Zöldinfó
Magyar tudósok: ebbe az irányba kell fordítani a napelemeket, a jobb teljesítményhez
Az ELTE kutatói a napraforgók fénymaximalizáló “viselkedését” vizsgálva arra jutottak, hogy a napelemtáblák akkor termelik a legtöbb energiát Magyarországon, ha nem délre, hanem a dőlésszögüktől függően kissé kelet felé tájolják azokat.
A napelemek teljesítménye leginkább attól függ, milyen szögben éri őket a napfény. Eddig úgy vélték, hogy a legtöbb energiát a földrajzi dél felé fordítva termelik, mivel a napfény ereje délben a legnagyobb. Az ELTE kutatói azonban arra jutottak, hogy Magyarországon a napelemtáblákat nem délre, hanem a dőlésszögüktől függően “többé-kevésbé” kelet felé kell tájolni, ami függőleges táblák esetén akár 5 százalékos energiatöbbletet is eredményezhet. E felismerésre a napraforgók vezették a kutatókat – olvasható az ELTE MTI-hez eljuttatott hétfői közleményében. A beszámoló szerint az már régóta ismert, hogy a napraforgók érett virágai kelet felé néznek. A jelenséget sokan sokféleképpen magyarázták az idők során, de egyik feltételezés sem nyert kísérleti bizonyítást. 2020-ban az ELTE kutatói elsőként vetették fel, hogy a virágzat keleti irányát a növény tenyészhelyének fényviszonyai okozhatják.
Horváth Gábor és munkatársai csillagászati, meteorológiai és növényfiziológiai adatok felhasználásával meghatározták az érett napraforgófej virágzata és hátoldala által elnyelt fényenergiát a virágképzés kezdete és a magok teljes érése között, és megállapították, ha a tenyészidőben a délutánok átlagban felhősebbek a délelőttöknél, akkor a keletre néző napraforgóvirágzat nyeli el a legtöbb fényenergiát.
Az energiatöbblet előnyökkel jár a napraforgó számára: serkenti a magok fejlődését, gyorsítja a virágzatra lecsapódott harmat reggeli elpárolgását, ami csökkenti a gombásodás veszélyét, és magához vonzza a délelőtt aktív beporzókat.
A kutatók következő kérdése az volt, vajon a napraforgóvirágok a földrajzi kelet felé, vagy a napkelte folyamatosan változó aktuális azimut irányába (a földrajzi északtól mért irányba) néznek. Azt találták, hogy a virágzatok átlagos azimutszöge megegyezik a földrajzi keleti iránnyal, és jelentősen eltér a helyi napkelte azimutszögétől. “A drónos vizsgálat azt is megmutatta, hogy a kutatók jó irányba indultak el, amikor környezetoptikai magyarázatot kerestek a jelenségre. A 14 vizsgált napraforgótábla közül ugyanis kettőben azt találták, hogy a virágzatok azimutiránya többé-kevésbé eltért a síkvidéki virágzatok keletre nézésétől” – írják, hozzátéve, hogy ezek a táblák domboldalon feküdtek, a dombos helyek fényviszonyai pedig eltérnek a síkvidékiekéitől, mivel egy domboldalt más szögekben ér a közvetlen napsugárzás, mint egy vízszintes területet. Emellett a kutatók azt találták, hogy a környező fák árnyéka is befolyásolja a virágzatok irányát.
Miután a kutatók számára bizonyítást nyert a napraforgók fénymaximalizáló viselkedése, azt kezdték el vizsgálni, vajon igaz lehet-e a napraforgókon tett megfigyelésük a napelemekre is. “Az északi féltekén a rögzített (tehát állandó dőlésű és azimutirányú) napelemtáblák hagyományosan dél felé néznek, mert az uralkodó vélemény szerint a déli irány biztosít maximális napenergiát. Azonban a napraforgókhoz hasonlóan a napelemek fénymaximalizálását is meghatározza a felhőzöttség délelőtt-délutáni eltérése” – fejtik ki.
A beszámoló szerint a napjárás csillagászati ismereteinek és az elmúlt évtizedre átlagolt meteorológiai fénysugárzásmérési adatoknak a felhasználásával az ELTE kutatói meghatározták, hogy egy rögzített napelem egységnyi felülete mennyi fényenergiát nyel el egy év alatt. A vizsgálatot három amerikai területre (a kentuckyi Boone megyére, Tennessee-re és Georgiára), valamint három európai régióra (Közép-Olaszországra, Közép-Magyarországra és Dél-Svédországra) terjesztették ki. Azt találták, hogy a napelemtáblák ideális iránya egyedül Dél-Svédországban a hagyományos földrajzi dél, mégpedig azért, mert ott a délelőttök és délutánok évi átlagban egyformán felhősek. A többi területen viszont megfelelőbb a napelemtáblákat kissé a földrajzi kelet felé fordítani, mivel ezekben a régiókban a délutánok éves átlagban felhősebben a délelőttöknél. Ebből az is következik, hogy azokon a területeken, ahol éves átlagban a délelőttök felhősebbek a délutánoknál, a napelemek ideális iránya kicsit nyugat felé fordul.
