Kursus materiale Klimastyring, 3 dage Jensen.

Transkript

1 Kursus materiale Klimastyring, 3 dage Jensen. /Inge Ulsted Sørensen og Ole Bærenholdt- 1. Målgruppe: Faglærte gartnere fra væksthusgartnerier, der kender til / arbejder med SL5 eller Priva 2. Beslutningsstøtteprogrammer / delprogrammer: Senmatic SL5 eller Priva Integro Infogrow, fotosyntese og energi modul Energy key SL5 rapportgenerator Priva Office rapport Loggere / logger udlæsnings programmer Excel, på udlæste data GartneriRådgivningens klimasim program 3. Målformulering, hvilke programmer: Kendskab til klimastyring SL5 eller Priva Forslag til ændringer i klimastyringen SL5 eller Priva Dataopsamling SL5 rapportgenerator eller priva office eller Loggere/ loggerprogrammer eller Infogrow Regneark (Excel eller andre) Behandle og vurdere data via beslutningsstøtteprogrammer Samme som ovenfor Afprøve påtænkte ændringer infogrow eller Klimasim program (før og efter), eller Energy key (2 ens huse) Samarbejde, dele viden, idéudvikle Alle programmer,sammenligne,(diskussion gruppearbejde) 4. Kursusplan / indholdfortegnelse Klimastyring Temperatur, opgaver Fugt, CO2 og luftbevægelse, opgaver Lys og skygning, opgave Styring af vækst (kulturtid, kvalitet) Lyssum styring, opgave Kultur T sum styring, opgave Fotosyntesestyring, opgave Afprøve / opstille forsøg / energibesparelse) Konsekvens på energiforbrug af ændringer, opgave

2 Del 1: Klimastyring I denne første del gennemgås en række basisindstillinger, når det gælder temperatur, ventilation, fugt, gardin samt CO 2 - og lysstyring. Desuden gennemgås begreber som P-bånd, ramper, absolut eller relative indstillinger, indstillinger der er afhængige af udeforhold, brug af perioder mm. Rumtemperaturen - basis Temperaturindstillingerne tager udgangspunkt i en basistemperatur. Det er den temperatur man ønsker, uden hensyn til lysintensitet, lyssummen den foregående dag, fugtighed og udetemperatur. I potteplantekulturer arbejder man oftest med forskellig dag- og nattemperatur, eventuelt med et morgendrop for at opnå mere kompakte planter. I væksthusgrønsager inddeler man ofte døgnet i 4 til 6 perioder, hvor hver periode har forskellige sætpunkter. Skiftet mellem de forskellige perioder eller mellem nat og dag indstillingerne kan gøres afhængige af tidspunkt for solopgang og solnedgang, eller der kan være tale om absolutte indstillinger. I grafen herunder er vist et eksempel på et typisk temperaturprogram til en tomatkultur. Der bliver arbejdet med 2 natperioder og 3 dagperioder. Desuden er der brugt forskellige ramper for temperaturændringer fra den ene periode til den anden: Rampe a: 0,5 0 C pr. time Rampe b: 3,0 0 C pr. time Rampe c: 6,0 0 C pr. time 20,0 19,5 19,0 18,5 18,0 17,5 17,0 16,5 16,0 15,5 15,0 TEMPERATURE Figur 1. temperaturprogram til en tomatkultur: Nat 2 a Solopgang Dag 1 Dag 2 TID b Dag 3 c Solnedgang Nat 1 Hastigheden af en temperaturændring har betydning både for energiforbruget og for plantevæksten. Generelt vil en hurtig ændring give et højt energiforbrug og omvendt. Vækstmæssigt kan hastigheden af

3 en temperaturændring også have betydning. I eksemplet med en tomatkultur, har droppet fra den sidste dagperiode til nat 1 betydning for, hvor store frugter man får. Generelt kan man sige, at hvis det ikke betyder noget for plantevæksten, skal man arbejde med langsomme ramper. Lysindflydelse på rumtemperaturen Det giver god mening at hæve rumtemperaturen, når lysintensiteten er høj, idet planternes optimum temperatur stiger med stigende lysintensitet. Det lysafhængige tillæg er normalt i størrelsesordenen 1 til 3 grader, og man får med dette tillæg en direkte kobling mellem lys og temperatur Et alternativ eller et supplement kan være at hæve nattemperaturen, efter en dag med høj lysindstråling (lyssum). Meget lys giver en stor produktion af kulhydrater, der ophobes i toppen af planterne. Disse skal transporteres væk om natten, og en høj nattemperatur vil fremme denne proces. Ventilationstemperatur I de fleste klimacomputere kan man køre med en absolut eller en relativ ventilationstemperatur (luftningstemperatur) Den relative indstilling betyder, at der altid luftes med en bestemt afstand til opvarmningstemperaturen, f.eks C. Vælges en absolut temperatur skal man være opmærksom på, at man ved en fejl kan komme til at lufte ved en lavere temperatur end opvarmningstemperaturen, når der ændres på setpunkterne. Det er især vigtigt at arbejde med relativ ventilationstemperatur, når der bruges lystillæg og middeltemperaturstyring. Ventilation afhængig af udetemperatur Den nødvendige vinduesåbning afhænger meget af udetemperaturen. Derfor skal der arbejdes med at gøre ventilationen afhængig af udetemperaturen, så den realiserede vinduesåbning svarer til behovet. I Priva s klima computer er der mulighed for at gøre vinduesåbningen afhængig af blandt andet vindhastighed, udetemperatur og lysindstråling. Reaktionshastigheden af vinduesåbningen styres af et P-bånd se figur 2. Her er max. P-bånd sat til 6 grader, og min. P-bånd til 3 grader. Jo lavere P-bånd, jo hurtigere åbner vinduerne og omvendt. figur 2: Brug af P-bånd ved ventilation

