Eine Reise in die Zukunft

fruit3-tooony-gfdlExkursion der Klasse BOS 113 an die Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät der Humboldt-Universität

Von Eva Dippold und Friederike Nickel

Wie kann Energie besser ausgenutzt werden? Diese Frage beschäftigt schon seit geraumer Zeit die Wissenschaft und ist seit dem für Deutschland angekündigten Atom-Ausstieg noch aktueller geworden. Dies gilt auch in Hinblick auf die stetig steigenden Energiepreise.

Eines der Vorhaben, die sich diesen Themen widmen, ist das Zukunftsinitiative Niedrigenergiegewächshaus-Verbundprojekt (ZINEG), das bereits seit 2009 läuft und 2014 abgeschlossen sein soll: Es sollen Kollektor-Gewächshäuser entstehen, bei denen CO2-neutral produziert werden kann. Oder, wie es etwas umständlich im unternehmerischen Wissenschaftsslang heißt: „Ziel ist es, durch Optimierung der Prozessführung und Dimensionierung der Systeme eine möglichst hohe Ausnutzung der thermischen Solarenergie für Eigenwärmeversorgung und Wärmeenergieexport zu erreichen." Verantwortlich für die Versuche sind die Fachgebiete Biosystemtechnik und Ökonomik der Gärtnerischen Produktion an der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Berliner Humboldt-Universität.

Am 11. November 2011 besuchte unsere Klasse mit Frau Bokelmann im Rahmen des Agrarwirtschaftsunterrichts die Versuchsanlage in Berlin-Dahlem. Dort erinnerte kaum noch etwas an eine Universität, man fühlte sich vielmehr in einem gut organisierten gärtnerischen Betrieb. Erstes Wissen hatten wir uns schon in den Unterrichtsstunden zuvor angeeignet, wir starteten also nicht ganz ahnungslos zum ZINEG-Kollektorgewächshaus.

Klasse BOS 113 im ZINEG Prof. Schmidt erläutert die Klimatechnik
  Klasse BOS 113 im ZINEG-Gewächshaus (Fotos: I. Schuch)

Auf der Versuchsanlage befinden sich zwei Gewächshäuser mit sechs Metern Höhe und einer jeweils etwa 307 Quadratmeter großen Grundfläche: das Kollektorgewächshaus und das konventionelle Referenzhaus, das einen Vergleich gestattet. Professor Uwe Schmidt, der Fachgebietsleiter der Biosystemtechnik an der HU, erläuterte uns zuerst die baulichen Besonderheiten des Kollektorhauses, die es ermöglichen, den Wärmeverlust zu reduzieren. Derzeit werden in den Gewächshäusern Tomaten kultiviert.

Am Kollektorgewächshaus werden dank der Energieschirme verschiedene Innovationen kombiniert. Doppelglas-Stehwände erbringen eine besonders gute Dämmleistung, diese Funktion haben auch die Energieschirme unter dem Dach und an den Seitenwänden, die je nach Bedarf automatisch ausgefahren werden können. Der Tagesschirm ist transparent und kann daher nicht nur die Wärme isolieren, sondern ermöglicht auch, dass die Sonnenstrahlen in das Gewächshaus fallen können, während der Schirm ausgefahren ist. Der Hüllschirm hängt etwas tiefer als der Tagesschirm, so kann bei Nacht die wärmende Fläche verkleinert werden. Dabei kommt es zu einer zusätzlichen Luftschichtisolierung zwischen den Energieschirmen. Das Schauspiel der hoch und herab, hin und her fahrenden Schirme war beeindruckend, ebenso, dass mit so wenig Aufwand schon Energie gespart werden kann.

In normalen Gewächshäusern wird gelüftet und geheizt, dabei geht ein großer Teil der Wärmeenergie und des CO2 verloren. Im Kollektorgewächshaus wird aufs Lüften verzichtet, daher braucht die Luft bis dato nur in einigen Wintermonaten erwärmt werden. Das Ziel ist, in Zukunft die Erwärmung völlig CO2-neutral zu gestalten. Auch in Hinblick auf stetig steigende Energiepreise.

Unter dem Dach verläuft zudem eine Rippenrohrkühlung, an der der von den Pflanzen abgegebene Wasserdampf kondensieren kann. Die im Wasserdampf enthaltene latente Wärme wird somit frei und die kondensierenden Wassertröpfchen werden in einer Rinne aufgefangen und erwärmen einen 300 Kubikmeter fassenden Wassertank. So kann die Wärmeenergie der Pflanzen effektiv genutzt werden, indem das Kollektorgewächshaus nachts mit dem aufgewärmten Wasser über Röhren geheizt wird. Insgesamt besitzt das innovative Gewächshaus mehrere Heizungssysteme. Neben einer Schlauch-Gebläseheizung und der Fußrohrheizung unter der hohen Pflanzenrinne ist eine Wärmepumpe vorhanden. Obwohl der Lichteinfall durch die Technik am Dach, wie die Rippenrohrkühlung, geringer ist als im Referenzhaus, konnte dennoch ein höherer Ertrag verzeichnet werden.

Sensor des Phytokontrollsystems (Foto: E. Bokelmann)
Sensor des Phytokontrollsystems (Foto: E. Bokelmann)

Ganz besonders stolz sind die Wissenschaftler auf ein spezielles Phytokontrollsystem (s. Bild). Dieses selbst entwickelte Messgerät erkennt physiologische Signale der Pflanzen, und so wird online die Nährstoff-, Energie- und Wasserzufuhr präzise über einen Computer gesteuert.

Im Computerkontrollzentrum erklärte uns Professor Schmidt, dass sich die Steuerungsvorgänge auch von seiner Wohnung überwachen ließen. Selbst sein Handy gebe ihm Bescheid, wenn etwas nicht so liefe, wie es laufen sollte. Wir hatten Spaß, uns vorzustellen, wie Herr Schmidt nachts von seinem Tomatophone geweckt würde.

Im Namen der Klasse BOS 113 bedanken wir uns bei Professor Uwe Schmidt und Herrn Ingo Schuch für den spannenden Tag und die vielen Informationen.

 

Quellen, Weblinks:

Bildnachweis ‚Tomate’: toony, Wikimedia Commons, CC-by-SA 3.0 unported

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