什么是植物工厂？
植物工厂无需泥土不洒农药，不受自然环境影响，通过模拟植物所需的光照、温度、营养等要素，在完全工厂化的条件下进行连续生产。它可以建在、荒漠、戈壁、海岛、水面、摩天大楼等各种地点，甚至在地球以外也能大显身手，是航天工程星际探索中实现食物自由的重要手段。作为设施农业的高级阶段，植物工厂不仅能为保障居民菜篮子的供应提供有效补充，也能成为农民致富和产业振兴的重要抓手。
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在植物工厂太阳能多光谱高效转换研究方面取得新进展。该研究提出了太阳能分频导光-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的意义。相关研究成果发表在《能源转换与管理（Energy Conversion and Management）》上。
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。
该研究团队提出了一种应用于植物工厂的光谱、光强协同优化系统。该系统在为植物传导光合光谱的同时，也可将非光合有效辐射光谱转换为热能进行储存，系统导光与转能的总效率超五成。同时，为了更好的匹配植物工厂光电需求，该研究将进一步与光伏、温差发电等技术相结合，为实现低能耗和可持续的植物工厂发展开辟新路。
该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科技计划等项目资助。
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