4 Middeltemperatur avancerede temperatur indstillinger Begrebet dynamisk klimastyring blev udviklet på Årslev. Ideen er først og fremmest, at man gennem udnyttelse af den gratis varme fra solen, kan spare energi. Ved at hæve ventilationstemperaturen til 5 til 8 grader over basistemperaturen vil man opnå et gratis bidrag til døgnets middeltemperatur på solrige dage. Det betyder, at man kan tillade sig at sænke temperaturen den efterfølgende nat, og alligevel opnå den ønskede gennemsnitstemperatur. Herved er der mulighed for at opnå en anselig energibesparelse, især i februar/marts og september/oktober. Samtidig giver den højere ventilationstemperatur bedre udnyttelse af tilført CO 2 og dermed højere fotosyntese. Da det er døgnets middeltemperatur, der er afgørende for kulturens udviklingshastighed, er det meget vigtig at have fokus på denne, når man begynder at arbejde med dynamisk klimastyring. I de nye versioner af klimacomputere er der indarbejdet mulighed for at køre en middeltemperaturstyring eller temperaturintegrering, begreber der dækker over det samme. De punkter, der skal tages stilling til er som minimum følgende: Hvor høj vil man tillade temperaturen at blive i dagtimerne. Hvor lav vil man tillade temperaturen at blive, når der kompenseres negativt. Hvor lang en periode vil man køre middeltemperaturen/integreringen over. Det vil typisk være 1 til 3 døgn. Jo længere periode, jo større mulighed er der for at opnå en besparelse. I de mørkeste måneder af året, det vil sige november til og med januar, giver det ofte god mening at køre med en nattemperatur, der er højere end dagtemperaturen, da det normalt vil være billigst at varme op, når gardinerne er trukket for. I denne situation er det imidlertid forsat vigtig at have fokus på gennemsnitstemperaturen for at opnå den ønskede kulturtid (se senere). Fugtstyring Installation af dobbelte energigardiner, ekstra isolering af trempler m.m. har betydet, at behovet for fugtstyring er stort i de fleste væksthuse og i de fleste kulturer. Stillestående luft og høj fugtighed giver lav fordampning og dermed lavere optagelse af næringsstoffer, alt sammen på bekostning af plantekvaliteten. Derfor er der stor fokus på, hvordan man kan sænke fugtigheden uden at sætte energibesparelsen overstyr. Fugtstyring kan ske efter 3 principper: Relativ fugtighed (RH %) der angiver det procentvise vandindhold i forhold til mættet vanddamp ved samme temperatur. Delta T, der er temperaturafstanden til dugpunktet. Jo højere værdi, jo tørrere er luften. Delta X eller mætningsdeficit, er den vandmængde, luften kan indeholde inden vandmætning. Delta X er derfor også et godt mål for, hvor høj fordampningsmuligheden er. Jo lavere værdi, jo højere er fugtigheden og jo mindre er fordampningsmuligheden. Generelt kan man sige, at når der køres med meget varierende temperaturer i væksthuset skal fugtstyring ske efter Delta X. Hvis der arbejdes med meget små temperaturudsving kan man tillade sig at bruge relativ fugtighed. Et eksempep på sammenhængen mellem RH og delta X er vist i figur 3.

5 Figur 3: Sammenhæng mellem vandindholdet pr. m 3 luft, RH, Delta X og temperatur. Delta X Elementer i traditionel fugtstyring De traditionelle elementer i fugtstyring er 1. Hævning af rumtemperaturen, minimum rørtemperatur 2. Luftvinduer, minimum luft 3. Gardinsprække 4. Ventilatorer, blæsere 1. Hævning af rumtemperaturen og brug af minimum rørtemperatur betyder, at der kan være mere fugt i luften, men der fjernes ikke fugt. Det vil normalt ikke være det første trin i fugtstyringen, men i nogle kulturer giver det god mening at arbejde med minimum rørtemperatur på bundrørerne. Det gælder ikke mindst i agurker og tomater. 2. Når vinduerne åbnes vil der komme koldere luft ind, som varmes op, og dermed kan indeholde mere fugt også selvom fugtigheden ude er høj. Det er meget vigtigt at gøre vinduesåbningen afhængig af udetemperaturen. Det vil sige, hvis der er stor forskel på inde og ude temperatur, skal vinduerne kun åbne lidt og omvendt. En anden faktor, der kan have stor betydning på den nødvendige vinduesåbning er vindhastigheden. 3. Gardinsprækken fjerner fugt ved at give kondensering på glasset. Denne metode er meget effektiv, når forskellen mellem ude og inde temperaturen er tilstrækkelig høj. Også her gælder det om at lade gardinsprækken være afhængig af udetemperaturen. Når det er meget koldt vil en for stor gardinsprække give et stort kuldenedslag. Det vil medvirke til, at hele systemet i væksthuset bliver uroligt, så fremløbstemperatur, fugtighed og gardinsprække kommer til at svinge op og ned i stedet for at have et nogenlunde jævnt forløb. Husk at størrelsen af gardinsprækken angives i % af gardinfagets bredde. Et gardinfag er typisk 4 m, hvilket vil sige at en gardinsprække på 5 % svarer til en sprække på 20 cm. Det vil være alt for stor en åbning, i en vintersituation med minusgrader uden for. I figur 4 er vist, hvordan en gardinspalte på h.h.v. 1,25 og 2,5 % påvirker temperaturforskellene under gardinet en kold vinterdag.

