近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所设施植物环境工程创新团队，与同济大学机械与能源工程学院制冷与热工程研究所，共同提出了太阳能分频导光-光伏光热协同转换的植物光谱互补方法，建立了多波长尺度下光与物质相互作用的理论模型，对进一步降低植物工厂能耗具有重要意义。相关研究成果发表在《能源（Energy）》上。

光谱分频单元原理与结构

将太阳光传导照明技术应用于植物工厂，可大大降低植物工厂的光源能耗。然而太阳光中只有部分可见光能直接参与作物光合反应过程，剩余光谱则会引起植物工厂内环境温度的升高，增加空调的制冷能耗。为提高太阳能利用率，减少红外光对光纤和植物工厂的不利影响。

该研究设计了一种基于复合相变材料和光伏制冷一体化的太阳能传输照明系统。研究结果显示，光伏电池在43.5°C的温度下稳定运行，实现了平均9.5%的发电效率和18.9%的导光效率。平准化度电成本(LCOE)为0.39元/千瓦时，显著低于中国的居民电价，LCOE常用于评估能源项目生命周期内成本效益的量化指标。该研究为实现低能耗和可持续的植物工厂发展开辟新路。

该研究得到北京市科技计划、中央级公益性科研院所基本科研业务费等项目资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544225039465