Greenhouse plant production improve

Greenhouse plant production improves the yield and quality of crops through control of the growth environment in terms of light, water, temperature, relative humidity, CO2 concentration, and ventilation. Greenhouse environment control often entails the consumption of fuel and electricity. Consequently, important aims for sustainable greenhouse crop production are to minimise energy consumption and to compensate, or partly compensate, the consumed energy with renewable energy (Bot et al., 2005, Yano et al., 2009 and Yano et al., 2010).

Crop yields depend strongly on the availability of light. Nearly 1% yield loss is expected to occur with a 1% reduction in light (Kläring and Krumbein, 2013 and Marcelis et al., 2006). Nevertheless, in some high-irradiation regions or during summer for some crop species, solar radiation is often too intense. Accordingly, screens and coating applications are used to moderate the intensity of radiation in greenhouses (López-Marín, Gálvez, González, Egea-Gilabert, & Fernández, 2012). This fact implies that the excessive sunlight irradiating greenhouses could be useful to provide an electrical energy source for the operation of environment-control equipment after conversion into electricity using photovoltaic (PV) modules.

Yano et al. (2005b) and Yano, Tsuchiya, Nishi, Mariyama, and Ide (2007) developed a ventilation window controller driven solely by electrical energy supplied from a greenhouse-roof-mounted 0.078 m2 PV-module with a conventional 28 Ah car battery used for PV energy storage. The stand-alone ventilation-window controller was operated successfully and greenhouse temperature was regulated appropriately. This implies that a PV module size could be extended to cover more of the greenhouse roof and that heavier electrical loads than the ventilation window controller could be driven using PV generated electricity. If the electrical energy consumed by some heavy loads, such as heating and cooling, could be replaced, or partially replaced, by PV generated energy, then the consumption of grid-supplied electricity in greenhouses could be reduced. Yano et al. (2010) studied electricity gain and shading in an east–west oriented greenhouse on which a 720 W maximum-rated-power PV array covering 12.9% of the roof area was mounted. Two PV array configurations were tested: a straight-line and checkerboard arrangements. The two arrangements created quite different sunlight distributions in the greenhouse, although the electrical energy generated by these two arrangement PV arrays was comparable. The annual solar-irradiation distribution in the checkerboard PV greenhouse was more uniform than that of the straight-line PV greenhouse because the checkerboard PV array intermittently cast shadows in the greenhouse. Kadowaki, Yano, Ishizu, Tanaka, and Noda (2012) studied how plants grew in the greenhouse equipped with the PV arrays. The growth of welsh onions under the straight-line arranged PV array shadows was inhibited significantly because the PV array cast shadows on the plants continuously during cultivation. However, the inhibitory growth effects of the shading were diminished with the checkerboard array. The PV results were not generalised because the balance between the amount of electricity produced and the allowable shading rate varies according to plant species, geography, meteorology, season, and greenhouse characteristics. Ureña-Sánchez, Callejón-Ferre, Pérez-Alonso, and Carreño-Ortega (2012) tested PV modules with a checkerboard arrangement for greenhouse tomato production with nearly 10% coverage. The results showed that PV shading did not affect the yield or the price of tomatoes despite some negative effects on fruit size and colour.

The use of sunlight can be shared by plants and PVs by separating the sunlight spectrum with respect to plant photosynthesis and PV electricity production. The sunlight spectrum in the 400–700 nm wavelength range is designated as the photosynthetically active radiation (PAR) because it is particularly important for crop cultivation. Radiation with wavelengths longer than 700 nm could be useful for purposes other than plant cultivation. Consequently, Sonneveld, Swinkels, Bot, and Flamand (2010) and Sonneveld, Swinkels, Campen, et al. (2010) developed a greenhouse roof PV system that allowed the penetration of PAR for plant growth but captured near-infrared radiation for electricity production and heat storage. Another aspect of solar radiation is beam density: i.e. direct and diffused irradiance. Fresnel-lens greenhouse roofs have been developed to concentrate the direct radiation onto a photovoltaic and thermal collection module, while diffused radiation remains unchanged and reaches the plants (Sonneveld et al., 2011 and Souliotis et al., 2006).