6 4. Brug af blæsere giver dels fordampning, dels udjævning af forskelle i temperatur og fugtighed. Det betyder, at der er færre kolde hjørner, hvor der kan komme nedslag. Blæsere vil oftest være det første trin i fugtstyringen. Figur 4: Temperaturforskelle i et væksthus med en gardinspalte på h.h.v. 1,25 og 2,5 %. I situationen til højre bliver der en forskel fra varmeste til koldeste sted i huset på 3,5 0 C. Med en gardinspalte på kun 1,25 % (5 cm) bliver forskellen kun 1,5 0 C. Strategi for fugtstyring Fugtstyring er et meget vigtigt element i klimastyringen. Overdrevet fugtstyring koster på energikontoen, mens for lidt koster på plantekvaliteten og giver problemer med gråskimmel og andre svampesygdomme. Der skal derfor bruges tid på at ramme den rigtige fugtstyring, så man opnår den rigtige fugtighed med det mindst mulige tab af energi. Hver gang der er ændret på en indstilling, må man følge op med kontrol af om systemet er i rimelig balance. Store udsving i fremløbstemperatur, konstant åbning og lukning af gardiner og vinduer er et tegn på for kraftig styring og skal undgås. I nedenstående tabel er givet et eksempel på hvordan rækkefølgen i de forskellige tiltag kunne være. tiltag RH område Delta X - g/m 3 reaktion (P-bånd) (P-bånd) Gardinspalte 95 % 75 til 80 % 2,0 2,5 Min. Vinduesåbning 5 % 81 til 85 % 1,5 til 2,0 Minimum rør 25 til 40 0 C 83 til 86 % 1,2 til 1,8 Tabellen skal forstås sådan, at gardinpositionen ved max fugt er 95 % (det vil sige en spalte på 5 %). Gardinerne vil begynde at åbne ved 75 % RH og vil være 5 % åbne ved 80 % RH- Hvis fugten stadig stiger vil vinduerne begynde at åbne.

7 Indstilling af CO 2 tilførslen Tilførsel af CO 2 har stor betydning, ikke mindst i væksthusgrønsagerne, hvor det slet ikke er til diskussion. I potteplanter bliver der oftest brugt mindre CO 2, og en del gartnere er af den opfattelse, at det ikke betaler sig at dosere CO 2. Man skal imidlertid være opmærksom på, at tætte huse og brug af daggardiner betyder, at det naturlige luftskifte er lavt. Derfor kommer man nemt i en situation, hvor CO 2 niveauet kan falde under udekoncentrationen (ca. 380 ppm CO 2 ), hvis der ikke tilføres CO 2. Det optimale CO 2 niveau ændrer sig henover døgnet. Ofte starter man med en moderat koncentration og lader niveauet stige afhængig af lysindstrålingen. Sammenhængen mellem lysintensitet, CO 2 tilførsel og fotosyntese er blevet eftervist i konkrete målinger i agurker. I figur 5 ses hvordan den høje koncentration af CO 2 lige omkring kl. 12 ikke bliver udnyttet, fordi der ikke er lys nok (blå kurve). Fotosyntesen (rød kurve) forbliver på et lav niveau. I perioden fra kl til er der en høj lysindstråling som ikke bliver omsat til fotosyntese det første kvarter, fordi CO 2 niveauet er lavt. Først da CO 2 koncentrationen stiger følger fotosyntesen med op. I den sidste periode der er målt på, er der igen en situation, hvor der er meget lys, men ingen CO 2, og derfor heller ingen stigning i fotosyntesen. Ovenstående er en understregning af, at det er meget hensigtsmæssigt at styre CO 2 tilførslen efter lysindstrålingen. Figur 5: CO 2 koncentration, lysindstråling og fotosyntese i en agurkkultur, målt en dag i august. Sidst på dagen vil man normalt drosle ned på CO2 niveauet, så man ikke har for høj en koncentration (max 600 ppm), når man går ind i natten. Typisk stoppes CO 2 doseringen et par timer før solnedgang Husk, at der altid gives CO2 når vækstlyset er tændt, da man ellers ikke udnytter det dyre vækstlys optimalt. I væksthusgrønsager og andre kulturer, hvor CO 2 tilførslen foretages i bunden af huset, kan det være aktuelt at give CO 2, selvom der er lidt luft på vinduerne. Typisk vil man stoppe CO 2 tilførslen, når vinduerne er mere end 5 % åbne. Hvis det er muligt bør den tilladte vinduesåbning, uden reduktion af CO 2 tilførslen, gøres afhængig af vindhastigheden.

8 Vækstlys basisindstillinger Vækstlyset styres normalt ud fra en kombination af nogle tidskrav, den aktuelle lysintensitet samt eventuelt den opnåede lyssum. I mange gartnerier indstilles lyset, så man opnår en bestemt daglængde, baseret på kulturens krav. Oven på denne styring har man mulighed for at indstille lysintensiteten for start og stop, når vækstlyset bruges som tilskudslys i dagtimerne. Endelig kan man, på toppen af det hele, lægge en lyssumstyring ind. Ideen er her, at planterne kun kan udnytte en bestemt mængde lys, og at det ikke giver mening at bruge ekstra vækstlys, når man har opnået denne sum. Den optimale lyssum afhænger af kulturens lysbehov, og selvfølgelig hvor hurtigt man vil producere planterne. Detaljerne i brug af lyssummen til produktionsstyring gennemgås i del 2. I nyere vækstlys installationer er lamperne ofte installeret i 2 grupper, nogle gange 3. Det kan man bruge til at tænde for mere eller mindre lys, afhængig af behovet. Disse grupper kan styres hver for sig, så man kan opnå en noget mere fleksibel belysningsstrategi. Dette giver øgede muligheder for at spare på elforbruget. Når man indstiller vækstlys på klimacomputeren skal man desuden være opmærksomme på følgende: Når lamperne tænder, får man et stort varmetilskud. Det betyder, at der kan være behov for at tilpasse fremløbstemperaturen inden lamperne tænder. Det gøres i nogle tilfælde manuelt, i andre tilfælde ligger det som en del af en energimodel. Hvis gardinerne er lukkede, når lamperne tændes, skal man være opmærksomme på, om der bruges temperaturspalte. I forhold til energiforbruget er det ikke hensigtsmæssigt at lukke varme ud, men der kan være situationer, hvor man ikke ønsker et temperatur-overskud. Som tidligere nævnt bør der altid gives CO 2, når der er vækstlys på. Gardinstyring - skyggegardiner De tekniske løsninger, når det gælder gardiner, har udviklet sig meget de seneste år. Her gennemgås først og fremmest basisindstillinger, som er vigtige at have styr på. Mere avancerede funktioner, når det gælder energibesparelser, gennemgås i del 2. Skyggegardinerne bruges først og fremmest for at holde bladtemperaturen nede. Den nyeste forskning har vist, at de fleste plantearter kan tåle mere lys, end vi hidtil har troet, når lyset er diffust. I virkeligheden burde skyggegardinerne derfor styres efter bladtemperaturen, da det er den, der er kritisk for planten. Der findes imidlertid ikke nogle rigtig gode løsninger for måling af bladtemperaturen, så indtil videre må vi styre efter lysindstrålingen og rumtemperaturen. I de nyeste versioner af klimacomputere er der mulighed for at bruge modulerende skygge. Begrebet dækker over, at gardinernes påkørsel er forskellig afhængig af lysindstrålingen. En sådan modulerende indstilling vil kunne se ud som i tabellen herunder. Med denne indstilling vil gardinerne været trukket fra op til 200 watt/m 2. Mellem 200 og 250 watt/m 2 vil de lukke 50 % og så videre. Den maximale skygge på 95 % vil være nået ved 550 watt/m 2.

