rast pod fotonaponskom instalacijom. Okvir pretpostavlja da se resursi kao što je svetlost dobijaju na osnovu površine listova, ali da su troškovi disanja proporcionalni veličini biljke. Studija je takođe razmatrala kako solarni paneli menjaju mikroklimu i dostupnost svetlosti ispod svojih ćelija.
Pregledni članci naglašavaju da su usevi kandidati za AV tolerantni na senku i da imaju veliku nadzemnu površinu listova. Smanjena temperatura vazduha i veća vlažnost zemljišta pod fotonaponskim sistemima omogućavaju biljkama da alociraju više ugljenika u nadzemnu biomasu, što rezultira većom površinom listova. Ova osobina je uobičajena među biljkama tolerantnim na senku, što sugeriše da je veća verovatnoća da će veće lisnate useve kao što su rukola, kelj i paradajz biti uspešnije u AV postavkama.
Sledeći korak, kaže autor, je proširenje nalaza izvan pojedinačnih useva uzimajući u obzir faktore kao što je gustina gustine useva.
