这段 MATLAB 代码定义了一个函数 energyYieldAnalysis，用于分析 GreenLight 模拟中的 能量使用、光照、产量 和 能量效率。以下是代码的详细解释：

1. 函数功能

• 输入：

  • gl：一个 GreenLight 模型实例，包含模拟后的数据。

• 输出：

  • lampIn：灯光能量消耗（MJ/m²）。

  • boilIn：锅炉能量消耗（MJ/m²）。

  • hhIn：热量回收系统能量消耗（MJ/m²）。

  • parSun：太阳光到达冠层上方的光合有效辐射（PAR，mol/m²）。

  • parLamps：灯光到达冠层外部的光合有效辐射（PAR，mol/m²）。

  • yield：番茄产量（鲜重，kg/m²）。

  • efficiency：每单位番茄产量所需的能量输入（MJ/kg）。

2. 代码逻辑

• 检查热量回收系统是否存在：

  • 如果模型中未定义热量回收系统（mech 或 heatPump），则将其值设为 0。

• 计算能量消耗：

  • 使用 trapz 函数对时间序列数据进行积分，计算总能量（单位：MJ/m²）。

  • 将结果乘以 1e-6，将单位从 J/m² 转换为 MJ/m²。

• 计算光合有效辐射（PAR）：

  • 使用 trapz 函数计算太阳光和灯光的光合有效辐射（单位：mol/m²）。

• 计算番茄产量：

  • 使用 trapz 函数计算番茄产量（单位：kg/m²），并考虑干物质含量（dmc）。

• 计算能量效率：

  • 计算每单位番茄产量所需的能量输入（单位：MJ/kg）。

3. 代码步骤

• 初始化热量回收系统参数：

  • 如果模型中未定义 mech、heatPump 或相关参数，则将其值设为 0 或默认值。

• 计算灯光能量消耗：

  • lampIn：顶部灯和中间灯的能量消耗总和。

• 计算锅炉能量消耗：

  • boilIn：管道和生长管道的加热能量消耗总和。

• 计算热量回收系统能量消耗：

  • hhIn：根据热量泵和机械系统的能量消耗计算。

• 计算太阳光的光合有效辐射：

  • parSun：太阳光到达冠层上方的光合有效辐射。

• 计算灯光的光合有效辐射：

  • parLamps：灯光到达冠层外部的光合有效辐射。

• 计算番茄产量：

  • yield：番茄产量（鲜重），考虑干物质含量（dmc）。

• 计算能量效率：

  • efficiency：每单位番茄产量所需的能量输入。

4. 代码的主要用途

• 该函数用于分析温室模拟中的能量使用、光照、产量和能量效率，帮助研究人员评估温室系统的性能。

• 通过计算能量消耗和产量，可以优化温室设计和管理策略。

5. 示例用法

% 假设 gl 是一个已经模拟完成的 GreenLight 模型实例
[lampIn, boilIn, hhIn, parSun, parLamps, yield, efficiency] = energyYieldAnalysis(gl);
fprintf('灯光能量消耗: %.2f MJ/m²\n', lampIn);
fprintf('锅炉能量消耗: %.2f MJ/m²\n', boilIn);
fprintf('热量回收系统能量消耗: %.2f MJ/m²\n', hhIn);
fprintf('太阳光 PAR: %.2f mol/m²\n', parSun);
fprintf('灯光 PAR: %.2f mol/m²\n', parLamps);
fprintf('番茄产量: %.2f kg/m²\n', yield);
fprintf('能量效率: %.2f MJ/kg\n', efficiency);

6. 输出

• lampIn：灯光能量消耗（MJ/m²）。

• boilIn：锅炉能量消耗（MJ/m²）。

• hhIn：热量回收系统能量消耗（MJ/m²）。

• parSun：太阳光到达冠层上方的光合有效辐射（mol/m²）。

• parLamps：灯光到达冠层外部的光合有效辐射（mol/m²）。

• yield：番茄产量（鲜重，kg/m²）。

• efficiency：每单位番茄产量所需的能量输入（MJ/kg）。

7. 参考文献

• [1] Katzin, D. (2021). Energy saving by LED lighting in greenhouses: a process-based modelling approach (PhD Thesis, Wageningen University). https://doi.org/10.18174/544434

• [2] Katzin, Marcelis, Van Henten, Van Mourik (2023). Heating greenhouses by light: A novel concept for intensive greenhouse production (Biosystems Engineering).

总结

这段代码是温室能量和产量分析中的重要工具，通过计算能量消耗、光照、产量和能量效率，帮助研究人员评估温室系统的性能。代码逻辑清晰，功能明确，适用于类似的研究场景。