9 Tabel 2: Eksempel på indstilling af modulerende skygge Watt/m 2 Gardinposition % Energigardiner De vigtigste parametre, når det gælder energigardiner er tidspunktet for åbning og lukning samt trinregulering. Skiftet fra energigardin til skyggegardin (dag/nat skiftet) kan styres relativt i forhold til solopgang og solnedgang. Mest almindeligt er det dog, at lade energigardinernes af- og påkørsel styre af lysintensiteten. Jo højere lysintensitet, jo senere kørere gardinerne af om morgenen og omvendt. Desuden kan man bede gardinet om at køre på midt på dagen, hvis det er så koldt, at rumtemperaturen falder under setpunktet. Trinreguleringen bruges især ved åbning af gardinerne, når det er koldt uden for. Formålet er at undgå at fremløbstemperaturen bliver alt for høj, og at man får for stort et fald i rumtemperaturen. Begge dele vil være med til at gøre systemet uroligt. Trinreguleringen består af en pausetid og en trinlængde. I nogle programmer kan den gøres afhængig af udeforhold, så åbningen går langsommere jo koldere det er. Desuden kan der være tale om en tilpasning af fremløbstemperaturen inden gardinlukning og åbning.

10 Opgaver del 1. Opgave 1, temperaturstyring A. Indstilling af morgendrop Der ønskes en basistemperatur på 19 grader nat og 18 grader dag, med ventilation 3 grader over. Der skiftes til nattemperatur ½ time før solnedgang. Ved solopgang vil vi have et morgendrop på 3 grader. Droppet skal være opnået på 45 minutter. Droppet holdes i 2 timer, hvorefter temperaturen stiger til basistemperatur dag. Denne ændring må tage 1 time. Hvilke yderligere indstillinger skal der foretages/vurderes på, hvis der er blank/blank gardiner i huset. B. lysafhængigt tillæg Fra kl. 12 ønskes et lystillæg på 4 0 C. Lystillægget skal starte ved en lysintensitet på 350 Watt/m 2 og være fuldt implementeret ved 500 Watt/m 2. Rampen for stigning i det lysafhængige tillæg skal være 3 grader/time og 1,5 grader/time for sænkning af tillægget. C. Kontrol Tjek dine temperatur indstillinger grafisk. Lav en rapport/graf hvor 1. Den ønskede/beregnede rumtemperaturer sammenholdes med den opnåede temperatur hen over døgnet. 2. Man kan se døgnets opnåede gennemsnitstemperatur. Opgave 2, brug af middeltemperatur A. Indstilling af middeltemperaturstyring Døgnets gennemsnitstemperatur skal være 20 0 C. Fra kl. 11 til kl. 17 tillades en positiv temperaturkorrektion på max 8 grader. Der ønskes ikke negativ kompensering i denne periode. Fra kl. 17 til kl tillades en kompensering på +/- 4 0 C Fra kl til kl ønskes ingen kompensering. Tjek ventilations setpunkter B. Kontrol Opret en rapport/graf der viser de opnåede temperaturer over døgnet samt den opnåede gennemsnitstemperatur nat, dag og døgn. C. Agurkproduktion Du skal nu lave det samme i en agurkkultur.

11 Eneste ændring er, at man ikke må lufte før udetemperaturen er over 12 0 C, da man ellers kan få korkstriber på frugterne. Opgave 3. fugtstyring A. Indstilling af blæsere og gardinspalte Der ønskes en fugtstyring, hvor blæserne starter ved 75 % RH Ved 78 % startes gardinspalten, og den skal have nået max. ved en fugtighed på 82 %. Størrelsen af gardinspalten gøres afhængig af udetemperaturen. Ved en udetemperatur over 16 0 C må der være en gardinspalte på 5 %. Ved en udetemperatur under 2 0 C må max spalte være 1 %. (kan Senmatic det??) B. Indstilling af vinduesåbning Hvis fugtigheden stiger over 82 % skal vinduerne begynde at åbne. Åbningen skal gøres afhængig af udetemperaturen og vindhastigheden. Max åbning skal være opnået ved en fugtighed på 86 %. Overvej hvor meget vinduerne må åbne ved forskellige udetemperaturer. C. Minimum rørtemperatur Der ønskes en minimum rørtemperatur på 30 grader fra en time før solopgang til 2 timer efter solopgang, hvis fugtigheden er over 85 %. D. Kontrol Lav en rapport/graf du kan bruge til at kontrollere om dine indstillinger er passende. Hvilke setpunkter skal som minimum med i en sådan rapport. Opgave 4. fugtstyring, valg af strategi. Lav et forslag til fugtstyring i en kultur du kender. Forslaget skal som minimum indeholde a) valg af RH eller Delta X. b) Rækkefølge af forskellige tiltag. c) forslag til konkrete indstillinger. Opgave 5. CO 2 kontrol A. Potteplanter Der ønskes en CO 2 koncentration på 600 ppm, start dosering ved solopgang, slut 1½ time før solnedgang. Når vækstlyset er tændt, ønskes ligeledes en koncentration på 600 ppm. Fra kl. 10 til kl. 15 gives et lysafhængigt tillæg på 200 ppm, startende ved et lysniveau svarende til 20 klux og fuldt tillæg ved 35 klux. Der doseres ikke CO 2, når vinduerne åbner.

