энергосберегающие технологии для снижения затрат на отопление теплиц

Снижение затрат на обогрев теплиц — серьезная задача для тепличных хозяйств, особенно тех, которые расположены в холодных регионах. Для снижения затрат на отопление теплиц в зимний период применяются различные методы. В данном исследовании представлен полный обзор различных методов энергосбережения, которые могут быть применены для снижения затрат на отопление, включая энергоэффективные конструкции теплиц, использование энергоэффективных покрытий, использование тепловых завес, энергоэффективное управление микроклиматом в помещении, выбор энергоэффективных теплиц. эффективная система отопления ипотенциал использования альтернативных источников энергии. Энергосберегающий потенциал различных параметров конструкции (форма, ориентация) сильно зависит от местоположения, и энергосберегающий потенциал большинства пассивных систем отопления (резервуары с водой, каменная подушка) может не подойти для коммерческого производства теплиц в холодных регионах. Альтернативные источники энергии, такие как тепло промышленных отходов, геотермальная энергия и древесная биомасса , могут стать жизнеспособным вариантом снижения стоимости отопления теплиц для крупномасштабного производства. Однако важно учитывать баланс между сельскохозяйственными потребностями растений и потенциалом энергосбережения различных технологий, а также экономическую целесообразность применения энергосберегающих систем в теплицах. Можно сделать вывод, что данное исследование может быть полезным для тепличных хозяйств, исследователей и производителей для создания устойчивого энергоэффективного тепличного производства в холодных регионах.

Вход

Сельское хозяйство с контролем окружающей среды, такое как выращивание культур в теплицах, становится очень популярным благодаря высокой урожайности, которая в 10-20 раз выше на единицу площади, чем при выращивании в открытом грунте (Nederhoff & Houter, 2007). Однако высокая стоимость энергии при производстве теплиц является серьезной проблемой. Вторыми по величине эксплуатационными расходами после трудозатрат при производстве теплиц в холодных регионах являются затраты на электроэнергию. Примерно 65-85% всей энергии, потребляемой в теплицах, идет на отопление, а остальная часть — на электричество и транспорт (Runkle and Both, 2012). На отопление (в основном) и обогрев теплиц приходится около 70-85% всех эксплуатационных расходов, не считая затрат на оплату труда (Anifantis et al., 2017, Rorabaugh et al., 2002). Однако в зависимости от типа теплицы, методов контроля окружающей среды и, самое главное, местоположения теплиц, энергия на отопление может составлять до 90 процентов от общего количества требуемой энергии (Kristinsson, 2006). Поэтому снижение затрат на отопление теплиц может сделать тепличное производство более экономичным и устойчивым. Чтобы снизить затраты на отопление, теплицы должны быть энергоэффективными и способными использовать возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, биомасса и геотермальное тепло. Было проведено множество исследований, направленных на снижение затрат на отопление теплиц; в зависимости от расположения теплиц, могут применяться такие стратегии, как энергоэффективное проектирование конструкций, использование энергоэффективных покрытий, улучшенные системы отопления и вентиляции, энергоэффективное управление микроклиматом в помещении и использование возобновляемых источников энергии. Суть этих приемов в основном заключается в том, чтобы увеличить приток солнечного тепла в теплицу и уменьшить потери тепла из теплицы. На Рис. 1 показана типичная картина теплопотерь обычной теплицы, расположенной в Саскатуне (52,1°K), Канада, через различные явления теплопередачи (Ahamed, Guo, & Tanino, 2018a). Также важно учитывать баланс между агрономическими потребностями культур и потенциалом энергосбережения различных технологий (Sanford, 2011). Поэтому информация о стратегиях энергоэффективности и их влиянии на растения, а также об экономической целесообразности имеющихся технологий энергосбережения при отоплении обычных теплиц была бы полезна для тепличных хозяйств, исследователей и производителей. Сети и Шарма (2008 г.) рассмотрели и оценили различные технологии пассивного отопления, доступные для сельскохозяйственных теплиц во всем мире. Cuce, Harjunowibowo и Cuce (2016) рассмотрели стратегии энергосбережения для тепличных систем, в основном ориентированные на решения, основанные на возобновляемых и устойчивых источниках энергии, такие как фотоэлектрические (PV) модули, солнечные тепловые (T) коллекторы, гибридные PV/T коллекторы и системы, энергоэффективное тепло. насосы, инновационные технологии вентиляции и эффективные системы освещения. Однако, насколько нам известно, в последнее время не существует обзоров, в которых бы рассматривались доступные методы энергосбережения для снижения затрат на отопление в обычных теплицах. Поэтому цель данного исследования — представить всесторонний обзор потенциальных методов снижения затрат на отопление зимних теплиц традиционного стиля.

