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负 碳排放系统及其方法

阅读：415发布：2020-05-15

专利汇可以提供负碳排放系统及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明披露一种负碳排放系统及其方法。利用生长植物光合作用吸收二氧化碳分子，经由适当地设计引发植物光合作用的光子波长，以增加植物光合作用的效率，并选择碳足迹低于阈值和转换效率高于阈值的LED 光源，结合碳足迹低于阈值的低碳电源如太阳能电池板，这种组合满足时，系统利用植物光合作用所吸收的二氧化碳分子多于排放值，而达成长期负碳排放的情况。此系统可应用于二氧化碳的捕捉。，下面是负碳排放系统及其方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种负碳排放系统，其特征在于，包括：
太阳能电池板，该太阳能电池板的碳足迹为18g CO2e/KWh或更低；
LED 光源，电性耦接于所述太阳能电池板，所述LED光源具有36g CO2e/KWh或以下的碳足迹和具有30.4％以上的转换效率；
可行光合作用的生长中植物，其配置为被所述LED光源所照射；
第一导气系统，用于导入二氧化碳及水气以提供给所述生长中植物；以及第二导气系统，用于导出所述生长中植物所产生的氧气。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太阳能电池板通过中间电池连接到所述LED光源。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括电压转换器，所述电压转换器电性耦接于所述太阳能电池板。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生长植物包含海藻。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太阳能电池板被配置为面向太阳。
6.一种负碳排放系统，其特征在于，包括：
温室，用于提供适当的温度和湿度给生长中植物；
太阳能电池板，用于固定在所述温室上并具有18g CO2e/KWh或更低的碳足迹；和LED光源，电性耦接于所述太阳能电池板，所述LED光源具有36g CO2e/KWh或更小的碳足迹和30.4％或更高的转换效率。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述太阳能电池板通过中间电池连接到所述LED光源。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括电压转换器，所述电压转换器电性耦接于所述太阳能电池板。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括生长中植物，其中所述LED光源用于指向所述生长中植物。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述太阳能电池板被配置为面向太阳。
11.如权利要求6至10中任一项所述的系统，其特征在于，还包括：
第一导气系统，用于导入二氧化碳及水气以提供给所述生长中植物；和第二导气系统，用于导出所述生长中植物所产生的氧气。
12.一种构建负碳排放系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择碳足迹为18g CO2e/KWh或更低的太阳能电池板；
选择碳足迹为36g CO2e/KWh或更低且转换效率为30.4％或以上的LED光源；和将所述太阳能电池板电性耦接于所述LED光源。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，通过中间电池将所述太阳能电池板连接到所述LED光源。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括将电压转换器连接到所述电池。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括通过将所述LED光源指向植物来使所述植物生长。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括调整太阳能电池板以面对太阳。
17.如权利要求12至16中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
提供第一导气系统以用于导入二氧化碳及水气以提供给生长中植物；和提供第二导气系统以用于导出所述生长中植物所产生的氧气。
18.一种构建负碳排放系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供温室以使植物生长；
将太阳能电池板固定在所述温室上，所述太阳能电池板具有18g CO2e/KWh或更低的碳足迹；
提供具有36g CO2e/KWh或更低的碳足迹和30.4％以上的转换效率的LED光源；和将所述LED光源电性耦接于所述太阳能电池板。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，通过中间电池将所述太阳能电池板连接到所述LED。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括提供电压转换器。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括通过将所述LED光源指向植物来使所述植物生长。
22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括配置所述太阳能电池板面向太阳。
23.如权利要求18至22中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
提供第一导气系统以用于导入二氧化碳及水气以提供给所述生长中植物；和提供第二导气系统以用于导出所述生长中植物所产生的氧气。
24.一种负碳排放系统，其特征在于，包括：
低碳电源，其碳足迹为18g CO2e/KWh或更低，其中所述低碳电源为可再生能源转换电源或核能转换电源；
LED光源，电性耦接于所述低碳电源，所述LED光源具有36g CO2e/KWh或以下的碳足迹和具有30.4％以上的转换效率；及
生长中植物，其系配置为被所述LED光源所照射。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，还包括：
第一导气系统，用于导入二氧化碳及水气以提供给所述生长中植物；和第二导气系统，用于导出所述生长中植物所产生的氧气。