12 B. Væksthusgrønsager Der ønskes en CO 2 koncentration på 800 ppm, start dosering ved solopgang, slut 1½ time før solnedgang. Fra kl. 10 til kl. 15 gives et lysafhængigt tillæg på 400 ppm, startende ved et lysniveau svarende til 20 klux og fuldt tillæg ved 35 klux. Der doseres op til 400 ppm CO 2 med åbne vinduer, op til en vinduesåbning på 6 %. CO 2 dosering stoppes, når vindhastigheden kommer over 4 m/s. Opgave 6, vækstlys Der ønskes en daglængde på 18 timer Starttidspunkt kl Om dagen gives tilskud, når indstrålingen er under lux. Hvor meget svarer dette til, hvis indstrålingen angives i W/m 2 (Priva) Efter klokken 17, ønsker man kun at bruge gruppe 1 i lysinstallationen. Der ønskes en temperaturspalte på 3 %, hvis rumtemperaturen er 3 0 C over setpunktet. Der ønskes en CO 2 koncentration på 800 ppm, når lamperne er tændt. Hvis rumtemperaturen falder til 3 grader under setpunktet skal lamperne tænde. Opgave 7, gardiner A. skyggegardiner Der ønskes lavet et skyggeprogram til h.h.v. Campanula (lyskrævende) og Hedera (skyggeplante). Du ønsker ikke at slide mere end højst nødvendigt på gardinerne, så der indstilles en passende forsinkelse på reaktionstiden. Overvej om der bør være forskel på programmet i h.h.v. marts og juli måned. B. Energigardiner Når temperaturen er under 0 0 C skal gardinerne kører fra og på ved en indstrålingsgrænse på 70 W/m 2 Når temperaturen er over 0 0 C skal gardinerne kører fra ved en strålingsgrænse på 40 W/m 2 Når temperaturen er over 8 0 C skal gardinerne kører fra ved en strålingsgrænse på 20 W/m 2 Når temperaturen er over 12 0 C skal gardinerne kører fra ved en strålingsgrænse på 7 W/m 2 Der ønskes en trinregulering på åbning og lukning. Hvis muligt gøres den afhængig af temperaturen. Der ønskes også en kompensation på fremløbstemperaturen 20 minutter før åbning og 30 minutter før lukning. Gardinerne skal altid åbne fra kl. 11 til kl. 14, uanset udeforholdene.

13 Del 2. Styring af vækst (kulturtid, kvalitet). Lys og temperatur er hovedingredienserne for plantevækst. Kulturtiden for et hold potteplanter afhænger meget af lys og temperatur. Sommerhold med meget lys har kortere kulturtid end vinterhold. Til gengæld kan de lange kulturtider om vinteren kortes væsentlig ned ved tilførsel af vækstlys. Skruer man lidt op for temperaturen, er det ofte muligt at indhente en forsinkelse af et kulturhold, hvis man gør det i tide, og modsat hvis holdet er for langt fremme i udvikling, kan det bremses ved at køre en lavere temperatur. Indstiller man klimacomputeren med henblik på at spare så meget energi som muligt, vi de nye indstillinger ofte have væsentlig indflydelse på plantevæksten, for eksempel får planten mindre lys, hvis man holder gardineren længere på morgen og aften, og dette kan influere negativt på plantevæksten. Disse og andre forhold gør at der er fod grund til at se på mulighederne for at kunne følge plantevæksten, sammenligne med hvad den burde have været, og eventuelt ændre klimastyringen for at korrigere væksten. Del 2 af dette kursus omhandler hvordan man kan sætte fokus på dette, ved hjælp af metoder og redskaber i klimastyring, der er mere nøjagtige og hvormed man kan identificere afvigelser tidligere: Hvis man uge for uge ved, om man er foran eller bagud på lys eller temperatur, kan man korrigere tidligt og præcist. Måling af lysets indflydelse kan gøres med lyssum (DLI, dayly light integral) og temperaturens indflydelse kan beregnes ved hjælp af en såkaldt kultur temperatur sum (graddage, efter dagligt fradrag af et kulturspecifikt sætpunkt). Figur1. Lyssum opsamlet i programmet InfoGrow. Sum af naturligt lys ved planten 668 Mol/m2 i Hus 4. Fotosyntesen i planten står for tørstofopbygning i planten, og temperatur og lys indgår også som vigtige ingredienser her. Fotosyntesen er i højere grad ansvarlig for plantekvaliteten, og kulturtiden er ikke proportional med den. Men alligevel kan det være en god ide at følge, om fotosyntese summen er tilstrækkelig i forhold til det den burde være, og hvis ikke, korrigere indstillingerne. Konsekvensen af de ændringer man herefter foretager, korrigerer selvsagt vækst og kvalitet, men påvirker også energiforbruget. Det vil være hensigtsmæssigt at kunne beregne disse påvirkninger

