槽式聚光太阳能土壤消毒系统

零污染太阳热消毒

利用复合抛物面聚光集热器驱动空气换热，将种植土壤加热至消毒温度，替代化学与高能耗物理消毒

常泽辉 · Peng, Ya'nan · Rui, Shi · 侯静 · Yang, Jie · Su, Yuehong

Energy Conversion and Management 2023

参数信息

地表最高土壤温度

59 °C

0.15 m深处最高土壤温度

48.6 °C

0.15 m深处>37 °C累计时长

107.27 h

微生物生物量碳降低幅度

11.04 %

微生物生物量氮降低幅度

8.56 %

投资回收期

1.97 years

年CO₂减排量

410.82 kg

技术优势

不污染土壤

系统仅用太阳能加热空气，通过埋地换热管提升土壤温度，不使用任何化学药剂，避免了化学消毒的土壤污染问题。

消毒彻底

连续运行5个晴天后，地表最高土温59 °C，0.15 m深处48.6 °C，0.3 m深处43.4 °C，足以抑制杂草并杀灭害虫和病原菌。

回收期短

系统投资回收期仅1.97年，远低于设施农业常见设备寿命，有利于推广应用。

减排显著

每年可减少约410.82 kg CO₂、1.33 kg SO₂和1.16 kg NOₓ排放，有助于温室低碳化。

应用场景

• 太阳能温室土壤消毒：在温室中利用太阳能加热土壤，替代化学药剂消毒，避免土壤污染。
• 太阳能热利用：通过复合抛物面集热器收集太阳热能，驱动空气循环加热土壤，提高太阳能热利用效率。
• 设施农业：解决连作障碍下的土壤病虫害问题，为设施农业提供绿色消毒方案。
• 零碳农业技术：运行过程零碳排放，每年减少温室气体排放，推动农业低碳转型。