用於在冬季種植蔬菜和新鮮香草的溫室供暖替代系統。
由於化石燃料價格上漲以及對二氧化碳和其他污染物排放的限制,需要尋找替代系統來為冬季種植蔬菜和新鮮香草的溫室供暖。 一種可能的替代方法是使用 太陽能. 在夜間使用太陽能加熱溫室需要基於以下原則的幾個組件的組合:1. 吸收來自太陽的能量(白天),2. 儲存能量並避免能量損失到周圍環境和 3 . 在夜間使用能量。
用透明塑料片覆蓋土壤可以增加對太陽能的吸收。 濕潤的土壤具有儲存大量熱能的能力。 另一種吸收和儲存太陽能的方法是在溫室隧道中放置水平和垂直透明 PE(聚乙烯)水管(圖 3 和 4)。 使用黑色 PE 構建水管比常用的透明管具有更大的吸熱性。
溫室的朝向還可以增加對太陽能的吸收。 一條東西向的步入式隧道將比類似的南北向結構吸收更多的能量。 在北側放置自支撐垂直水管作為“水牆”增加了能量吸收和儲存,因此根據當地的輻射和氣候條件將以色列的溫室夜間溫度提高到 16 C0。
溫室周圍的能量損失可以通過用雙層塑料板覆蓋溫室來減少,這些塑料板具有紅外線阻擋層,塑料板之間有空氣間隙,或者使用隔熱屏或隔熱毯。 從日落開始,當沒有更多的熱量積累時,水管和土壤將熱能釋放到溫室的體積中。
這些原理的類似實際應用在世界其他地方也有使用。 在中國的部分地區,太陽能被儲存在由泥或粘土磚製成的厚牆中。 在以色列,我們已將這些原則應用於羅勒種植的步入式隧道。 這些成分的組合使我們能夠在冬季種植羅勒(一種夏季作物),同時增加產量、預防植物病害和提高質量,同時降低成本和溫室氣體排放。
使用水平水管並不是一種新方法,因為它在多年前就已嘗試過。 儘管水平管對溫室變暖有一定的貢獻,但它們位於溫室中最糟糕的地方,最冷和最陰涼的地方,它們受到機械損壞。 獨特的垂直排列水管的解決方案很好地解決了水平水管的問題。 它們獨立站立,不受溫室結構的支撐。 它們具有由金屬片套管製成的剛性框架,或者使用由金屬絲網製成的套管支撐。
垂直的管子暴露在陽光下,不會妨礙溫室中的工人。 可以在溫室中儲存更多的水,以實現更多的熱能儲存。 正確定位垂直管可減少冬季的遮陽問題,適用於多跨溫室和步入式隧道中的南北方向。
步入式隧道的方向對太陽能的吸收有重大影響。 東西方向允許更多的陽光進入溫室。 冬天,當太陽落山時,陽光以銳角照射在南北走向的步入式隧道的塑料覆蓋物上。 結果,部分光束被反射。 射向東西方向的太陽光束幾乎成直角,這會導致更多的光進入隧道,從而提高產量。
這些知識讓位於“伊甸園”溫室的開發和建設。 “伊甸園”溫室面向東-西,垂直管位於北側。 它們形成了“水牆”。 這個位置的優點是作物上沒有陰影,對工人沒有身體干擾。 步入式隧道中可以保留相對大量的水(8 m 長步入式隧道中為3 m30 水)。 “水牆”在相對炎熱的白天吸收太陽能並在夜間釋放熱量,為作物生產創造最佳溫度。
在管中使用水的原因是與其他材料相比,水的比熱高。 如果管子損壞,水是可用的並且不會污染土壤。 夜間拍攝的熱圖像顯示了水壁中儲存的熱量以及對植物溫度的影響。 在配備水牆的步入式隧道中,羅勒作物的產量在冬季明顯更高。
總之,我們開發了一個簡單、可持續、無污染、無排放的系統,通過僅使用太陽能提高溫度,在冬季種植夏季作物。 在以色列冬季種植羅勒作物可以使用:PE 覆蓋物、水管、隔熱屏和雙層 PE 覆蓋材料。 最好的結果是通過在東西向隧道的北側使用黑色 PE 水管壁來實現的。
與南北向隧道相比,東西向隧道具有相當大的優勢。 這種方法可以在不需要化學噴灑殺菌劑的情況下種植沒有冬季病害的羅勒。 根據氣候條件,有可能僅使用上述方法中的一些來生產優質的高產量。