14 Hvis man på forhånd kender et kulturholds nødvendige lyssum, kultur-graddage og/eller fotosyntese sum (mål-tallet fra start til salgsklar), og herefter sammenligner de aktuelle tal til dato med mål-tallet, kan man på et tidligere tidspunkt identificere afvigelser og begynde at kompensere for det. Metoder til opfølgning på lyssum (1) kultur graddage (2) og fotosyntese sum (3). Der er flere metoder, manuelle eller halvautomatiske, til rådighed for dette i nutidens produktionssystemer med moderne klimacomputere med dataopsamling, som kan tages i brug allerede i dag. 1. Lyssum kontrol DLI. Den lysmængde planten har modtaget Klimacomputeren indeholder opsamling af udelys og beregnet indelys (udelys minus skygning fra glas, konstruktion, gardiner og plus bidrag fra vækstlys). Bruger man beregnet inde lys fra kliamcomputeren, skal man kontrollere om omregningsfaktorer er indstillet rigtige: Er det den rigtige skyggevirkningsfaktor, der anvendes af programmet for gardiner og glas/konstruktion, der jo hver især er med til at reducere lysmængden. Specielt er det vigtigt at ændre faktoren for glas/konstruktion hver gang man lægger kridt på til permanent skygning, og når det er vasket af igen. Og vækstlysets skal også indstilles til at bidrage med den korrekte lysmængde, og det er IKKE det samme som installeret watt/m2. Enkelte gartnerier har opsat inde-lysfølere (fx 5 følere på en stang) i væksthuset, hvilket eliminerer ovennævnte problem man behøver ikke at fradrage for skyggevirkning, føleren måler alt det lys, som planten modtager, også fra vækstlyset. Udvælger man en oversigt i klimacomputerens dataopsamling fra en bestemt dato og frem til nu, får man lyssummen for den aktuelle periode. Hvis et kulturhold er startet på denne dato, er det denne lyssum som holdet har modtaget frem til dags dato. Helt tilsvarende kan man bruge data for et standard år, til at beregne mål-tallet, det vil sige den planlagte lyssum, kulturholdet skal have for perioden fra start til salgsklar under gennemsnitlige forhold. Der kan dog godt være udfordringer forbundet med det. Planten udnytter kun PAR-lys (måles i micromol/m2-sek), mens klimacomputeren ofte opsamler i watt og lux, og for vækstlys vedkommende i tilsvarende enhed efter en omregning. Samtidig kan de faktorer, som giver korrekt fradrag i udelyset, være indstillet forkert (til lysgennemgangsfaktor 1,0 eller til en standardværdi),. Lyssum kontrol blot på udelyset er enklere Hvis man ikke bruger så meget vækstlys og bruger gardiner nogenlunde med samme sætpunkter som de foregående år, kan man helt enkelt vælge Iyssum kontrol blot på udelyset, hvor mål-tallet også skal være beregnet på udelys. Det er lettere, og der er færre ting der kan gå galt. Men heller ikke så nøjagtigt. Det er jo forskellen fra år til år, der er det vigtigste element. Så behøver man heller ikke omregning til PAR-lys. Man kan oven i købet komme i gang med det helt uden brug af klimacomputer, idet man på som er GartneriRådgivningens energi og klima hjemmeside, kan finde en lyssums beregningsmodel under beregn energi, klimastyring, vælg aktuel lyssum. Den indeholder ugentlige indstrålingsdata fra 2007 og til dato, så man både kan udregne mål-data og følge den aktuelle lyssum løbende. Disse internet data er lyssum på Årslev, Fyn. Udelyset, opsamlet på egen klimacomputer rammer selvfølgelig mere præcist, der kan godt være store forskelle - sol i Årslev og regnvejr på gartneriets adresse. Over længere tid jævner det sig dog en del.

15 Figur 2. Lyssum kontrol via Kurven herunder for uge 50 til uge3 er lavet på grundlag af tal fra programmet. Der har været væsentlig mindre lys i perioden end i normalåret. Det kan bevirke forlænget kulturtid. 2. Kultur temperatur sum kontrol Først en definition: Temperatursum eller graddage er en temperatursum metode, hvor man fradrager den del af temperaturen, som ikke har indflydelse på plantevæksten, det vil sige den temperatur, hvor planten ikke vokser mere. Men da temperatur effekt kurven er krum, er dette sætpunkt dog et tal, der er fundet ved afprøvning, og ikke nødvendigvis lige en temperatur, hvor væksten stopper brat. Metoden bruges ved frilandsproduktion til at estimere høsttidspunkt (fx grønne ærter og jordbær), men er lige så relevant ved produktion i væksthus. Der er flere metoder til kultur temperatursum kontrol som umiddelbart kan tages i brug i gartnerierne: Nogle klimacomputer versioner kan danne rapporter, hvor der er programmeret et fast fradrag (temperatur sætpunktet), således at man her kan finde frem til det aktuelle antal kultur graddage for en periode svarende til kulturholdet. Der findes også tillægsprogrammer, hvor kultur temperatur summen (inklusive indstilling til den aktuelle kultur, med bestemt fradrag). Her kan man direkte følge kultur temperatursum, og også udregne mål-tal til sammenligning. Regneark er også en mulighed. Man kan selv lave beregningen i et regneark, hvor man dels har beregnet mål-tallet for de enkelte kulturer, og opstillet dem for de kulturhold man vil følge. Husk at måltallet IKKE kan beregnes ved den minimumstemperatur (sætpunkt) man kører for sin kultur. I 10 ud af årets 12 måneder er den resulterende temperatur indtil flere grader varmere, på grund af solens effekt midt på dagen. Når regnearket er lavet skal man ugentlig (eller eventuelt dagligt) indtaste døgnets/ugens målte middeltemperatur. Regnearket beregner så lyssummen til dato, og afvigelse. Det er også muligt at få regnearket til at vise et estimat af afvigelse i dage på kulturtiden. Man kan altså regne sig frem til, hvad afvigelsen betyder, og hvornår holdet nu ser ud til at blive salgsklar, ifølge kultur temperatursum metoden. Se figur 3.

