Nieuwsbrief 3. Adviesdienst Klimaatregeling Duurzaam en innovatief omgaan met energie

Transcriptie

1 Nieuwsbrief 3 Adviesdienst Klimaatregeling Duurzaam en innovatief omgaan met energie Jaargang 1, december 2010

2 PROEFCENTRUM VOOR SIERTEELT Nieuwsbrief 3 - Adviesdienst Klimaatregeling Beste lezer, In dit nummer: BEDRIJFSBEZOEKEN INNOVATIEVE KASCONSTRUCTIES LICHT IN AL ZIJN FACETTEN LAAT UW ENERGIE NIET ZOMAAR BUITEN STROMEN 7 E-ZINE ENERPEDIA 9 CONTACTINFORMATIE 9 De derde en laatste nieuwsbrief van dit jaar brengt koude en donkere dagen met zich mee. Dat kan maar één ding betekenen winter. Maar wat zomer is voor winter, dat is warmte t.o.v. koude en licht t.o.v. donker. Lang hoeven we naar de twee cruciale thema s voor deze winterse nieuwsbrief dus niet te zoeken. U kan, naast enkele andere onderwerpen, in twee uitgebreide artikels informatie vinden over het opsporen en vermijden van warmtelekkages en het rekenen met lichtgrootheden. Want wat ziet de plant nu juist en welk effect heeft die belichting dan? U komt het allemaal te weten in deze nieuwsbrief. Indien u vragen heeft omtrent de klimaatregeling op uw bedrijf of extra informatie wenst bij één van de artikels neem dan zeker vrijblijvend contact op met de ADVIESDIENST KLIMAATREGELING. Veel leesplezier, Bert Schamp Bedrijfsbezoeken innovatieve kasconstructies Naar aanleiding van enkele nieuw te bouwen serres op het PCS, zullen vanaf het voorjaar 2011 op regelmatige basis verschillende bedrijfsbezoeken georganiseerd worden. De te bezoeken glastuinbouwbedrijven zullen elk op zich vooruitstrevend zijn qua kasconstructie en -inrichting, energievoorziening en klimaatregeling. Het is de bedoeling om ideeën op te doen voor de eigen nieuwbouw op het PCS. Naast enkele onderzoekers worden ook telers uit de verschillende sierteeltsectoren meegevraagd om de toepasbaarheid/ haalbaarheid van deze innovatieve serres te toetsen aan de praktijk. De bedrijfsbezoeken zullen georganiseerd worden vanuit de Adviesdienst Klimaatregeling op het PCS in samenwerking met het Innovatiesteunpunt. Meer informatie volgt binnenkort! NIEUWSBRIEF - ADVIESDIENST KLIMAATREGELING