说明书全文

负碳排放系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种负碳排放系统及其方法。

背景技术

[0002] 地球大气中高浓度的二氧化碳(CO2)威胁着地球上未来的生活方式。各国正在采取措施，减少大气中的二氧化碳排放，包括探索更多节能发电技术，促进节能减排二氧化碳排放。2015年在巴黎举行的联合国气候变迁大会，超过187个会员国家设定了一个积极的目标，要将全球气温上升限制在1.5℃以下，恢复到工业化前的水平。

[0003] 大会还认识到，清洁发电技术和节能措施本身不足以解决根本的问题，因为即使二氧化碳量减少并以较慢的速率排放，二氧化碳净浓度仍在上升。换句话说，它仍然是属于排碳正值的(正碳排放)。

[0004] 政府间气候变化专门委员会报告说，到2040年，需要部署大规模的“负碳排放”。正在讨论和开发的一种方法是具有碳捕集和封存(BECCS或BioCCS)的生物能源。在2011年的联合国气候变化大会上，经济合作与发展组织(OCED)环境局发布了到2050年的展望，讨论了对排放量的需求，指出“在实现较低浓度目标(450ppm)上在很大程度取决于使用BECCS”。根据碳排放中心(CCR)，BioCCS有可能在生产燃料或电力的同时从大气中排除大量的温室气体(GHG)二氧化碳。

[0005] 碳捕获和储存正在由加利福尼亚州萨克拉门托(Sacramental,California)的清洁能源系统(CES)在加利福尼亚州贝克斯菲尔德(Bakersfield,CA.)的金伯利娜电厂(Kimberlina)的一家小型商业工厂进行可行性研究。CES中最显着的元素是氧气燃烧器，类似于在气体发动机中使用的氧气燃烧器，其通过在存在气态氧气和水的情况下燃烧清洁的气体燃料而产生蒸汽。清洁燃料是通过加工常规的化石燃料，例如来自煤的合成气，炼油残渣，生物质或生物燃料气体，天然或填埋气体来制备的。

[0006] 在近化学计量条件下进行燃烧以在高温和高压下产生蒸汽和CO2的混合物。蒸汽条件适用于驱动常规或先进的蒸汽轮机发电机，或修改为由高温蒸汽驱动的燃气轮机。通过涡轮机后，蒸汽和二氧化碳混合物冷凝，冷却并分离成水和二氧化碳。然后可以将CO2以地下表面的液体形式隔离，从而从地球大气中除去。

[0007] 大自然通过植物光合作用的自然现象来消除二氧化碳。绿色植物，包括藻类，借助其叶绿素和阳光，将水和二氧化碳转化为碳水化合物。此外，科学家和工程师正在发现使用人工照明来帮助植物生长的好处。日本的Miriai有限公司日前公布了其800平方米的植物种植厂的结果，利用LED照明每天生产1万只莴苣。公司报导，LED照明灯替代荧光灯，减少工厂用电量40％，植物增长率提高50％。

发明内容

[0008] 发明人经过研究地球大气中二氧化碳的增加及环境的影响，发明以下实现二氧化碳负排放系统及方法。

[0009] 生物质的碳捕集与封存技术(BioCCS)

[0010] BioCCS技术是目前处理地球大气中二氧化碳浓度增加问题的重要技术。然而，BioCCS技术有缺点。使用这种方法，二氧化碳只能被捕获而不是消除-它只是从地球大气中隔离，并以紧凑(液化)的形式储存在地球或地球表面下。目前永久性防漏存储系统和技术尚不具备。当液化和加压二氧化碳最终从储存器中逃逸回到大气中时，BioCCS系统的结果将受到影响。

