Lý Kiến Minh, Tôn Quốc Đào, v.v.Công nghệ kỹ thuật nông nghiệp trồng trọt trong nhà kính21/11/2022 17:42 Được đăng tải tại Bắc Kinh

Những năm gần đây, ngành công nghiệp nhà kính đã phát triển mạnh mẽ. Sự phát triển của nhà kính không chỉ cải thiện tỷ lệ sử dụng đất và năng suất nông sản mà còn giải quyết được vấn đề cung cấp rau quả trái mùa. Tuy nhiên, nhà kính cũng đang phải đối mặt với những thách thức chưa từng có. Các thiết bị, phương pháp sưởi ấm và hình thức cấu trúc hiện tại đã trở nên lỗi thời và cản trở sự phát triển. Cần khẩn cấp sử dụng vật liệu và thiết kế mới để thay đổi cấu trúc nhà kính, đồng thời cần khẩn cấp tìm kiếm các nguồn năng lượng mới để đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường và tăng sản lượng, thu nhập.

Bài viết này bàn về chủ đề “năng lượng mới, vật liệu mới, thiết kế mới nhằm hỗ trợ cuộc cách mạng mới trong ngành nhà kính”, bao gồm nghiên cứu và đổi mới năng lượng mặt trời, năng lượng sinh học, năng lượng địa nhiệt và các nguồn năng lượng mới khác trong nhà kính, nghiên cứu và ứng dụng các vật liệu mới cho lớp phủ, cách nhiệt, tường và các thiết bị khác, cũng như triển vọng và tư duy tương lai về năng lượng mới, vật liệu mới và thiết kế mới nhằm hỗ trợ cải cách nhà kính, từ đó cung cấp tài liệu tham khảo cho ngành.

Phát triển nông nghiệp nhà kính là yêu cầu chính trị và lựa chọn tất yếu để thực hiện tinh thần của các chỉ đạo quan trọng và quyết định của Chính phủ Trung ương. Năm 2020, tổng diện tích nông nghiệp nhà kính ở Trung Quốc sẽ đạt 2,8 triệu ha, giá trị sản lượng vượt quá 1 nghìn tỷ nhân dân tệ. Việc nâng cao năng lực sản xuất nhà kính bằng cách cải thiện hiệu suất chiếu sáng và cách nhiệt thông qua năng lượng mới, vật liệu mới và thiết kế nhà kính mới là một cách quan trọng. Sản xuất nhà kính truyền thống có nhiều nhược điểm, chẳng hạn như sử dụng than đá, dầu nhiên liệu và các nguồn năng lượng khác để sưởi ấm, dẫn đến lượng khí CO2 thải ra lớn, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, trong khi khí đốt tự nhiên, điện năng và các nguồn năng lượng khác làm tăng chi phí vận hành nhà kính. Vật liệu tích nhiệt truyền thống cho tường nhà kính chủ yếu là đất sét và gạch, tiêu tốn nhiều tài nguyên và gây thiệt hại nghiêm trọng đến tài nguyên đất. Hiệu quả sử dụng đất của nhà kính năng lượng mặt trời truyền thống với tường đất chỉ đạt 40% ~ 50%, và nhà kính thông thường có khả năng tích nhiệt kém, do đó không thể sản xuất rau ấm qua mùa đông ở miền Bắc Trung Quốc. Do đó, cốt lõi của việc thúc đẩy biến đổi khí hậu, hay nghiên cứu cơ bản, nằm ở thiết kế nhà kính, nghiên cứu và phát triển vật liệu mới và năng lượng mới. Bài viết này sẽ tập trung vào nghiên cứu và đổi mới các nguồn năng lượng mới trong nhà kính, tổng kết tình trạng nghiên cứu các nguồn năng lượng mới như năng lượng mặt trời, năng lượng sinh học, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và các vật liệu che phủ trong suốt mới, vật liệu cách nhiệt và vật liệu tường trong nhà kính, phân tích ứng dụng năng lượng mới và vật liệu mới trong xây dựng nhà kính mới, và dự đoán vai trò của chúng trong sự phát triển và chuyển đổi nhà kính trong tương lai.

Nghiên cứu và đổi mới nhà kính năng lượng mới

Các nguồn năng lượng xanh mới có tiềm năng ứng dụng lớn nhất trong nông nghiệp bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt và năng lượng sinh khối, hoặc việc sử dụng tổng hợp nhiều nguồn năng lượng mới khác nhau, nhằm đạt được hiệu quả sử dụng năng lượng bằng cách học hỏi từ những điểm mạnh của mỗi nguồn.

năng lượng/điện mặt trời

Công nghệ năng lượng mặt trời là một phương thức cung cấp năng lượng hiệu quả, bền vững và ít phát thải carbon, đồng thời là một thành phần quan trọng trong các ngành công nghiệp chiến lược mới nổi của Trung Quốc. Nó sẽ trở thành lựa chọn tất yếu cho quá trình chuyển đổi và nâng cấp cơ cấu năng lượng của Trung Quốc trong tương lai. Xét về khía cạnh sử dụng năng lượng, bản thân nhà kính là một công trình kiến ​​trúc để tận dụng năng lượng mặt trời. Thông qua hiệu ứng nhà kính, năng lượng mặt trời được thu thập trong nhà, nhiệt độ trong nhà kính tăng lên, cung cấp nhiệt lượng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Nguồn năng lượng chính cho quá trình quang hợp của cây trồng trong nhà kính là ánh sáng mặt trời trực tiếp, đây chính là sự tận dụng trực tiếp năng lượng mặt trời.

01 Phát điện quang điện để tạo nhiệt

Phát điện quang điện là công nghệ chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện dựa trên hiệu ứng quang điện. Yếu tố then chốt của công nghệ này là pin mặt trời. Khi năng lượng mặt trời chiếu vào dãy các tấm pin mặt trời mắc nối tiếp hoặc song song, các linh kiện bán dẫn sẽ chuyển đổi trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng điện. Công nghệ quang điện có thể chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện, lưu trữ điện năng thông qua pin và sưởi ấm nhà kính vào ban đêm, nhưng chi phí cao đã hạn chế sự phát triển hơn nữa của nó. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một thiết bị sưởi ấm bằng graphene quang điện, bao gồm các tấm quang điện linh hoạt, một máy điều khiển đảo chiều tích hợp, một pin lưu trữ và một thanh gia nhiệt graphene. Tùy thuộc vào chiều dài của hàng trồng, thanh gia nhiệt graphene được chôn dưới túi giá thể. Ban ngày, các tấm quang điện hấp thụ bức xạ mặt trời để tạo ra điện năng và lưu trữ trong pin lưu trữ, sau đó điện năng được giải phóng vào ban đêm cho thanh gia nhiệt graphene. Trong quá trình đo thực tế, chế độ điều khiển nhiệt độ được áp dụng là bắt đầu ở 17℃ và kết thúc ở 19℃. Khi vận hành vào ban đêm (20:00-08:00 ngày thứ hai) trong 8 giờ, mức tiêu thụ năng lượng để sưởi ấm một hàng cây là 1,24 kW·h, và nhiệt độ trung bình của túi giá thể vào ban đêm là 19,2℃, cao hơn 3,5 ~ 5,3℃ so với nhóm đối chứng. Phương pháp sưởi ấm này kết hợp với phát điện quang điện giải quyết được vấn đề tiêu thụ năng lượng cao và ô nhiễm cao trong việc sưởi ấm nhà kính vào mùa đông.