3 Licht in al zijn facetten Bij het toepassen van assimilatiebelichting, wil de teler graag weten wat nu de exacte bijdrage is van de kunstmatige belichting aan de totale lichthoeveelheid in de serre. Het juist meten van dat licht op plantniveau is echter moeilijk en de berekeningen met lichtgrootheden zijn veelal lastig. Door het gebruik van verschillende grootheden en definities van licht, tasten velen onder ons in het duister wanneer het op lichtmetingen aankomt. Dit artikel brengt hopelijk voor een deel al wat verlichting. Basisbegrippen Dat licht één van de vier pijlers is die een plant nodig heeft om te groeien weten we al. Deze factor dient constant in evenwicht te zijn met de CO2-concentratie, de temperatuur en de hoeveelheid water. Komen we echter in onbalans met één van deze factoren, bijvoorbeeld temperatuur, dan zal onze belichting minder rendabel worden en eigenlijk meer gaan kosten dan ze opbrengt. Het is daarom belangrijk om de bijdrage van belichting te kennen. Dit vereist een vergelijking van hoeveelheden lamplicht en daglicht. En hier zit nu net de moeilijkheid. Beide worden vaak op verschillende manieren gemeten en uitgedrukt in verschillende grootheden. Ter verduidelijking worden hierna enkele basisbegrippen uitgeklaard. 3 GOLFLENGTE, uitgedrukt in nanometer (nm). Dit duidt de lichtkleur aan. Een lichtbundel omvat meestal verschillende lichtkleuren of een spectrum van golflengtes. GLOBALE STRALING (straling van de zon) bestaat voor 45 tot 50% uit licht en voor het overige uit warmtestraling en een beetje UV. Het bestrijkt het golflengtegebied tussen nm. STRALING is een vrij algemeen begrip. Het omvat zowel röntgenstraling, radiogolven, geluid, zichtbaar licht, ultraviolet (UV) en infrarood (IR). FOTONEN (quanten) zijn lichtdeeltjes. Licht is opgebouwd uit lichtdeeltjes, ook bekend als fotonen of quanten. Elk foton bevat energie, en de hoeveelheid energie hangt af van de golflengte (lichtkleur). Een blauw foton bevat veel meer energie dan een rood foton. MOL geeft een bepaald aantal deeltjes aan, in dit geval fotonen. Een micromol is een miljoenste deel hiervan. Micro wordt afgekort met de griekse letter μ (spreek uit mu), dus 1 μmol/m 2 /s = 1 micromol/m 2 /s. WARMTESTRALING, IR, NIR omvat straling met een golflengte boven 700 nm. Deze straling is onzichtbaar maar bevat wel energie (warmte) en draagt bij tot verwarming en gewasverdamping. IR (infrarood) loopt van 700 nm tot ver voorbij 3000 nm. NIR (nabij-infrarood) is alleen het eerste stuk hiervan ( nm). JAARGANG 1, DECEMBER 2010

4 LICHT is een deel van de (zonne)straling en bestrijkt het golflengtegebied tussen nm. Licht is zichtbaar voor het menselijk oog en tevens activeert het fotosynthese in planten. ULTRA-VIOLET (UV) is straling met een golflengte onder de 400 nm. Het is onzichtbaar en schadelijk voor levende organismen. PAR (Photosynthetically Active Radiation) en groeilicht zijn andere benamingen voor licht ( nm). PAR wordt uitgedrukt in mol-eenheden. Groeilicht is geen wetenschappelijke term. Soms wordt het weergegeven in energie-eenheden (joule of watt) en soms in mol-eenheden. INTENSITEIT is de hoeveelheid licht of straling op een bepaald moment, terwijl som de hoeveelheid is gesommeerd over een langere periode. Lichtsom = lichtintensiteit x tijdsduur. Stralingssom = stralingsintensiteit x tijdsduur Globale straling Het natuurlijke licht meten we meestal met een globale stralingsmeter (pyranometer/solarimeter) buiten op het weerstation. Deze sensor meet de zonnestraling die ongeveer voor de helft uit groeilicht bestaat en voor de rest uit warmtestraling. De globale stralingsmeter meet de totale hoeveelheid energie die aanwezig is in de zonnestraling en geeft die weer in joule of watt per m 2 (waarbij 1 watt = 1 joule/seconde). Dit is een relevante meting want de energie in de straling (zowel in het licht als in de warmtestraling) is van groot belang: het warmt de kas op en stimuleert de verdamping. Bij gebrek aan een alternatief gebruiken we de meting van globale straling vaak ook om te berekenen hoeveel groeilicht er in de kas komt. 4 Daglicht De hoeveelheid daglicht in de kas varieert voortdurend, maar telers meten zelden het licht direct in de kas. Dit is moeilijk te doen, omdat de lichtmeter in een slagschaduw terecht kan komen, of overgroeid kan raken en makkelijk vervuild raakt. Daarom wordt de intensiteit van het natuurlijke groeilicht in de kas meestal afgeleid van de meting van de globale straling op het weerstation. Deze methode heeft echter beperkingen, want de globale stralingsmeter: meet buiten de serre, terwijl we eigenlijk willen weten wat er in de serre gebeurt; meet alle zonnestraling, terwijl we eigenlijk alleen het lichtgedeelte ( nm) willen weten (circa 45 tot 50%); meet de hoeveelheid energie (in watt/m 2 of in joule/s/cm 2 ), terwijl we eigenlijk het aantal fotonen willen weten (in micromol/m 2 /s). Van stralingsmeter naar fotonen Ondanks deze beperkingen wordt de globale stralingsmeter toch vaak gebruikt om de hoeveelheid fotonen van natuurlijk licht in de kas te bepalen. Hierbij zijn drie rekenstappen nodig, namelijk: 1. voor de lichtdoorlatendheid van het kasdek (bijvoorbeeld 70% inclusief schaduw van de armaturen); 2. voor het feit dat licht ongeveer de helft is van de globale straling (50%) en Figuur 1: Een quantumsensor meet de hoeveelheid PAR 3. voor de omrekening (conversie) van energie in joule naar fotonen in micromol (zie verderop). NIEUWSBRIEF - ADVIESDIENST KLIMAATREGELING

