廣東開發溫室NSS技術實現作物和能源聯產

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近日，廣東省農業科學院設施農業研究所設施農業新技術團隊在提高溫室環境調控能力和太陽能全光譜高效利用方面取得新進展，他們開發一種應用于溫室覆蓋層的納米流體光譜分頻（NSS）技術，以實現作物和能源的聯產。相關研究論文發表于Energy。

論文第一作者、廣東省農業科學院設施農業研究所博士袁余表示，該研究基于NSS技術，既能為植物生長提供適宜環境，降低了炎熱季節溫室內溫度，又收集了熱量可以再利用，實現了太陽能全光譜高效利用，為發展農-光-熱兼容互補模式提供了新思路。

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納米流體作為溫室光譜分頻覆蓋層示意圖。設施農業新技術團隊 供圖

“萬物生長靠太陽”，溫室自身就是直接利用太陽能的農業建筑設施。太陽光譜分布范圍非常寬，而作為光信號調節植物生長的光譜占總太陽光譜的很少一部分。溫室在不通風開窗情況下，夏季溫室內的溫度最高能達到55℃以上。因此，如何有效利用植物作用光譜能量用于植物生長，而收集引起溫室效應的熱作用光譜輻射能量進行再利用，對減少溫室能源消耗和提高太陽能利用效率具有重大意義。

研究團隊開發一種應用于溫室覆蓋層的NSS技術，以實現作物和能源的聯產。NSS是由厚度為10 mm、體積分數為0.005 vol%的ATO-WO3納米流體作為流動層，在雙層透明中空結構內循環，流體的流量為400 L/h。

為了研究NSS在溫室中的應用效果以及植物的生長響應，進行了植物栽培試驗和系統光熱試驗，并對NSS的能量分析和性能評估進行了驗證。結果表明，NSS能夠很好地透過植物光合有效輻射而吸收近紅外輻射，保證設施植物正常生長的同時又降低了溫室降溫能耗，且產生的熱能為溫室日常運行提供能源。

該研究拓寬了納米流體在溫室中的應用，是提高溫室太陽能全光譜利用的一種有效方法。

上述研究得到北京市科技計劃項目、國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金項目、廣東省農業科學院協同創新中心項目、廣東省農業科學院創新基金項目（華南設施大棚小氣候熱質傳遞機理及調控優化研究）、國家重點研發項目等項目的共同資助。