新能源、新材料、新設計助力溫室新革命

李建明，孫國濤，李浩杰，李 睿，胡藝馨

（西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

發展設施農業是貫徹落實重要指示精神和中央決策部署的政治要求和必然選擇。2020年我國設施農業總面積280萬hm，產值超過1萬億元。通過新能源、新材料和新的溫室設計提高溫室采光與保溫性能是提升溫室生產能力的重要途徑。傳統溫室生產存在諸多弊端，如傳統溫室采用煤炭、燃油等能源進行加溫供熱，產生大量二氧化氣體，嚴重污染環境，而天然氣、電能等能源又使溫室運營成本提高；傳統溫室墻體蓄熱材料多采用黏土、磚塊等，消耗大且對土地資源造成嚴重破壞；傳統的土墻日光溫室土地利用效率僅為40%～50%，普通大棚蓄熱保溫能力差，在北方地區不能越冬生產喜溫類蔬菜。因此，推進溫室變革的核心，或者說基礎研究在于溫室設計、新材料和新能源研究開發。本文將圍繞溫室新能源的研究創新，對溫室太陽能、生物質能、地熱能、風能等新能源和溫室新型透明覆蓋材料、保溫材料、墻體材料研究現狀進行概述，分析新能源、新材料在新型大棚溫室建造中的應用，展望其對未來溫室發展變革中的作用。

溫室新能源的研究創新

設施農業利用潛力最大的綠色新能源有太陽能、地熱能以及生物質能，或者是多種新能源的綜合利用，通過取長補短，實現能源高效使用。

太陽能

太陽能利用技術是一種低碳、高效和可持續的能源供給方式，是我國戰略性新興產業的重要組成，未來將成為我國能源結構轉型升級的必然選擇。從能源利用角度來說，溫室本身就是一個太陽能利用的設施結構，通過溫室效應，將太陽能集聚到室內，提高溫室的溫度，提供作物生長所需要的熱量，且溫室植物光合作用最主要的能量來源是陽光直射，這是對太陽能的直接利用。

太陽能光伏發電是基于光生伏特效應將光能直接轉變為電能的一種技術，這種技術的關鍵元件是太陽能電池，通過若干個太陽能電池板的串聯或并聯，實現太陽能照射在電池板陣列上時，半導體組件直接將太陽輻射能轉化成為電能。太陽能光伏技術可以直接將光能轉化為電能，通過蓄電池蓄電，夜間進行溫室加溫，但其成本高昂，制約了其進一步發展。筆者課題組開發了一種光伏石墨烯加熱裝置，由柔性光伏板、逆控一體機、蓄電池、石墨烯加熱棒組成，根據種植行的長度埋設石墨烯加熱棒于基質袋下，白天光伏板吸收太陽輻射發電儲存于蓄電池中，夜間再將電量釋放出來用于石墨烯加熱棒，實測中采取17 ℃啟動、19 ℃關閉的溫控模式，夜間（20：00—第2天08：00）共運行8 h，加熱單行植株能耗1.24 kW·h，夜間基質袋平均溫度19.2 ℃，高出對照3.5～5.3 ℃。這種結合光伏發電的加熱方式解決了溫室冬季加熱高能耗、高污染的問題。

太陽能光熱轉化是指通過使用光熱轉換材料所特制的太陽光采集面，將輻射到其上面的太陽能量盡可能多地采集吸收，并轉化為熱能，相對于太陽能光伏應用而言，太陽能光熱應用增加了對近紅外波段的吸收，因此其對太陽光的能量利用效率更高、成本更低且技術較為成熟，是太陽能利用形式中使用最廣泛的方式。

