在冬天为温室种植蔬菜和新鲜药草加热的替代系统。
由于化石燃料价格上涨以及对CO2和其他污染物排放的限制,有必要寻找替代系统,以在冬天为温室和蔬菜和新鲜药草供暖。 一种可能的替代方法是使用 太阳能。 夜间使用太阳能为温室供暖需要根据以下原则组合多个组件:1.从白天(白天)吸收太阳的能量; 2.储存能量并避免能量损失到周围环境;以及3晚上使用能量。
通过用透明的塑料片覆盖土壤,可以增加对太阳能的吸收。 湿润的土壤具有储存大量热能的能力。 吸收和存储太阳能的另一种方法是在温室通道中放置水平和垂直的透明PE(聚乙烯)水管(图3和4)。 与通常使用的透明管相比,使用黑色PE构造水管可吸收更多的热量。
温室的方向也可以增加对太阳能的吸收。 东西向的步入式隧道将比类似结构的朝南的通道吸收更多的能量。 将自立式垂直水管作为“水墙”放置在北侧,可以增加能量吸收和存储,因此,根据当地的辐射和气候条件,以色列的温室夜间温度最高可升至16 C0。
通过用红外线阻挡的双层塑料板覆盖温室,在板之间留有空气间隙或通过使用隔热屏或隔热毯,可以减少对周围环境的能量损失。 从日落时起,不再有热量积聚,水管和土壤就会将热能释放到温室中。
这些原理的类似实际应用已在世界其他地方使用。 在中国的部分地区,太阳能存储在由泥砖或黏土砖制成的厚壁中。 在以色列,我们已将这些原理应用在人行隧道中以促进罗勒的生长。 这些成分的结合使我们能够在冬季种植罗勒(夏季作物),同时提高产量,预防植物病害并提高质量,同时降低成本和减少温室气体的排放。
使用水平水管并不是一种新方法,因为几年前已经尝试过。 即使水平管对温室变暖有一定贡献,它们也位于温室中最坏的地方,最冷,最阴暗的地方,并且容易受到机械损坏。 垂直布置水管的独特解决方案是解决水平水管问题的一种有效的好方法。 它们独立站立,不受温室结构的支撑。 它们具有由金属薄板套筒制成的刚性框架,或通过使用由金属丝网制成的套筒来支撑。
垂直管暴露在阳光下,不会妨碍温室中的工人。 有可能在温室中存储更多的水,以实现更多的热能存储。 正确放置垂直管可以减少冬季的遮阳问题,并且适合在跨步式温室中使用大跨度温室和南北方向。
步入式隧道的方向对太阳能的吸收有重要影响。 东西方向允许更多的阳光进入温室。 在冬天,当太阳较低时,太阳光束会以锐角撞击北向南的步入式隧道的塑料覆盖物。 结果,光束的一部分被反射。 朝东西方向射入的太阳光束几乎成直角,这导致更多的光线进入隧道,从而提高了产量。
这些知识让位于“伊甸园”温室的开发和建设。 “伊甸园”温室朝向东-西,垂直管位于北侧。 它们形成了“水墙”。 该位置的优点在于,不会在农作物上遮荫并且不会对工人造成身体上的干扰。 步入式隧道中可以保存相对大量的水(8 m长的步入式隧道中有3 m30的水)。 “水墙”在相对炎热的日子吸收太阳能,并在夜晚释放热量,为农作物生产创造最佳温度。
在管中使用水的原因是与其他材料相比,水的比热高。 如果水管损坏,则有水可用,不会污染土壤。 夜间拍摄的热图像显示了存储在水壁中的热量以及对植物温度的影响。 在装有水墙的步入式隧道中,罗勒的产量在冬季明显较高。
总之,我们通过仅使用太阳能来提高温度,从而为冬季的夏季农作物开发了一种简单,可持续,无污染,无排放的系统。 在以色列,冬天可以使用以下方法种植罗勒作物:PE覆盖物,水管,热筛和双层PE覆盖材料。 最好的结果是通过在东西方向隧道北侧使用黑色的PE水管壁来实现的。
相对于南北方向的隧道,将隧道以东西向进行定向具有相当大的优势。 这种方法使得无需化学喷洒杀真菌剂即可种植无冬季病的罗勒。 根据气候条件,有可能仅使用上述方法中的某些方法来产生高品质的高产量。