能源模块3-创新设计

一、发光植物

为了减少电力消耗，本世界将考虑使用发光植物、微生物作为光源，代替部分LED灯。考虑到目前发光植物所呈现出的诸多问题，如产生的亮度较低，续航时间较短等，我们将使用法国初创公司Glowee的微生物光管作为部分环境的照明手段。与制造 LED 灯相比，微生物光管制造过程消耗的水及释放的二氧化碳更少，而液体也可生物降解，而且 Glowee 灯产生的光度虽较 LED 灯低，但其所需的电力也较少。我们将在现有植物发光技术的基础上，在本世界继续研发相关技术，并逐步地推广发光植物。

图为一件装置艺术作品，以生物发光为灵感，陈列于法国里昂（Lyon）的路易普拉德尔广场（Place Louis Pradel）。

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二、太阳能板智能追光系统

为提升对光能地利用，我们采用太阳能板智能追光系统，采取双舵机结构实现太阳能方位角和高度角的二维追光，改进追光算法，针对阴雨天和晴天使用不同的算法，达到优势互补；同时，引进无线传感网，优化传感网传输协议，通过定期数据发送实现太阳能电池组的群控，既减轻了整个电池组的硬件消耗，又减少了整个系统的能量消耗，提高了系统能量的收集率。

三、水平轴海流能机组传动链主动阻尼控制技术

水平轴式海流能机组由于高效稳定的特点，逐渐被更多采用和研究。传动链作为水平轴海流能机组能量传递的核心部件，具有较大的柔性和较低的阻尼，在复杂的外部激励下，极易发生共振，影响机组的安全和寿命。因此，我们采用水平轴海流能机组传动链主动阻尼控制技术来减小海流能发电机组在弱阻尼状态下的传动链谐振，从而延长海流能发电机组的寿命。

四、温室蔬菜大棚生物质能火墙供暖系统

传统温室大棚受气候条件限制，难以在恶劣条件下满足作物生长对热环境的需求，为了改善温室大棚热环境，我们采用了温室蔬菜大棚生物质能火墙供暖系统。

系统组成及原理

温室大棚生物质供暖系统运行流程如图所示。温室大棚生物质能供暖系统由烟气发生装置、烟气处理装置、末端换热装置、烟气输送管网与动力机组成。

烟气发生装置为生物质颗粒燃烧炉，将以生物质颗粒作为燃料制备不高于200 ℃的烟气送入烟气处理装置。

烟气处理装置分为缓冲净化段、空气调温段和送烟段。烟气发生装置产生的烟气进入烟气缓冲段，烟气经由缓冲段的过滤网将灰分和固体颗粒过滤后进入喷淋冷却段，喷淋冷却段的烟气与引入的室外冷空气混合后喷淋降温，最后低温烟气进入送烟段进一步混合均匀后流入末端换热装置。

末端换热装置为供热火墙，由红砖、黏土砌筑而成。

烟气输送管网与动力机使用轴流风机作为动力装置安装在末端换热装置后，采用负压抽吸方式为烟气提供动力。运输管道使用聚乙烯管。

在夜间，启动温室大棚生物质供暖系统，生物质燃炉燃烧生物质颗粒产生高温烟气，由轴流风机提供动力，依次经过烟气处理装置、供热火墙，最后排入室外。生物质燃炉供热一段时间后关闭，由于火墙内黏土的蓄热能力，火墙继续向温室释放热量，直到墙体温度冷却至与温室内环境温度相同。

通过该技术，我们能改善温室大棚的热环境，同时也能充分利用农作物秸秆中的生物质能。