更环保的温室有望提供更节能的生长动力

欧洲的商业温室正在测试新的能源和水效率技术，以支持绿色转型

在西班牙东南部的阿尔梅里亚省，农民每年在被称为阿尔梅里亚温室之海的地方种植约250万至350万吨水果和蔬菜。在这个地区，温室绵延不绝，占地40000多公顷（400平方公里）

这在一定程度上要归功于这种生产，整个非洲大陆的消费者可以全年享用黄瓜、西红柿和甜瓜等食物。但有一个问题，这些温室在能源或水的使用方面并不总是非常可持续的

Serena Danesi是瑞士苏黎世能源系统与流体工程研究所（IEFE）的研究助理。她专注于热能工程和热回收，在过去的四年里，她一直领导着TheGreefa项目，该项目获得了欧盟的资助，旨在开发一种新的、更节能、更环保的温室温度和湿度控制系统

如果欧洲想要实现其气候目标，并为可持续粮食生产制定标准——这是欧盟2020年通过的“农场到餐桌”战略中设定的目标——那么提高温室农业的可持续性将是一个关键问题

Danesi说：“如果我们想全年都吃黄瓜、西红柿和西瓜，我们需要意识到它们的种植消耗了大量的能源和水。”

气候控制

气候条件的变化以及对作物生长环境进行更多控制的需求导致了欧洲商业温室种植的迅速扩张

据估计，2018年，欧洲约有210000公顷（2100平方公里）的温室，其中西班牙（70000公顷）、意大利（42800公顷）、法国、荷兰以及中欧和东欧的温室密度特别高

然而，温室的能源需求因位置而异。TheGreefa汇集了来自意大利、法国、德国、西班牙、瑞士、波兰和突尼斯的研究人员，调查他们提出的系统在不同气候区的表现

Danesi说：“中欧的温室需要供暖，因为那里很冷。另一方面，在西班牙，它们在夏天需要制冷。”。“所以欧洲不同地区有不同的问题。”

除了温度，湿度控制也是一个问题。当水在一个被称为“蒸腾”的过程中从植物中蒸发时，湿度水平会上升，并可能变得危险地高。高湿度会导致真菌病害，很容易传播和破坏作物。此外，如果湿度太高，植物将无法正常散发，并会死亡

TheGreefa研究人员提出的巧妙解决方案允许温室所有者利用植物自然释放的水分来产生热量。它还可以从多余的湿度中回收纯水，从而节省水和能源。

盐溶液吸收温室中任何增加的水分，在此过程中通过热化学反应释放热量

Danesi说：“我们可以同时对空气进行除湿并产生热量。”

另一个好处是，这种吸收过程消除了通风的需要，大大减少了需要打开窗户以去除多余水分时损失的热量

一旦盐溶液吸收了尽可能多的水，就可以使用剩余太阳能产生的低热量进行再生。这将盐和水分离，使盐溶液可以随时储存并在需要时重复使用

盐溶液产生的脱水效果也可用于干燥草药和水果等新鲜农产品，以延长其保质期。因为它在低温下工作，所以气味和味道等品质保持不变

该技术在瑞士和突尼斯的温室中进行了测试。在瑞士，重点是供暖和季节性储存，而在南部国家，重点是能源效率和水回收

Danesi说：“我们现在正在评估结果，我们看到了一些节能效果。”。“在瑞士温室中，我们的系统将热能需求降低了50%。”

尽管这项技术在商业温室中的广泛应用前景广阔，但仍有一段路要走。目前，试点测试将在小规模环境中继续进行，然后再进行更大规模的测试

农业采用太阳能

温室可以变得更可持续的另一种方式是利用这些结构占据大片沐浴在阳光下的事实。这使得温室在利用阳光产生清洁电力方面处于独特的地位

然而，一个挑战是太阳能电池板往往是不透明的，所以它们不能放在作物上，否则这些作物就不会生长。这是电气工程师Nick Kanopoulos决定在一个为期三年、由欧盟资助的名为PanePowerSW的项目中承担的挑战，该项目于2021年结束。

Kanopoulos是位于希腊塞萨洛尼基的初创公司Brite Solar的首席执行官，该公司专门从事下一代太阳能技术

他说：“我们想建造一个适合农业的太阳能电池板，这样在同一块土地上，我们就可以同时生产作物和能源，而不会相互阻碍。”

Kanopoulos和他的团队开发了一种涂有纳米材料的太阳能电池板，这种纳米材料吸收太阳光紫外线范围内的光粒子，对光伏电池板或生长中的植物都没有用。然后，它在可见光谱的红色和蓝色范围内重新传输它们，这对两者都有用

因此，可见光能够穿过面板，同时促进电力生产和光合作用，使该技术成为温室的理想选择

清洁能源效益

该团队在希腊、西班牙、美国和新加坡的温室以及德国、法国、荷兰和罗马尼亚的露天种植中测试了这些面板。对不同的作物进行了测试，包括西红柿、蓝莓、观赏花和梨树。他们的研究结果表明，农民可以通过在种植作物的同时产生清洁能源来显著减少二氧化碳足迹

除了农民能够生产自己的能源外，创新的温室结构还提供了更多优势。它收集雨水用于农作物，并提供抵御恶劣天气的保护。它还减少了水的蒸发，导致灌溉所需的水量大幅下降，约为20%-40%

Kanopoulos的团队目前正在希腊扩建工厂，以实现太阳能玻璃生产的自动化和加速。他说，有了这家工厂，该公司将能够将纳米涂层应用与太阳能电池板组装结合在一条生产线上

这将帮助他们接触到更多的客户，包括小型和大型农民，以使农业部门更具可持续性

Kanopoulos说：“我们认为，这项技术的广泛使用将在很大程度上使农业脱碳，并有助于可持续的粮食生产。” More information:

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