02 Chuyển đổi và sử dụng quang nhiệt

Chuyển đổi quang nhiệt mặt trời đề cập đến việc sử dụng bề mặt thu ánh sáng mặt trời đặc biệt được làm từ vật liệu chuyển đổi quang nhiệt để thu thập và hấp thụ càng nhiều năng lượng mặt trời chiếu vào càng tốt và chuyển đổi nó thành năng lượng nhiệt. So với các ứng dụng quang điện mặt trời, ứng dụng quang nhiệt mặt trời tăng cường khả năng hấp thụ dải hồng ngoại gần, do đó có hiệu suất sử dụng năng lượng mặt trời cao hơn, chi phí thấp hơn và công nghệ đã hoàn thiện, và là phương pháp sử dụng năng lượng mặt trời được sử dụng rộng rãi nhất.

Công nghệ chuyển đổi và sử dụng quang nhiệt tiên tiến nhất ở Trung Quốc là bộ thu năng lượng mặt trời, thành phần cốt lõi của nó là tấm hấp thụ nhiệt với lớp phủ hấp thụ chọn lọc, có khả năng chuyển đổi năng lượng bức xạ mặt trời đi qua tấm phủ thành năng lượng nhiệt và truyền đến môi chất hấp thụ nhiệt. Bộ thu năng lượng mặt trời có thể được chia thành hai loại dựa trên việc có khoảng chân không bên trong bộ thu hay không: bộ thu năng lượng mặt trời phẳng và bộ thu năng lượng mặt trời ống chân không; bộ thu năng lượng mặt trời tập trung và bộ thu năng lượng mặt trời không tập trung dựa trên việc bức xạ mặt trời tại cửa chiếu sáng có thay đổi hướng hay không; và bộ thu năng lượng mặt trời dạng lỏng và bộ thu năng lượng mặt trời dạng không khí dựa trên loại môi chất truyền nhiệt.

Việc sử dụng năng lượng mặt trời trong nhà kính chủ yếu được thực hiện thông qua nhiều loại thiết bị thu năng lượng mặt trời khác nhau. Đại học Ibn Zor ở Ma-rốc đã phát triển hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời chủ động (ASHS) để sưởi ấm nhà kính, có thể tăng tổng sản lượng cà chua lên 55% vào mùa đông. Đại học Nông nghiệp Trung Quốc đã thiết kế và phát triển một hệ thống thu và xả nhiệt bằng quạt làm mát bề mặt, với khả năng thu nhiệt từ 390,6 đến 693,0 MJ, và đưa ra ý tưởng tách quá trình thu nhiệt khỏi quá trình lưu trữ nhiệt bằng bơm nhiệt. Đại học Bari ở Ý đã phát triển hệ thống sưởi ấm đa năng cho nhà kính, bao gồm hệ thống năng lượng mặt trời và bơm nhiệt không khí-nước, có thể tăng nhiệt độ không khí lên 3,6% và nhiệt độ đất lên 92%. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một loại thiết bị thu nhiệt mặt trời chủ động với góc nghiêng thay đổi được cho nhà kính năng lượng mặt trời, và một thiết bị lưu trữ nhiệt hỗ trợ cho bể nước trong nhà kính bất kể thời tiết. Công nghệ thu nhiệt mặt trời chủ động với góc nghiêng thay đổi được đã khắc phục được những hạn chế của thiết bị thu nhiệt nhà kính truyền thống, chẳng hạn như khả năng thu nhiệt hạn chế, che khuất và chiếm dụng đất canh tác. Bằng cách sử dụng cấu trúc nhà kính đặc biệt của nhà kính năng lượng mặt trời, không gian không trồng trọt của nhà kính được tận dụng tối đa, giúp nâng cao đáng kể hiệu quả sử dụng không gian nhà kính. Trong điều kiện nắng điển hình, hệ thống thu nhiệt mặt trời chủ động với độ nghiêng thay đổi đạt 1,9 MJ/(m2h), hiệu suất sử dụng năng lượng đạt 85,1% và tỷ lệ tiết kiệm năng lượng là 77%. Trong công nghệ lưu trữ nhiệt nhà kính, cấu trúc lưu trữ nhiệt đa pha được thiết lập, dung lượng lưu trữ nhiệt của thiết bị lưu trữ nhiệt được tăng lên và việc giải phóng nhiệt chậm từ thiết bị được thực hiện, nhằm mục đích sử dụng hiệu quả nhiệt lượng thu được từ thiết bị thu nhiệt mặt trời của nhà kính.

năng lượng sinh khối

Một cấu trúc cơ sở mới được xây dựng bằng cách kết hợp thiết bị sản xuất nhiệt sinh khối với nhà kính, và các nguyên liệu sinh khối như phân lợn, bã nấm và rơm được ủ để tạo nhiệt, và năng lượng nhiệt được tạo ra được cung cấp trực tiếp cho nhà kính [5]. So với nhà kính không có bể gia nhiệt lên men sinh khối, nhà kính có hệ thống sưởi có thể tăng nhiệt độ mặt đất trong nhà kính một cách hiệu quả và duy trì nhiệt độ thích hợp cho rễ cây trồng trong đất trong điều kiện khí hậu bình thường vào mùa đông. Lấy ví dụ một nhà kính cách nhiệt không đối xứng một lớp có nhịp 17m và chiều dài 30m, thêm 8m chất thải nông nghiệp (rơm cà chua và phân lợn trộn lẫn) vào bể lên men trong nhà để lên men tự nhiên mà không cần đảo đống có thể làm tăng nhiệt độ trung bình hàng ngày của nhà kính lên 4,2℃ vào mùa đông, và nhiệt độ tối thiểu trung bình hàng ngày có thể đạt 4,6℃.

