Solargewächshaus in einer Gärtnerei

Das saarländische Forschungsinstitut IZES hat die Federführung in diesem Projekt, welches zum Ziel hat, die Praxistauglichkeit und Wirtschaftlichkeit eines von der Firma Sunvention entwickelten Solarhybridsystems zu erforschen.

Dieses Solarhybridsystem wird in den Dachbereich eines Foliengewächshauses eingebaut und getestet. Ein Fresnellinsen-System konzentriert dabei das Direktlicht der Sonne auf hocheffiziente Fotovoltaikzellen. Der dabei erzeugte Strom wird in Verbindung mit einem Netzwechselrichter in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Die an den Zellen entstehende Wärme wird in einen Warmwasserspeicher eingelagert und steht in Zeiten niedriger Einstrahlung und kühlerer Witterung zur Beheizung des Gewächshauses zur Verfügung.

IZES nimmt die Projektleitung wahr, ist für die gesamte Messtechnik, Datenerfassung und Datenauswertung zuständig und übernimmt die wissenschaftliche Auswertung der energetischen Fragestellungen. Die Forschungsanstalt Geisenheim realisiert die pflanzenphysiologischen Untersuchungen und legt die Kulturfolge fest. Mit Hilfe dieser Untersuchungen soll festgestellt werden, welche Auswirkungen das neue System auf die Entwicklung von Pflanzen hat. Das Versuchsgewächshaus stellt die Erlebnisgärtnerei Storb zur Verfügung. Über zwei Jahre wird sie die Kulturführung der Pflanzen übernehmen.

 
                                                                                         
                                                                              Gewächshaus mit eingebautem Solarsystem                                                Fresnellinsensystem im Dach
 

Zum Projekt

Die Produktion von Pflanzen unter Glas ist energieintensiv. Die kulturgerechte Klimatisierung eines Gewächshauses bedingt einen hohen energetischen Aufwand. Bisher wird die  Wärmeversorgung von Gewächshäusern überwiegend durch Heizsysteme, basierend auf fossilen Energieträgern, sichergestellt. Gleichzeitig besteht zur Klimatisierung eines Gewächshauses die Notwendigkeit, bei stärkerer Sonneneinstrahlung zu kühlen – auch dann, wenn eventuell gerade kurz zuvor noch beheizt werden musste. Um die an den Produktionskosten immer stärker beteiligten Energiekosten zu senken und damit die Wettbewerbsfähigkeit der Gärtnereien auch zukünftig zu gewährleisten, soll im Rahmen des Projektes ein innovativer Ansatz zur Energieeffizienz im Gartenbau realisiert und erprobt werden. Aufgrund der Tatsache, dass das eingesetzte Konzentratorsystem mit Fresnellinsen nur den direkten Anteil des Sonnenlichtes verwertet, kann die für das Pflanzenwachstum vollkommen ausreichende Diffusstrahlung ungehindert zu den Pflanzen gelangen. Die in Form von Strom und Wärme abgeführte Energie wird dabei dem Gewächshaus entnommen und in einem Speicher eingelagert, sodass das Gewächshaus sich nicht so stark aufheizt. Damit wird der Kühlungsbedarf reduziert und die so gewonnene Wärme steht später dem Gewächshaus zur Verfügung und reduziert somit den Heizungsbedarf aus fossilen Brennstoffen.

Im Rahmen des Projektes ist das neu errichtete Foliengewächshaus unterteilt in einen Versuchsbereich und einen Referenzbereich. In dem Referenzbereich ist lediglich konventionelle Heiz- und Kühlungstechnik eingebaut, wohingegen im Versuchsbereich zusätzlich das Solarhybridsystem im Dachbereich installiert ist. Als Warmwasserspeicher kommt ein 100m³ großer Tank zum Einsatz, der aufgrund seiner Größe nur mittelfristige Wärmespeicherung ermöglicht.

 

Ziele

  • Erprobung des Systems und Weiterentwicklung möglichst zur Serienreife
  • Untersuchung des Einflusses auf Pflanzen (Verbesserung / Verschlechterung der Wachstumsbedingungen)
  • Feststellung der Wirtschaftlichkeit
  • Klärung der Frage, ob das System in bestehenden Glasgewächshäusern eingesetzt werden kann

 

Während der Projektlaufzeit werden folgende Messungen durchgeführt:

  • Messtechnische Erfassung der wichtigsten klimatischen Wachstumsbedingungen sowie des Außenklimas
  • Messungen zur Energiebilanz und zum Verhalten des Speichers
  • Überwachung des Betriebsverhaltens der Solaranlage
  • pflanzenphysiologische und pflanzenbauliche Untersuchungen
  • Permanente mobile Erfassung des spektralen Verlaufs der auf die Pflanzen wirkenden Strahlung entlang eines Gewächshaustisches, um eventuelle Beeinflussungen des Sonnenlichtes zu detektieren.

 

Partner

  • Sunvention GmbH
  • Forschungsanstalt Geisenheim
  • Erlebnisgärtnerei Storb GmbH &Co KG

 

Laufzeit: 
01/2007 bis 07/2011