16 Figur 3. Kultur temperatur kontrol i regneark. Sætpunkt (fradrag) for kulturen er her Fotosyntese sum Fotosyntese og fotosyntese sum er ikke en del af det som bliver beregnet af en standard klimacomputer. Men der findes tillægsprogrammer, der kan levere fotosyntese beregning. Fotosyntesen beregnes ved hjælp af en kompliceret formel, hvor PAR-lys, temperatur og CO2 tilførsel indgår som en del af det nødvendige input. Dette er en standard beregning for en gennemsnitlig C3 plante. C3 er en betegnelse for den fotosyntese proces der foregår i størstedelen de dyrkede planter vi kender. Men da der også findes C2 planter med en anden type fotosyntese proces, og da den enkelte planteart ikke nødvendigvis har fotosyntese som den gennemsnitlige plante, er det at følge en fotosyntese sum ikke nødvendigvis en præcis metode. Men som nævnt under lyssum afsnittet: Når man primært har brug på at fokusere på afvigelsen (er vi foran eller bagud), gør det måske ikke så meget at beregningen ikke passer præcist vi skal kun bruge den forholdsmæssigt. Så derfor kan man godt forsvare at bruge standartberegningen. For at kunne bruge en fotosyntese sum til noget skal man også her som i de foregående afsnit have noget at sammenligne med. Man har brug for en beregning af fotosyntesen for et standard år, til at beregne mål-tallet, det vil sige den planlagte fotosyntese sum, kulturholdet skal have for perioden fra start til salgsklar under gennemsnitlige forhold. Denne sum skal beregnes på grundlag af standard årets PARlys, middeltemperatur og CO2. Mål-tallet kan beregnes i førnævnte tillægsprogram, hvor man så skal gå flere år tilbage og beregne fotosyntese summen, og herefter benytte gennemsnittet af disse 3 eller flere år som måltallet for fotosyntese. Se figur 4.

17 Figur 4. Opnået fotosyntese i hus 3 er 276 g / m2 bladareal for aug-sep 2013 (Infogrow). Man skal selvfølgelig sikre sig at det rent faktisk var den pågældende kultur der stod i det på gældende hus, som leverer data i beregningen, og at kvaliteten var OK i det pågældende år. Det er også muligt at få beregnet måltallet for fotosyntesen i et standard år, i simuleringsprogrammer hos specialiserede konsulentvirksomheder.

18 Opgaver del Metoder til opfølgning på lyssum. a. Det er i dag den Du har besluttet at følge lyssummen på 3 kulturhold uge for uge ved hjælp af data for udelys på aktuel lyssum, da du bor tæt ved Årslev på fyn. Den , svarer til udgangen af uge 48. Du har startet dine kulturhold i hhv. uge33, 38 og 43. De tre hold skal være salgsklar hhv. uge 2, uge 8 og uge 12. Opstil måltal for lyssum uge for uge for de 3 hold, frem til dags dato. b. Hvad er den realiserede lyssum for de 3 hold fra holdstart til dags dato? c. Hvad vil du foretage dig for den resterende periode for holdene på grundlag af afvigelserne? d. I klimacomputer program eller tillægsprogram skal du også opstille rapport med data for og / eller notere inde lyssummen for de 3 hold for perioderne. Noter lyssummen for holdene i den enhed som programmet bruger. e. Omregn resultaterne fra (b) og (d) til micromol/m2-s. og noter tallene. NB. De skal ikke ramme samme tal værdi, da (b) er udelys og (d) er indelys, som planterne modtager. Materialer: adgang til internet aktuel lyssum, klimacomputer/tillægsprogram (Priva, Senmatic SL5 eller tillægsprogrammet Infogrow, energimodul). 2. Metoder til opfølgning på kultur temperatur sum. a. Du har fået oplyst at din kultur har et sætpunkt (fradrag) på 10 C ved beregning af kultur temperatur sum. Det er i dag den 1. februar 201x. Du følger et kulturhold, der er startet den 29. oktober året før (uge 44), og står i hus 3. Ifølge planen er holdet salgsklar den 10. april (uge 15). Du har kun data for vinteren 2013/14 som du kan anvende som måldata, men dette hold blev OK og salgsklar til tiden. Opstil mål-tal for kultur temperatur sum for hele kulturtiden og fra kulturstart til i dag den 1. febr. 201x. b. Hvilken % udvikling (kultur temperatur sum) skulle kulturholdet være nået til den 1. februar ifølge planen? c. Find realiseret lyssum til dags dato (den 1. februar 201x) for det aktuelle hold, og % udvikling. Er holdet foran eller forsinket? d. Opstil et forslag til temperatur sætpunkts plan for kulturholdet, med henblik på at korrigere indstillingerne, så holdet bliver slagsklar til tiden. Hvis du ikke kender kulturens planlagte sætpunkt kan du anføre dit forslag som tillæg/fradrag, f.eks. +1 C. Anvend evt. regneark til dette. Materialer: klimacomputer/tillægsprogram (Priva, Senmatic SL5 eller tillægsprogrammet Infogrow, fotosyntesemodul), Excel regnearksmodel til kultur temperatur sum, udleveret.

19 3. Metoder til opfølgning på fotosyntese sum. a. Dit kulturhold fra opgave 2a har et mål-tal for fotosyntese sum på 600g/m2 bladareal. til dato og 1200g/m2 bladareal for hele kulturtiden (der er regnet med gennemsnitligt bladareal for planten i hele kulturtiden). Find det realiserede tal for fotosyntesesummen for holdet (hold 44). b. Hvor mange % afvigelse er der i dag den 1. februar 2014, i forhold til måltallet? c. Hvilken fotosyntese sum forventer du at kulturholdet opnår, hvis du fortsætter med planlagte indstillinger i den resterende del af kulturtiden? d. Anvend simuleringsfunktion i dit program for at finde forslag til at øge fotosyntesen med en %, der gør at kulturen den 10. april (salgsklar) har nået en fotosyntesesum, der svarer til planlagt. Anfør forslag. Materialer: Tillægsprogrammet infogrow (fotosyntesemodul) eller GartneriRådgivningens klima sim program.

