耗能試算
估算一個 垂直農場的用電量是一個複雜的問題，因為它受到太多種因素的顯著影響。
沒有一個單一的固定數字，但我們可以提供一個估計範圍和影響因素的分析。
影響能耗的幾個主要因素
垂直農場的用電量主要來自以下幾個部分：
1. 照明 (Lighting)：這是垂直農場最大的電力消耗來源，通常佔總用電量的 40% 至 70%。
LED 燈效率：選擇高效能的 LED 燈具可顯著降低用電量。
光照配方：不同作物對光照強度、光譜和光照時長的需求不同。例如，結果類蔬菜（如草莓）通常比葉菜類需要更強的光照，導致更高的能耗。
種植層數： 垂直堆疊的層數越多，需要安裝的燈具也越多，總用電量自然越高。
2. 環境控制 (Climate Control)：包括溫度、濕度、二氧化碳濃度和空氣流動的控制，通常佔總用電量的 20% 至 40%。
HVAC 系統：暖通空調 (Heating, Ventilation, and Air Conditioning, HVAC) 系統用於維持理想的生長溫度和濕度，耗電量大。
除濕機：植物蒸騰作用會產生大量水氣，除濕機是維持濕度平衡的關鍵設備，且通常是耗電大戶。
通風和循環風扇：確保空氣流動和 CO2 分佈均勻。
外部氣候：農場所在地的外部氣候會影響 HVAC 系統的負荷。例如，在炎熱潮濕的地區，冷卻和除濕的能耗會更高。
3. 養液管理系統 (Irrigation and Nutrient Delivery Systems)：
水泵、氣泵：用於循環營養液、提供根系氧氣等。
間歇性操作：這些設備通常間歇性運作，相對佔比不高，但在某些氣耕系統中，幫浦的頻繁運作也會增加能耗。
4. 自動化和監控系統 (Automation and Monitoring Systems)：
*包括感測器、機器人、自動化輸送帶等。雖然單個設備耗電量可能不高，但整個系統的集成和運作會產生額外能耗。
假設題目： 估算一個500平方公尺的垂直農場耗能
要估算垂直農場的用電量，我們需要明確這個「500 平方公尺」是指佔地面積 (footprint) 還是實際種植面積 (cultivation area)。
垂直農場通常會強調其多層堆疊帶來的「有效種植面積」。
若 500 平方公尺指「佔地面積」：
假設這是一個高效的室內垂直農場，且種植葉菜類作物（最常見且單位面積產量較高）。
根據業界經驗，垂直農場每平方公尺實際種植面積的年平均用電量可以從 600 kWh/m²/年到 2,000 kWh/m²/年不等，甚至更高。
如果一個 500 平方公尺的佔地面積，透過多層堆疊實現了2-4 倍甚至 10 倍的實際種植面積，那麼其總用電量將會非常可觀。
比較普遍的估計 (基於實際種植面積)：
如果我們採用普遍的 600 - 2,000 kWh/m²/年的範圍（針對實際種植面積），那麼一個 500 平方公尺佔地面積的農場，如果堆疊了 5-10 層，實際種植面積可能達到 2500 - 5000 平方公尺。
低估計 (以 2500 m² 實際種植面積計算)：2500 m² ＊ 600 kWh/m²/年= 1,500,000 kWh/年 (即 1.5 GWh/年)。
高估計 (以 5000 m² 實際種植面積計算)：5000m² *2000 kWh/m²/年 = 10,000,000 kWh/年 (即 10 GWh/年)。
這個範圍非常巨大，因為它取決於以下情境：
農場設計：多少層？層與層之間的高度？是否利用任何自然光？
設備效率：LED 燈、HVAC 系統和水泵的能源效率等級。
作物選擇：種植的是需光量低的葉菜還是需光量高的草莓。
自動化程度：更高的自動化可以降低勞動成本，但可能增加電耗。
外部環境：農場所在地的氣候會直接影響冷卻/加熱的需求。
總結來說，一個 500 平方公尺（佔地面積）的垂直農場，其年用電量可能從數十萬 kWh 到數百萬 kWh 不等，具體取決於其設計和營運策略。
其中，照明和環境控制將是主要的電力消耗來源。這也解釋了為什麼許多垂直農場會積極尋求再生能源和能源效率優化方案來降低營運成本。