Portal pametne poljoprivrede

Staklene bašte mogu biti prilično interesantne sredine za uzgajanje biljaka. To je zbog toga što standardni materijali za njihovu izradu, poput stakla i plastike (uglačane), jako dobro propuštaju svetlost i toplotu, ali i dobro „izbacuju“ toplotu napolje. Sa toliko puno glatke površine, staklene bašte se obično pregreju tokom dana, ako se ne kontrolišu. Zbog toga što plastika i staklo ne pružaju nikakvu izolaciju, preko noći se gubi sva toplota, što može dovesti do smrzavanja. Uzmimo za primer jedan oktobarski dan u Koloradu (SAD): u toku dana temperatura varira od -10C do 430C. Biljke, kao ni ljudi, ne vole ovakve promene.

Veliki izazov kod staklenih bašti je upravo stabilizovanje ovih promena temperature. Konvencionalno, ljudi to postižu postavljanjem grejnih i rashladnih sistema u bašte. Mnogo mudriji i održiviji način za uspostavljanje stabilnih uslova u bašti je „prikupljanje viška“ solarne energije tokom dana, akumuliranje i upotreba tokom noći. Ili, u već postojeću staklenu baštu, montirajte efikasno grejno telo na jeftina ili obnovljiva goriva. Ovo su strategije koje zahtevaju puno razumevanja i istraživanja, i imaju određen početni trošak, ali se isplate jer je ušteda dugoročna.

Takođe, upamtite da ne postoji jeftinija energija od one koju ne morate da koristite. Ako gradite novu staklenu baštu, izgradite je tako da u startu ne zahteva puno grejanja i hlađenja. To znači da treba izgraditi hermetički, izolovan objekat, koristiti odgovarajući materijal za krov, i orjentisati uglačanu stranu krova prema suncu. Ako imate već postojeći objekat, možete ga bolje izolovati i popuniti šupljine koje propuštaju vazduh. Smanjivanje potrebe za energijom na minimum je prvi korak, zatim sledi primena sledećih strategija:

1. Uskladištite solarnu energiju u termalnoj masi

Najlakši i najčešći način za izjednačavanje temperature je upotreba termalne mase, tj hladnjaka. Termalna masa je bilo koja materija koji zadržava toplotnu energiju. Većina materija to čini do određene mere, mali neke to čine bolje od drugih. Na primer, voda zadržava oko dva puta više toplote od betona, a oko četiri puta više od zemlje.

Ugrađena masa radi dve stvari. Prvo, apsorbuje višak energije tokom dana, stvarajući efekat hlađenja. Kada temperatura noću padne, ona počinje da otpušta energiju i zagreva baštu. Napomena: iako kažemo „hlađenje i zagrevanje“ termalna masa zapravo ne proizvodi energiju; ona je prosto skladišti i oslobađa kasnije, kao baterija. Veličina baterije (tj količina energije koju možete uskladištiti) zavisi od toplotnog kapaciteta materije koju koristite i količine kojom raspolažete. Ispod se nalazi tabela poređenja nekoliko različitih izvora termalne mase i njihovih toplotnih kapaciteta.

Kako napraviti

Najčešći način za korišćenje termalne mase je upotreba buradi za vodu, jer imaju veliki toplotni kapacitet. Ređanjem nekoliko buradi od 200 litara u baštu, može se ugraditi velika količina termalne mase. Burad treba da se postavi na direktnu sunčevu svetlost. Pošto će biljkama biti toplije oko buradi, postavite osetljive biljke – posude sa sadnicama ili biljke kojima treba toplije vreme – na ili oko buradi. Uzgajanje biljaka akvaponijom (uzgajanje ribe i biljaka u simbiozi) ima svojih prednosti – akvarijumi sa ribom služe kao termalna masa. Ostale varijacije uključuju ugradnju betona ili kamena u baštu, poput betonskog zida i kamenih ploča.

Iako je najlakša za ugradnju, termalna masa može biti sporija za delovanje. Potrebno je više vremena da se toplota raširi kroz staklenu baštu, ograničavajući njenu efikasnost. Ali, sa obzirom na mali početni trošak, dodavanje termalne mase u baštu je popularna metoda za produžavanje sezone rasta biljaka. Možda vam neće obezbediti rast svih biljaka cele godine, ali zato podiže vašu baštu na novi nivo.

2. Ugradnja toplotnih izmenjivača

Da bi otišli korak dalje od standardne termalne mase, možete ugraditi toplotni izmenjivač za cirkulisanje vazduha kroz izvor mase. Često se naziva Klimatska baterija ili SCHS (Podzemni sistem za grejanje i hlađenje – Subterranean Heating and Cooling System) – naziv popularizovao John Cruickshank; ili varijacija ovog sistema nazvana GAHT (Toplotni transfer od zemlje do vazduha – Ground to Air Heat Transfer), kompanije Cares Greenhouse Solutions.

Postoji mnogo konfiguracija, ali mehanizam transfera energije i skladištenja je uvek isti. Kada se staklena bašta zagreje preko dana, ventilator izvlači topao, vlažan vazduh iz unutrašnjosti objekta, kroz mrežu cevi zakopanih na dubini od 120cm, u zemlju (većina sistema ima nekoliko slojeva cevi, na 120 cm i 60 cm ispod površine zemlje). Pad temperature prouzrokuje kondenzaciju vodene pare i u tom procesu (nazvanom „promena faze“) se oslobađa energija. Energija se skladišti u zemlju i od nje se zemlja zagreva. Tako, ovaj proces stvara veliku masu toplog tla cele godine. Preko noći, kada padne temperatura, ventilator se pali ponovo i izvlači toplotu iz zemlje. Ovo je prilično jednostavan, vremenski-testiran sistem, korišćen decenijama u domovima.

