Optimal Strategy for Energy-Efficient Management of Greenhouse Climate Control
Notice bibliographique
Résumé
In this research, we present a multi-objective optimization model for efficient energy management of greenhouse (GH) microclimate control systems. The study aims to minimize energy costs and peak demand while controlling the GH temperature, humidity, and <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">CO</i><sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sub> levels within a predefined range. A mathematical model is developed to quantify the power consumption of GH components, including lighting, heating, cooling, <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">CO</i><sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sub> injection, and ventilation systems, considering electricity costs based on time-of-use (ToU) tariffs distinguishing peak and offpeak periods. Multi-objective convex optimization, implemented in MATLAB, optimizes control decisions for these systems over 24 hours in 15-minute intervals. The decision variables, ranging from 0 (off) to 1 (fully on), determine the operational states of each system. The model uses historical weather data from Regina, Canada, on July 1st (as a sample day), applied to a 1000 <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">m</i><sup xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sup> GH in the simulation. To verify the feasibility and test the effectiveness of the proposed control and optimization method, also to provide a sensitivity analysis based on changes in weather elements, including temperature, solar radiation, and wind speed, we perform the proposed strategy over the first day of each month for every 12 months of the year. Tomato cultivation is chosen for GH due to its compatibility with the controlled environment (<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">CO</i><sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sub>, relative humidity (RH), and temperature). The findings reveal a remarkable up to 43.13% energy savings a day with the optimized strategy compared to the base scenario of the GH control system. The results illustrate optimal activation patterns for GH systems throughout the day, offering a practical tool for smart GH energy management.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».