[0011] 其次，上述CES系统的BioCCS系统一般前端碳足迹十分大。若没有对生命周期评估(LCA：Life Cycle Analysis)，及对生命周期碳排放(包括建设，运行和维护)的全面了解，其对二氧化碳减排工作的净收益无法确定。

[0012] 植物光合作用

[0013] 天然植物光合作用取决于植物表面上可用的阳光的吸收数量，例如叶子。地球上2
的阳光散布-当太阳处于天顶时，地球表面阳光照射强度约每平方米一千瓦(KW/M)，其中只有一小部分太阳光谱的能量适合诱导植物光合作用。人类的持续森林砍伐，进一步减少了植物光合作用的植物数量，减少了大自然对地球二氧化碳平衡的贡献。

[0014] 使用人工照明来帮助植物生长是可行的，并且与其他照明源相比，LED照明大幅降低了能量消耗。然而，整套系统是否可以实现碳负排放，取决于许多因素，包括驱动LED的电源的碳足迹和LED本身，目前尚缺乏了解。

[0015] 经由这种认识，发明人发明和公开本文的方法和系统，如若遵循构造和所描述的操作，系统可以实现负碳排放性。

[0016] 本发明的方法包括选择满足碳足迹阈值的电源的步骤；选择满足碳足迹阈值和转换效率的光源，并配合适当的光谱范围内光源，配合适当的光合作用媒体如海藻。发明人在本文中披露了通过商业来源公布的数据，来确定电源和照明光源的选择标准和方法。按照本文提出的规范，本领域技术人员可以构建和操作在系统的设计寿命期间将实现净二氧化碳负排放的系统。

[0017] 术语的定义

[0018] 本发明中使用的术语通常具有专业领域的定义，以从业者提供关于本发明的描述。同样的事情可以用多种方式说出来。因此，可以使用替代语言和同义词。

[0019] 在本文中，“生命周期评估”(Life Cycle Assessment：LCA)或“摇篮至坟墓分析”(cradle to grave analysis：CGA)是指通过材料加工，从原材料提取到产品或系统的所有生命阶段的环境影响评估的技术，制造，分销，使用，维修和保养，处置或回收。系统的典型总能量库存包括：

[0020] Emat：系统提取材料所需的能量；

[0021] Emanuf：系统制造所需的能量；

[0022] Etrans：系统运输生命周期中使用的材料所需的能量；

[0023] Einst：系统安装所需的能量；

[0024] EEOL：生命周期管理所需的能源；和

[0025] Eaoper：运行和维护系统所需的能量分配。

[0026] “太阳能电池板”或“光伏(PV)面板”或“太阳能电池板”是可互换地使用，都是指设计成吸收太阳光线作为用于发电的能量源的面板。光伏(PV)模块通常是6×10太阳能电池数组的封装和连接的组件。每个模块在标准测试条件下通过其直流输出功率额定，通常范围为100至365瓦。光伏系统通常包括面板或太阳能模块数组，有时是电力逆变器，电池，太阳能跟踪器和互连布线。

[0027] 在本文中，“负二氧化碳排放”或“负碳排放”或“碳负排放”或“系统或通过过程或操作可以永久地消除(固定)来自地球大气层的温室气体二氧化碳的系统”。“负排放”与“减少排放”不同，前者代表二氧化碳从地球大气层的净流出(Outlet)，而后者则指将二氧化碳从地球大气层的流入(Inlet)减少。

[0028] “生物质”是指生物的有机物质或活的生物体。生物质可以用作能源。作为除食物以外的能源，生物质可以直接通过燃烧产生热量，或间接地转化为各种形式的生物燃料。在本文中，生物质还可用于描述新形式的碳负排放系统的最终产物(包括藻类)。

[0029] 电力工业中用于测量生命周期温室气体排放的单位为每单位千瓦时(KWh)的二氧化碳排放当量(CO2e/KWh)。它包括通过能源的生命周期评估来计算电能的全球升温潜力，并以该单位电能的全球变暖潜能为单位。使用单位为全球变暖潜势-二氧化碳当量(CO2e)和电能单位-千瓦时(KWh)。例如，如果燃煤发电厂的碳足迹数量为1,100g CO2e/KWh，则表示在发电厂的使用寿命内，每发生1,100克(1.1千克)二氧化碳及其等同物需要消耗千瓦时的电力。