我國光熱轉換利用技術中最為成熟的是太陽能集熱器，太陽能集熱器的核心部件是帶有選擇性吸收涂層的吸熱板芯，吸熱板芯可以將透過蓋板的太陽輻射能轉換為熱能后傳遞給吸熱工質。太陽能集熱器根據集熱器內是否有真空空間可以分為平板式太陽能集熱器和真空管式太陽能集熱器2大類，根據采光口的太陽輻射是否改變方向分為聚光式及非聚光式太陽能集熱器，根據傳熱工質類型分為液體集熱器和空氣集熱器。

溫室太陽能利用主要通過各類型太陽能集熱器形式開展。摩洛哥伊本·佐爾大學開發了1套用于溫室增溫的主動式太陽能供暖系統（ASHS），可增加冬季番茄總產量 55%。中國農業大學設計開發了1套表冷器——風機集放系統，集熱量達到了390.6～693.0 MJ，并提出了通過熱泵將集熱過程與儲熱過程分離的思路。意大利巴里大學開發了1種溫室多聯產加熱系統，該系統由太陽能系統和空氣—水熱泵組成，可使氣溫增幅3.6%，土壤溫度增幅92%。筆者課題組研發了一種為應用于日光溫室的可變傾角主動式太陽能集熱設備及配套的跨天時溫室水體蓄熱裝置。可變傾角主動式太陽能集熱技術突破了傳統溫室集熱設備存在的集熱能力有限、遮陰和占用耕地面積等局限性，利用日光溫室的特殊溫室結構，對溫室的非種植空間加以充分利用，大大提高了溫室空間利用效率，在典型晴天的工況條件下，可變傾角主動式太陽能集熱系統集熱量速率達1.9 MJ/（m·h），能量利用效率達85.1%，節能率為77.9%～84.0%。溫室水體蓄熱技術通過設置多相變儲熱結構，增加蓄熱裝置儲熱能力，實現裝置的緩釋放熱，以實現溫室太陽能集熱設備所收集熱量的高效使用。

生物質能源

生物質發酵產熱裝置與溫室大棚相集合建造新型設施結構，將豬糞、菇渣、秸稈等生物質原料堆肥釀熱，產生熱能直接供給溫室大棚。相較于無生物質發酵釀熱槽的大棚，在冬季正常氣候下，釀熱溫室能夠有效提高溫室內地溫，維持土壤栽培作物根系的適宜溫度。以17 m跨度、30 m長的單層非對稱保溫大棚為例，在室內發酵槽中添加8 m的農業廢棄物（番茄秸稈和豬糞混合），采用不翻堆的方式進行自然發酵，可使冬季大棚的日平均氣溫提高4.2 ℃，日最低氣溫平均達到4.6 ℃。

生物質可控式發酵能源利用是一種利用器械設備控制發酵進程以實現快速獲取并高效利用生物質熱能與CO氣肥的發酵方式，其中，通風和水分是調控生物質發酵釀熱產氣的關鍵因素。在通風條件下，發酵堆體中的好氧微生物利用氧氣進行生命活動，產生的能量一部分用于自身生命活動，一部分則成為熱能釋放于環境中，有利于環境溫度升高。而水分參與整個發酵進程，為微生物活動提供必要的可溶性養分，同時通過水分將堆體熱量以水蒸氣的形式進行釋放，以此降低堆體溫度，延長微生物壽命，增加堆體積溫。在發酵池內裝配秸稈淋洗裝置，在冬季可提高室內氣溫3～5 ℃，加強植株光合作用，使番茄產量增加29.6%。

地熱能

我國地熱資源豐富，目前農業設施對地熱能利用最普遍的方式是使用地源熱泵，通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現由低品位熱能向高品位熱能轉移。與傳統溫室加溫措施不同，地源熱泵加溫在實現加溫效果顯著的同時兼具為溫室降溫的能力，同時可降低溫室內濕度。地源熱泵在房屋建筑領域的應用研究本對成熟，影響地源熱泵制熱、制冷能力最核心的部分為地下換熱模塊，類型主要有地埋管、地下水井等，怎樣設計一個造價和效果相平衡的地下換熱系統，一直是該部分的研究重點。同時地源熱泵在應用中對地下土層溫度的改變也影響著熱泵系統的使用效果。夏季利用地源熱泵為溫室進行降溫，將熱能儲存在土壤深層，可以緩解地下土層的溫度下降，提高冬季地源熱泵產熱效率。