Zöldinfó
Hőhullámok miatt borulhat fel a békák ivararánya, veszélybe kerülhetnek a populációk
A klímaváltozás miatti ivarváltás gyorsíthatja a vadon élő állatok kihalását.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
A klímaváltozás miatti ivarváltás a korábban gondoltnál jóval összetettebb módon veszélyezteti a vadon élő állatok fennmaradását – derül ki a HUN-REN Agrártudományi Kutatóközpont (HUN-REN ATK) Növényvédelmi Intézetének legfrissebb tanulmányából, amely a Science Advances című folyóiratban jelent meg. A Bókony Veronika, a HUN-REN-ATK Növényvédelmi Intézetének kutatóprofesszora által vezetett kutatócsoport erdei békákon végzett többéves terepi megfigyelések, valamint kültéri és beltéri kísérletek segítségével vizsgálta a szokatlan hőmérsékletek és kémiai szennyező anyagok (például növényvédő szerek) hatására bekövetkező ivarváltást – olvasható az alternativenergia.hu közleményében. Ismert, hogy a szokatlan hőmérsékletek és a kémiai szennyező anyagok, például a növényvédő szerek, ivarváltást okozhatnak számos állatfajban, főleg a kétéltűek, hüllők és halak esetében. Például erdei békáknál a genetikailag nőstény egyedek hímekké fejlődhetnek, ha életük korai szakaszában hőhullám éri őket.
A vizsgálat kimutatta, hogy az ivarváltott egyedek teljes értékű hímekként képesek működni: a normál hímekhez hasonló hatékonysággal versengtek a párokért, termékenyítették meg a petéket, és hoztak létre életképes utódokat. A kutatók régóta gyanítják, hogy ennek a folyamatnak szerteágazó következményei lehetnek a biodiverzitásra nézve, de eddig nem volt egyértelmű, hogy az ivarváltott állatok sikeresen szaporodnak-e a természetben, és ezáltal hogyan befolyásolják a populációk túlélési esélyeit.
A kutatók megfigyeléseik során összehasonlították a normál és az ivarváltott hímeket a szaporodási siker számos összetevőjében, így a párokért való versengésben, a peték megtermékenyítésében és az utódaik életképességében. Azt is górcső alá vették, hogy az utódaik különböznek-e abban, hogy mennyire tudnak megbirkózni a hőstresszel és a vírusfertőzéssel.
“Reményteli, hogy az ivarváltott egyedek teljes értékű hímekként működnek. Ugyanolyan sikeresen versenyeztek más hímekkel, termékenyítették meg a petéket és hoztak létre életképes utódokat, mint a normál hímek. Ez pedig azt jelenti, hogy képesek hozzájárulni a jövő generációihoz, nem jelentenek evolúciós zsákutcát” – írták.
A tanulmány azonban számos hátrányt is feltárt. Bár az ivarváltott hímek képesek voltak a szaporodásra, a természetes populációkban sokkal kevesebb utódot nemzettek, mint amennyi a gyakoriságuk alapján várható lenne. A kísérletek arra utalnak, hogy ebben a nőstények válogatósságának lehet szerepe: az ivarváltott hímekkel párosodva csak a petéik egy részét rakják le, a többit pedig egy kívánatosabb partnernek tartogatják.
Mivel az ivarváltott hímek női nemi kromoszómákat örökítenek, minden utódjuk genetikailag nőstény. Ez előnyös lehet, mivel a klímamelegedés túl sok hímet termel, így a genetikailag nőstény utódok segíthetnek a kiegyensúlyozott ivararány helyreállításában. A kutatók azonban felfedezték, hogy ezek az utódok maguk is nagyobb valószínűséggel váltottak ivart hőhullám hatására, ami csökkenti a genetikailag nőstény utódok létrehozásának előnyét.
A vizsgálat egy további fontos eredménye a betegségekkel szembeni ellenállással kapcsolatos. Amikor az utódok ebihalként hőstresszt éltek át, majd később egy vírussal fertőzték meg őket, az ivarváltott hímek utódaiban jobban elszaporodott a kórokozó. Bár ez laboratóriumi körülmények között nem okozott magasabb halálozási arányt, a természetben az erősebb fertőzés csökkentheti a túlélést, mivel a vadon élő állatoknak egyszerre több környezeti terheléssel kell megküzdeniük.
A kutatók az eredményeket számítógépes modellbe építve elemezték a populációk sorsát folyamatos klímamelegedés mellett. Az egyre gyakoribbá váló hőhullámok miatt az várható, hogy az ivarváltás az ivararányok eltorzítása révén számos kis populációt a kihalás közelébe sodor néhány évtizeden belül. Amikor a modellhez hozzáadták az ivarváltott hímek csökkent szaporodási sikerét és utódaik fokozott sebezhetőségét, a kihalás várható ideje egy további évtizeddel közelebb került. A HUN-REN ATK közleménye szerint a kutatás rávilágít arra, hogy a klímaváltozás hatásai gyakran rejtett biológiai folyamatokon keresztül veszélyeztetik a fajok fennmaradását. Ezen mechanizmusok megértése elengedhetetlen a leginkább veszélyeztetett populációk azonosításához és a hatékony természetvédelmi stratégiák kidolgozásához.
-
Zöldinfó3 nap telt el a létrehozás ótaForradalmi változás jöhet az időjárás-előrejelzésben az új műholddal
-
Zöldinfó2 nap telt el a létrehozás ótaA rezsicsökkentés eltörlését és célzott kompenzációt sürget a Levegő Munkacsoport
-
Zöldinfó22 óra telt el a létrehozás ótaFurcsa szagú, barna anyag jelent meg a Dunában
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás ótaInverteres technológiával csökkentenék a lakóautók hűtési energiaigényét
-
Zöldinfó3 nap telt el a létrehozás óta40 fok fölé emelkedett a hőmérséklet, rekordaszály sújtotta Szlovéniát