Sử dụng năng lượng từ quá trình lên men có kiểm soát sinh khối là một phương pháp lên men sử dụng các thiết bị để kiểm soát quá trình lên men nhằm nhanh chóng thu được và sử dụng hiệu quả năng lượng nhiệt sinh khối và phân bón khí CO2, trong đó thông gió và độ ẩm là các yếu tố chính để điều chỉnh nhiệt lượng và sản sinh khí của sinh khối. Trong điều kiện thông gió, các vi sinh vật hiếu khí trong đống lên men sử dụng oxy cho các hoạt động sống, một phần năng lượng tạo ra được sử dụng cho các hoạt động sống của chúng, và một phần năng lượng được giải phóng vào môi trường dưới dạng nhiệt năng, có lợi cho việc tăng nhiệt độ môi trường. Nước tham gia vào toàn bộ quá trình lên men, cung cấp các chất dinh dưỡng hòa tan cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật, đồng thời giải phóng nhiệt lượng của đống lên men dưới dạng hơi nước thông qua nước, do đó làm giảm nhiệt độ của đống lên men, kéo dài tuổi thọ của vi sinh vật và tăng nhiệt độ tổng thể của đống lên men. Việc lắp đặt thiết bị lọc rơm trong bể lên men có thể làm tăng nhiệt độ trong nhà lên 3 ~ 5℃ vào mùa đông, tăng cường quá trình quang hợp của cây và tăng năng suất cà chua lên 29,6%.

Năng lượng địa nhiệt

Trung Quốc rất giàu tài nguyên địa nhiệt. Hiện nay, phương pháp phổ biến nhất để các cơ sở nông nghiệp sử dụng năng lượng địa nhiệt là sử dụng bơm nhiệt nguồn đất, có thể chuyển đổi từ năng lượng nhiệt cấp thấp sang năng lượng nhiệt cấp cao bằng cách đưa vào một lượng nhỏ năng lượng cấp cao (như điện năng). Khác với các biện pháp sưởi ấm nhà kính truyền thống, hệ thống sưởi bằng bơm nhiệt nguồn đất không chỉ đạt được hiệu quả sưởi ấm đáng kể mà còn có khả năng làm mát và giảm độ ẩm trong nhà kính. Nghiên cứu ứng dụng bơm nhiệt nguồn đất trong lĩnh vực xây dựng nhà ở đã khá hoàn thiện. Bộ phận cốt lõi ảnh hưởng đến khả năng sưởi ấm và làm mát của bơm nhiệt nguồn đất là mô-đun trao đổi nhiệt ngầm, chủ yếu bao gồm các đường ống chôn ngầm, giếng ngầm, v.v. Làm thế nào để thiết kế một hệ thống trao đổi nhiệt ngầm cân bằng giữa chi phí và hiệu quả luôn là trọng tâm nghiên cứu của phần này. Đồng thời, sự thay đổi nhiệt độ của lớp đất ngầm trong quá trình ứng dụng bơm nhiệt nguồn đất cũng ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng của hệ thống bơm nhiệt. Việc sử dụng bơm nhiệt nguồn đất để làm mát nhà kính vào mùa hè và tích trữ năng lượng nhiệt trong lớp đất sâu có thể làm giảm sự giảm nhiệt độ của lớp đất ngầm và cải thiện hiệu suất sản xuất nhiệt của bơm nhiệt nguồn đất vào mùa đông.

Hiện nay, trong nghiên cứu về hiệu suất và hiệu quả của bơm nhiệt nguồn đất, thông qua dữ liệu thực nghiệm thực tế, mô hình số được thiết lập bằng phần mềm như TOUGH2 và TRNSYS, và kết luận rằng hiệu suất sưởi ấm và hệ số hiệu suất (COP) của bơm nhiệt nguồn đất có thể đạt 3.0 ~ 4.5, cho thấy hiệu quả làm mát và sưởi ấm tốt. Trong nghiên cứu về chiến lược vận hành của hệ thống bơm nhiệt, Fu Yunzhun và cộng sự nhận thấy rằng so với lưu lượng phía tải, lưu lượng phía nguồn đất có tác động lớn hơn đến hiệu suất của thiết bị và hiệu suất truyền nhiệt của đường ống ngầm. Trong điều kiện cài đặt lưu lượng, giá trị COP tối đa của thiết bị có thể đạt 4.17 bằng cách áp dụng phương án vận hành 2 giờ và dừng 2 giờ; Shi Huixian và cộng sự đã áp dụng chế độ vận hành gián đoạn của hệ thống làm mát bằng nước dự trữ. Vào mùa hè, khi nhiệt độ cao, COP của toàn bộ hệ thống cung cấp năng lượng có thể đạt 3.80.

Công nghệ lưu trữ nhiệt sâu trong đất trong nhà kính

Hệ thống lưu trữ nhiệt sâu trong đất nhà kính còn được gọi là “ngân hàng lưu trữ nhiệt” trong nhà kính. Thiệt hại do lạnh vào mùa đông và nhiệt độ cao vào mùa hè là những trở ngại chính đối với sản xuất trong nhà kính. Dựa trên khả năng lưu trữ nhiệt mạnh mẽ của đất sâu, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một thiết bị lưu trữ nhiệt sâu dưới lòng đất cho nhà kính. Thiết bị này là một đường ống truyền nhiệt song song hai lớp được chôn ở độ sâu 1,5～2,5m dưới lòng đất trong nhà kính, với một cửa hút khí ở phía trên nhà kính và một cửa thoát khí ở dưới mặt đất. Khi nhiệt độ trong nhà kính cao, không khí bên trong được bơm cưỡng bức xuống đất bằng quạt để thực hiện việc lưu trữ nhiệt và giảm nhiệt độ. Khi nhiệt độ trong nhà kính thấp, nhiệt được lấy từ đất để làm ấm nhà kính. Kết quả sản xuất và ứng dụng cho thấy thiết bị này có thể tăng nhiệt độ nhà kính lên 2,3℃ vào ban đêm mùa đông, giảm nhiệt độ bên trong xuống 2,6℃ vào ban ngày mùa hè và tăng năng suất cà chua lên 1500kg trên diện tích 667 m².²Thiết bị này tận dụng tối đa đặc tính “ấm áp vào mùa đông và mát mẻ vào mùa hè” cũng như “nhiệt độ ổn định” của đất sâu dưới lòng đất, cung cấp “ngân hàng năng lượng dự trữ” cho nhà kính và liên tục hoàn thành các chức năng hỗ trợ làm mát và sưởi ấm cho nhà kính.

