可持续食品生产的智能能源：利用富余太阳能助力受控环境农业

项目编号：S110 主题：安全与可持续性

【项目介绍】 随着英国加速迈向净零排放目标，预计到2035年太阳能发电将增长五倍。与此同时，英国仍严重依赖进口水果和蔬菜，国内生产受到气候和能源成本的制约。当发电量超过需求或储能容量时出现的可再生能源富余期，既代表着经济效率的损失，也意味着错失了发展机遇。本博士项目提出一个简单而有力的问题：如何将富余太阳能重新分配以支持国内食品生产？

本项目将与行业合作伙伴Elements Green合作，以其拟建的Great North Road Solar Park作为建模案例研究，探索富余可再生能源如何支持受控环境农业，包括高效温室和室内种植系统。这些系统需要大量但灵活的能源投入，特别是用于照明和气候控制。这种灵活性为将农业能源需求与可变的可再生能源供应相匹配创造了可能。

【研究内容】 研究将开发一个综合模拟与优化框架，以： • 建模富余太阳能发电曲线，包括限电和储能动态 • 表征选定的高价值、依赖进口作物的能源需求模式 • 优化调度策略以最大化可再生能源利用 • 评估经济可行性、碳减排效益和韧性成果

该项目结合了能源系统建模、优化技术和农业系统分析。关键的是，它超越了纯理论建模。NTU的受控环境设施将支持在真实条件下验证能源-作物匹配策略，确保研究保持实用性和可实施性。

【培训与支持】 候选人将加入NTU的跨学科指导团队，涵盖能源系统工程、农业系统与可持续性，以及Elements Green的高级顾问。培训内容包括可再生能源建模、优化方法、农业食品系统分析和政策参与。学生将发展融合工程、计算建模、可持续性分析和行业参与的复合技能。

【行业参与与职业发展】 通过与Elements Green的结构化合作，学生将深入了解可再生能源开发、规划流程、市场动态和商业决策。这种接触为从事可再生能源系统、农业科技创新、可持续性咨询、能源市场分析、基础设施规划和政策咨询等职业提供了宝贵的准备。学生还将直接与Elements Green的行业顾问互动，深入了解可再生能源开发、规划和商业决策。