Alternativni sistemi za ogrevanje rastlinjakov za pridelavo zelenjave in svežih zelišč v zimskem času.
Zaradi naraščajočih cen fosilnih goriv in omejevanja emisij CO2 in drugih onesnaževal je treba poiskati alternativne sisteme za ogrevanje rastlinjakov za pridelavo zelenjave in svežih zelišč v zimskem času. Ena možna alternativa je uporaba sončna energija. Ogrevanje rastlinjakov ponoči s sončno energijo zahteva kombinacijo več komponent, ki temeljijo na naslednjih načelih: 1. absorpcija sončne energije (podnevi), 2. shranjevanje energije in preprečevanje izgub energije v okolico in 3. .poraba energije ponoči.
Absorpcijo sončne energije povečamo s prekrivanjem tal s prozorno plastično folijo. Namočena tla imajo sposobnost shranjevanja velike količine toplotne energije. Dodaten način absorbiranja in shranjevanja sončne energije je namestitev horizontalnih in navpičnih prozornih PE (polietilenskih) cevi za vodo v tunelih rastlinjakov (sl. 3 in 4). Uporaba črnega PE za izdelavo cevi za vodo omogoča večjo absorpcijo toplote kot običajno uporabljene prozorne cevi.
Usmeritev rastlinjaka lahko poveča tudi absorpcijo sončne energije. Vhodni predor, usmerjen vzhod-zahod, bo absorbiral bistveno več energije kot podobna struktura, usmerjena sever-jug. Postavitev samonosnih navpičnih vodnih cevi na severni strani kot »vodna stena« poveča absorpcijo in shranjevanje energije, s čimer dvigne nočne temperature v rastlinjakih do 16 C0 v Izraelu, odvisno od lokalnega sevanja in podnebnih razmer.
Izgube energije v okolico se zmanjšajo s prekrivanjem rastlinjaka z dvojno plastjo plastičnih plošč z IR blokado, z zračno režo med ploščami ali z uporabo toplotnih zaslonov ali izolacijskih odej. Od sončnega zahoda, ko ni več kopičenja toplote, vodne cevi in tla sproščajo toplotno energijo v prostornino rastlinjaka.
Podobne praktične uporabe teh načel se uporabljajo drugod po svetu. V nekaterih delih Kitajske je sončna energija shranjena v debeli steni iz blatnih ali glinenih opek. V Izraelu smo ta načela uporabili v prehodnih tunelih za gojenje bazilike. Kombinacija teh komponent nam je omogočila, da pozimi gojimo baziliko (poletni pridelek), hkrati pa povečamo proizvodnjo, preprečimo bolezni rastlin in izboljšamo kakovost ter zmanjšamo stroške in emisije toplogrednih plinov.
Uporaba horizontalnih vodnih cevi ni nova metoda, saj so jo preizkusili pred leti. Čeprav vodoravne cevi nekaj prispevajo k segrevanju rastlinjaka, se nahajajo na najslabšem mestu v rastlinjaku, najhladnejšem in najbolj zasenčenem mestu ter so izpostavljene mehanskim poškodbam. Edinstvena rešitev navpične razporeditve vodnih cevi je dobra in učinkovita rešitev za težave horizontalnih vodnih cevi. Stojijo samostojno, niso podprti s konstrukcijo rastlinjaka. Imajo togi okvir, izdelan iz tulca iz kovinske pločevine, ali pa so podprti z uporabo tulca iz kovinske žične mreže.
Navpične cevi so izpostavljene soncu in delavcem v rastlinjaku ne ovirajo. V rastlinjaku je mogoče shraniti veliko večjo količino vode, da omogočimo večje shranjevanje toplotne energije. Pravilna namestitev navpičnih cevi zmanjša težave s senčenjem pozimi in je primerna za rastlinjake z več razponi in orientacijo sever-jug v prehodnih tunelih.
Usmeritev prehodnega tunela ima velik vpliv na absorpcijo sončne energije. Orientacija vzhod-zahod omogoča veliko več sončne svetlobe, da vstopi v rastlinjak. Pozimi, ko je sonce nizko, sončni žarki pod ostrim kotom zadenejo plastično prevleko severno južno orientiranega prehodnega tunela. Posledično se del žarka odbije. Sončni žarki, ki zadenejo orientacijo vzhod-zahod, so skoraj pod pravim kotom, kar povzroči veliko več svetlobe, ki vstopa v predor, kar vodi do višjih pridelkov.
To znanje je omogočilo razvoj in gradnjo rastlinjaka "Eden". Rastlinjak "Eden" je usmerjen v smeri vzhod-zahod, navpične cevi pa so nameščene na severni strani. Oblikujejo "vodni zid". Prednost te lokacije je, da na posevku ni senčenja in ni fizičnih motenj za delavce. Relativno velika količina vode se lahko zadrži v prehodnem predoru (8 m3 vode v 30 m dolgem prehodnem tunelu). “Vodna stena” absorbira sončno energijo v razmeroma vročih dneh in sprošča toploto ponoči, kar ustvarja optimalne temperature za pridelavo pridelkov.
Razlog za uporabo vode v ceveh je visoka specifična toplota vode v primerjavi z drugimi materiali. Voda je na voljo in ne bo onesnažila tal, če so cevi poškodovane. Termalna slika, posneta ponoči, prikazuje toploto, shranjeno v vodni steni, in vpliv na temperaturo rastline. Pridelki bazilike so bili pozimi bistveno višji v prehodnih tunelih, opremljenih z vodno steno.
Skratka, razvili smo preprost, trajnosten, ekološki sistem brez emisij za gojenje poletnih poljščin pozimi z dvigovanjem temperature samo s sončno energijo. V Izraelu je možno gojiti pridelke bazilike pozimi z uporabo: PE mulčenja, vodnih cevi, toplotnih zaslonov in dvojnih slojev PE pokrivnega materiala. Najboljši rezultati so bili doseženi z uporabo stene črnih PE vodnih cevi, ki stoji na severni strani predora vzhod-zahod.
Orientacija predora v smeri vzhod-zahod ima precejšnjo prednost pred predori sever-jug. Ta metoda je omogočila gojenje bazilike brez zimskih bolezni brez kemičnega škropljenja s fungicidi. Glede na podnebne razmere obstaja možnost uporabe le nekaterih od zgoraj omenjenih metod za pridelavo visokih pridelkov odlične kakovosti.