[0030] 发光二极管(LED)是指半导体光源。它可能具有p-n二极管，当在p-n上施加正向电压使电流流过时发射光，当电子与器件内的空穴结合时经由光子释放能量。这种效应称为“电发光”，光的颜色(对应于光子的能量)由半导体的能带隙宽决定。LED的面积通常很小(小于1mm2)。GaN或InGaN基LED发射蓝光(峰值约465nm)；其他类型的材料如GaAlAs发射红光(约700nm)。

[0031] 利用荧光体的涂覆，LED颜色(主要是蓝色LED)可转换成不同颜色。由此形成不同的光(通常在较长的波长)；这样的组合通常被称为荧光体或荧光体转换的LED(pcLED)。(蓝色)光的一部分能量经历斯托克斯位移(Stokes shift)，从较短的波长转换为较长的波长。根据原始LED的颜色，可以采用不同颜色的荧光体。应用数个不同颜色的荧光体层可得到的较宽的光谱。LED在荧光体的效率损失包括斯托克斯转变的热损失以及其他与荧光体相关的问题。

[0032] LED的转换效率：是指LED的外部量子效率。它测量从LED发射的光子数与穿过器件的电子数的比例-换句话说，LED将电能从电子转换为光子的效率，并从组件照射出去。目前，一些基于荧光体的LED可以达到50％的转换效率。附图说明

[0033] 图1描绘本发明的一些负碳排放系统的几个组成部分。

[0034] 图2描绘生长植物温室并说明本发明的一些负碳排放系统。

[0035] 图3描绘构成本发明的一些的负碳排放系统的方法。

[0036] 符号说明：

[0037] 1 太阳能电池板

[0038] 2 LED光源

[0039] 3 电池

[0040] 4 植物

[0041] 5 太阳能电池板

[0042] 6 LED光源

[0043] 7 温室

[0044] 8 电压转换器

[0045] 9 植物

[0046] 10 光子

[0047] 11 第一导气系统。

[0048] 12 第二导气系统

[0049] 301～303 步骤

具体实施方式

[0050] 为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹借由下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做详细说明，说明如后：

[0051] 碳排放系统的几个方面

[0052] 碳排放转化

[0053] 碳负排放系统的实现要确定对系统供电的能量源的碳足迹的识别。例如美国亚利桑那州第一太阳能公司(First Solar)发布的数据显示，截至2012年，根据LCA，该公司生产了7GW光伏的太阳能电池组件,总共排放1.4兆吨的CO2。

[0054] 发明人将该此换成g CO2e/KWh单元，如下所示：

[0055] 7GW＝7x106KW；1.4兆吨二氧化碳＝1.4×1012克；

[0056] 根据First Solar的出版物，安装的太阳能电池组件每年每千瓦时产生1.3TeraWatt小时电，因此7GW的太阳能电池板每年可生产9.1x109KWh的电力。由于LCA估计的二氧化碳排放总量为1.4兆吨(Mega tons)，估计光伏组件的使用寿命为25年，第一太阳能光伏组件(其碳足迹)的品质因子为6.15克二氧化碳当量/千瓦时(gCO2e/KWh)。

[0057] LED照明产生的光子

[0058] 发明人基于德国的Osram Licht AG公布的数据用于植物光合作用的光子的实例，发现8瓦LED的LCA碳足迹。LED灯具的材料列表包括：玻璃，黑色金属，铝等有色金属，塑料，电子组件，树脂复合物，以及微量的水泥和汞。根据此数据：8瓦LED灯的制造阶段的总碳足迹列为2.4千克(Kg)二氧化碳当量。LED的预计使用寿命为2.5万小时(2.85年)。发明人根据光子计算每千瓦的光输出量，该欧司朗LED的二氧化碳排放量为12克二氧化碳当量/千瓦时(KgCO2e/KWh)。