在目前對地源熱泵性能和效率的研究中，通過實際試驗數據以及TOUGH2、TRNSYS等軟件建立數值模型，得出地源熱泵的制熱性能和制冷性能系數（COP）能夠達到3.0～4.5，具有良好的制冷制熱效果。且對于熱泵系統運行策略的研究中，傅允準等發現，相比于負荷側流量，地源側流量對機組性能和地埋管換熱性能的影響較大；在流量設定的條件下，采用開機運行2 h停機2 h運行方案機組的最大COP值可達到4.17；石惠嫻等采取了一種水蓄能型降溫系統的間歇運行摸式，在夏季高溫時節，整個供能系統COP能達到3.80。

溫室土壤深層蓄熱技術

溫室土壤深層蓄熱也稱溫室“蓄熱銀行”。冬季冷害和夏季高溫是溫室生產的主要障礙。筆者課題組利用深層土壤蓄熱能力強的特點，研究設計了一種溫室地下深層蓄熱裝置。該裝置為在溫室地下 1.5～2.5 m深度處埋入雙層并聯式傳熱管道，在溫室頂部設置進氣口，在地面設置出氣口。在溫室溫度高時，利用風機強制將室內空氣抽入地下，實現蓄熱降溫。在溫室溫度低時，從土壤中抽出熱量，為溫室增溫。生產應用結果證明，該裝置冬季夜間可以提高溫室溫度2.3 ℃，夏季白天可降低室內溫度2.6 ℃，番茄種植可667 m增加產量1 500 kg。該裝置充分利用地下深層土壤“冬暖夏涼”“溫度恒定”的特點，為溫室提供了“能量存取銀行”，持續完成溫室降溫和加溫輔助功能。

多種能源配合

采用兩種或者多種能源類型配合為溫室加溫，可以有效彌補單一能源類型使用的弊端，發揮出“一加一大于二”的疊加效果。地熱能與太陽能的互補配合，是近年來農業生產中新能源利用的研究熱點。Emmi等研究了一種多源能源系統（圖1），該系統配備了光伏熱混合太陽能集熱器，與普通的空氣—水熱泵系統相比，多能源系統的能源效率提高了16%～25%。Zheng等研制了一種新型的太陽能與地源熱泵耦合蓄熱系統。太陽能集熱器系統可以實現高質量的供暖季節性儲存，即冬季高質量供暖，夏季高質量制冷，埋管式換熱器和間歇式蓄熱罐在該系統中均能較好地運行，系統的COP值可達6.96。

圖1 多源能源熱泵系統

電能與太陽能相結合，旨在減少市電消耗的前提下，增強溫室太陽能供電的穩定性。萬婭等提出了一種聯合太陽能發電與市電結合為溫室供暖的新智能控制技術方案，可以做到有光時利用光伏電，無光時轉為市電供能，大大降低了負載缺電率，且不使用蓄電池，降低了經濟成本。

太陽能、生物質能與電能為溫室聯合供暖，也能夠取得較高的供暖效率。張良銳等將太陽能真空管集熱與谷電蓄熱水箱相結合，該溫室供暖系統具有良好的熱舒適性，系統平均供熱效率為68.70%。谷電蓄熱水箱部分是增加了電加溫的生物質加溫蓄水裝置，設定供暖端進水最低溫度，根據太陽能集熱部分和生物質蓄熱部分的蓄水溫度來確定系統的運行策略，以達到供暖末端供暖溫度穩定，最大限度節約電能與生物質能源物料。

溫室新材料的創新研究與應用

隨著溫室面積的擴大，磚塊、土壤等傳統溫室材料的應用弊端日益顯露；因此，為進一步提高溫室熱性能，滿足現代化溫室的發展需要，現在出現了許多針對新型透明覆蓋材料、保溫材料、墻體材料的研究與應用。

