Minimaliseren van klimaatvariatie

Transcriptie

1 Minimaliseren van klimaatvariatie Uitkomsten van het onderzoek naar toepassing van mini sensoren voor RV T Workshop Klimaatverdeling in kassen Bleiswijk, 24 maart 2011 Jos Balendonck, Wageningen UR Glastuinbouw

2 Overzicht Achtergrond Aanpak experimenten Resultaten Mogelijke praktijktoepassingen Conclusies

3 Problemen met grote klimaatverschillen Verschillen ( T, RV) in de kas ontstaan door: Koude nachten, draaien wind, Fouten in verwarmingssyteem, slechte afdichting Gevolg: onregelmatige groei en ziekte haarden (b.v. botrytis) Productieverlies (gelijktijdig oogstbare teelten) Kostenderving door kwaliteitsreductie Algemene trend: "vochtiger telen (Het Nieuwe Telen) Veilige marge vochtdeficit handhaven Stoken > hogere buistemperatuur > hoger energiegebruik Teler: gevoel, gebaseerd op lange termijn ervaring Geen mogelijkheid om snel te reageren

4 Wensen Meer informatie over klimaatverdeling (T en RV) Inzicht in extremen, in en rond het gewas Hogere meetdichtheid dan standaard meetbox Continue metingen (orde: 1 minuut) Betaalbare en werkbaar systeem Opbrengstreductie voorkomen en energiebesparen

5 Doelen van het SMART DUST onderzoek Een dicht meetnet voor T en RV Eenvoudig inzetbaar (arbeid en onderhoud) Goedkoop (vergelijkbaar investering meetbox) Opsporen van structurele fouten en problemen Opsporen van wandelende extremen Verkennen van praktische toepassingsmogelijkheden

6 Vragen: Wat is de variatie? Verschillen tussen gewassen? Voldoen de beschikbare sensoren? Hoeveel sensoren zijn er nodig per hectare? Continu of incidenteel meten? Interpretatie van de metingen? Wat kan de praktijk er (nu) mee?

7 Draadloze Meetsystemen Geen kabels, wel continue metingen Klein, lichtgewicht Flexibele plaatsing (tijdelijk, verplaatsbaar) Eenvoudig en snel toepasbaar Per meetpunt veel goedkoper dan meetbox Bruikbaar voor tuinders, voorlichting en onderzoek

8 Draadloze systemen (voorbeelden) WUR Meetbox (SowNet) Aanzuigen lucht AgriSensys Klimaatcellen, gebouwen Geen lucht aanzuigen Proef bij 4 telers Markt is in ontwikkeling (kleiner goedkoper)! DevLab (Tomaten bij Lans, de Lier)

9 Opzet experimenten Horizontale verdeling kasklimaat (100 punten) Tomaat, komkommer, matricaria, gerbera Nabij groeipunt of bloem 2 x 5 meetdagen Najaar en winterperiode (okt 2008 april 2009)

10 Uitvoering van proeven Clipr klem aan heisdraad Stralingsschem

11 Apparatuur RV T sensoren 1 meting per minuut Batterij (2 jaar) Basisstation Antenne, in de nok Draadloze koppeling naar PC (Nu beschikbaar koppeling via GPRS, internet naar LetsGrow)

12 Nauwkeurigheid sensoren (fabrikant specificatie) WiSensys SHT71 ( ): ± 0.4 o C bij 25 o C, en ± 3% (20 80%) AgriSensys SHT75 ( ): ± 0.3 o C bij 25 o C, en ± 1.8% (10 90%) Vergelijk: Hortimax MTV ( ): ± 0.15 o C ( o C) en ± 3% (10 100%) Hortimax MTV2e ( ): ± 0.15 o C ( o C) en ± 2% (5 95%)

13 Instralingseffect bij ongeventileerde sensoren 8 gevoelig Mean Minimum Maximum Matricaria 1: gemiddeld effect over 10 dagen T ( o C) s Nachts: mini sensoren en meetbox meten dezelfde gemiddelde waarde Overdag: door instraling kunnen mini sensoren een hogere temperatuur aanwijzen Time (hours) s Nachts kunnen mini sensoren goed ingezet worden. Overdag: effecten van ongelijke opwarming/afkoeling van kas, en directe instraling op mini sensoren

14 Overzicht: Min Max t.o.v. gemiddelde T en RV 6 T min,max ( o C) T Day RH min,max (%) Day RH Matricaria 2

15 Maximale gemeten T s Maximale waarden gedurende meetperiode van 10 dagen. Voor hele etmaal en voor alleen s nachts 4 dtetmaal dtnacht Matricaria 1 Matricaria 2 Gerbera 1 Gerbera 2 Tomaat Komkommer s Nachts: 2 7 o C

16 Maximale gemeten RV s Maximale waarden gedurende meetperiode van 10 dagen. Voor hele etmaal en voor alleen s nachts 20 drvetmaal drvnacht Matricaria 1 Matricaria 2 Gerbera 1 Gerbera 2 Tomaat Komkommer s Nachts: 7 32 %

17 Grove schatting voor T in de kas factor Campen et al. (2007): T binnen is ongeveer 4 keer kleiner dan verschil:t kas T buiten T = T kas buiten factor = T kas buiten, T kas - T buiten Balendonck et al. (SMARTDUST, 2010): Factor hangt af van: T kas T buiten Benadering van Campen klopt voor verschillen rond de 10 o C. Grove benadering en spreiding is groot!

