中國(guó)農(nóng)科院在植物工廠太陽(yáng)光譜利用研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所設(shè)施植物環(huán)境工程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在植物工廠太陽(yáng)能多光譜高效轉(zhuǎn)換研究方面取得新進(jìn)展。

該研究提出了太陽(yáng)能分頻導(dǎo)光-光熱協(xié)同轉(zhuǎn)換的植物光譜互補(bǔ)方法，建立了多波長(zhǎng)尺度下光與物質(zhì)相互作用的理論模型，對(duì)進(jìn)一步降低植物工廠能耗具有重要的意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在《能源轉(zhuǎn)換與管理(Energy Conversion and Management)》上。

圖片來(lái)源：中國(guó)農(nóng)科院環(huán)發(fā)所

將太陽(yáng)光傳導(dǎo)照明技術(shù)應(yīng)用于植物工廠，可大大降低植物工廠的光源能耗。然而太陽(yáng)光中只有部分可見(jiàn)光能直接參與作物光合反應(yīng)過(guò)程，剩余光譜則會(huì)引起植物工廠內(nèi)環(huán)境溫度的升高，增加空調(diào)的制冷能耗。

該研究團(tuán)隊(duì)提出了一種應(yīng)用于植物工廠的光譜、光強(qiáng)協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)在為植物傳導(dǎo)光合光譜的同時(shí)，也可將非光合有效輻射光譜轉(zhuǎn)換為熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，系統(tǒng)導(dǎo)光與轉(zhuǎn)能的總效率超五成。同時(shí)，為了更好的匹配植物工廠光電需求，該研究將進(jìn)一步與光伏、溫差發(fā)電等技術(shù)相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)低能耗和可持續(xù)的植物工廠發(fā)展開(kāi)辟新路。

該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市科技計(jì)劃等項(xiàng)目資助。