20 Del 3. Energibesparelse, afprøve effekt, opstille forsøg 4. Nye indstillinger og deres effekt på plantevækst og energibesparelse. Energibesparelse ved opsætning af nye gardiner med høj isoleringsevne er let at overskue når gardinerne er sat op bliver de også brugt, og energibesparelsen realiseres. Anderledes forholder det sig med energibesparelser, der kan gennemføres blot ved ændringer i klimastyringen. Et eksempel på dette er dynamisk klimastyring. Det er forudsætningen at man har den nyeste teknik til klimastyring, f.eks. med mulighed for at kunne tilkoble automatisk middeltemperaturstyring i sin klimacomputer. Dynamisk klimastyring blev introduceret i Danmark i forlængelse af intelligrow forsøgene, der kørte i på Fyn, DJF Årslev og på Landbohøjskolen i København. Konklusion på disse forsøg var at det var muligt at spare fra 10-30% energi, samtidig med at fotosyntesen blev øget, på de fleste potteplantekulturer, ved dynamiske indstillinger, der havde udgangspunkt i styring efter fotosyntesen. Hovedingredienserne for den opnåede energibesparelse var dels mere gardinbrug morgen og aften (og mindre til skygning), dels dynamisk temperaturstyring, med lavere temperatur sætpunkt (15 C), højt ventilations sætpunkt (30 C) og middeltemperaturen holdt på plads af en middeltemperaturstyring med henblik på at ramme samme middeltemperatur som standard dyrkningen. Klimastyring går ud på at skabe det bedst mulige klima for planten, men også at gøre det med så lille en omkostning til energi som muligt. Det er let at bedømme om der produceres gode planter i det enkelte væksthus, men hvem kan se om energiforbruget hertil har været for stort i netop dette hus? Nyere klimacomputere indeholder i større eller mindre grad mulighed for at styre efter energiforhold og energibalance, og der findes også mulighed for energi beregnet pr væksthus, enten som en del af visse klimastyrings programmer eller som tillægsprogrammer. Disse muligheder anvendes dog ikke så meget endnu. Endelig skal nævnes, at opsætning af egentlige energimålere pr væksthus giver langt mere præcis kendskab til energiforbrug time for time. De kan enten levere data særskilt i et tilhørende aflæsningsprogram, eller overføres til ovennævnte klimacomputer program eller tillægsprogram, hvor man kan sammenholde data om indstillinger og klima med energiforbruget direkte i disse. Hvis man bruge disse data om energiforbruget for det enkelte væksthus, og kontrollerer det dagligt, på linie med temperatur, luftfugtighed m.v., vil man fange den energimæssige konsekvens af enhver indstilling, man kommer til at foretage. F.eks vil virkningen af fugtstyring med rørtemperatur, gardinspalte og vinduessprække, være tydelig, i forhold til et hus uden fugtstyring, hvor der styres efter samme temperatur.

21 Energiforbrug: Skærmbillede fra Priva Office, der viser det beregnede energiforbrug for i dag, for 6 væksthuse. Der har kun været energiforbrug i hus 1: 2 joule/cm2 (demo-data). Alle danske væksthusgartnerier kan etablere adgang til at følge energiforbruget for det enkelte væksthus. Her er en oversigt over nogle muligheder: 1. Opsæt energimåler pr væksthus, hvor energiforbruget løbende kan aflæses på display (Lillegård teknik og andre firmaer) 2. Energy key programmet, der tilsluttes dine energimålere via internettet (Lillegård teknik og Energi fyn) 3. Priva Integro klimastyring, indeholder beregnet energiforbrug (Danvan). Kun nyeste versioner 4. Senmatic DGT s Superlink 5 program med tillægsprogrammet Infogrow, hvor et modul med beregnet energiforbrug kan tilkøbes (Senmatic DGT og AgroTech). 5. Efterberegning af energiforbrug pr. hus ud fra udlæste loggede klimadata fra klima PC fra Priva eller Senmatic DGT (GartneriRådgivningen og AgroTech) En rigtig opsat energimåler (1 og 2) giver stor nøjagtighed, mens beregningsmetoderne (3-5) kun giver en nøjagtighed i forhold til det input, de bygger på, og valg af beregningsformel. Men at følge et fornuftigt beregnet energiforbrug er bedre end slet ikke at følge det.

22 Energiforbrug og fotosyntese Hus 3 i en uge af januar 2014, skærmbillede fra tillægsprogrammet Infogrow.

23 Opgaver del Energibesparelse ved nye indstillinger og deres effekt på plantevækst og energibesparelse. a. Kom med forslag til indstilling og aktivering af gardinstyringen i hus 3 efter energibalance /energiforhold for at spare meget på energien. Benyt programmets standardindstillinger, dog indtastes aktuel værdi for installeret vækstlys- og gardin-indflydelse. Anfør de indstillinger / sætpunkter, du vil ændre. b. Der er energimåler på hus 3 og 4. Find og noter energiforbruget i hus 3 og 4 for perioden til c. Hvorfor er der forskel i energiforbruget? d. Du beslutter at sænke temperatur sætpunktet i hus 3 med 2 grader for at spare energi. Hvilke konsekvenser ville det have haft for ovennævnte periode december 2013, for 1. Energiforbruget? (beregnes i MWh, % mindre og beløb). 2. Lyssum? (beregn % ændring). 3. Fotosyntese sum? (anslået % ændring i forhold til før). e. Beregn antal dage forlængelse af kulturtid ved hjælp af kultur temperatur sum metoden for hold 44 fra opg. 2a (kulturtid = 163 dage før ændring). f. Er det en god ide at sænke temperaturen? Anfør argumenter og hvad mere du evt. skal vide. g. Lav en forsøgsplan der kan være med til at afgøre om det er en god ide. Diskuter. Materialer: Klimacomputer, Priva eller Senmatic DGT, tillægsprogrammet infogrow, modulerne energi og fotosyntese og/eller gartnerirådgivngens klimasim program og/eller Adgang til Energy key. Oplysninger om størrelse og indretning af hus 3 og 4. Adgang til internet, beregn varmebudget og P-værdi,