A Methodology for the Design of Greenhouses with Semi-Transparent Photovoltaic Cladding and Artificial Lighting
Notice bibliographique
Résumé
Greenhouse construction is on the rise in response to a growing demand for fresh local produce and the need for a climate resilient food web. In mid-to-high latitude locations, greenhouses that control light to a consistent daily integral can produce crops year-round by employing heating, horticultural lighting and movable screens. Their energy consumption represents a major production cost and is largely dictated by the envelope design. As an increasing number of envelope materials (including energy generating photovoltaic cladding) become available, methods for determining the most efficient design are needed. \n \nA methodology was developed to assist in identifying the most suitable envelope design from a set of alternatives. First, the energy performance was assessed by conducting integrated thermal-daylighting analysis using building energy simulation software. Then, life cycle cost analysis was employed to determine the most cost-effective design. The methodology was applied to the following three case studies for a mid-latitude (Ottawa (45.4°N), Canada) and a high-latitude location (Whitehorse (60.7°N), Canada): 1) semi-transparent photovoltaic cladding (STPV) applied to the roof; 2) comparison of a glass, polycarbonate and opaque insulation on the walls and roof; and 3) design of ground thermal insulation. \n \nFor Ottawa, the STPV cladding caused internal shading that was counteracted by augmenting supplemental lighting by as much as 84%, which in turn reduced heating energy use by up to 12%. Although STPV cladding increased lighting electricity use, it generated 44% of the electricity that was consumed for supplemental lighting in the present study and 107% in the future projection study. Currently, STPV cladding is not an economically attractive investment unless time-of-use (TOU) electricity pricing is available. However, in the future, a 23% and 37% reduction in life cycle cost (LCC) was achieved for constant and TOU electricity pricing, respectively. STPV will increasingly become a promising cladding alternative for improving energy efficiency and economics of greenhouse operations. By reflecting light onto the crops, an insulated and reflective opaque north wall can lower both lighting electricity and heating energy consumption, while reducing the LCC by 2.6%. The use of ground insulation had a positive albeit negligible impact on energy and economic performance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».