Enhancing sustainable and climate-resilient agriculture: Optimization of greenhouse energy consumption through microgrid systems utilizing advanced meta-heuristic algorithms
Notice bibliographique
Résumé
Greenhouses offer controlled microclimates that enable year-round cultivation, improving food security and agricultural productivity. However, greenhouses are energy-intensive, with heating accounting for a significant portion of the associated costs. This study explores optimal microgrid configurations, economic viability, and policy recommendations for sustainable greenhouse agriculture in Nigeria. An in-depth energy assessment of a reference greenhouse in a South Korean facility is conducted. Distinct climatic differences between South Korea and Nigeria are highlighted, emphasizing the need for tailored greenhouse designs and energy solutions. Shifting focus to Nigeria, this study investigates the feasibility of hybrid renewable energy systems with a focus on wind and solar power across six geopolitical zones in Nigeria. The analysis encompasses technical, economic, and policy aspects, providing a holistic perspective on renewable energy adoption. Notably, the study uses an advanced optimization model, Teaching and Learning–Based Optimization algorithm, to assess the net present cost and baseload supply reliability, offering valuable insights for investors and policymakers. The result indicates diverse energy requirements across Nigeria, with total monthly peak energy demands ranging from 5374.80 kWh in the Southeast to 17,115.76 kWh in the Northwest, and a notable variation in the Levelized Cost of Electricity (LCOE), with the lowest at $0.07327 in Kano. Specifically, in Ogun, the net present cost for the WT-PV-ESS system stood at $520,935.45, while the PV-ESS system cost was substantially lower at $500,444.41. This confirms the effectiveness of location-specific analysis and shows the suitability of photovoltaic–battery energy storage systems for Nigeria's diverse regions, with unique considerations for specific areas. Policy recommendations, including feed-in tariffs, renewable portfolio standards, net metering, research support, and market development, provide a holistic framework for the adoption of renewable energy and sustainable agriculture. Improving infrastructure, market access, and financing for smallholder farmers is integral for improving food security and standards of living in rural Nigeria. In conclusion, Nigeria can leverage renewable resources to revolutionize its energy and agriculture sectors, setting an example for a sustainable and resilient future. • In-depth energy assessment of South Korean greenhouse compared to Nigeria. • Feasibility of hybrid renewable energy systems in six Nigerian zones. • Advanced optimization models assess cost and supply reliability effectively. • Teaching and Learning-Based Optimization algorithm evaluates energy costs, and reliability. • Policy recommendations for renewable energy and sustainable agriculture in Nigeria.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».