Phối hợp đa năng lượng

Việc sử dụng hai hoặc nhiều loại năng lượng để sưởi ấm nhà kính có thể khắc phục hiệu quả những nhược điểm của việc sử dụng một loại năng lượng duy nhất, và phát huy hiệu ứng cộng hưởng của nguyên tắc “một cộng một lớn hơn hai”. Sự hợp tác bổ sung giữa năng lượng địa nhiệt và năng lượng mặt trời là một điểm nóng nghiên cứu về việc sử dụng năng lượng mới trong sản xuất nông nghiệp những năm gần đây. Emmi và cộng sự đã nghiên cứu một hệ thống năng lượng đa nguồn (Hình 1), được trang bị bộ thu năng lượng mặt trời lai quang điện-nhiệt. So với hệ thống bơm nhiệt không khí-nước thông thường, hiệu suất năng lượng của hệ thống năng lượng đa nguồn được cải thiện từ 16% đến 25%. Zheng và cộng sự đã phát triển một loại hệ thống lưu trữ nhiệt kết hợp mới giữa năng lượng mặt trời và bơm nhiệt nguồn đất. Hệ thống thu năng lượng mặt trời có thể thực hiện lưu trữ nhiệt theo mùa chất lượng cao, tức là sưởi ấm chất lượng cao vào mùa đông và làm mát chất lượng cao vào mùa hè. Bộ trao đổi nhiệt ống chôn ngầm và bể chứa nhiệt gián đoạn đều có thể hoạt động tốt trong hệ thống, và giá trị COP của hệ thống có thể đạt 6,96.

Kết hợp với năng lượng mặt trời, phương án này nhằm mục đích giảm tiêu thụ điện lưới và tăng cường tính ổn định của nguồn cung cấp điện mặt trời trong nhà kính. Wan Ya và cộng sự đã đề xuất một phương án công nghệ điều khiển thông minh mới, kết hợp sản xuất điện mặt trời với điện lưới để sưởi ấm nhà kính, có thể sử dụng năng lượng quang điện khi có ánh sáng và chuyển đổi thành điện lưới khi không có ánh sáng, giảm đáng kể tỷ lệ thiếu hụt điện năng và giảm chi phí kinh tế mà không cần sử dụng pin.

Năng lượng mặt trời, năng lượng sinh khối và năng lượng điện có thể kết hợp để sưởi ấm nhà kính, đồng thời đạt được hiệu suất sưởi ấm cao. Zhang Liangrui và cộng sự đã kết hợp hệ thống thu nhiệt bằng ống chân không năng lượng mặt trời với bể chứa nước tích nhiệt điện. Hệ thống sưởi ấm nhà kính này có sự thoải mái về nhiệt độ tốt, và hiệu suất sưởi ấm trung bình của hệ thống là 68,70%. Bể chứa nước tích nhiệt điện là thiết bị tích trữ nước nóng sinh khối có gia nhiệt bằng điện. Nhiệt độ thấp nhất của nước đầu vào ở đầu gia nhiệt được thiết lập, và chiến lược vận hành của hệ thống được xác định theo nhiệt độ nước tích trữ của phần thu nhiệt mặt trời và phần tích trữ nhiệt sinh khối, nhằm đạt được nhiệt độ sưởi ấm ổn định ở đầu gia nhiệt và tiết kiệm tối đa năng lượng điện và vật liệu sinh khối.

Nghiên cứu và ứng dụng đột phá các vật liệu nhà kính mới

Với sự mở rộng diện tích nhà kính, những nhược điểm khi sử dụng các vật liệu nhà kính truyền thống như gạch và đất ngày càng bộc lộ rõ. Do đó, để nâng cao hơn nữa hiệu suất nhiệt của nhà kính và đáp ứng nhu cầu phát triển của nhà kính hiện đại, nhiều nghiên cứu và ứng dụng các vật liệu che phủ trong suốt, vật liệu cách nhiệt và vật liệu tường mới đang được thực hiện.

Nghiên cứu và ứng dụng các vật liệu phủ trong suốt mới

Các loại vật liệu che phủ trong suốt cho nhà kính chủ yếu bao gồm màng nhựa, kính, tấm năng lượng mặt trời và tấm quang điện, trong đó màng nhựa có phạm vi ứng dụng rộng nhất. Màng PE truyền thống dùng trong nhà kính có nhược điểm là tuổi thọ ngắn, không phân hủy và chỉ có một chức năng duy nhất. Hiện nay, nhiều loại màng chức năng mới đã được phát triển bằng cách thêm các chất phụ gia hoặc lớp phủ chức năng.

Màng chuyển đổi ánh sáng:Màng chuyển đổi ánh sáng thay đổi các đặc tính quang học của màng bằng cách sử dụng các chất chuyển đổi ánh sáng như đất hiếm và vật liệu nano, và có thể chuyển đổi vùng ánh sáng cực tím thành ánh sáng đỏ cam và ánh sáng xanh tím cần thiết cho quá trình quang hợp của cây trồng, do đó làm tăng năng suất cây trồng và giảm tác hại của tia cực tím đối với cây trồng và màng nhà kính trong nhà kính nhựa. Ví dụ, màng nhà kính dải rộng từ tím sang đỏ với chất chuyển đổi ánh sáng VTR-660 có thể cải thiện đáng kể độ truyền tia hồng ngoại khi được sử dụng trong nhà kính, và so với nhà kính đối chứng, năng suất cà chua trên mỗi hecta, hàm lượng vitamin C và lycopene tăng đáng kể lần lượt là 25,71%, 11,11% và 33,04%. Tuy nhiên, hiện tại, tuổi thọ, khả năng phân hủy và chi phí của màng chuyển đổi ánh sáng mới này vẫn cần được nghiên cứu thêm.

Kính vỡ vụnKính tán xạ trong nhà kính sử dụng công nghệ chống phản xạ và hoa văn đặc biệt trên bề mặt kính, giúp tối đa hóa ánh sáng mặt trời thành ánh sáng tán xạ chiếu vào nhà kính, cải thiện hiệu quả quang hợp của cây trồng và tăng năng suất. Kính tán xạ biến ánh sáng chiếu vào nhà kính thành ánh sáng tán xạ thông qua các hoa văn đặc biệt, giúp ánh sáng tán xạ được chiếu đều hơn vào nhà kính, loại bỏ ảnh hưởng của bóng đổ từ khung kính. So với kính nổi thông thường và kính nổi siêu trắng, tiêu chuẩn truyền sáng của kính tán xạ là 91,5%, còn kính nổi thông thường là 88%. Cứ mỗi 1% tăng truyền sáng bên trong nhà kính, năng suất có thể tăng khoảng 3%, đồng thời hàm lượng đường hòa tan và vitamin C trong rau quả cũng tăng lên. Kính tán xạ trong nhà kính được phủ lớp bảo vệ trước rồi mới tôi nhiệt, tỷ lệ tự vỡ cao hơn tiêu chuẩn quốc gia, đạt 2‰.