5 Voor de lichtdoorlatendheid is uitgegaan van 70%. In een moderne kas voor groenteteelt kan het veel hoger zijn, zelfs boven 80%, terwijl in de sierteelt lagere percentages voorkomen. Deze 70% is dus een gemiddelde. Overigens geldt dit percentage alleen voor diffuus licht. In werkelijkheid varieert de lichtdoorlatendheid enorm, afhankelijk van de zonnestand. Hier houden we nu geen rekening mee en daarom is deze methode geen nauwkeurige bepaling van de hoeveelheid daglicht in de kas, maar slechts een globale schatting. Tabel 1 laat de omrekening zien in een aantal stappen. Stralingssom per dag Intensiteit van straling (of licht) is de hoeveelheid straling (of licht) op één moment, of eigenlijk in een seconde. Een meter die energie meet, drukt de intensiteit uit in joule/seconde/m 2 (J/s/ m 2 ) of in watt/m 2 (W/ m 2 ). Dit is precies hetzelfde want 1 watt = 1 joule/seconde. Een quantummeter meet intensiteit in micromol/ m 2 /s. Tabel 1. Voorbeeld berekening met globale straling en natuurlijk licht (zonlicht) 5 Som van straling (of licht) is de hoeveelheid straling (of licht) die ontvangen is in een bepaalde periode. De som wordt berekend uit intensiteit x tijd. De intensiteit is gegeven in J/s/m 2 (= W/m 2 ) en de tijd bijvoorbeeld in uren per dag. Voor omrekening van uren naar secondes moeten we vermenigvuldigen met 60 x 60. Het resultaat is een stralingssom per dag (dagsom) weergegeven als J/cm 2 /dag. Dagsommen bij elkaar opgeteld geeft de stralingssom over bijvoorbeeld een week, maand of willekeurige periode. De periode waarover de som berekend is, moet bijvoorbeeld vermeld worden als J/ cm 2 over de maand januari. Let op dat de stralingssom wordt uitgedrukt per cm 2 en niet zoals gangbaar is per m 2. Dit is om te voorkomen dat het getal te groot wordt. Intensiteit lamplicht in mol Voor het meten van de lichtintensiteit afkomstig van een belichtingsinstallatie wordt gebruik gemaakt van een quantumsensor. Deze meet de hoeveelheid PAR als het aantal fotonen en dit is precies de drijvende kracht voor fotosynthese. De eenheid van de quantummeting is mol, of eigenlijk micromol/m²/seconde. Een micromol is een miljoenste deel van een mol (1 mol = deeltjes) Fotonen en micromol zijn misschien lastige begrippen, maar ze zijn de beste maat voor fotosynthese en worden algemeen gebruikt in allerlei disciplines. Dus kan de tuinbouw er niet omheen. Telers die er al mee werken, merken dat het snel went. JAARGANG 1, DECEMBER 2010