[0059] 该LED的转换效率列为30.4％(LED的1KWh输出光能需要3.29KWh的输入电能量)。或是说每千瓦时的电能进入LED，0.304千瓦时的能量被转换为光能，其余的转换为热。LED运行的阶段碳足迹相等于电源的碳足迹。

[0060] LED的再循环或处理阶段欧司朗没有提供数据。本文使用生产阶段和运行阶段的碳足迹作为构建负碳排放系统的下限。

[0061] 植物光合作用

[0062] 为了说明的目的，发明人使用450nm波长的光子作为范例来计算其能量。光子的能量等于E＝hc/λ，其中E是能量，h是普朗克常数，c是光速，λ是其波长。具有450nm的范例性波长的光子的能量等于4.17×10-19焦耳(Joules)的能量；或一个焦耳的能量相当于波长为450nm的2.4×1018个光子。一千瓦小时的能量等于3.6x106焦耳；或等于波长约450nm的8.64×1024个光子。

[0063] 利用植物光合作用消除CO2分子

[0064] 发明人研究植物光合作用，并观察到由于太阳光谱范围宽广(从紫外到红外)，至少有50％自然阳光的光子不参与天然植物光合作用，或是被植物吸收后变为热。使用天然的阳光，根据以下公式，将一个二氧化碳分子转化为生物质(如藻类)需要10个光子：

[0065] CO2+H2O+10光子＝CH2O+O2。

[0066] 因此发明人推论，当植物表面上的入射光子具有约460nm或650nm的波长时，转换效率可加倍。

[0067] CO2+H2O+5光子＝CH2O+O2。

[0068] 根据上述公式，适当波长的光约需5个光子可以将一个CO2分子转化为一个生物质分子，并且在过程中，从地球大气中消除一个CO2分子。用以下公式可计算需要消除一公斤二氧化碳的光子数量：

[0069] a)1千克中的二氧化碳分子数为1千克＝1×103克＝1×103/44.01克/摩尔＝2.27×101摩尔＝2.27×101×6.02×1023分子/摩尔＝1.37×1025分子

[0070] b)消除1公斤二氧化碳的光子数量为1.37×1025×5光子＝6.84×1025个光子。

[0071] c)通过植物光合作用消除1千克二氧化碳的能量是6.84×1025光子/8.64×1024光子/千瓦时＝7.92千瓦时。

[0072] 光伏组件和LED光源消除CO2的系统

[0073] 发明人测试的系统包括由First Solar制造的示范性PV模块，结合由Osram制造的示范性LED光源，以验证其消除CO2的能力。先考虑碳足迹：First Solar PV模块产生的每千瓦小时的电能将导致6.15克的二氧化碳排放。而产生的每个千瓦小时的电能，输入到转换效率为30.4％的欧司朗LED光源，它产生额外的12克x 30.4％＝3.65克的二氧化碳，并产生0.304千瓦当量的光子。因此，累积的二氧化碳排放量为6.15g(来自PV)+3.65g(来自LED)CO2e/KWh＝9.80g CO2e/KWh。而PV面板产生的每一千瓦小时的电能进入LED，可产生相当于.0.304KWh的光子。根据上面数据，发明人计算每7.92KWh的等效光子可以消除一公斤的二氧化碳分子。因此，0.304KWh的等效光子可以消除38.4克二氧化碳分子，相当于PV+LED系统二氧化碳排放量的4倍。

[0074] 即使考虑到一小部分光子将从植物的表面反射并且不参与植物光合作用，大多数被吸收的光子将足以消除CO2分子防止其进入大气。

[0075] 根据上述总结，通过以下实施例的详细描述将进一步说明本发明。

[0076] 实例1

[0077] 图1描绘实现本发明碳负排放系统的组件。组件1描绘了可以定位面对太阳的太阳能电池板。组件2描绘了LED光源，其在实施例中被布置成直接照射在例如像藻类的生长植物4上。组件3描绘了连接到太阳能电池板1和LED光源2的电池。组件3可包括将来自太阳能电池板的DC电压转换成AC电压的电压转换器。

