Optiken aus PLEXIGLAS® Freitag, 08.02.2019
Neuartige Technik macht Gewächshäuser effizienter.
Damit Pflanzen in Gewächshäusern gut gedeihen, benötigen sie
möglichst gleichmäßige Temperaturen und Lichtverhältnisse.
Betreiber von kommerziellen Gewächshäusern müssen daher in
der Regel viel Geld für Heizung, Klimatisierung und
Sonnenschutz ausgeben.
Das niederländische
Unternehmen Technokas hat eine Alternative entwickelt: Das
Daylight Greenhouse verbraucht nicht nur weniger Energie als
ein herkömmliches Treibhaus, sondern gewinnt sie sogar. Auch
ein zusätzliches Sonnenschutzsystem ist nicht notwendig.
„Normalerweise geht ein Teil der Strahlungsenergie der Sonne
in Gewächshäusern ungenutzt verloren“, sagt einer der drei
Geschäftsführer von Technokas, Hans van Tilborgh.
Technokas
plant und realisiert bereits seit 26 Jahren
Gewächshausbauprojekte, Klimaanlagen und Geschäftsräume in
den Niederlanden. Die Experten wissen: Längst nicht alle
Sonnenstrahlen, die in ein Gewächshaus einfallen, werden von
den Pflanzen für ihr Wachstum benötigt. „Unsere
Ausgangsfrage war daher: Wie können wir die überschüssige
Sonnenenergie, die ein Treibhaus aufnimmt und nicht
verbraucht, nutzbar machen?“, so van Tilborgh. Die Lösung:
Eine Überdachung, die direkt einfallendes Sonnenlicht
bündelt, in Energie umwandelt, aber dabei noch ausreichend
diffuses Licht für ein gutes Pflanzenwachstum durchlässt.
Die Idee des Daylight Greenhouse war geboren.
Energie gewinnen
Mehr als zehn
Jahre entwickelten die Ingenieure bei Technokas diese erste
Idee bis zur Serienreife weiter. Herzstück der neuen
Generation von Gewächshäusern ist eine spezielle
Dachkonstruktion: Sie besteht aus Paneelen mit einer gut
isolierenden Doppelverglasung mit darin eingeschlossenen
Fresnellinsen. Diese konzentrieren das einfallende
Sonnenlicht auf einen Kollektor, der auf zwei Achsen dem
Lauf der Sonne folgt und wiederum das Licht in Wärmeenergie
umwandelt. „Das Konzept funktioniert nur im Zusammenspiel
der verschiedenen Komponenten“, erklärt van Tilborgh. „Die
gewonnene Energie kann dann entweder zum Heizen bei Nacht
oder für den Winter gespeichert werden.“
Neben
der Entwicklung des beweglichen Sonnenkollektors, der dem
Sonnenverlauf folgt, sei vor allem die Konstruktion der
Linsen eine technische Herausforderung gewesen, erinnert
sich van Tilborgh: „Das Material für die Linsen muss in der
Lage sein, das Licht zu fokussieren und gleichzeitig
möglichst viel diffuses Licht für das Pflanzenwachstum
durchzulassen.“ Nach einigen Tests mit verschiedenen
Materialien fiel die Wahl auf Linsen, die die
Kunststoffspezialisten der Pekago Covering Technology aus
PLEXIGLAS® Solar im Spritzgießverfahren herstellen. „Wir
haben uns für PLEXIGLAS® entschieden, weil es über eine hohe
Lichtdurchlässigkeit verfügt und – besonders im Vergleich zu
anderen Kunststoffen – langfristig stabil ist“, erläutert
van Tilborgh. Die Spezialformmasse PLEXIGLAS® Solar ist
zudem so modifiziert, dass das Material bestimmte
Wellenlängen des Lichts durchlässt, die die Pflanzen für ihr
Wachstum benötigen, aber gleichzeitig noch UV-stabiler ist.
„Die Lichttransmissionswerte bleiben deshalb für Jahrzehnte
erhalten“, sagt Peter Battenhausen, Senior Business Manager
bei Evonik. „Darüber hinaus verfügt PLEXIGLAS® über eine
hohe Abbildegenauigkeit, die die Produktion der gerade
einmal 1,25 Millimeter großen, hochpräzisen Prismen-Struktur
überhaupt erst möglich macht.“
Im Praxiseinsatz bewährt
Im Jahr
2014 wurde in den Niederlanden das erste Daylight Greenhouse
fertig gestellt – es misst 4.000 Quadratmeter. Und es hat
Betreiber Ter Laak Orchids derart überzeugt, dass er im
Sommer 2018 gleich ein weiteres, mehr als zehn Mal größeres
in Betrieb nahm. „Wir sparen dabei nun 40 Prozent bei den
Heizkosten und etwa die Hälfte der Energie, die wir noch
benötigen, produziert das Gewächshaus selbst“, sagt der
Geschäftsführer von Ter Laak Orchids, Richard ter Laak,
„Außerdem haben wir ein gleichmäßigeres Klima im
Gewächshaus, wodurch wir weniger Pflanzen durch Krankheiten
und Pilze verlieren.“ In den Wintermonaten gelangen zudem
bis zu 40 Prozent mehr Sonnenlicht zu den Pflanzen, da kein
zusätzlicher Sonnenschutz nötig ist. Stattdessen sorgt das
Dach für ein dauerhaft diffuses Licht. „Das ist für unsere
Orchideen ideal“, so ter Laak.
Neben Orchideen
sind Daylight Greenhouses auch für alle anderen Pflanzen
geeignet, die es gerne schattig haben. „Das trifft
beispielsweise auf viele Topfpflanzen zu. Gemüse wie Tomaten
oder Gurken hingegen benötigen in der Regel so viel
Sonnenlicht wie möglich“, so der Gewächshausbauer van
Tilborgh. Eingesetzt werden könnten Daylight Greenhouses
überall auf der Welt, „aber sie spielen ihre Vorteile vor
allem in Regionen aus, in denen es nachts relativ kalt ist“.
In heißen Regionen könne die gewonnene Energie aber auch zur
Absorptionskühlung genutzt werden. Eine neue Generation
Gewächshäuser für viele Einsatzzwecke – ermöglicht durch
PLEXIGLAS® Formmassen.
Bild: Technokas - Das Dach des Daylight Greenhouses ist eine Alternative zu anderen Sonnenschutzsystemen für Gewächshäuser. Es sammelt direkte Sonneneinstrahlung in den Fresnellinsen aus PLEXIGLAS®, das Innere des Gewächshauses wird dann in ein gleichmäßig diffuses Licht getaucht. Dieses wirkt sich positiv auf das Pflanzenwachstum aus.
AK
1.2.19