新型透明覆蓋材料的研究與應用

溫室透明覆蓋材料類型主要包括塑料薄膜、玻璃、陽光板及光伏板，其中塑料薄膜應用面積最大。傳統的溫室PE薄膜存在使用壽命短、不可降解、功能單一的缺陷。目前在利用添加功能性試劑或涂層的方法，開發出多種新型功能性薄膜。

轉光膜：轉光膜是利用稀土、納米材料等轉光劑，改變了薄膜的光學性質，可以將紫外光區轉為植物光合作用所需要的紅橙光和藍紫光，實現作物增產的同時，也可降低紫外線對塑棚溫室內作物及棚膜的損害。如添加VTR-660轉光劑的寬譜帶紫轉紅棚膜，在溫室中應用時發現該棚膜能顯著提高紅外線透過率，且與對照溫室相比，番茄每公頃產量、維C和番茄紅素含量分別顯著提高了25.71%、11.11%、33.04%。但是，目前新型轉光膜的使用壽命、可降解性、使用成本尚需研究。

散射玻璃：溫室散射玻璃是通過玻璃表面特殊的花型和減反射工藝，能夠最大限度將太陽光變成散射光進入溫室，提高農作物光合作用效率，增加農作物產量。而散射玻璃通過特殊的花紋把進入溫室的光照，變成散射光，而散射光能夠更加均勻地照射到溫室內部，消除骨架為溫室帶來的陰影影響。相比于普通浮法玻璃和超白浮法玻璃，散射玻璃的透光率標準是91.5%，普通浮法玻璃的透光率是88%。溫室內部每增加1%的透光率，可以增加產量3%左右，果蔬內可溶性糖、維生素C等均有增加。溫室散射玻璃采用先鍍膜后鋼化的工藝，自爆率高于國標，達到2‰。

新型保溫材料的研究與應用

溫室中的傳統保溫材料主要有草苫、紙被、針刺氈保溫被等，主要應用于屋面內外保溫隔熱、墻體隔熱及一些蓄熱、集熱裝置的保溫，大都存在長期使用后會因內部受潮而失去保溫性能的缺陷。因此，現在出現了許多新型高保溫材料的應用研究, 其中新型保溫被及蓄熱、集熱裝置保溫更是研究重點。

新型保溫材料通常是由編織膜、淋膜氈等表層防水、耐老化材料與噴膠棉、雜羊絨、珍珠棉等蓬松保溫材料加工復合而成。東北地區試驗了一種編織膜噴膠棉型保溫被，發現添加500 g噴膠棉相當于市場4 500 g黑毛氈保溫被的保溫性能，添加700 g噴膠棉同等條件下比添加500 g的噴膠棉保溫被保溫性能提高1～2 ℃。同時，其他研究也發現，與市面常用保溫被對比發現，噴膠棉、雜羊絨保溫被的保溫效果較好，保溫率分別為84.0%和83.3%，當室外溫度最冷為-24.4 ℃時，室內溫度分別可達5.4、4.2 ℃。同單一的草苫保溫被相比，新型復合保溫被質輕、保溫率高、防水及耐老化能力強，可作為日光溫室的新型高效保溫材料來推廣應用。

同時，針對溫室集熱、蓄熱裝置保溫材料的研究也發現，厚度相同時，多層復合保溫材料要比單一材料保溫性能更好。西北農林科技大學李建明教授團隊對真空板、氣凝膠、橡膠棉等22種溫室水體儲熱裝置隔熱材料進行設計篩選和熱性能測定，結果發現： 80 mm隔熱涂料+氣凝膠+橡塑保溫棉復合保溫材料，單位時間內可比80 mm橡塑棉減少散熱 0.367 MJ，當該隔熱組合厚度為 100 mm時，其傳熱系數為 0.283 W/（m·k）。