6 Som van lamplicht in mol Als de intensiteit van het groeilicht (PAR, in micromol/m²/s) bekend is en de branduren van de belichting geregistreerd zijn, kan iedereen hieruit de lichtsom (dagsom) berekenen. Lichtsom = intensiteit x tijd. De lichtsom is dan het aantal fotonen in mol of micromol dat op een bepaald oppervlak is gevallen over een bepaalde periode. We gebruiken micromol als het gaat om kleine aantallen fotonen (bijvoorbeeld 80 micromol/m²/s). Maar als het gaat over langere tijd worden de getallen erg groot en dan is het makkelijker om mol te gebruiken in plaats van micromol, want dat scheelt zes nullen. Een rekenvoorbeeld: intensiteit 80 micromol/m²/s x 8 uur x 60 minuten/uur x 60 seconden/minuut x 0, (mol/micromol) geeft 2,3 mol/m²/dag. Een complicatie is dat telers de belichting soms dimmen of gedeeltelijk uitschakelen (dus op 25, 50, 75 of 100% draaien). Het belichtingspercentage moet daarom voor ieder tijdstip geregistreerd zijn en in de berekening verwerkt worden. Overigens kan de intensiteit van lampen verminderen door veroudering en daarom kan een teler niet eeuwig vertrouwen op een eenmalige meting. Omrekenen van joule naar mol Zoals hiervoor beschreven worden sommige metingen gedaan in de energie-eenheden joule of watt, en andere metingen in micromol fotonen. Om ze te kunnen vergelijken, moeten ze dezelfde eenheid hebben en moeten we ze dus omrekenen. Het omrekenen van joule naar micromol (of andersom) kan alleen met een conversiefactor. Deze is afhankelijk van de lichtkleur en verschilt daarom per lichtbron; zelfs verschillende LED's hebben een verschillende omrekenfactor. Daglicht varieert in lichtkleursamenstelling, maar voor diffuus daglicht geldt dat gemiddeld 1 joule = 4,6 micromol. Omgekeerd geldt dat 1 micromol = 0,22 joule. Voor kunstlicht zijn de volgende conversiefactoren een goede benadering (de werkelijke conversiefactoren zijn sterk afhankelijk van het type lamp): 6 bij SON-T = 1 joule is 4,95 micromol; bij rode LED's =1 joule is 5,5 micromol; bij blauwe LED's =1 joule is 3,9 micromol; bij 90% rode en 10% blauwe LED's =1 joule is 5,4 micromol. In tabel 2 zijn omrekeningen gegeven van lichtintensiteit en lichtsom voor SON-T en LED's. Let erop dat lichtdata altijd weergegeven moeten worden met een eenheid erbij en dat duidelijk moet zijn of het gaat om straling of licht, intensiteit of som, over welke periode, enz. Tabel 2. Voorbeeld berekening met SON-T en LED licht (LED is 90% rood en 10%blauw) Literatuur: Nederhoff, E. & Marcelis, L. (2010). Rekenen aan licht bij belichting. Hoeveel daglicht en lamplicht in micromol. Wageningen Universiteit. Onder Glas Magazine nr. 4, jaargang 7 (2010), pp. 11 NIEUWSBRIEF - ADVIESDIENST KLIMAATREGELING

