Kassen met hoogwaardigeenergieproductieP.J. Sonneveld, J. Campen, G.L.A.M. Swinkels, G.P.A.
BotWageningen UR GlastuinbouwE-mail: [email protected]
1. Inleiding
Doelstellingen: Betere benutting van de aanwezige zonne-energie Verbeteren van de klimaat omstandigheden in de
kas Economisch haalbaar
1. Inleiding
Knelpunten: PV cellen en kastuinbouw gebruiken beide PAR Lichttoetreding van groot belang voor tuinbouw PV is kostbaar s’Zomers geen vraag naar warmte (PV: fotovoltaïsche cellen)
1. Inleiding
Uitwerking: Benutting van ongebruikt spectrum deel van de
zonne-energie Concentratie verbetert de lichttoetreding Vraag en aanbod goed met elektrische energie
Introductie Elektriciteit Leverende Kas
Werkingsprincipe:1. Scheiding van NIR warmte
straling en PAR2. Focussering van NIR
warmte straling3. Omzetting naar elektrische
energie4. Integratie in een
kassysteem.
12
3
4
3
1
2
4
1. Inleiding: Spectrum van de zon
Spectrum van AM 1.5 zonnestraling
0
400
800
1200
1600
2000
305 450 718 937 1442.5 2005 3317
Wavelenght [nm]
Inte
nsity
[W m
-2 u
m-1
] UVPurpleBlueGreenYellowOrangeRedNIR
PAR 45%
UV 5%
Near Infrared Radiation(NIR)50%
300 700 1000 2000 3000
ReflectedWith
MultilayerFilm (20%)
3a. Details ELKAS: Spitsing van het zonlicht
Spectraal selectieve folie met multilagen
5. Integratie in een tuinbouwkas
Global radiationCooling effect by evaporationRadiation in thegreenhouse
Radiation in theGreenhouse withNIR film
Cooling effect by evaporation with the NIR film
Tekening Schaalmodel Ware grootte
5. Integratie in een tuinbouwkas
Global radiation
Radiation in thegreenhouse
Radiation in theGreenhouse withNIR film
Cooling effect by evaporation
Cooling effect by evaporation with the NIR film
De ELKAS Zijaanzicht van dekasconstructie
MeetresultatenEnkel glas
Measurements 6 augustus 2009
0
150
300
450
600
750
6:00 8:24 10:48 13:12 15:36 18:00 20:24
Time [h]
powe
r [W
m-2 ]
0
5
10
15
20
25
30
Meetresultaten
17PV Efficiency [%]
40Thermic Efficiency [%]24Pnom [W/m2]58Pth [W/m2]
144Pt [W/m2]72Prefl [W/m2] (15,6% van Pstr)
72Pnir [W/m2] (15% van Pdir)
481Pdir [W/m2] (69% van Pstr)700Pstr [W/m2]
6 aug. 2009Parameter/meetdatum
6. ConclusiesElektriciteit Leverende Kas Completere benutting van de zonne-energie
(UV/VIS en NIR) ‘s Zomers een beter klimaat in de kas Levering van warmte en elektriciteit Jaarlijkse opbrengsten: Thermische 193 MJ/m2 (54 kWh/m2) Elektrische 18 kWh/m2
Geschikt voor alle gewassen
Introductie FresnellenskasDoelstellingen:1. Vermindering warmte
over-schot s’zomers doorde opvang van direct licht
2. Mogelijk hogere productie3. Omzetting warmte
overschot inhoogwaardige energie.
4. Verbetering klimaat-omstandigheden (Temp.+CO2)
5. Vraag en aanbodenergiestromen meer inovereenstemming
Hoe werkt een Fresnellens?
• Dikte van de lens is veel geringer dan bij eengewone lens
• Werking hetzelfde: Alle directe straling komtsamen in een brandpunt of een brandlijn
Beschikbare energie
Gemiddelde straling van de afgelopen 10 jaar
De energie totalen zijn
Globaal 3560 MJ/m²Direct 1100 MJ/m²Diffuus 2460 MJ/m²
Transmissie kas 0,80Transmissie direct lens 0,90Rendement Si-cel 0,15Max. winbaar: 119 MJ/m²=33 KWh/m²
Rendement Triple junction 0,30Max. winbaar: 238 MJ/m²=66 KWh/m²
Beschikbare energie
Verhouding direct en diffuus licht bepaald uituurgemiddelden
jan feb mrt apr mei jun jul aug sep okt nov dec0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Fractie
Maand
• Max. 69% directe straling• Maximale transmissie kasdek voor diffuus licht =80%. Aandeel
diffuus is 31%.• Maximale schermings-
percentage:69+ 31x 0,8= 81%.
Integratie in een tuinbouwkas
Global radiation
Radiation in thegreenhouse
Radiation in theGreenhouse withNIR film
Cooling effect by evaporation
Cooling effect by evaporation with the NIR film
Fresnellenzen geplaatst tussen De Fresnelkas
dubbel glas
Integratie in een tuinbouwkas
Global radiation
Radiation in thegreenhouse
Radiation in theGreenhouse withNIR film
Cooling effect by evaporation
Cooling effect by evaporation with the NIR film
PV-module Tracking systeem met kabels
Resultaten
Measurements at August 4 and August 5 2009
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
6:00 8:24 10:48 13:12 15:36 18:00 20:24
Time [h]
Pow
er [
W/m
2 ]
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
6:00 8:24 10:48 13:12 15:36 18:00 20:24
Time [h]
Pow
er [W
/m2 ]
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
6. ConclusiesFresnel Kas Completere benutting van de zonne-energie
(UV/VIS en NIR) ‘s Zomers een beter klimaat in de kas Levering van warmte en elektriciteit Jaarlijkse opbrengsten: Thermische 518 MJ/m2 (144 kWh/m2) Elektrische 29 kWh/m2
Speciaal geschikt voor potplanten