相變蓄熱材料是溫室材料研究的熱點之一。西北農林科技大學研發了2種相變材料儲備裝置：其一是利用黑色聚乙烯材料的儲備箱，其尺寸為50 cm×30 cm×14 cm（長×高×厚），且內部裝有相變材料，可實現儲放熱功能；其二是研制了一種新型相變墻板，相變墻板由相變材料、鋁板、鋁塑板和鋁合金4部分構成，其中相變材料位于墻板最中心位置，規格為200 mm×200 mm×50 mm，在相變前后均呈粉末狀固體，無融化、流動等現象，且相變材料四壁分別為鋁板和鋁塑板，該裝置能實現白天主要儲熱、晚上主要放熱的功能。

因此，單一保溫材料應用時往往存在保溫效率低、熱散失量大、儲熱時間短等問題，故采用復合保溫材料作為儲熱裝置保溫層、室內外保溫覆蓋層，能有效提高溫室隔熱性能，減少溫室熱量散失，從而達到節約能源的效果。

新型墻體的研究與應用

墻體作為一種圍護結構，是溫室防寒保溫的重要屏障。根據墻體材料和結構，溫室北墻的發展可分為3種：主要為土壤、磚塊等單層墻體及利用粘土磚、砌塊磚、聚苯板等建造的內層蓄熱、外層隔熱型分層北墻，而這些墻體建造時大都費時費工；因此，近幾年出現了許多便于建造、適宜快速組裝的新型墻體。

新型組裝式墻體的出現，推動著裝配式溫室的迅速發展，包括具有外部防雨防老化表層材料和毛氈、珍珠棉、太空棉、玻璃棉或回收棉作隔熱層等材料組裝成的新型復合墻體，如新疆地區的噴膠棉柔性組裝墻體。此外，其他研究也報告了帶有蓄熱層的裝配式溫室北墻，如新疆的磚填充小麥殼砂漿砌塊，在相同外界環境下，室外最低溫-20.8 ℃時，麥殼砂漿砌塊復合墻體日光溫室內溫度為7.5 ℃，而磚混墻體日光溫室內溫度為3.2 ℃，砌塊溫室番茄收獲期可提早16 d，單棚產量提高18.4%。

西北農林科技大學設施團隊從墻體設計輕簡化、便于取材的角度出發，提出將秸稈、土、水、石、相變材料制備成保溫蓄熱模塊的設計理念，推動了模塊化組裝墻體的應用研究。例如，鉛絲網籠裝填石塊形成的石塊墻體溫室，與普通磚墻日光溫室相比，該溫室內平均氣溫在典型晴天高4.0 ℃；相變材料（PCM）與水泥混制的3種無機相變水泥模塊，其單位體積蓄熱量分別為74.5、88.0、95.1 MJ/m，放熱量為59.8、67.8、84.2 MJ/m，具有白天“削峰”、夜間“填谷”，夏天吸熱、冬天放熱的作用。

這些新型墻體現場組裝、施工周期短、使用壽命長，為輕簡化、可快速組裝的裝配式溫室建造創造了條件，可極大地推動溫室結構變革；但是，這類墻體也存在一定的缺陷，如噴膠棉保溫被墻體保溫性能優良，但缺乏蓄熱能力，而相變建筑材料又存在使用成本較高的問題，未來要加強組裝式墻體的應用研究。

新能源、新材料、新設計助力溫室結構變革

新能源與新材料的研究創新，為溫室大棚設計創新提供了基礎。節能日光溫室和拱棚是我國農業生產應用面積最大的棚體結構，在農業生產中發揮著重要的作用，但是隨著我國社會經濟的發展，2種設施結構的缺點日益呈現，一是設施結構空間小，機械化程度低；二是節能日光溫室保溫性好，但是土地利用低，相當于以土地置換了溫室能量。普通拱棚不僅空間小，而且保溫性差。連棟溫室盡管空間大，但是保溫性差，能耗大。所以，研究開發適宜于我國現階段社會經濟水平的溫室結構勢在必行，而新能源、新材料的研發將助力溫室結構變革，產生多種創新溫室模式或結構。