7 Laat uw energie niet zomaar buiten stromen! Warmteverliezen in een serre zijn een gekend fenomeen. Door gebruik van schermen wordt dit verlies al voor een deel ingeperkt. Veel warmte gaat echter verloren door kieren en spleten waar nauwelijks aandacht aan besteed wordt. Hoeveel warmte zou er overigens door dergelijke kleine gaten kunnen ontsnappen? Niet veel denkt u? Laat de infraroodcamera het voor u uitzoeken. Verwarmen kost geld Nu de maandgemiddelden opnieuw onder de 10 C zakken, wordt de verwarmingsknop op een hogere stand gezet. In sommige teelten is het nu eenmaal ontoelaatbaar dat de serretemperatuur te ver wegzakt. Een extra temperatuurstoot is daarom nodig om de minimumtemperatuur in de serre te behouden. Het prijskaartje dat hier aan vast hangt is echter voor velen een doorn in het oog. De energieprijzen van gasolie, gas en extra zware olie gingen sinds begin 2009 gestaag de hoogte in. Het spreekt voor zich dat het instellen van hogere buistemperaturen daarom een wel doordachte keuze moet zijn. Het zo efficiënt mogelijk inzetten van de geïnvesteerde warmte sluit daarbij nauw aan. De teler blijft echter steeds afhankelijk van zijn serreconstructie. Zonder extra maatregelen als schermen zou de toegediende extra warmte al snel door de constructie naar buiten uitstralen. Bij een geschermde situatie is dit al een pak minder en spreekt men van een warmteverlies van ongeveer 6,5 W/m²/ C temperatuurverschil tussen binnen en buiten (GlasReg, KHK). Dit wil zeggen dat we voor 1 ha serre die we in de winterperiode (gemiddelde buitentemperatuur van 5 C) op 20 C willen houden, zo een 975 kw nodig hebben. Indien dit warmteverlies een hele dag plaatsvindt, dan hebben we hier reeds een verbruik van 23,4 MWh of omgerekend in huidige gasprijzen goed voor 470 EUR extra energiekost. Een goede reden dus om extra inspanningen te leveren om het warmteverlies zo veel mogelijk te beperken. Detectie van warmteverliezen Het hermetisch afsluiten van een serre is zo goed als onmogelijk en misschien ook wel niet gewenst. Er zijn dan ook meer warmtelekken in een serre dan men zou vermoeden. Aan sommige van deze lekken is weinig te verhelpen. Andere koudebruggen en warmteverliezen zijn echter niet toe te wijzen aan de serreconstructie en zorgen voor oncontroleerbare ventilatie en warmtelekkages. Een veel voorkomend voorbeeld hiervan situeert zich in isolatie en afdichtingsstroken tussen de beglazing. Het zijn warmteverliezen die meestal nauwelijks met het blote oog zichtbaar zijn. Ze kunnen echter een opmerkelijke bijdrage hebben in het warmteverlies en de energiebesparing daardoor drastisch verminderen. Een warmtebeeldcamera kan hier soelaas bieden. 7 Figuur 1 & 2: Het ontbreken van een klein deel isolatie bij verwarmingsbuizen is op beide foto s duidelijk zichtbaar met een infraroodopname. Op de linkse foto zien we een buis vertrekkende van de stookketel die slechts gedeeltelijk werd geïsoleerd. Op de rechtse foto zien we in de twee linkse buizen de aanvoertemperatuur en in de twee rechtse buizen de retourtemperatuur. Bij alle vier de buizen werd op een tussenpunt een deel van de isolatie weggehaald maar nooit teruggeplaatst. Er konden bij deze opnames temperatuurverschillen tot 60 C gemeten worden. Kostbare warmte die door dergelijke lekkages verloren gaat. JAARGANG 1, DECEMBER 2010

