地熱能溫室供暖系統

地熱能源具有提供長期穩定能源和減少溫室氣體排放的潛力。來自地球內部的地熱能可用於直接供暖和發電。地熱能源具有低碳排放和長期穩定供應的優勢，並廣泛應用於建築供暖、農業養殖、溫泉設施和工業加工中。在農業方面，特別是在寒冷地區，利用地熱能源可以大幅降低溫室的加熱成本，提升溫室的運行效率。

溫室具有多種優勢，例如能夠在較小的土地面積上實現比露天生產更高的產量，並且更有效地利用水資源。此外，溫室還能減少使用化學品來控制病蟲害，並生產出適合國際市場的高品質產品。溫室需要的勞動力比露天生產少，並且可以延長作物的生產期。

►溫室規格

該研究介紹了一種用於辣椒種植的溫室設計，該溫室以雙層聚乙烯屋頂和玻璃纖維牆體構成，並搭配鋁製骨架，以確保良好的耐用性和隔熱效果。這種設計適合利用地熱進行加熱，特別是在冬季能有效保持溫室內的穩定溫度，促進作物生長。

建議的溫室使用玻璃纖維和塑料薄膜材料，屋頂為拱形結構，採用雙層聚乙烯，牆壁則使用玻璃纖維。溫室框架由鋁製成，重量輕且堅固，具有防水、防腐蝕和導熱導電的特性。

►溫室系統設計

溫室加熱系統和電力系統是該設計的兩個主要部分：

1.加熱系統：主要使用地熱水進行加熱，透過傳熱裝置將地熱水中的熱量傳導至溫室內部。根據熱量需求，該系統可調整加熱裝置的運行，確保溫室內溫度穩定，並減少外界寒冷空氣的滲入。

2.供電系統：為了確保穩定的電力供應，設計了混合型的再生能源系統，包含太陽能光電板、風力發電機和儲能設備，以滿足溫室中的各項設備運作需求，如水泵、風扇和控制系統等。該設計利用HOMER(Hybrid Optimization Model for Electric Renewable)軟體模擬負載需求，並通過最佳化模型來達成低成本、持續的電力供應。

►經濟與技術效益

經過評估發現，拉斯蘇德爾 (Ras Sedr)的一處井水被視為良好的溫室加熱源，該井的水溫約為70°C。建議農業溫室可根據地點和溫室建築特徵，可以計算出最大所需的加熱容量，並依照不同的加熱系統選項（熱風或熱水）自行選擇，但仍需仔細評估其優缺點。選擇燃料來源時，應考慮單位價格、能量含量和轉換效率。

►地熱溫室系統的優勢與挑戰

地熱溫室系統相較於傳統燃料加熱具有多項優勢：

1.運行成本低：地熱能源的使用成本低，長期運行效益顯著。

2.環境友好：無碳排放，符合永續發展的目標，且能促進農業節能減碳。

3.穩定的供暖效果：地熱加熱系統在寒冷天氣下依然能保持溫室內適合作物生長的溫度。

然而，該系統在實施上也存在挑戰，如初期建置成本較高，且需根據當地地熱資源的可行性來評估投資回報。此系統不僅能降低冬季的加熱費用，還能有效利用當地的可再生能源，使溫室全年運行更加經濟、環保。對於有地熱資源的地區，地熱溫室加熱系統是一項具有潛力的農業技術。

►結論

基於地熱能源的溫室加熱系統是一種高效、環保的解決方案，特別適用於氣候寒冷或能源昂貴的地區。隨著再生能源技術的進步，地熱加熱系統與太陽能和風能的結合運用將成為未來農業發展的重要趨勢。透過合理設計和技術優化，這種溫室系統將能有效降低農業生產成本，並提升作物品質和產量，對於推廣綠色農業及永續發展具有重大意義。

參考資料：

1.F. Fahmy, D. Atia, H. El Madany, and H. Farghally. (2024). Greenhouse Heating Systems Based on Geothermal Energy. European Journal of Emerging Technology and Discoveries, 2(4), 29–35. https://www.researchgate.net/publication/329906299_Greenhouse_Heating_Systems_Based_on_Geothermal_Energy