气候变化和恶劣天气是加拿大全年浆果生产面临的主要挑战。我们应对这一挑战的解决方案是将室内农场与太阳能光伏屏蔽的室外农场结合起来,实现净零能耗,全年生产高产量、营养和感官品质的浆果。该系统可以连接到零售点,提供零英里食品供应。我们的解决方案将以最低的生产成本提供最大的产量、增强的营养和感官品质。此外,该系统将是模块化的可扩展的,可适应各种地点和极端气候条件。核心思想是将农业隧道与农业光伏结合起来。农业隧道是一种覆盖泥土和植被的隧道,将容纳使用高效光谱优化的 LED 生长灯的高密度垂直气培混合系统。我们已经有实验证据证明这在物理上是可行的,但由于电力成本取决于地点,因此经济性可能是一个挑战。为了提高经济效益并降低电力成本,农田隧道和周边地区将覆盖可调节的半透明太阳能光伏阵列。由于农业和光伏共置,这些阵列被称为农光伏。此外,这些阵列将用作屏障,保护室外植物免受极端天气的影响,创造微气候以节约用水,并提供运行农田隧道内的灯、水泵和热泵所需的所有电力。这使得该系统可移植到加拿大境内的大多数地方。草莓、蓝莓、覆盆子、黑莓、酸浆果和鲑鱼莓将受到计算机视觉系统的监控,并在暴露于农光伏阵列中三层半透明太阳能电池的室外柱中进行测试,以找到户外使用的最佳条件并将其与内部可用的生长性能进行比较。
该项目由韦斯顿家庭基金会资助,是本土挑战的一部分。
团队
Joshua Pearce,西方大学博士
共同申请人:
Soodeh Nikan,西方大学博士
Raymond Thomas,西方大学博士
出版物
- 农光伏 Agrotunnel 出版物
前来参观
合作者
- Kim Parker,加拿大食品安全结构
- Greg Whiteside,加拿大食品安全结构
- Janice Kelsey,SolarCities
- Tabatha Siu,垂直绿色
- 乔迪·斯潘格勒(Jody Spangler),Adragone Aeroponics
有线
农光伏农用隧道是西部可再生能源部署创新项目 (WIRED)的一部分
在新闻中
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全球首座农光伏农田隧道建设进展
农业隧道位于校园内,预计将于 2024 年 1 月开始进行实验。
开始制造农业隧道(显然是在加拿大)。
开始制造农业隧道(显然是在加拿大)。
建造农业隧道的外部。
建造农业隧道墙——前半部分。
农业隧道的外壳已完工。
农业隧道第二半段正在建设中。
内部涂有防护漆,并安装了临时行进墙。
农业隧道的第一半部分抵达 ICFAR,成为WIRED的一部分。
农业隧道的第二半抵达ICFAR。
农业隧道的两半一起安装!
西方大学农业隧道内部装修
西部的农业隧道已完成组装,并完成外观设计。
农光伏农用隧道已完工,前面装有POSCAS装置。照片来源:Kathryn Hollinrake 和 Weston Family Foundation。
运行中
![](/w/images/thumb/8/82/Control_watering_with_phone.jpg/300px-Control_watering_with_phone.jpg)
![](/w/images/thumb/a/ae/Flowering_berries.jpg/300px-Flowering_berries.jpg)
如何
交付成果
确保在 2024 年 12 月 31 日前完成所有工作(皮尔斯)
- 基于农光伏农隧道能源模型,完成关于可集成在农光伏系统旁边或农光伏系统屋顶内的最有效设计和安装方法的研究
- 完成基于计算机视觉的自动检测疾病、果实、叶子和尺寸的系统设计的研究和验证
- 使用视觉变换器和基于注意力机制的卷积神经网络优化草莓病害和品质检测
- (人造亚历克斯)
- (人工 CNN Alex、Kimia、Joshua)
- 在室内种植植物上实施并测试基于计算机视觉的自动监测工具(Kimia,Amita)
- 建立、实施和测试一套用于自动监测户外种植植物的系统(通过农业光伏技术)(Uzair,Koami)
- 测量并计算系统中生长的植物的生长、产量、温室气体排放、营养、感官和功能特性(Amita,Eric,Raymond - 工程师:Ali,Max)
- 完成一项关于 24-7 光谱调节照明对系统中生长的植物的生长、产量、温室气体排放、营养、感官和功能特性的影响的研究(Amita、Eric、Raymond - 工程师:Ali、Max)
- 完成一项关于具有不同透射率值的光伏电池和/或光谱选择性户外农光伏电池的影响的研究(Uzair,Eric)
- 完成 Shepherd Phase 系统 (Shafquat、Nima、Koami、Riya) 的生命周期分析研究
- 商业规模农光伏农业隧道的完整生命周期经济分析(Amita、Shafquat、Kashish)
外联
- 农光伏农业隧道推广
Cheuk Lam Belle Li 在北方龙卷风项目中举办的艺术展,也将在 2024 年西方科学聚会上向超过 3,000 名儿童展出。