智慧農業新突破：臺大跨校團隊打造可摺疊OPV 實現農電淨零溫室

隨著智慧農業快速發展，溫室導入自動化環控與精準管理系統，雖大幅提升作物產量與品質，卻也同步推升能源消耗，使其碳排放能高於傳統露天栽培，形成「高生產、高耗能」的結構性矛盾。在全球邁向淨零趨勢下，如何協調糧食生產、能源供給與水資源調控之間的關係，成為農業轉型的關鍵挑戰。

為回應此議題，臺灣大學生物環境系統工程學系特聘教授張婓章攜手農業試驗所與中興大學組成跨領域團隊，開發全球首創「可自動化操作之可摺疊有機太陽能 (Organic Photovoltaic, OPV) 系統」，建立兼顧作物生長、能源生產與微氣候調控的創新溫室栽培模式，推進農電共生於設施農業的應用。此研究成果已於2026年3月18日發表於Cell Reports Physical Science。

該系統突破傳統太陽能板固定遮蔽與光譜干擾的限制，透過可摺疊設計與智慧控制機制，使OPV模組可依即時環境條件動態展開或收合。在高溫強光時段提供適度遮蔭，有效降低溫室熱負荷與蒸散需求，同時維持良好透光率，優化作物光合作用環境。實驗結果顯示，其在降溫效果與有效光輻射管理上均優於傳統遮陰網，能穩定溫室微氣候並降低極端氣候衝擊。

在甜瓜栽培實證中，研究團隊透過優化操作策略，將OPV展開時間由全天24小時縮短至每日6小時，在維持產量的前提下，成功達成溫室用電與再生能源發電的動態平衡。同時，藉由降低溫室溫度與蒸散作用，系統亦間接減少灌溉需求，提升水資源使用效率，展現「食物–能源–水」3者協同優化的潛力。

整體而言，此自動化可摺疊OPV系統不僅有效降低溫室碳足跡，更提供具調適能力的智慧能源管理方案，使溫室朝向能源自給甚至淨零邁進。該技術突破農業生產與能源利用之間的傳統權衡，實現「以能源支撐農業、以農業優化能源」的雙向協同機制。

此研究成果不僅為臺灣設施農業升級提供關鍵技術支撐，也為全球面對氣候變遷與糧食安全挑戰，提出具體可行的解決路徑。未來若能結合人工智慧決策系統與區域水資源調度，將有望進一步擴展為整合型智慧農業基礎設施，推動農業邁向高效率、低碳排且具韌性的永續發展新典範。

研究成果全文：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2026.103173