大跨度非對稱水控釀熱大棚的創新研究

大跨度非對稱水控釀熱大棚（專利號：ZL 201220391214.2）是依據日光溫室采光保溫原理，改變普通塑料大棚對稱性結構，增大南部跨度，提高南屋面采光面積，縮小北部跨度，減少散熱面積，跨度18～24 m，脊高6～7 m。通過設計創新，空間結構顯著增大。同時，利用生物質釀熱和保溫新材料技術，解決了溫室冬季熱量不足以及普通保溫材料保溫性差的問題。生產使用與研究結果表明，大跨度非對稱水控釀熱大棚，晴天夜間的平均溫度為11.7 ℃，陰天為10.8 ℃，能滿足冬季作物生長的需求，且該溫室比苯板磚墻溫室建造成本降低了39.6%，土地利用率提高了30%以上，適合在我國黃淮河流域進一步推廣和應用。

裝配式日光溫室

裝配式日光溫室以立柱和屋面骨架作為承力結構，其墻體材料以隔熱圍護為主，不再以承重和被動儲放熱為主要功能。主要有：（1）以外覆薄膜或彩鋼板、秸稈塊、柔性保溫被、砂漿砌塊等多種材料組合，形成新型組裝墻體；（2）以預制水泥板—聚苯板—水泥板的復合墻板墻體；（3）隔熱材料配主動蓄放熱系統和除濕系統的輕簡裝配式，例如塑料方塊水桶蓄熱、管道蓄熱等。利用不同新型隔熱材料和蓄熱材料，替代傳統土墻體建造的日光溫室空間大，土建工程小。試驗結果表明，該溫室冬季夜晚溫度比傳統磚墻溫室提高4.5 ℃，后墻厚度為166 mm，與600 mm厚的磚墻溫室相比，墻體占地面積減少72%，且每平方米造價為334.5元，比磚墻溫室減少了157.2元，建筑成本下降顯著。由此可見，裝配式溫室有著破壞耕地少、節約用地、建設速度快、使用壽命長的優點，是當前和今后日光溫室創新和發展的一個重點方向。

滑蓋式日光溫室

沈陽農業大學研發的滑板裝配式節能日光溫室利用日光溫室后墻組成水循環墻體蓄熱系統蓄熱提溫，主要由水池（32 m）、采光板（360 m）、水泵、水管和控制器等組成。頂部采用新型輕質巖棉彩鋼板材料替換柔性保溫被。研究顯示，該設計有效解決了山墻擋光問題，增加了溫室進光面積；溫室采光角為41.5°，比對照溫室增加將近16°，提高了采光率。室內溫度分布均勻程度高，植株長勢整齊。該溫室具有可以提高土地利用效率，靈活設計溫室尺寸，縮短施工周期的優點，對保護耕地資源和環境有重大意義。

光伏農業溫室

光伏農業溫室是集太陽能光伏發電、智能溫控、現代高科技種植為一體的溫室。它采用鋼制骨架，上覆太陽能光伏組件，以保證光伏發電組件的光照要求和整個溫室的采光要求。太陽能光伏發出的直流電，直接為農業溫室進行補光，并直接支持溫室設備的正常運行，驅動水資源灌溉，同時提高溫室溫度，促進作物快速增長。這種方式中的光伏組件會影響溫室屋面的采光效率，進而影響溫室蔬菜的正常生長。所以，合理布置溫室屋面的光伏板成為應用的關鍵點。農業光伏溫室是觀光農業與設施園藝有機結合的產物，是集光伏發電、農業觀光、農業作物、農業技術、園林景觀及文化發展于一體的創新型農業產業。