Nghiên cứu và ứng dụng các vật liệu cách nhiệt mới

Các vật liệu cách nhiệt truyền thống trong nhà kính chủ yếu bao gồm chiếu rơm, chăn giấy, chăn cách nhiệt bằng nỉ kim, v.v., chủ yếu được sử dụng để cách nhiệt bên trong và bên ngoài mái nhà, cách nhiệt tường và cách nhiệt cho một số thiết bị tích trữ và thu nhiệt. Hầu hết chúng đều có nhược điểm là giảm hiệu suất cách nhiệt do độ ẩm bên trong sau thời gian sử dụng lâu dài. Do đó, có nhiều ứng dụng của các vật liệu cách nhiệt cao cấp mới, trong đó chăn cách nhiệt mới, thiết bị tích trữ và thu nhiệt là trọng tâm nghiên cứu.

Các vật liệu cách nhiệt mới thường được tạo ra bằng cách xử lý và phối trộn các vật liệu chống thấm nước và chống lão hóa bề mặt như màng dệt và nỉ phủ với các vật liệu cách nhiệt mềm mịn như bông phun phủ, len cashmere và bông ngọc trai. Một loại chăn cách nhiệt bằng màng dệt phủ bông phun phủ đã được thử nghiệm ở Đông Bắc Trung Quốc. Kết quả cho thấy, việc thêm 500g bông phun phủ có hiệu quả cách nhiệt tương đương với chăn cách nhiệt bằng nỉ đen 4500g trên thị trường. Trong cùng điều kiện, hiệu quả cách nhiệt của 700g bông phun phủ được cải thiện từ 1 đến 2℃ so với chăn cách nhiệt bằng 500g bông phun phủ. Đồng thời, các nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng, so với các loại chăn cách nhiệt thông dụng trên thị trường, hiệu quả cách nhiệt của chăn cách nhiệt bằng bông phun phủ và len cashmere tốt hơn, với tỷ lệ cách nhiệt lần lượt là 84,0% và 83,3%. Khi nhiệt độ ngoài trời thấp nhất là -24,4℃, nhiệt độ trong nhà có thể đạt lần lượt là 5,4 và 4,2℃. So với chăn cách nhiệt bằng rơm đơn lớp, chăn cách nhiệt composite mới có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, hệ số cách nhiệt cao, khả năng chống thấm nước và lão hóa tốt, có thể được sử dụng như một loại vật liệu cách nhiệt hiệu quả cao mới cho nhà kính năng lượng mặt trời.

Đồng thời, theo nghiên cứu về vật liệu cách nhiệt cho các thiết bị thu gom và lưu trữ nhiệt trong nhà kính, người ta cũng phát hiện ra rằng khi có cùng độ dày, vật liệu cách nhiệt composite nhiều lớp có hiệu suất cách nhiệt tốt hơn so với vật liệu đơn lớp. Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Li Jianming từ Đại học Nông Lâm Tây Bắc đã thiết kế và thử nghiệm 22 loại vật liệu cách nhiệt cho thiết bị trữ nước trong nhà kính, chẳng hạn như tấm hút chân không, aerogel và bông cao su, và đo các đặc tính nhiệt của chúng. Kết quả cho thấy vật liệu cách nhiệt composite gồm lớp phủ cách nhiệt 80mm + aerogel + bông cao su-nhựa có thể giảm sự thất thoát nhiệt xuống 0,367MJ/đơn vị thời gian so với bông cao su-nhựa 80mm, và hệ số truyền nhiệt của nó là 0,283W/(m2·k) khi độ dày của lớp cách nhiệt kết hợp là 100mm.

Vật liệu chuyển pha là một trong những điểm nóng trong nghiên cứu vật liệu nhà kính. Đại học Nông Lâm Tây Bắc đã phát triển hai loại thiết bị lưu trữ vật liệu chuyển pha: thứ nhất là hộp lưu trữ làm bằng polyethylene đen, có kích thước 50cm×30cm×14cm (chiều dài×chiều cao×độ dày) và được chứa đầy vật liệu chuyển pha, có khả năng lưu trữ và giải phóng nhiệt; thứ hai, một loại tấm tường chuyển pha mới đã được phát triển. Tấm tường chuyển pha bao gồm vật liệu chuyển pha, tấm nhôm, tấm nhôm-nhựa và hợp kim nhôm. Vật liệu chuyển pha được đặt ở vị trí trung tâm nhất của tấm tường, có kích thước 200mm×200mm×50mm. Nó là chất rắn dạng bột trước và sau khi chuyển pha, và không có hiện tượng nóng chảy hoặc chảy. Bốn mặt của vật liệu chuyển pha lần lượt là tấm nhôm và tấm nhôm-nhựa. Thiết bị này có thể thực hiện chức năng chủ yếu lưu trữ nhiệt vào ban ngày và chủ yếu giải phóng nhiệt vào ban đêm.

Do đó, việc sử dụng vật liệu cách nhiệt đơn lẻ gặp một số vấn đề, chẳng hạn như hiệu suất cách nhiệt thấp, tổn thất nhiệt lớn, thời gian lưu trữ nhiệt ngắn, v.v. Vì vậy, việc sử dụng vật liệu cách nhiệt hỗn hợp làm lớp cách nhiệt và lớp phủ cách nhiệt trong nhà và ngoài trời của thiết bị lưu trữ nhiệt có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất cách nhiệt của nhà kính, giảm tổn thất nhiệt của nhà kính, và do đó đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng.

Nghiên cứu và ứng dụng tường mới

Là một loại kết cấu bao che, tường đóng vai trò là rào cản quan trọng trong việc chống lạnh và giữ nhiệt cho nhà kính. Theo vật liệu và cấu trúc tường, việc xây dựng tường phía bắc của nhà kính có thể chia thành ba loại: tường một lớp làm bằng đất sét, gạch, v.v., và tường phía bắc nhiều lớp làm bằng gạch đất sét, gạch khối, tấm xốp polystyrene, v.v., với khả năng tích trữ nhiệt bên trong và cách nhiệt bên ngoài. Hầu hết các loại tường này đều tốn nhiều thời gian và công sức; do đó, trong những năm gần đây, nhiều loại tường mới đã xuất hiện, dễ xây dựng và phù hợp với việc lắp ráp nhanh chóng.

