Tr optimizer

工作簿摘要

原始 Excel 含一張說明頁與一張合併表頭的計算頁。本網頁版延續這個結構：此處保留工作簿說明與方法內容，互動分頁則提供基準情境與優化情境的對照計算。

工作簿

1. 這是規劃工具，用於估算蒸散與除濕能耗的相對變化。
2. 可用實測灌溉減排水量或冷凝水量校正 Baseline_Water_L_per_m2_day。
3. 在適度變動範圍內，蒸散假設隨 VPD 與氣孔或邊界層驅動因子縮放。
4. 藍光經驗式：藍光比例每增加 10%，氣孔導度約增加 20%。
5. CO2 由 400 提高到 1000 ppm，模型假設氣孔導度約降低 30%。
6. 風速效應以 sqrt(u / 0.2 m/s) 表示；均勻氣流有助避免局部逆境與 tipburn。
7. COP_latent 是處理除濕潛熱負荷的性能係數，表示每 1 kWh 電力可移除多少 kWh 潛熱負荷。若設備規格以 L/kWh 表示，可用 Latent COP = (L/kWh) × 2450 / 3600 換算。數值越高，代表相同蒸散水量所需電力越少。
8. 家用除濕機約 2.5~3.5 L/kWh，約對應 Latent COP = 1.70~2.38。
9. 專業農用除濕機約 4.0~4.8 L/kWh，約對應 Latent COP = 2.72~3.27。
10. 建議以作物實測值取代預設假設，以提高估算準確度。
11. 蒸散指數定義為 Tr = VPD × Blue × CO2 × Wind，表示在固定基準下，由 VPD、藍光、CO2 與風速共同決定的相對蒸散強度。
12. 由蒸散水量換算到電費，可依下列步驟說明。
13. 步驟 1：使用 Latent load (kWh/day) = Water_kg × 2450 / 3600，將每日蒸散水量換算為每日需移除的潛熱負荷。此處 2450 kJ/kg 為水的汽化潛熱，3600 用於將 kJ 轉為 kWh。
14. 步驟 2：使用 Electricity use (kWh/day) = Latent load / COP_latent，將潛熱負荷換算為實際用電量。COP_latent 越高，表示處理相同潛熱負荷所需電力越少。
15. 步驟 3：使用 Electricity Cost (USD/day) = Electricity use × Elec_price，將每日用電量乘上電價，得到每日電費。
16. 合併寫法：Electricity Cost = Water_kg × 2450 / 3600 / COP_latent × Elec_price。
17. ELAI 為 Effective Leaf Area Index，表示直接參與蒸散的葉面積相對於栽培面積的比值，可大於 1。

原始方法邏輯

def transpiration_index(VPD_kPa, blue_frac, co2_ppm, wind_mps):
    ref_blue = 0.15
    k_blue_per10 = 0.20
    blue_effect = 1.0 + k_blue_per10 * ((blue_frac - ref_blue) / 0.10)
    co2_effect = 1.0 - 0.30 * max(0.0, min(1.0, (co2_ppm - 400.0) / 600.0))
    co2_effect = max(0.6, min(1.05, co2_effect))
    wind_effect = math.sqrt(max(1e-6, wind_mps) / 0.2)
    return blue_effect * co2_effect * wind_effect

transpiration_index_total = VPD_kPa * stomatal_multiplier

下方互動計算器依照工作表公式重現，因此開場數值會與試算表一致。此處保留原始方法邏輯，作為工作簿參考。

重現計算區塊

• Blue.base = 1 + k_blue_per10 × ((Base_Blue_frac - ref_blue) / 0.1)
• Blue.opt = 1 + k_blue_per10 × ((Opt_Blue_frac - ref_blue) / 0.1)
• CO2.base = 1 + (Base_CO2_ppm - 400) × (-0.3) / 600
• CO2.opt = 1 + (Opt_CO2_ppm - 400) × (-0.3) / 600
• Wind.base = sqrt(Base_Windspeed_mps / 0.2)
• Wind.opt = sqrt(Opt_Windspeed_mps / 0.2)
• Tr.base = Base_VPD_kPa × Blue.base × CO2.base × Wind.base
• Tr.opt = Opt_VPD_kPa × Blue.opt × CO2.opt × Wind.opt