Semilukket
Semilukket veksthus.
av Harald Pettersen. Artikkelen er publisert i Gartneryrket 5/2014
I Holland hadde man for få år siden flere store prosjekt med forsøk med bruk av helt lukkede veksthus året rundt ved å høste solenergien om sommeren og lagre den i bakken til vinterbruk samt forbedre veksten med optimal tilførsel av C02. Dette har man funnet altfor kostbart. Alternativet er nå såkalte semilukkede veksthus. Dette er interessant også i Norge og er en del av prosjektet ”Veksthusdynamikk” som også samarbeider med hollandske miljø.
På Gjennestad ble det tidlig på nittitallet montert vann/vann varmepumpe til kjøling av veksthusavdeling for snittroser hvor det ble brukt mye vekstlys. Med 150W/m2 vekstlys i et kanalplatehus ble det mye lufting – sløsing med energi samt redusert effekt av C02. Ved å kjøle ned roseavdelingen produserte varmepumpen 40-45*C vann som ble levert til buffertank, lukene ble åpnet mindre og man fikk mer igjen for CO2 tilførsel og i tillegg ble det en effektiv avfuktning.Dette er selve ideen med semilukkede veksthus.
Utstyret er nå flyttet til mindre avdelinger for registrering av energihøsting og for å høste erfaring med klimastyring i slike avdelinger.
Materiale og metoder.
To avdelinger på hver 345 m2 er utstyrt med henholdsvis kanalplater og ett lag gardin og kjølekapasitet 35 kW i en avdeling og kanalplater og to lag gardin og kjølekapasitet 50 kW i en annen. Belysningen er henholdsvis 90 og 120 W/m2.
Fra varmepumpen blir det sendt 8-9*C vann til kjøleaggregater i veksthusavdelingene og returvannet holder ca 12*C.
Varmtvannet fra varmepumpen blir ført til en buffertank på 45m3 og derfra til oppvarming i naboavdelinger via PELrør på bakke nivå.
Klimaet er styrt av PRIVAcomputer og også registrert med ekstra energimålere og ekstra sensorer for luftfuktighet, temperatur og CO2 samt oppsamling av kondens.
Resultater.
Brann i en avdeling hindret registrering vinteren 2013. Høstet energi i april med utplantingsplanter i avdelingen tilsvarer 30000 kWh pr dekar. Samme resultat har vi fra tidligere for september måned. I november og desember 2013 høstet vi tilsvarende 30000 og 35000 kWh med driving av hortensia. Desember var svært mild og grå. I januar ble tallet 15000 kWh.
Diskusjon
Registreringene viser at uteklima selvsagt er avgjørende. Det samme er kulturvalg , mengde vekstlys og hvor godt veksthuset er isolert. Resultatene vil derfor variere mye fra gartneri til gartneri, men potensialet for norske gartnerier med mye vekstlys er stort.
Det er selvsagt av interesse å høste solenergi i sommerhalvåret for midlertidig lagring fra dag til natt. I perioden mai til august er det rikelig med solenergi å høste. Utfordringen er å utnytte varmen. Forbruket av energi i denne perioden varierer selvsagt, men kan dreie seg om 10 til 15% av årsforbruket. Settes dette til 500 kWh pr m2, så skulle det tilsi 50-75.000 kWh pr dekar i denne perioden. Velger man å bruke varmen på et større areal enn det som høstes kan dette tallet sevfølgelig bli mye større.
Spesielt interessant for norske gartnere er vinterperioden hvor vi er nødt til utstrakt bruk av lys ved helårsdrift. To til tre måneder midtvinters er det så lite naturlig lys at vi med fordel kan isolere skikkelig – i hvert fall med kanalplater og to lag gardiner. Det betyr en Pverdi på knappe 3 W/C.m2 og det betyr videre at vi med 120W/m2 med lys i prinsippet skal løfte temperaturen med 40C eller at vi må ned på minus 15C for å unngå lufting. Men også lange perioder vår og høst er det lyset som er minimumsfaktor. Andre dager vår og høst løfter solen temperaturen mer enn ønsket og varme kan høstes i stedet for å ventileres ut. Bruken av vekstlys varierer selvsagt , men er opp til 2/3 av totalt energiforbruk for en del potteplanteprodusenter. Det er da bra for norske gartnere at vi har mye nedbør og brukbare strømpriser i landet.
Beregninger ut fra de registreringer som er gjort tilsier at vi på årsbasis bør høste minst 200.000 kWh pr dekar fra sol og vekstlys ved hjelp av denne teknologien.Under gitte forhold betydelig mer.
For å oppnå dette trengs en vann/vann varmepumpe og kjøleaggregater plassert inne i veksthusavdelingene, buffertank for varmtvann og system for tilbakeføring av varme. Dette kan ordnes på flere måter og sikkert til ulike priser. I Holland taler man i dag om kjølekapasitet på 40-50W/m2.Dimensjon på varmepumpen avgjøres av areal som skal kjøles. Og likedan blir det for kjøleaggregatene. På Gjennestad er det valgt plassering over midtgang i et 16 m bredt hus for disse og det har gitt god fordeling av den kjølige luft som blåses ut. Buffertanken kan ved nyanlegg med fordel plasseres under bakkenivå i huset. I bestående hus synes det mest økonomisk å plassere en velkjent rund tank inne i en veksthusavdeling. Det vil forenkle isolasjonen betydelig framfor utvendig tank.
Tilbakeføring av varme fra bufferen kan gjøres på ulike måter. PELrør på bakkenivå er en enkel løsning for noen. For andre kan det være bedre med aerotempere. I begge tilfeller kan man ha en enkel styring av en pumpestart av vann fra tanken som går så lenge det er behov. På Gjennestad er også prøvd et opplegg med varmeveksler plassert mellom shunt og pumpe i bestående røropplegg. Når det kalles på varme vil både avdelingens pumpe og pumpe fra basseng starte. Når det ikke lenger er tilstrekkelig med varme fra basseng, så stanses bassengpumpen og tilførsel fra ringledning tar over som vanlig ved at shunten åpner.
Totalt kan investering pr dekar dreie seg om pluss/minus ½ mill.
Hva kan man så spare blir selvsagt det store spørsmål. Hvis vi forutsetter høstet energi til 200000 kWh pr dekar og at denne utnyttes, så er det det vesentlige bidrag og i størrelsesorden kr. 100.000,-.Dertil kommer en mervekst pga CO2 på 2-3 % (?) som kan dreie seg om kr. 20-30.000,-. Og til sist er dette også en god løsning på avfuktningen som godt isolerte veksthus krever i mange tilfeller. Det ble kondensert flere hundre liter pr dekar og døgn i perioder.
Konklusjon.
Norske gartnerier varierer med hensyn til standard og kulturvalg. Det er derfor umulig å foreslå løsninger som passer for alle. Like viktig er personlig engasjement.
Semilukkede veksthus er minst like aktuelle i Norge som i andre land, kanskje til og med mer med vårt klima og behov for mye kunstig lys .Løsningen som her er skissert, synes økonomisk interessant for flere med helårsdrift ,mye vekstlys og godt isolerte hus. Har man et energiforbruk på 500 kWh pr m2 og på denne måten kan redusere det til 300 eller mindre så bør det være interessant samtidig som man ordner avfuktning og bedrer utnyttelsen av CO2.