Sự xuất hiện của các loại tường lắp ghép kiểu mới thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của nhà kính lắp ghép, bao gồm cả các loại tường composite kiểu mới với vật liệu bề mặt chống thấm và chống lão hóa bên ngoài, cũng như các vật liệu như nỉ, bông ngọc trai, bông vũ trụ, bông thủy tinh hoặc bông tái chế làm lớp cách nhiệt, ví dụ như tường lắp ghép linh hoạt bằng bông phun liên kết ở Tân Cương. Ngoài ra, các nghiên cứu khác cũng đã báo cáo về tường phía bắc của nhà kính lắp ghép có lớp tích trữ nhiệt, chẳng hạn như gạch trộn vữa vỏ trấu ở Tân Cương. Trong cùng điều kiện môi trường bên ngoài, khi nhiệt độ ngoài trời thấp nhất là -20,8℃, nhiệt độ trong nhà kính năng lượng mặt trời có tường composite trộn vữa vỏ trấu là 7,5℃, trong khi nhiệt độ trong nhà kính năng lượng mặt trời có tường gạch bê tông là 3,2℃. Thời gian thu hoạch cà chua trong nhà kính gạch có thể được đẩy nhanh hơn 16 ngày, và năng suất của mỗi nhà kính có thể tăng 18,4%.

Đội ngũ kỹ sư của Đại học Nông Lâm Tây Bắc đã đề xuất ý tưởng thiết kế sử dụng rơm, đất, nước, đá và vật liệu chuyển pha để tạo thành các mô-đun cách nhiệt và lưu trữ nhiệt từ góc độ ánh sáng và thiết kế tường đơn giản, từ đó thúc đẩy nghiên cứu ứng dụng của tường lắp ghép mô-đun. Ví dụ, so với nhà kính tường gạch thông thường, nhiệt độ trung bình trong nhà kính cao hơn 4,0℃ vào một ngày nắng điển hình. Ba loại mô-đun xi măng chuyển pha vô cơ, được làm từ vật liệu chuyển pha (PCM) và xi măng, đã tích lũy nhiệt lượng lần lượt là 74,5, 88,0 và 95,1 MJ/m².³và tỏa ra lượng nhiệt lần lượt là 59,8, 67,8 và 84,2 MJ/m².³Tương ứng, chúng có chức năng "cắt đỉnh" vào ban ngày, "lấp đầy đáy" vào ban đêm, hấp thụ nhiệt vào mùa hè và tỏa nhiệt vào mùa đông.

Những bức tường mới này được lắp ráp tại chỗ, với thời gian thi công ngắn và tuổi thọ cao, tạo điều kiện cho việc xây dựng nhà kính tiền chế nhẹ, đơn giản và lắp ráp nhanh chóng, đồng thời có thể thúc đẩy mạnh mẽ cải cách cấu trúc nhà kính. Tuy nhiên, loại tường này vẫn còn một số nhược điểm, ví dụ như tường chăn cách nhiệt bằng bông phun có hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời nhưng thiếu khả năng lưu trữ nhiệt, và vật liệu xây dựng thay đổi pha có vấn đề về chi phí sử dụng cao. Trong tương lai, cần tăng cường nghiên cứu ứng dụng tường lắp ghép.

Năng lượng mới, vật liệu mới và thiết kế mới giúp cấu trúc nhà kính thay đổi.

Nghiên cứu và đổi mới năng lượng mới và vật liệu mới tạo nền tảng cho sự đổi mới thiết kế nhà kính. Nhà kính năng lượng mặt trời tiết kiệm năng lượng và nhà kính mái vòm là hai loại nhà kính lớn nhất trong sản xuất nông nghiệp của Trung Quốc, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội Trung Quốc, những nhược điểm của hai loại công trình này ngày càng bộc lộ rõ. Thứ nhất, diện tích chiếm dụng nhỏ và mức độ cơ giới hóa thấp; Thứ hai, nhà kính năng lượng mặt trời tiết kiệm năng lượng có khả năng cách nhiệt tốt, nhưng diện tích sử dụng đất thấp, tương đương với việc thay thế năng lượng nhà kính bằng đất. Nhà kính mái vòm thông thường không chỉ có diện tích nhỏ mà còn có khả năng cách nhiệt kém. Mặc dù nhà kính nhiều nhịp có diện tích lớn, nhưng khả năng cách nhiệt kém và tiêu thụ năng lượng cao. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển cấu trúc nhà kính phù hợp với trình độ kinh tế xã hội hiện nay của Trung Quốc là vô cùng cần thiết, và nghiên cứu và phát triển năng lượng mới và vật liệu mới sẽ giúp thay đổi cấu trúc nhà kính và tạo ra nhiều mô hình hoặc cấu trúc nhà kính sáng tạo.

Nghiên cứu đột phá về nhà kính sản xuất bia có khẩu độ lớn, bất đối xứng và kiểm soát nước.

Nhà kính nấu bia có khẩu độ lớn, bất đối xứng, điều khiển bằng nước (bằng sáng chế số: ZL 201220391214.2) dựa trên nguyên lý nhà kính ánh sáng mặt trời, thay đổi cấu trúc đối xứng của nhà kính nhựa thông thường, tăng khẩu độ phía nam, tăng diện tích chiếu sáng của mái phía nam, giảm khẩu độ phía bắc và giảm diện tích tản nhiệt, với khẩu độ từ 18 đến 24m và chiều cao đỉnh mái từ 6 đến 7m. Thông qua cải tiến thiết kế, cấu trúc không gian đã được tăng cường đáng kể. Đồng thời, các vấn đề về thiếu nhiệt trong nhà kính vào mùa đông và khả năng cách nhiệt kém của các vật liệu cách nhiệt thông thường được giải quyết bằng cách sử dụng công nghệ mới về nhiệt nấu bia sinh khối và vật liệu cách nhiệt. Kết quả sản xuất và nghiên cứu cho thấy nhà kính trồng bia có khẩu độ lớn, hình dạng bất đối xứng, điều khiển bằng nước, với nhiệt độ trung bình 11,7℃ vào những ngày nắng và 10,8℃ vào những ngày nhiều mây, có thể đáp ứng nhu cầu sinh trưởng của cây trồng trong mùa đông. Chi phí xây dựng nhà kính giảm 39,6% và tỷ lệ sử dụng đất tăng hơn 30% so với nhà kính tường gạch polystyrene, do đó rất phù hợp để phổ biến và ứng dụng rộng rãi hơn tại lưu vực sông Hoàng Hà, Trung Quốc.