[0078] 如前所述，太阳能电池板和LED光源都带着它们各自的碳足迹。根据发明人的计算，First Solar的示范性太阳能电池板的碳足迹为6.15g CO2e/KWh，而Osram的示例性LED具有3.65g CO2e/KWh的碳足迹。如本文前面分析，当LED光源引导照射生长植物，这种太阳能电池板和LED光源的组合借由光合作用可消除太阳能电池板和LED光源的总二氧化碳排放的碳足迹总合。

[0079] 实例2

[0080] 图2描绘本发明的另一个实施例，该系统包括太阳能电池板5固定在温室7，其中生长光合作用的植物像是藻类。太阳能电池板的碳足迹为6.15克二氧化碳当量/千瓦时或更少，直接连接到LED光源6，或是间接通过电池，如组件8所示，LED碳足迹为3.65克二氧化碳当量/千瓦时或更少。当光子10被引导到包括藻类的生长植物9时，此系统不仅能够消除来自太阳能电池板和LED光源的组合的CO2排放，更可以消除大气中更多量的二氧化碳。组件8包括可选的电压转换器，其将来自太阳能电池板的DC电压转换成AC电压。此外，图2所示的系统还可以包括：第一导气系统11，用于导入二氧化碳及水气以提供给所述生长中植物；第二导气系统12，用于导出所述生长中植物所产生的氧气或水。第一导气系统11及12例如包含导气或导水的管路等任何合适的组件，又第一导气系统11及12可被配置为与温室7以流体方式连接，以利于负碳排放系统的运作及效率。此外该等导气系统亦可实现于图1所示的实例1之中。然而，本发明的实现并不受上述例子限制。

[0081] 实例3

[0082] 图3描述可以实现碳负排放系统的构造过程。该过程包括以下步骤。步骤301，选择碳足迹为第一数值例如6.15g CO2e/KWh或更低的太阳能电池板和碳足迹为第二数值例如3.65g CO2e/KWh或更低且转换效率为第三数值例如30.4％或更高的LED光源。在步骤302，将可以固定在温室上并暴露于太阳光的太阳能电池板连接到LED光源，其中太阳能电池板也可以通过电池和转换器连接到LED光源。在步骤303中，将由LED光源产生的光子引导到可产生光合作用的生长植物例如藻类，藻类表面可吸收大部分光子。此外，更可进一步加上如下步骤：提供第一导气系统以用于导入二氧化碳及水气以提供给生长中植物；和提供第二导气系统以用于导出所述生长中植物所产生的氧气。

[0083] 为了说明的目的，发明人选择来自First Solar的太阳能电池板的和来自欧司朗的LED光源用来构建示范性的碳负排放系统。在本发明之前，利用太阳能电池板和LED光源，结合光合作用达成负碳排放系统并不存在。同时由于具体碳足迹数据不十分确定。正确使用太阳能电池板和LED光源，结合光合作用达成负碳排放系统的条件也未知。本发明利用已商品化的太阳能电池板和LED光源本领域技术人员可商购的。随着技术的进步，预计这些条件将会改进。

[0084] 以下更提出依据本发明的不同实施方式。

[0085] 在一实施例中，提出一种负碳排放系统，包括：太阳能电池板，该太阳能电池板的碳足迹为18g CO2e/KWh或更低；LED光源，电性耦接于所述太阳能电池板，所述LED光源具有36g CO2e/KWh或以下的碳足迹和具有30.4％以上的转换效率；行光合作用的生长中植物，其系配置为被所述LED光源所照射；第一导气系统，用于导入二氧化碳及水气以提供给所述生长中植物；以及第二导气系统，用于导出所述生长中植物所产生的氧气。

