صرفه جویی زیادی در CO2 با کنترل سطح هوای خارج از منزل

یک مطالعه مقدماتی در مورد اثرات دوز CO2 و تهویه بر غلظت CO2 و فتوسنتز محصول در گلخانه انجام شد. از این گذشته، در آینده (نزدیک) به دلیل عاری شدن باغبانی از فسیل، CO2 کمیاب خواهد شد. در نتیجه، CO2 به طور فزاینده ای گران می شود و دوز CO2 باید مقرون به صرفه تر باشد. چگونه می توانید در گلخانه به بالاترین غلظت ممکن دست یابید در حالی که حداقل دوز ممکن است؟ دنیس مدما نتایج مطالعه آزمایشی روی \'Kas Als Energiebron\' را به اشتراک می گذارد.

صرفه جویی در CO2 با افزایش مصنوعی میزان تهویه در گلخانه؟
آیا واقعاً می توانید با افزایش تهویه، CO2 را از بیرون دریافت کنید؟ و دقیقاً تأثیر تغییر غلظت CO2 بر فتوسنتز و در نتیجه تولید محصول چیست؟ پاسخ به این سوالات از طریق یک مطالعه آزمایشی در مورد اثرات دوز CO2 و تهویه بر غلظت CO2 و فتوسنتز محصول در گلخانه به دست آمد.

تبادل هوا با هوای بیرون (تهویه)، دوز CO2 و جذب CO2 توسط محصول (برای فتوسنتز) سه جزء اصلی هستند که باید محاسبه شوند. گلخانه باید تهویه شود تا گلخانه خنک شود یا رطوبت از بین برود. در نتیجه، مقدار زیادی از CO2 دوز شده به هوای بیرون فرار می کند. اگر دوز کم یا بدون دوز انجام شود، غلظت CO2 به زودی به زیر مقدار خارجی کاهش می یابد و از تهویه نیز می توان برای افزایش غلظت CO2 به هوای بیرون استفاده کرد (400-420ppm؛ 400ppm محاسبه شده است). تا حدی با باز کردن بیشتر پنجره ها و تا حدودی با افزایش مکانیکی تهویه.

این موقعیت های بدون دوز یا کم دوز توسط محققان با استفاده از خیار به عنوان نمونه ای در یک مدل قرار داده شد و برای پاسخ به سؤالات بالا، ابتدا در برخی از شدت های نور ثابت مانند 200، 500، و 1000 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه و سپس محاسبه شد. چند روز نمونه با نور متغیر محاسبات با یک گلخانه به ارتفاع 6 متر انجام شد، بنابراین نرخ تهویه (تعداد تغییرات کامل هوا در ساعت) با ضریب 6 با نرخ تهویه در m3 / m2 / ساعت متفاوت است. مطالعه گیاه شناسی در مورد تکنیک های افزایش نرخ تهویه برای صرفه جویی در CO2 را اینجا (به زبان هلندی) بخوانید.

سوء تفاهم
اول از همه، یک سوء تفاهم مداوم باید برطرف شود. فتوسنتز به کیلوگرم دوز مصرفی در گلخانه پاسخ نمی دهد، بلکه به تأثیر کیلویی دوز بر غلظت CO2 در گلخانه پاسخ می دهد. برای اکثر محصولات، سطح اشباع حدود 800 پی پی ام است و برای خیار، احتمال بیشتری دارد که 700 پی پی ام باشد. بنابراین دوز بیش از 800 ppm معمولاً معنی ندارد. این تقریباً 30٪ فتوسنتز بیشتری را برای اکثر محصولات تولید می کند.

با این حال، رسیدن به ppm 800 ممکن است بسته به میزان تهویه و سطح نور، نیاز به دوز کمی یا زیاد داشته باشد. اگر دوز و تهویه کمی انجام شود، غلظت CO2 در گلخانه به سرعت به 300 پی پی ام کاهش می یابد و باعث کاهش 20 درصدی فتوسنتز در مقایسه با گیاهی با ppm 400 می شود. تهویه بیشتر در آن شرایط، CO2 بیشتری را از هوای بیرون به گلخانه وارد می کند که باعث افزایش غلظت CO2 می شود. با این حال، به دلیل جذب CO2 توسط فتوسنتز، ارزش خارجی هرگز به دست نمی آید و آنها باید به مقداری از دست دادن تولید رضایت دهند. اگر بتوان غلظت CO2 گلخانه ای را از طریق تهویه به 380ppm افزایش داد، در مقایسه با 400ppm، فتوسنتز 2.5٪ از دست می رود.

