Advanced Energy Modelling and Life Cycle Assessment of Indoor Agriculture
Notice bibliographique
Résumé
This thesis investigates the agricultural greenhouse sector in a cold climate, which requires a large amount of natural gas for supplying the substantial heating demands. The heating demand of these structures is calculated, and potential sustainable design methods are implemented to reduce the reliance on carbon-based fuels. Assessment of the environmental impacts of a bell pepper greenhouse in Southwestern Ontario, Canada heated by natural gas was studied. A life cycle assessment (LCA) method is employed to scrutinize the bell pepper greenhouse, pinpointing areas that need improvement. It was concluded that Global Warming (GW) is the significant environmental hazard among other environmental categories (3.87e-2 kg ??2-Eq). It should be noted, the main contributor to global warming is the natural gas being used as the heating resource (3.2e-2 kg ??2-Eq). The analysis is extended to explore the deployment of solar energy as an alternative source for heating. Solar energy is found to be a superior alternative in terms of emissions. Furthermore, in order to integrate solar energy into the energy supplying systems of the greenhouses, a hybrid Solar Thermal/Photovoltaic-Battery Energy Storage (ST/PV-BES) system is modeled. Evaluation of the best configuration of photovoltaic (PV) and solar thermal (ST) modules, and battery energy storage (BES) size to have the minimum Levelized Cost of Energy (LCOE) was conducted. It is proved that the system is economically optimized. Moreover, to improve operational efficiency and reduce the energy demand of commercial greenhouses, parametric optimization of major growing environment variables including cladding material and window to wall ratio as well as the characteristics of the solar thermal model elements such as hot water tank capacity and heat exchanger effectiveness was carried out. It is demonstrated that the best greenhouse configuration which is a system with 80% window area and 20% brick wall area in both lower nodes and upper nodes results in heating and cooling demand energy reduction without significantly compromising the solar energy absorption. This scenario leads to increasing system performance from 36% to 39%. It is also concluded that doubling the tank capacity improves system performance from 36% to 43% and changing the heat exchanger effectiveness has minor impacts on the system 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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».