Nhà kính lắp ráp sẵn

Nhà kính năng lượng mặt trời lắp ghép sử dụng cột và khung mái làm kết cấu chịu lực, vật liệu tường chủ yếu là vật liệu cách nhiệt, thay vì chịu lực và tích trữ, giải phóng nhiệt thụ động. Cụ thể: (1) Tường lắp ghép kiểu mới được hình thành bằng cách kết hợp nhiều vật liệu khác nhau như màng phủ hoặc tấm thép màu, khối rơm, chăn cách nhiệt mềm dẻo, khối vữa, v.v.; (2) Tấm tường composite được làm từ tấm xi măng-tấm xốp-tấm xi măng đúc sẵn; (3) Vật liệu cách nhiệt lắp ghép nhẹ và đơn giản với hệ thống tích trữ, giải phóng nhiệt chủ động và hệ thống hút ẩm, chẳng hạn như thùng nhựa vuông tích nhiệt và ống dẫn tích nhiệt. Việc sử dụng các vật liệu cách nhiệt và vật liệu tích trữ nhiệt mới khác nhau thay vì tường đất truyền thống để xây dựng nhà kính năng lượng mặt trời giúp tiết kiệm không gian và giảm thiểu công trình xây dựng. Kết quả thí nghiệm cho thấy nhiệt độ trong nhà kính vào ban đêm mùa đông cao hơn 4,5℃ so với nhà kính tường gạch truyền thống, và độ dày của tường sau là 166mm. So với nhà kính tường gạch dày 600mm, diện tích tường chiếm dụng giảm 72%, và chi phí trên mỗi mét vuông là 334,5 nhân dân tệ, thấp hơn 157,2 nhân dân tệ so với nhà kính tường gạch, và chi phí xây dựng giảm đáng kể. Do đó, nhà kính lắp ghép có ưu điểm là ít phá hủy đất canh tác, tiết kiệm đất, tốc độ xây dựng nhanh và tuổi thọ cao, và đây là hướng đi quan trọng cho sự đổi mới và phát triển của nhà kính năng lượng mặt trời hiện nay và trong tương lai.

Nhà kính trượt lấy ánh sáng mặt trời

Nhà kính năng lượng mặt trời tiết kiệm năng lượng lắp ráp từ ván trượt do Đại học Nông nghiệp Thẩm Dương phát triển sử dụng bức tường phía sau của nhà kính để tạo thành hệ thống lưu trữ nhiệt bằng tường tuần hoàn nước nhằm tích trữ nhiệt và nâng cao nhiệt độ, chủ yếu bao gồm một bể chứa (32m³).³), một tấm thu ánh sáng (360m)²Nhà kính bao gồm một máy bơm nước, một đường ống nước và một bộ điều khiển. Lớp cách nhiệt linh hoạt ở phía trên được thay thế bằng vật liệu tấm thép màu len đá nhẹ mới. Nghiên cứu cho thấy thiết kế này giải quyết hiệu quả vấn đề mái hiên chắn sáng và tăng diện tích chiếu sáng vào nhà kính. Góc chiếu sáng của nhà kính là 41,5°, cao hơn gần 16° so với nhà kính đối chứng, do đó cải thiện hiệu suất chiếu sáng. Nhiệt độ bên trong phân bố đồng đều, cây trồng phát triển tốt. Nhà kính có ưu điểm là nâng cao hiệu quả sử dụng đất, thiết kế kích thước nhà kính linh hoạt và rút ngắn thời gian xây dựng, có ý nghĩa rất lớn trong việc bảo vệ tài nguyên đất canh tác và môi trường.

Nhà kính quang điện

Nhà kính nông nghiệp là loại nhà kính tích hợp hệ thống phát điện quang điện mặt trời, điều khiển nhiệt độ thông minh và công nghệ trồng trọt hiện đại. Nó sử dụng khung thép chắc chắn và được phủ các tấm pin quang điện mặt trời để đảm bảo đáp ứng nhu cầu chiếu sáng của các tấm pin và toàn bộ nhà kính. Dòng điện một chiều do năng lượng mặt trời tạo ra trực tiếp bổ sung ánh sáng cho nhà kính, hỗ trợ hoạt động bình thường của các thiết bị trong nhà kính, cung cấp nước tưới, tăng nhiệt độ nhà kính và thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của cây trồng. Các tấm pin quang điện theo cách này sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả chiếu sáng của mái nhà kính, từ đó ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của rau trong nhà kính. Do đó, việc bố trí hợp lý các tấm pin quang điện trên mái nhà kính trở thành điểm mấu chốt trong ứng dụng. Nhà kính nông nghiệp là sản phẩm của sự kết hợp hữu cơ giữa nông nghiệp du lịch và làm vườn công nghệ cao, là một ngành công nghiệp nông nghiệp đổi mới tích hợp phát điện quang điện, du lịch nông nghiệp, cây trồng, công nghệ nông nghiệp, cảnh quan và phát triển văn hóa.

Thiết kế sáng tạo của nhóm nhà kính với sự tương tác năng lượng giữa các loại nhà kính khác nhau.

Guo Wenzhong, một nhà nghiên cứu tại Học viện Khoa học Nông nghiệp và Lâm nghiệp Bắc Kinh, sử dụng phương pháp truyền nhiệt giữa các nhà kính để thu gom năng lượng nhiệt còn lại trong một hoặc nhiều nhà kính nhằm sưởi ấm các nhà kính khác. Phương pháp sưởi ấm này giúp truyền năng lượng nhà kính theo thời gian và không gian, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng nhiệt còn lại và giảm tổng lượng năng lượng tiêu thụ để sưởi ấm. Hai loại nhà kính có thể khác loại hoặc cùng loại để trồng các loại cây trồng khác nhau, ví dụ như nhà kính trồng rau diếp và cà chua. Các phương pháp thu nhiệt chủ yếu bao gồm trích nhiệt từ không khí bên trong và trực tiếp thu bức xạ mặt trời. Thông qua thu năng lượng mặt trời, đối lưu cưỡng bức bằng bộ trao đổi nhiệt và hút nhiệt cưỡng bức bằng bơm nhiệt, nhiệt lượng dư thừa trong nhà kính năng lượng cao được trích xuất để sưởi ấm nhà kính.

tóm tắt

Các nhà kính năng lượng mặt trời kiểu mới này có ưu điểm là lắp ráp nhanh chóng, thời gian xây dựng được rút ngắn và tỷ lệ sử dụng đất được cải thiện. Do đó, cần phải tiếp tục nghiên cứu hiệu quả hoạt động của các nhà kính kiểu mới này ở các khu vực khác nhau, và tạo điều kiện cho việc phổ biến và ứng dụng rộng rãi các nhà kính kiểu mới. Đồng thời, cần phải liên tục tăng cường ứng dụng năng lượng mới và vật liệu mới trong nhà kính, để tạo động lực cho sự cải cách cấu trúc của ngành nhà kính.

