Population growth and improved living standards led to increased demand for food and crops, of which cultivation is heavily affected by average ambient temperature increase resulting from global warming. Hot and arid climate regions with high average summer temperatures suffer further as agricultural greenhouse indoor temperature reaches levels much higher than the ambient, causing severe dehydration and eventual death of crops. This research proposes an innovative, resilient and sustainable integrated greenhouse system to control greenhouse indoor climate within the cultivation range. This system consists of concentrating photovoltaic thermal system utilizing nucleate boiling heat transfer, thermal energy storage based on phase change material, lithium bromide absorption cooling system and dehumidifier, borehole ground heat exchanger, and spectrum selective roof for a greenhouse. The system is driven by renewable energy sources: Solar irradiation, ambient air, and geothermal cooling to provide electricity, space cooling, air-conditioning, and irrigation water. A comprehensive thermodynamic analysis of the sustainable integrated greenhouse system was done to obtain the energy and exergy efficiencies of the subsystems and overall system. The analysis shows overall energy and exergy efficiencies of 43.36 % and 19.19 %, respectively. Compared to the conventional greenhouse roof, the spectrum selective roof efficiently reduced the maximum cooling load by 29.2 %. Under the investigated hot and arid climate conditions, the system produced 33.28 kW of cooling, 29.3 kW of electricity, 8.36 L/h of dehumidified irrigation water, and 250 m³/h of dry ventilation air. An economic analysis based on the life cycle cost was executed to determine the economic feasibility of the integrated system. The recorded levelized cost of cooling, electricity, and water are 0.021 USD/kWh_c, 0.0366 USD/kWh_ele, and 8.8 USD/m³, respectively, presenting a cost-competitive standalone integrated system.

人口增长和生活水平提高导致对粮食和作物的需求增加，其中种植受到全球变暖导致的平均环境温度升高的严重影响。由于农业温室室内温度达到远高于环境的水平，导致严重脱水并最终导致农作物死亡，夏季平均温度较高的炎热和干旱气候地区受到的影响更大。本研究提出了一种创新、弹性和可持续的综合温室系统，以控制栽培范围内的温室室内气候。该系统由利用核沸腾传热的聚光光伏热系统、基于相变材料的热能储存、溴化锂吸收冷却系统和除湿器、钻孔地埋换热器、和光谱选择性屋顶温室。该系统由可再生能源驱动：太阳辐射、环境空气和地热冷却，以提供电力、空间冷却、空调和灌溉水。对可持续集成温室系统进行了全面的热力学分析，以获得子系统和整个系统的能量和火用效率。分析显示整体能源和火用效率分别为 43.36 % 和 19.19 %。与传统温室屋顶相比，光谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m 该系统由可再生能源驱动：太阳辐射、环境空气和地热冷却，以提供电力、空间冷却、空调和灌溉水。对可持续集成温室系统进行了全面的热力学分析，以获得子系统和整个系统的能量和火用效率。分析显示整体能源和火用效率分别为 43.36 % 和 19.19 %。与传统温室屋顶相比，光谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m 该系统由可再生能源驱动：太阳辐射、环境空气和地热冷却，以提供电力、空间冷却、空调和灌溉水。对可持续集成温室系统进行了全面的热力学分析，以获得子系统和整个系统的能量和火用效率。分析显示整体能源和火用效率分别为 43.36 % 和 19.19 %。与传统温室屋顶相比，光谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m 地热冷却提供电力、空间冷却、空调和灌溉用水。对可持续集成温室系统进行了全面的热力学分析，以获得子系统和整个系统的能量和火用效率。分析显示整体能源和火用效率分别为 43.36 % 和 19.19 %。与传统温室屋顶相比，光谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m 地热冷却提供电力、空间冷却、空调和灌溉用水。对可持续集成温室系统进行了全面的热力学分析，以获得子系统和整个系统的能量和火用效率。分析显示整体能源和火用效率分别为 43.36 % 和 19.19 %。与传统温室屋顶相比，光谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m 对可持续集成温室系统进行了全面的热力学分析，以获得子系统和整个系统的能量和火用效率。分析显示整体能源和火用效率分别为 43.36 % 和 19.19 %。与传统温室屋顶相比，光谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m 对可持续集成温室系统进行了全面的热力学分析，以获得子系统和整个系统的能量和火用效率。分析显示整体能源和火用效率分别为 43.36 % 和 19.19 %。与传统温室屋顶相比，光谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m 频谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m 频谱选择性屋顶有效地将最大冷负荷降低了 29.2%。在研究的炎热和干旱气候条件下，该系统产生了 33.28 kW 的制冷量、29.3 kW 的电力、8.36 L/h 的除湿灌溉水和 250 m³ /h 干燥通风空气。执行基于生命周期成本的经济分析以确定集成系统的经济可行性。记录的冷却、电力和水的平准化成本分别为 0.021 美元/kWh _c、0.0366 美元/kWh _ele和 8.8 美元/m ³，呈现出具有成本竞争力的独立集成系统。