18 Karakterisering T RV verdelingen Statisch gedrag Plaatsafhankelijke variaties (dagen) Vaste extreme plekken Invloed van structurele factoren (bv. kas/verwarming) Dynamisch gedrag Instantane variaties (minuten) Wandelende extreme plekken Invloed van toevallige factoren (bv. wind, deuren)

19 Statisch gedrag: Vaste extreme plekken Plaatsafhankelijke variaties, lange termijn gemiddelden Gecorrigeerd voor set points, seizoens en dageffecten Komkommer Matricaria 1 Grote temperatuur gradiënt door kierende ramen

20 Statisch gedrag (RV): Vaste extreme plekken Gerbera Natte plek, bevestigd door teler Tomaat

21 2D Verdeling Temperatuur (Horizontaal) Dynamisch: tot 9 o C Statisch: 2 3 o C T = 2.8 o C

22 Aantal Sensoren Onzekerheid over T Maximaal: Variatie Kas (± ½ T) Onzekerheid(T) Een meting is ideaal, het is altijd de waarheid. Meerdere metingen leveren altijd vragen op. Minimaal: Meetnauwkeurigheid sensoren (± 0.4 o C) Sensor Dichtheid (ha -1 ) Onzekerheid is sterk afhankelijk van T en aantal sensoren Minstens 9 sens./ha. om koude ( T < ±0.75 o C) of natte ( RV < ± 3.75 %) plekken te vinden Meer dan 30 sensoren per hectare is niet zinvol Grafieken zijn indicatief; per periode en teelt anders (gemiddelden over 6 teelten) Meer sensoren met lagere nauwkeurheid zeggen meer dan 1 meetbox, als T groot is.

23 Voordelen voor telers Meer inzicht in klimaatgedrag (leren) Juiste (representatieve/slechtste) plek meetbox bepalen Verschillen t.o.v. meetbox komen goed in beeld Voorkomen schade door natslag Scherper sturen op minimum dauwpunt Semi gesloten kassen Het Nieuwe Telen Vooral s nachts Energiebesparing

24 Uitvoeren van klimaatanalyses Carry In service Nieuwe systemen: Systematische afwijkingen opsporen (b.v. certificering Groenlabel) Bestaande systemen: Periodieke controle (jaarlijks onderhoud) Verdenkingen (incidentele controle) Controleren van aanpassingen infrastructuur Toepassing in onderzoek

25 Acties bij onacceptabele afwijkingen Systematische plaatsafhankelijke variaties NU MOGELIJK Infrastructuur aanpassen: repareren defecten, afstellen systemen Adapteren door keuze set points: regelmarges computer bijstellen Extra meetboxen gebruiken voor volgen van kritieke plekken Aanbrengen aparte gevelnetten (gradiënt gangpad gevel) Toevallige plaatsafhankelijke variaties in de kas Inzetten van luchtbeweging (Airco breeze, LBKs) Tijdelijk inzetten: verdachte plekken in kaart brengen. Permanent inzetten: teler kiest klimaat set points interactief. NU MOGELIJK Actief en selectief aan/uitzetten van ventilatie Gedistribueerde klimaatregeling: de Wandelende Meetbox. ONDERZOEK

26 Dauwpuntafstand, T marge: wandelende meetbox

27 Conclusies Klimaatvariaties zijn groot Gemeten variaties T, RV : 2 7 o C en 7 32 %. Mini sensoren kunnen toegepast worden om: Klimaatverdelingen in kaart te brengen sensoren/ha. nodig (horizontaal) Eenmalige karakterisering (Carry In) Tijdelijke monitoring klimaat (verdachte plekken of controle aanpassingen) Permanente monitoring indien er mogelijkheden zijn om actief in te grijpen Aan/uit zetten van ventilatie systemen (aircobreeze, LBK s) Gedisbtribueerde minimum Vochtdeficit regeling

28 Stellingen Statische klimaatverschillen in kassen leiden tot ongelijkmatige groei van het gewas en moeten aangepakt worden door gerichte infra structurele maatregelen. Dynamische klimaatverschillen geven geen aanleiding tot ongelijkmatige groei (temp. Integratie), maar kunnen omwille van lokale vochtverschillen aanleiding geven tot schade aan het gewas. Bij voorkeur aanpakken door luchtbeweging. Klimaatverschillen in kassen hebben een fysische achtergrond en kunnen nooit tot nul gereduceerd worden. Uiteindelijk zal de teler een marge voor zijn stooktemperatuur blijven hanteren om natslag te voorkomen. De uitdaging is zo dicht mogelijk tegen de rand te stoken en toch energie te besparen. Een groot aantal minder nauwkeurige meetpunten geven meer inzicht in klimaatverdelingen dan een enkele heel nauwkeurige.

29 Dank voor uw aandacht!