Triển vọng và suy nghĩ trong tương lai

Nhà kính truyền thống thường có một số nhược điểm, chẳng hạn như tiêu thụ năng lượng cao, tỷ lệ sử dụng đất thấp, tốn thời gian và nhân công, hiệu suất kém, v.v., không còn đáp ứng được nhu cầu sản xuất của nền nông nghiệp hiện đại và chắc chắn sẽ dần bị loại bỏ. Do đó, việc sử dụng các nguồn năng lượng mới như năng lượng mặt trời, năng lượng sinh học, năng lượng địa nhiệt và năng lượng gió, các vật liệu ứng dụng nhà kính mới và thiết kế mới là xu hướng phát triển nhằm thúc đẩy sự thay đổi cấu trúc của nhà kính. Trước hết, nhà kính mới sử dụng năng lượng và vật liệu mới không chỉ cần đáp ứng nhu cầu vận hành cơ giới hóa mà còn phải tiết kiệm năng lượng, đất đai và chi phí. Thứ hai, cần liên tục nghiên cứu hiệu suất của nhà kính mới trong các lĩnh vực khác nhau, để tạo điều kiện cho việc phổ biến nhà kính trên quy mô lớn. Trong tương lai, chúng ta cần tiếp tục tìm kiếm các nguồn năng lượng và vật liệu mới phù hợp cho ứng dụng nhà kính, và tìm ra sự kết hợp tốt nhất giữa năng lượng, vật liệu và nhà kính, để có thể xây dựng nhà kính mới với chi phí thấp, thời gian thi công ngắn, tiêu thụ năng lượng thấp và hiệu suất vượt trội, góp phần thay đổi cấu trúc nhà kính và thúc đẩy sự phát triển hiện đại hóa nhà kính ở Trung Quốc.

Mặc dù việc ứng dụng năng lượng mới, vật liệu mới và thiết kế mới trong xây dựng nhà kính là một xu hướng tất yếu, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu và khắc phục: (1) Chi phí xây dựng tăng cao. So với phương pháp sưởi ấm truyền thống bằng than đá, khí đốt tự nhiên hoặc dầu mỏ, việc ứng dụng năng lượng mới và vật liệu mới thân thiện với môi trường và không gây ô nhiễm, nhưng chi phí xây dựng tăng lên đáng kể, ảnh hưởng nhất định đến khả năng thu hồi vốn đầu tư sản xuất và vận hành. So với việc sử dụng năng lượng, chi phí vật liệu mới sẽ tăng lên đáng kể. (2) Sử dụng năng lượng nhiệt không ổn định. Ưu điểm lớn nhất của việc sử dụng năng lượng mới là chi phí vận hành thấp và lượng khí thải carbon dioxide thấp, nhưng nguồn cung cấp năng lượng và nhiệt không ổn định, và những ngày nhiều mây trở thành yếu tố hạn chế lớn nhất trong việc sử dụng năng lượng mặt trời. Trong quá trình sản xuất nhiệt sinh khối bằng phương pháp lên men, việc sử dụng hiệu quả năng lượng này bị hạn chế bởi các vấn đề về năng lượng nhiệt lên men thấp, khó quản lý và kiểm soát, và không gian lưu trữ lớn cho việc vận chuyển nguyên liệu thô. (3) Độ chín muồi của công nghệ. Những công nghệ được sử dụng bởi năng lượng mới và vật liệu mới này là những thành tựu nghiên cứu và công nghệ tiên tiến, và lĩnh vực và phạm vi ứng dụng của chúng vẫn còn khá hạn chế. Họ chưa trải qua nhiều lần, nhiều địa điểm và kiểm chứng thực tiễn quy mô lớn, và chắc chắn sẽ có một số thiếu sót và nội dung kỹ thuật cần được cải thiện trong ứng dụng. Người dùng thường phủ nhận sự tiến bộ của công nghệ vì những thiếu sót nhỏ. (4) Tỷ lệ thâm nhập công nghệ thấp. Ứng dụng rộng rãi một thành tựu khoa học và công nghệ đòi hỏi một mức độ phổ biến nhất định. Hiện nay, năng lượng mới, công nghệ mới và công nghệ thiết kế nhà kính mới đều nằm trong nhóm các trung tâm nghiên cứu khoa học tại các trường đại học có khả năng đổi mới nhất định, và hầu hết những người có nhu cầu kỹ thuật hoặc nhà thiết kế vẫn chưa biết; Đồng thời, việc phổ biến và ứng dụng các công nghệ mới vẫn còn khá hạn chế vì thiết bị cốt lõi của các công nghệ mới được cấp bằng sáng chế. (5) Cần tăng cường hơn nữa sự tích hợp giữa năng lượng mới, vật liệu mới và thiết kế cấu trúc nhà kính. Bởi vì năng lượng, vật liệu và thiết kế cấu trúc nhà kính thuộc ba lĩnh vực khác nhau, những người có kinh nghiệm thiết kế nhà kính thường thiếu nghiên cứu về năng lượng và vật liệu liên quan đến nhà kính, và ngược lại; Do đó, các nhà nghiên cứu liên quan đến nghiên cứu năng lượng và vật liệu cần tăng cường điều tra và tìm hiểu nhu cầu thực tế của sự phát triển ngành công nghiệp nhà kính, và các nhà thiết kế kết cấu cũng nên nghiên cứu vật liệu mới và năng lượng mới để thúc đẩy sự tích hợp sâu rộng của ba mối quan hệ này, nhằm đạt được mục tiêu công nghệ nghiên cứu nhà kính thực tiễn, chi phí xây dựng thấp và hiệu quả sử dụng tốt. Trên cơ sở các vấn đề nêu trên, đề xuất rằng nhà nước, chính quyền địa phương và các trung tâm nghiên cứu khoa học nên đẩy mạnh nghiên cứu kỹ thuật, tiến hành nghiên cứu chung chuyên sâu, tăng cường tuyên truyền các thành tựu khoa học và công nghệ, nâng cao khả năng phổ biến các thành tựu, và nhanh chóng hiện thực hóa mục tiêu năng lượng mới và vật liệu mới để hỗ trợ sự phát triển mới của ngành công nghiệp nhà kính.

Thông tin được trích dẫn

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin. Năng lượng mới, vật liệu mới và thiết kế mới giúp cuộc cách mạng mới của nhà kính [J]. Rau quả, 2022, (10): 1-8.