[0086] 在上述系统的一实施例中，所述太阳能电池板通过中间电池连接到所述LED光源。

[0087] 在上述系统的一实施例中，还包括电压转换器，所述电压转换器电性耦接于所述太阳能电池板。

[0088] 在上述系统的一实施例中，所述生长植物包含海藻。

[0089] 在上述系统的一实施例中，所述太阳能电池板被配置为面向太阳。

[0090] 在另一实施例中，提出一种负碳排放系统，包括：温室，用于提供适当的温度和湿度给生长中植物；太阳能电池板，用于固定在所述温室上并具有18g CO2e/KWh或更低的碳足迹；和LED光源，电性耦接于所述太阳能电池板，所述LED光源具有36g CO2e/KWh或更小的碳足迹和30.4％或更高的转换效率。

[0091] 在上述系统的一实施例中，所述太阳能电池板通过中间电池连接到所述LED光源。

[0092] 在上述系统的一实施例中，还包括电压转换器，所述电压转换器电性耦接于所述太阳能电池板。

[0093] 在上述系统的一实施例中，还包括生长中植物，其中所述LED光源用于指向所述生长植物。

[0094] 在上述系统的一实施例中，所述太阳能电池板被配置为面向太阳。

[0095] 在上述系统的一实施例中，还包括：第一导气系统，用于导入二氧化碳及水气以提供给所述生长中植物；第二导气系统，用于导出所述生长中植物所产生的氧气。

[0096] 在又一实施例中，提出一种构建负碳排放系统的方法，包括以下步骤：选择碳足迹为18g CO2e/KWh或更低的太阳能电池板；选择碳足迹为36g CO2e/KWh或更低且转换效率为30.4％或以上的LED光源；和将所述太阳能电池板电性耦接于所述LED光源。

[0097] 在上述方法的一实施例中，通过中间电池将所述太阳能电池板连接到所述LED光源。

[0098] 在上述方法的一实施例中，还包括将电压转换器连接到所述电池。

[0099] 在上述方法的一实施例中，还包括通过将所述LED光源指向植物来使所述植物生长。

[0100] 在上述方法的一实施例中，还包括调整太阳能电池板以面对太阳。

[0101] 在另一实施例中，提出一种构建负碳排放系统的方法，包括以下步骤：提供温室以使植物生长；将太阳能电池板固定在所述温室上，所述太阳能电池板具有18g CO2e/KWh或更低的碳足迹；提供具有36g CO2e/KWh或更低的碳足迹和30.4％以上的转换效率的LED光源；和将所述LED光源电性耦接于所述太阳能电池板。

[0102] 在上述方法的一实施例中，通过中间电池将所述太阳能电池板连接到所述LED。

[0103] 在上述方法的一实施例中，还包括提供电压转换器。

[0104] 在上述方法的一实施例中，还包括通过将所述LED光源指向植物来使所述植物生长。

[0105] 在上述方法的一实施例中，还包括配置所述太阳能电池板面向太阳。

[0106] 在上述方法的任一实施例中，还可以包括以下步骤：提供第一导气系统以用于导入二氧化碳及水气以提供给生长中植物；和提供第二导气系统以用于导出所述生长中植物所产生的氧气。

[0107] 在又一实施例中，提出一种负碳排放系统，包括：低碳电源，其碳足迹为18g CO2e/KWh或更低，其中所述低碳电源为可再生能源转换电源或核能转换电源；LED光源，电性耦接于所述可再生能源转换单元，所述LED光源具有36g CO2e/KWh或以下的碳足迹和具有30.4％以上的转换效率；及可行光合作用的生长植物，其配置为被所述LED光源所照射。

[0108] 在上述系统的一些实施例中，低碳能源包括再生能源(Renewable Energy)，即为来自大自然的能源，例如太阳能、风力、潮汐能、地热能等；低碳电源可以利用将再生能源转换为电能的可再生能源转换电源来实现，如除了太阳能电源以外，也可为风力发电机等。此外，在另一实施例中，核能转换电源也可用于实现低碳电源

[0109] 本发明在上文中已以较佳实施例说明，然本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范围内。因此，本发明的保护范围当以权利要求所界定的范围为准。

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