متأسفانه دستیابی به این غلظت (20 ppm کمتر از غلظت هوای بیرون) بسیار دشوار است. در واقع، بسته به سطح نور، این نیاز به نرخ تهویه 15 تا 25 در ساعت دارد (نرخ تهویه 90-150 متر مکعب در متر مربع در ساعت، به شکل 1 مراجعه کنید). این خیلی زیاد است. در واقع، نرخ تهویه طبیعی به احتمال زیاد در حدود 9 در ساعت (پنجره ها کاملا باز و سرعت باد 3-4 متر بر ثانیه) و با استفاده از توری حشرات کاهش می یابد. اگر کاهش فتوسنتز 5% را در مقایسه با فتوسنتز در غلظت هوای بیرون قبول کنید، بدون در نظر گرفتن سطح PAR همچنان به نرخ تهویه 14 در ساعت نیاز است. این بدان معنی است که یک تهویه مکانیکی اضافی 6-8 / ساعت (36-48 m3 / m2 / ساعت) در بالای تهویه طبیعی برای جلوگیری از تلفات تولید مورد نیاز است. برای مرجع، سرعت جریان نیروگاه های رطوبت زدایی در حدود 10-15 متر مکعب بر متر مربع در ساعت است.

از آنجایی که این افزایش در میزان تهویه کاملاً قابل توجه است و هزینه تولید نیز دارد، محققان به محاسبه اثر دوزهای بسیار پایین ادامه داده اند. اگر به هر حال مقدار کمی CO2 مصرف شود (مثلاً 30 کیلوگرم در هکتار در ساعت)، برای رسیدن به ppm 400 به تهویه بسیار کمتری نیاز است. در دوز CO2 60 کیلوگرم در هکتار در ساعت، غلظت CO2 در گلخانه همیشه بیشتر از هوای بیرون است، زیرا دوز بالاتر از فتوسنتز خیار در 1000 میکرومول در متر مربع / ثانیه PAR است که منجر به تلفات می شود. CO2 به هوای بیرون. اگر غلظت CO2 400 ppm کنترل شود، تهویه دیگر تاثیری بر غلظت گلخانه ندارد زیرا دیگر اختلاف غلظت با هوای بیرون وجود ندارد. دوز مورد نیاز برای این کار معادل جذب CO2 (فتوسنتز) محصول است. این دوز بین 0 تا 60 کیلوگرم در هکتار در ساعت است و به شدت نور بستگی دارد.

از نقطه نظر پایداری، اگر دوز و جذب CO2 برابر باشد و هیچ CO2 در هوای بیرون از دست نرود، بهینه به نظر می رسد. اما از آنجایی که تا 30 درصد فتوسنتز بیشتر محصول در غلظت های بالاتر CO2 انجام می شود، از نقطه نظر اقتصادی، دوز بالاتر همچنان مطلوب تر خواهد بود تا زمانی که قیمت CO2 اجازه دهد.

CO2 رایگان
به طور خلاصه، کاهش CO2 به سرعت تولید را به همراه خواهد داشت. اثربخشی کیلوگرم دوز به شدت به میزان تهویه و شدت نور بستگی دارد. از نظر تئوری، افزایش مکانیکی نرخ تهویه گزینه ای برای بهره برداری از CO2 آزاد هوای بیرون است، اما به ظرفیت جابجایی هوای قابل توجهی برای مهار تلفات تولید نیاز دارد. در حال حاضر، کنترل همان غلظت CO2 در هوای بیرون ساده ترین راه برای صرفه جویی در (بسیار زیاد) CO2 است. اما حتی این نیز در مقایسه با غلظت بهینه بدون تلفات تولید نیست. در همین حال، تحقیقاتی در مورد "گرفتن مستقیم هوا" از جمله موارد دیگر در حال انجام است. قیمت CO2 و قیمت محصول در نهایت تصمیم می گیرد که در آینده از کدام روش استفاده شود.

این مشاوره توسط Plant Lighting انجام شد و توسط Kas als Energiebron، برنامه نوآوری LVVN و Glastuinbouw Nederland، بودجه و هماهنگی شد. ساخته شده تا حدی توسط Kennis in je Kas (KijK).

برای گزارش کامل نهایی (به زبان هلندی) اینجا را کلیک کنید.

منبع: Kas als Energiebron