Энергоэффективный дизайн теплиц

Энергоэффективная конструкция оболочки очень важна для снижения затрат на отопление обычных теплиц в холодных регионах. Цель энергоэффективного дизайна — увеличить приток солнечной энергии и сохранить энергию в теплице. Параметры конструкции, которые в значительной степени влияют на потребность теплицы в отоплении, включают ее форму, ориентацию и, в северном полушарии, характеристики северной стены.

Использование чехлов снижает затраты на обогрев теплиц

Выбор укрывного материала для теплиц зависит от нескольких факторов, таких как капитальные затраты и стоимость обслуживания, его влияние на рост и урожайность растений, местный климат и техническая поддержка (Papadopoulos and Hao, 1997). Покрытие теплицы или стекло — это основной фактор, который в значительной степени влияет на потребление энергии в теплицах (Papadakis et al., 2000). Хорошие материалы для покрытия должны обладать высокой прозрачностью для глобального солнечного излучения, особенно в фотосинтетически активных средах.

Потенциал энергосбережения энергетической завесы

Тепловые завесы или ночные завесы часто используются для снижения потерь теплового излучения в небо зимними ночами. Использование тепловых завес может снизить потери длинноволнового излучения ночью в теплице примерно на 40-70% (Andersson, 2010, Bakker, 2006, Chandra and Albright, 1981). Сети и Шарма (2008) сообщили, что использование тепловых завес в теплицах может сэкономить около 23-60% энергии на отопление, в зависимости от расположения и типа тепловой завесы и энергии на отопление.

Энергосберегающий потенциал изоляции

Покрытия теплиц имеют очень слабую изоляцию, поскольку максимальное пропускание света полезно для растений. В этой главе рассматривается экономия энергии при утеплении обычных теплиц, включая утепление воздушного зазора в двухслойном покрытии, утепление боковой стены и стены подвала.

Потенциал энергосбережения при управлении микроклиматом в помещении

Оптимальный контроль микроклимата в помещении имеет решающее значение для снижения затрат на отопление теплиц. Значительная экономия тепловой энергии может быть достигнута за счет эффективного управления микроклиматом в теплице, включая заданную температуру и относительную влажность воздуха в помещении.

Вклад дополнительного освещения в отопление

Для современной теплицы, расположенной в северных широтах (выше 40° северной широты в США и выше 50° северной широты в Европе), дополнительное освещение очень важно, поскольку сокращение длины дня и уменьшение солнечной радиации влияет на рост растений в теплицах (Nelson, 1985). Дополнительное освещение, используемое в теплицах, зависит от суточного светового интеграла, который варьируется в зависимости от местоположения, времени года и видов культур; на выбор освещения также влияют стоимость лампы, затраты на электричество и потребность в обогреве.

Потенциал энергосбережения систем отопления

Система отопления в теплицах может работать в активном или пассивном режиме или сочетать оба варианта. Активный режим работы систем отопления означает подачу тепла из других источников для повышения внутренней температуры. В пассивном режиме солнечная энергия используется для обогрева теплицы путем аккумулирования тепла с помощью различных теплоаккумулирующих материалов. Пассивные системы отопления подходят для небольших теплиц, расположенных в умеренном климате, а активный режим работы системы отопления обычно используется в коммерческих целях.

использование альтернативной энергии для снижения затрат на обогрев теплиц

Растущие цены на ископаемое топливо и влияние его использования на окружающую среду побуждают тепличников рассматривать альтернативные виды топлива для обогрева теплиц. Возможными альтернативными источниками для отопления теплиц могут быть тепло промышленных отходов, геотермальное тепло и древесная биомасса.

Ссылки (212)

для получения дополнительной информации

Вы можете немедленно связаться с

Контактная информация

Телефон

+90-850-308-6442
+90-532-364-8448

Расположение

Chalkaya, Mir Plaza, Serik Cad No:218/C, 07112 Aksu/Antalya

  © 2023 Green Climate Technology Все права защищены.