Toplotni izmenjivač „od poda do plafona“ je dobar iz dva razloga: prvo, količina raspoložive mase (veličina baterije, kao što smo ranije pomenuli) je ogromna. Na primer, ispod staklene bašte veličine 18m2 nalazi se oko 22m3 zemlje, oko 120cm dubine. Ako postavite severni zid, sa dva reda buradi od 200l (16 buradi), oni ce imati ukupnu masu od oko 3.34m3. To znači, koristeći vrednosti iz tablice od gore, da podzemni toplotni izmenjivač ima skoro dvostruki kapacitet u odnosu na burad sa vodom. Dodatno, zbog toga što je toplotni izmenjivač povezan sa dubokim tlom, on teorijski ima beskonačan kapacitet.

Drugo, zbog aktivnog propuštanja vazduha kroz „bateriju“ povećava se brzina toplotne razmene. Topliji/hladniji vazduh se raspoređuje ravnomerno i izbegava se stvaranje hladnih vazdušnih džepova. Dodatno, upotreba ventilatora vam omogućava da koristite masu kada želite: termostat uključuje i isključuje ventilator na određenoj, podešenoj temperaturi. Na primer, ventilator počinje da pumpa topao vazduh u zemlju kada temperatura u bašti dostigne podešenu temperaturu (recimo oko 260C), i vraća ga nazad kada padne ispod 100C. Dakle, podzemni izmenjivač toplote vam daje određenu kontrolu nad termalnom masom, čineći je praktičnijom.

Varijacije

Materijal za bateriju može biti različit. Neki ljudi popunjavaju površinu ispod bašte šljunkom ili kamenjem, umesto zemljom. Ako već imate staklenu baštu ili niste u mogućnosti da uradite toliko fizičkog posla, možete napraviti alternativnu bateriju iznad zemljine površine. Možete napraviti izolovanu masu od zemlje ili drugih materija, kao što je kutija sa kamenjem ispred bašte. Sistem funkcioniše na isti način, samo što je lokacija termalne mase drugačija.

3. Koristite efikasan grejač na obnovljiv pogon

Navedeni sistemi pokazuju kako „uhvatiti“ Sunce i skladištiti njegovu energiju, što je dobar prvi korak ka prirodnom grejanju. Ako je potrebno dodatno zagrevanje, razmotrite upotrebu visoko efikasnih sistema za grejanje na jeftina goriva i obnovljive pogone.

Jedan od najčešćih sistema koji se koristi je raketna peć, varijacija peći na drva. Umesto što vreo vazduh izlazi kroz dimnjak kao kod običnih peći na drva, u ovom sistemu vreo vazduh cirkuliše kroz masu od koba, cigle ili kamena, pre nego što izađe napolje. Vazduh zagreva masu koja zadržava toplotu i sporo je otpušta, kroz duži vremenski period, čak i kada se vatra u peći ugasi. Ove peći imaju dvostruke komore za sagorevanje, zbog čega su mnogo efikasnije od običnih peći na drva – nekoliko sati loženja, sa malom količinom drva, može zagrejati baštu preko noći. Većina raketnih peći su rađene po uradi-sam sistemu; na internetu su dostupni planovi i objašnjenja za njihovu izradu.

Još jedan čest sistem je grejanje na kompost. On se oslanja na magiju aerobnih bakterija koje razgrađuju organske materije i time proizvode toplotu. Grejanje na kompost se takođe oslanja na izmenjivač toplote: voda cirkuliše kroz cevi koje su postavljene u gomilu komposta. Zbog aerobnog raspadanja, kompost dostiže temperature od 380C do 710C. Zagrejana voda cirkuliše kroz baštu i spušta toplotu. Od svih sistema, ovaj zahteva najviše truda za ispravno postavljanje i puštanje u rad. Prvo, morate napraviti kompostnu gomilu sa odgovarajućim materijalom i konzistencijom da bi dostigla visoku temperaturu, i nastaviti dodavanje i oblikovanje u zavisnosti od stepena dekompostiranosti. Velika, pravilno konstruisana gomila može preko zime držati baštu od 90-185m2 toplom. Iz tih razloga, grejanje na kompost je najbolje rešenje za velike staklene bašte.

Zaključak

U kom pravcu da krenem? Postoji nekoliko važnih faktora:

Koji su vaši ciljevi? (koliki prostor želite da zagrejete i na koju temperaturu) Svaki sistem ima različit grejni kapacitet. Koliko kontrole želite da imate nad sistemom? (Neki sistemi su pasivni, a neki aktivni – možete staviti u pogon raketnu peć, ali sa buradima sa vodom ne možete ništa uraditi.)

Kakva ograničenja imate? (teško/kamenito tlo isključuje sistem podzemnog razmenjivača toplote.) Razmislite koliko podnog prostora imate za burad sa vodom. Najvažnije, razmislite koliko vremena i rada je potrebno uložiti u instaliranje i održavanje svakog sistema (npr. podzemni sistem može biti automatizovan, ali raketna peć ne može). Opet, iako je potrebno uraditi određen posao unapred, imaćete toplu staklenu baštu prepunu sveže i zdrave hrane tokom zime, a to je najveća nagrada koju možete dobiti!

Izvor: Mother Earth News i Nezavisno domaćinstvo