Kışın sebze ve taze ot yetiştirmek için seraları ısıtmak için alternatif sistemler.
Artan fosil yakıt fiyatları ve CO2 ve diğer kirleticilerin emisyonları üzerindeki kısıtlamaların bir sonucu olarak, kışın sebze ve taze ot yetiştirmek için seraları ısıtmak için alternatif sistemler bulmaya ihtiyaç vardır. Olası bir alternatif, Güneş enerjisi. Seraların gece boyunca güneş enerjisi ile ısıtılması, aşağıdaki ilkelere dayalı birkaç bileşenin bir kombinasyonunu gerektirir: 1. Güneşten gelen enerjinin (gündüz boyunca) emilmesi, 2. Enerjinin depolanması ve çevreye enerji kaybının önlenmesi ve 3 . enerjiyi gece kullanmak.
Toprağın şeffaf plastik bir örtü ile kaplanmasıyla güneş enerjisinin emilimi artırılır. Islanan toprak, büyük miktarda ısı enerjisi depolama kapasitesine sahiptir. Güneş enerjisinin emilmesi ve depolanması için ek bir yöntem, sera tünellerine yatay ve dikey şeffaf PE (polietilen) su tüpleri yerleştirmektir (şekil 3 ve 4). Su tüplerini oluşturmak için siyah PE kullanılması, yaygın olarak kullanılan şeffaf tüplerden daha fazla ısı emilimine izin verir.
Seranın oryantasyonu da güneş enerjisinin emilimini artırabilir. Doğu-batı yönelimli bir yürüyüş tüneli, kuzey-güney yönelimli benzer bir yapıya göre önemli ölçüde daha fazla enerji emecektir. Kendinden destekli dikey su borularının kuzey tarafına bir “su duvarı” olarak yerleştirilmesi, enerji emilimini ve depolanmasını arttırır, bu nedenle yerel radyasyon ve iklim koşullarına bağlı olarak İsrail'de sera gece sıcaklıklarını 16 C0'a yükseltir.
Sera, IR blokajlı çift kat plastik levhalarla kaplanarak, levhalar arasında hava boşluğu bırakılarak veya ısı perdeleri veya yalıtım battaniyeleri kullanılarak çevreye olan enerji kayıpları azaltılır. Gün batımından itibaren, artık ısı birikimi olmadığında, su boruları ve toprak, seranın hacmine ısı enerjisi salmaktadır.
Bu ilkelerin benzer pratik uygulamaları dünyanın başka yerlerinde kullanılmaktadır. Çin'in bazı bölgelerinde güneş enerjisi, çamur veya kil tuğlalardan yapılmış kalın bir duvarda depolanıyor. İsrail'de fesleğen yetiştirmek için bu ilkeleri yürüme tünellerinde uyguladık. Bu bileşenlerin kombinasyonu, üretimi artırırken, bitki hastalıklarını önlerken ve maliyetleri ve sera gazlarının emisyonunu azaltırken kaliteyi artırırken, kışın fesleğen (bir yaz mahsulü) yetiştirmemize izin verdi.
Yatay su borularının kullanılması yıllar önce denendiği için yeni bir yöntem değildir. Yatay boruların seranın ısınmasına bir miktar katkısı olsa da seranın en kötü, en soğuk ve en gölgeli yerinde bulunurlar ve mekanik hasara maruz kalırlar. Su borularının dikey olarak düzenlenmesinin benzersiz bir çözümü, yatay su borularının sorunlarına iyi ve etkili bir çözümdür. Sera yapısı tarafından desteklenmezler, bağımsız dururlar. Metal sac kovandan yapılmış sert bir çerçeveye sahiptirler veya metal tel örgüden yapılmış bir manşon kullanılarak desteklenirler.
Dikey borular güneşe maruz kalır ve serada çalışanların önüne geçmezler. Isı enerjisinin daha fazla depolanmasını sağlamak için serada çok daha fazla su depolamak mümkündür. Dikey boruların doğru şekilde konumlandırılması, kışın gölgeleme sorunlarını azaltır ve çok açıklıklı seralar ve geçmeli tünellerde kuzey-güney yönelimleri için uygundur.
İçeri girilebilen tünelin oryantasyonu, güneş enerjisinin emilmesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Doğu-batı yönü, seraya çok daha fazla güneş ışığının girmesine izin verir. Kışın, güneş alçaldığında, güneş ışınları kuzey güney yönündeki yürüme tünelinin plastik kaplamasına keskin bir açıyla çarpar. Sonuç olarak, ışının bir kısmı yansıtılır. Doğu-batı yönüne çarpan güneş ışınları neredeyse dik açıdadır, bu da tünele çok daha fazla ışığın girmesine neden olarak daha yüksek verim sağlar.
Bu bilgi, “Eden” serasının geliştirilmesi ve inşasına yol açtı. “Eden” serası doğu-batı yönlüdür ve dikey borular kuzey tarafında yer alır. Bir “su duvarı” oluştururlar. Bu konumun avantajı, mahsulde gölge olmaması ve işçilere herhangi bir fiziksel rahatsızlık olmamasıdır. Yürüme tünelinde nispeten büyük miktarda su tutulabilir (8 m uzunluğundaki yürüme tünelinde 3 m30 su). “Su duvarı” nispeten sıcak günlerde güneş enerjisini emer ve geceleri ısıyı serbest bırakarak mahsul üretimi için en uygun sıcaklıkları yaratır.
Tüplerde su kullanılmasının nedeni suyun diğer malzemelere göre yüksek özgül ısısıdır. Su mevcuttur ve borular hasar görürse toprağı kirletmez. Gece çekilen bir termal resim, su duvarında depolanan ısıyı ve bitki sıcaklığına etkisini göstermektedir. Fesleğen mahsulünün verimi, bir su duvarı ile donatılmış içine girilebilen tünellerde kış aylarında önemli ölçüde daha yüksekti.
Sonuç olarak, sadece güneş enerjisi kullanarak sıcaklığı yükselterek kışın yazlık mahsul yetiştirmek için basit, sürdürülebilir, çevreyi kirletmeyen, emisyonsuz bir sistem geliştirdik. İsrail'de kışın fesleğen bitkilerini aşağıdakiler kullanarak yetiştirmek mümkündür: PE malçlama, su boruları, termal elekler ve çift kat PE kaplama malzemesi. En iyi sonuçlar, doğu-batı yönlü tünelin kuzey tarafında duran siyah PE su borularından oluşan bir duvar kullanılarak elde edildi.
Tünelin doğu-batı yönünde yönlendirilmesi, kuzey-güney yönelimli tünellere göre önemli bir avantaja sahiptir. Bu yöntem, mantar ilaçlarının kimyasal olarak püskürtülmesine gerek kalmadan fesleğenin kış hastalıklarından arındırılmasını mümkün kıldı. İklim koşullarına bağlı olarak, mükemmel kalitede yüksek verim elde etmek için yukarıda belirtilen yöntemlerden sadece bazılarını kullanma olasılığı vardır.