LanoTex - Pflanzenklimatisierung

Textile Komponenten für die passive und aktive Klimatisierung

Projektlaufzeit:

05/2015 - 12/2017

Projektleitung (Fakultät):

Frau Prof. Dr. Silke Heßberg (Automobil- und Maschinenbau)

Kontakt:

Frau Prof. Dr. Silke Heßberg

+49 (3765) 5521 20
Silke.Hessbergfh-zwickaude

Kooperationspartner:

FORSCHUNGSVERBUND AUS LANOTEX

Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. (TITK), Rudolstadt
M.Ludwig & M.Puhlfürst Abbruch (L&P), Plauen
Körner-Zeuner-Voigt Sanitär GbR (KZV), Plauen

Fördermittelgeber:

BMWi

Stichworte bzw. Deskriptoren:

Technische Textilien, Pflanzenklimatisierung, PCM

Situation

Das geschützte und kontrollierte Kultivieren von Pflanzen wird in Gewächshäusern ermöglicht. Gewächshäuser sind starken Temperaturschwankungen ausgesetzt. Sie heizen sich im Tagesverlauf auf und kühlen nachts ab. Um Pflanzenschäden zu vermeiden, wird im einfachsten Fall gelüftet und geheizt. Dabei sind konventionelle Heizsysteme überwiegend auf die Raumklimatisierung ausgerichtet. Es entsteht ein hoher Heizenergieaufwand. Maßgeblich sind die Temperaturen jedoch im Wurzel nahen Bereich für das Wohlbefinden und Wachstum der Pflanze verantwortlich. Es existiert folglich Einsparpotential, wenn es gelingt, durch Klimatisierung direkt im Wurzelbereich die Wachstumsbedingungen zu verbessern.

Phase Change Material in seinen unterschiedlichen Erscheinungsformen

Aufgabe

Ziel des Forschungsvorhabens  war es somit, durch die Nutzung vorhandener  Energieressourcen (Solarenergie) bzw. durch Arbeiten im Niedrigenergiebereich die Energieeffizienz des Gewächshauses zu optimieren. Es war geplant, durch den Einsatz innovativer textiler Verbunde mit Phase Change Materials (PCM) die Temperatur im Wurzel nahen Bereich optimal auf die Pflanze auszurichten und damit die Ernte zu verfrühen sowie die Qualität der kultivierten Pflanze zu steigern.

 

Ergebnis

Es gab drei Lösungsansätze, ein passives (keine zusätzliche Energie nötig), ein aktiv wirkendes (braucht zusätzliche Energie) und ein kombiniertes System.

Alle drei Ansätze wurden umgesetzt und getestet, wobei sich die passive Lösung als am besten geeignet erwies. Sie ist speziell für die kühle Jahreszeit geeignet, ist preiswert umzusetzen und stört den normalen gärtnerischen Ablauf nicht.
Das aktive System funktioniert ebenfalls sehr gut (Sommer und Winter), ist aber kostenintensiver als das passive System. Das kombinierte System konnte leider aus Kosten- und Zeitgründen nicht zufriedenstellend umgesetzt werden.

In zwei Gewächshäusern wurden die Matten für den Anbau von Feldsalat, Gurken, Pelargonien und Weihnachtssternen getestet. Zum Nachweis der Wirksamkeit fanden zahlreiche Temperaturmessungen in den Gewächshäusern statt. Im Frühjahr wurden die entwickelten Matten sogar für den Spargelanbau getestet. Eine Ernteverfrühung durch die Optimierung der Wurzeltemperatur der Pflanze wurde nachgewiesen. Die Verkürzung der Vegetationszeit bis zur ersten Ernte sowie eine hohe Produktqualität durch die Verhinderung von Vegetationsstörungen kann den Gärtnereien Vorteile am Markt verschaffen. Positiv hervorzuheben ist auch, dass es durch die entwickelte Lösung nicht zur Verschattung im Gewächshaus kommt, das System schadstofffrei ist und die Netto-Kulturfläche nicht verringert wird.

Prof. Silke Heßberg untersucht die entwickelten, auslegbaren Matten im Gewächshaus am Institut für Textil- und Ledertechnik.

Anhang

Bild 1 zur Situation: Phase Change Material in seinen unterschiedlichen Erscheinungsformen

Bild 1 zum Ergebnis: Prof. Silke Heßberg untersucht die entwickelten, auslegbaren Matten im Gewächshaus am Institut für Textil- und Ledertechnik.