8 Figuur 3 & 4: Op de linkse foto zien we hoe koude lucht in de serre dringt door gebrekkige isolatie aan de onderkant van een serredeur. Rechts is er duidelijk een warmteverlies in een van de kanaalplaten van de dakbedekking. 8 Warmtestromen zichtbaar maken Infrarood-technologie werd de afgelopen jaren sterk verbeterd. Met deze techniek kan men de kleinste temperatuurverschillen opsporen. De technologie is gebaseerd op het principe dat ieder voorwerp infrarode straling uitzendt. Deze straling is onzichtbaar voor de mens maar wel soms voelbaar als warmte. Hoe hoger de temperatuur van een bepaald voorwerp is, des te meer infrarode straling dit zal uitzenden. Het spreekt voor zich dat het opsporen van warmteverliezen met behulp van infrarode straling dus best gebeurt bij grote temperatuurverschillen tussen binnen en buiten. Naast het opsporen van de temperatuurverschillen kan een warmtebeeldcamera eveneens de temperatuur van het voorwerp berekenen. Dit gebeurt door het bepalen van de intensiteit van de straling die het voorwerp uitzendt. Op die manier wordt het mogelijk om snel temperatuurverschillen en koude plekken op wanden en voorwerpen te detecteren. Het zijn namelijk deze locaties waar warmte sneller naar buiten kan doordringen. Indien ook de grootte van het warmtelek kan bepaald worden, kan men een goede schatting geven van wat de effectieve energieverliezen op die plaats precies zijn. Het optellen van deze warmteverliezen kan al snel resulteren in een groot bedrag dat de teler niet zomaar naast zich kan neerleggen. U KAN VANAF NU BIJ DE ADVIESDIENST KLIMAATREGELING TERECHT VOOR EEN AUDIT MET EEN INFRAROODCAMERA OM DE WARMTEVERLIEZEN IN UW SERRE OP TE SPOREN Figuur 5 & 6: Links een opname van buitenaf: Warme lucht uit de serre ontsnapt door kieren aan enkele ramen in het dak. Dit kan ofwel te wijten zijn aan een versleten afdichting of een foutieve afstelling van de ramen. Op de rechtse foto werd een filter toegepast zodat enkel de koudebruggen zichtbaar zijn (gebieden zijn blauw en paars gekleurd). We zien hier duidelijk een probleem bij de aansluiting van de dakbedekking met de zijgevel van de serre. NIEUWSBRIEF - ADVIESDIENST KLIMAATREGELING

9 E-zine EnergieBewust Boeren In het kader van het project EnergieBewust Boeren slaan de Vlaamse praktijkcentra de handen in elkaar om de agrarische sector te adviseren en sensibiliseren omtrent efficiënt gebruik van energie. De uitbouw van een algemeen kennisplatform is hierbij onmisbaar. Hier zal zowel informatie voor land als tuinbouw beschikbaar zijn voor wat betreft duurzame en hernieuwbare energie als advies rond efficiënter energiegebruik. Dit informatieplatform is te vinden op Om de sector up-to-date te houden brengen de praktijkcentra een gezamenlijk E-zine uit. In deze digitale nieuwsbrief leest u onder andere de data van energie-gerelateerde studiedagen maar ook overzichten van onderzoeken die op de verschillende proefcentra lopen en bijhorende adviezen die gegeven worden. Het enige wat u hoeft te doen om dit E-zine vier keer per jaar in uw mailbox te ontvangen is inschrijven op volgend webadres: U kan er tevens de reeds verschenen edities van het E-zine vinden. Blijf op de hoogte van de laatste nieuwe technieken in klimaatregeling en volg de Adviesdienst Klimaatregeling ook op 9 DUURZAAM EN INNOVATIEF OMGAAN MET ENERGIE Heeft u opmerkingen omtrent een bepaald artikel? Een fout gelezen? Wenst u als teler meer info over een bepaald onderwerp? Heeft u suggesties voor nieuwe artikels in één van de volgende edities? Aarzel dan niet om de Adviesdienst Klimaatregeling te contacteren. De Adviesdienst helpt u graag verder. Proefcentrum voor Sierteelt Adviesdienst Klimaatregeling Schaessestraat 18 B-9070 Destelbergen T: +32 (0) F: +32 (0) E: bert.schamp@pcsierteelt.be W: JAARGANG 1, DECEMBER 2010

10 MET DE STEUN VAN: