Kontrola wilgotności zwiększa efektywność energetyczną szklarni
Rolnictwo szklarniowe umożliwia uprawę roślin w optymalnych warunkach dzięki dostarczaniu możliwiej jak największej ilości ciepła i światła słonecznego, co ma na celu wydłużenie naturalnego okresu wegetacyjnego. Chociaż praktyka ta oferuje liczne korzyści, rolnicy nadal napotykają trudności, szczególnie jeśli chodzi o osiągnięcie efektywności energetycznej. Poważnym wyzwaniem jest na przykład odpowiednia wentylacja z uwagi na fakt, że naturalna transpiracja roślin zwiększa wilgotność powietrza. „Aby zmniejszyć wilgotność, w wielu szklarniach otwiera się okna”, wyjaśnia Serena Danesi ze szwajcarskiego Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Zurychu, koordynatorka projektu TheGreefa. „Jednocześnie oznacza to jednak utratę ciepła i wody. Z kolei do zrównoważenia strat spowodowanych wietrzeniem potrzeba dużo energii”.
Absorpcja wilgoci z powietrza
Celem projektu TheGreefa było opracowanie systemu, który obniża koszty energii poprzez odzyskiwanie ciepła i wody z powietrza, a jednocześnie pozwala utrzymać optymalne warunki w szklarni. Kluczowe znaczenie miało tu pilotażowe wykorzystanie roztworu soli na bazie chlorku magnezu. Działanie roztworu polega na pochłanianiu z powietrza wilgoci spowodowanej transpiracją roślin, przy czym w procesie absorpcji uwalniane jest ciepło. System działa na tej samej zasadzie, co prosty domowy nawilżacz powietrza na bazie soli, który umieszcza się np. w piwnicy. „Jednak w pewnym momencie roztwór pochłania zbyt dużo wilgoci i ulega rozcieńczeniu”, dodaje Danesi. „Aby przywrócić jego właściwości, należy go po prostu delikatnie podgrzać. Można to zrobić poza szklarnią i w dowolnym momencie. To, co pozostaje, to koncentrat nadający się do ponownego wykorzystania”. Ten proces o obiegu zamkniętym do działania wymaga energii w niskiej temperaturze – jest to energia, która w przeciwnym razie mogłaby nie zostać wykorzystana. Danesi zauważa, że obok wykorzystania energii słonecznej kolejną opcją może być recykling ciepła wytwarzanego przez energochłonne branże, takie jak centra danych.
Mniejsze straty energii cieplnej
System oparty na roztworach soli został przetestowany w szklarniach na terenie Szwajcarii i Tunezji. Potrzebny sprzęt jest stosunkowo prosty, gdyż wystarczy plastikowy absorber (płuczka) wraz z pompą i wentylatorem. „Tutaj, w Szwajcarii, udało nam się uruchomić naszą zautomatyzowaną instalację demonstracyjną, która działała przez rok”, mówi Danesi. „Wykazaliśmy, że pozwala to wyeliminować konieczność wentylacji zewnętrznej. W rezultacie udało się zmniejszyć straty energii cieplnej. Co więcej, podczas procesu absorpcji uwalniana jest energia cieplna, którą można wykorzystać do ogrzewania szklarni”. Kolejną zaletą tego systemu, jak dodaje Danesi, jest fakt, że roztwór soli może być poddawany regeneracji za pomocą niskotemperaturowego ciepła, a także przechowywany. Oznacza to, że może być przechowywany poza szklarnią i używany, kiedy zajdzie taka potrzeba.
Baseny, procesy suszenia i zabytkowe budowle
Danesi i jej zespół mają nadzieję, że opracowana przez nich innowacja pomoże europejskiemu sektorowi rolnictwa szklarniowego znacznie poprawić efektywność energetyczną. Proces absorpcji, w wyniku którego wytwarzane jest suche powietrze, został również zastosowany do suszenia wyrobów, takich jak zioła czy owoce. „Szklarnie były doskonałym miejscem do przetestowania tej technologii ze względu na dużą wilgotność powietrza”, zauważa Danesi. „Wśród innych potencjalnych użytkowników tego rozwiązania mogą się znaleźć też centra fitness, baseny czy zabytkowe budowle, w których powietrze jest również bardzo wilgotne, w związku z czym wymagają osuszania”. Wspomniane wyżej różne zastosowania mogą być również łączone w ramach innowacyjnych lokalnych sieci energetycznych. Ponadto zespół poszukuje partnerów z sektora przemysłu, aby z ich pomocą zwiększyć skalę swojej technologii i zapewnić jej rozpoznawalność na rynku. „Sama technologia nie jest skomplikowana”, podkreśla Danesi. „Wymaga jednak zrozumienia, jak działa system. Jest to główne wyzwanie związane z wprowadzeniem rozwiązania na rynek”.
Słowa kluczowe
TheGreefa, wilgotność, szklarnia, efektywność energetyczna, cieplna, rolnictwo