不同類型溫室間能量互作的溫室群創新設計

北京市農林科學院郭文忠研究員利用溫室間能量傳遞的加熱方法，在一個或多個溫室內收集剩余的熱能來加熱另一個或多個溫室，這種加熱方法實現了溫室能量在時間和空間上的轉移，提高了剩余溫室熱能的能源利用效率，降低了采暖總能耗。2種類型的溫室可以是不同的溫室類型也可以是種植各種作物的相同溫室類型，如生菜和番茄溫室。熱量收集方法主要包括提取室內空氣熱量和直接攔截入射輻射。通過太陽能收集、熱交換器強制對流、熱泵強制提取，為采暖溫室提取了高能量溫室中的剩余熱量。

小結

這些新型日光溫室都具有便于快速組裝、縮短施工周期、提高土地利用率的優點；因此，要進一步探究這些新型溫室在不同地區的使用性能，為新型溫室的大面積推廣應用提供可能性。同時，要不斷的加強新能源、新材料在溫室中的應用，為溫室結構變革提供動力。

未來展望及思考

傳統溫室往往存在耗能大、土地利用率較低、費時費工、使用性能差等應用弊端，已經無法滿足現代農業的生產需求，勢必要被逐漸淘汰；因此，利用太陽能、生物質能、地熱能、風能等新型能源、新型溫室應用材料及新設計推動溫室結構變革已是發展趨勢。首先，對于新能源與新材料推動下產生的新型溫室，既要滿足機械化作業的需要，又必須節能省地，降低成本。其次，要不斷探究新型溫室大棚在不同地區的使用性能，為溫室大面積推廣提供條件。未來要進一步尋找適宜溫室應用的新能源與新材料，尋找新能源、新材料與溫室的最佳結合方式，為建造低成本、工期短、低能耗、使用性能優良的新型溫室提供可能，助力溫室結構變革，推動我國溫室的現代化發展。

盡管新能源、新材料和新設計在溫室建造中的應用是必然的趨勢，但是仍然存在許多問題需要研究和克服：（1）建造成本增大。新能源、新材料的應用，與傳統的煤炭、天然氣或燃油加溫相比，盡管環保無污染，但是建造成本顯著提高，為生產經營投資回收造成一定影響。新材料成本與能源利用相比較，成本也會顯著提升。（2）熱能利用不穩定。新能源利用的最大優點是運營成本低、二氧化碳釋放低，但是能源熱量供應不穩定，太陽能利用中陰天就成為最大限制因素。生物質發酵產熱中，發酵熱能小、管理控制難度大、原材料運輸堆放空間大等問題限制了該能源的有效利用。（3）技術成熟度問題。這些新能源與新材料利用的技術為先進研究技術成果，應用面積和應用范圍還相當有限，沒有通過多次、多位點、大規模的實踐驗證，應用中不免還有一定的不足和需要完善的技術內容，而使用者也往往會因為較小的不足而否定技術的先進性。（4）技術普及率低。一項科技成果的廣泛應用，需要有一定的普及性。現在，新能源、新技術、新型溫室設計技術均掌握在有一定創新能力的高校科研單位的團隊內，大部分技術需求者或者設計人員還不了解；同時，由于新技術核心設備都有專利，技術的普及與應用還相當有限。（5）新能源、新材料與溫室結構設計的融合性有待進一步加強。由于能源、材料和溫室結構設計屬于3個不同學科知識，具有溫室設計經驗的人才往往對溫室相關能源及材料的研究不足，反之亦然；因此，能源與材料研究的相關研究人員需要加強對溫室產業發展實際需求的調研與了解，結構設計人員也要研究新材料、新能源，促進三者關系的深度融合，從而實現溫室研究技術實用、建造成本低、使用效果好的目標。依據以上問題，建議國家、地方政府及科研單位加大技術研究力度，深入開展聯合攻關，加強科技成果宣傳，提高成果普及程度，快速實現新能源、新材料助力溫室產業新發展的目標。