植物工厂节能和环境控制方法研究现状与展望OA

随着全球人口增长和城市化进程的加快,传统农业面临挑战,植物工厂作为一种新兴的农业模式,具有高效利用资源、自动化程度高、病虫害少等优势。然而,解决其高能耗问题成为研究的热点。针对植物工厂的能耗结构,综述相关节能方法,涵盖照明补光系统、暖通空调设备、立面结构设计和气流组织优化4个方面的节能措施。此外,环境控制方法对解决植物工厂能耗问题、保障作物生长具有重要意义,故而重点综述环境控制算法的应用,包括基于机理模型的控制、模糊控制、解耦控制和其他智能控制方法,并讨论这些控制技术存在的问题和潜力。最后对植物工厂具体的节能措施和环境控制算法改进提出展望,具体包括优化LED补光系统的光谱调控、光周期控制及废热处理,结合地源热泵等技术提升暖通空调设备能效,采用智能材料与可再生能源整合优化立面结构设计,通过流体动力学模拟优化气流组织以及融合多类控制算法提升环境参数系统调控能力与泛化性,期望为降低植物工厂能耗、优化环境控制提供切实可行的思路。