These studies showed that although conscientious design is necessary, it is possible to generate enough electricity for the control of greenhouse environment appliances using PV systems

Αποτελέσματα (Ελληνικά) 1:

Παραγωγή φυτών θερμοκηπίου βελτιώνει την απόδοση και την ποιότητα των καλλιεργειών μέσω του ελέγχου του περιβάλλοντος ανάπτυξης όσον αφορά το φως, νερό, θερμοκρασίας, σχετικής υγρασίας, συγκέντρωση CO2 και εξαερισμού. Έλεγχος του περιβάλλοντος του θερμοκηπίου συνεπάγεται συχνά την κατανάλωση καυσίμων και ηλεκτρικής ενέργειας. Κατά συνέπεια, οι σημαντικοί στόχοι για την παραγωγή καλλιεργειών βιώσιμη θερμοκηπίου είναι να ελαχιστοποιηθεί η κατανάλωση ενέργειας και να αποζημιώσει ή να αντισταθμιστεί εν μέρει, η ενέργεια που καταναλώνεται με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (Bot et al., 2005, Yano et al., 2009 και Yano et al., 2010).Αποδόσεις των καλλιεργειών εξαρτάται έντονα από τη διαθεσιμότητα του φωτός. Σχεδόν 1% απώλεια απόδοσης αναμένεται να προκύψει με μια μείωση κατά 1% στο φως (Kläring και Krumbein, 2013 και Marcelis et al., 2006). Ωστόσο, σε ορισμένες περιοχές υψηλός-ακτινοβολία ή κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού για ορισμένα είδη καλλιεργειών, ηλιακή ακτινοβολία είναι συχνά πολύ έντονο. Ως εκ τούτου, οθόνες και εφαρμογές επίστρωσης που χρησιμοποιούνται σε μέτρια ένταση της ακτινοβολίας σε θερμοκήπια (López-Μαρίν, Gálvez, González, Egea-Gilabert, & κ. Fernαndez, 2012). Το γεγονός αυτό συνεπάγεται ότι το υπερβολικό φως του ήλιου ακτινοβόληση θερμοκήπια θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για να παρέχουν μια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία του εξοπλισμού ελέγχου περιβάλλοντος μετά τη μετατροπή σε ηλεκτρική μέσω φωτοβολταϊκών (PV) ενότητες.YANO κ.ά. (2005β) και Yano, Tsuchiya, Nishi, Mariyama και Ide (2007) ανέπτυξε έναν ελεγκτή παράθυρο εξαερισμού που οδηγείται αποκλειστικά από ηλεκτρική ενέργεια παρέχεται από ένα θερμοκήπιο-οροφής 0.078 m2 φωτοβολταϊκών με μια συμβατική 28 Ah αυτοκίνητο μπαταρία χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ενέργειας φ/β. Ο ελεγκτής αυτόνομο παράθυρο-εξαερισμού ήταν επιτυχώς και θερμοκρασία του θερμοκηπίου ήταν ρυθμίζεται κατάλληλα. Αυτό υπονοεί ότι ένα μέγεθος ενότητας φ/β θα μπορούσε να επεκταθεί για να καλύψει περισσότερο από τη στέγη του θερμοκηπίου, και ότι θα μπορούσε να οδηγηθεί βαρύτερα ηλεκτρικά φορτία από τον ελεγκτή παράθυρο εξαερισμού χρησιμοποιώντας PV παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα. Εάν η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνεται από κάποια βαριά φορτία, όπως η θέρμανση και η ψύξη, θα μπορούσε να αντικατασταθεί, ή μερικώς αντικατασταθεί, από φ/β που παράγεται ενέργεια, τότε θα μπορούσε να μειωθεί η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχεται από το πλέγμα σε θερμοκήπια. YANO et al. (2010) που μελέτησαν σωματικού ηλεκτρισμού και σκίαση σε ένα θερμοκήπιο προσανατολισμένη Ανατολής-Δύσης στην οποία μια 720 W μέγιστη-βαθμολογία-ισχύς φ/β συστοιχία κάλυψη 12,9% της επιφάνειας της στέγης ήταν τοποθετημένο. Ελέγχθηκαν δύο φ/β συστοιχία συνθέσεις: ένας ρυθμίσεις απόσβεσης και μια σκακιέρα. Οι δύο ρυθμίσεις δημιουργούνται ηλιακό φως εντελώς διαφορετικές διανομές στο θερμοκήπιο, αν και η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από αυτά τα δύο ρύθμιση φ/β συστοιχίες ήταν συγκρίσιμη. Την ετήσια ηλιακή ακτινοβολία διανομή στο θερμοκήπιο σκακιέρας PV ήταν πιο ομοιόμορφη από εκείνη του θερμοκηπίου PV σταθερής απόσβεσης, επειδή η σκακιέρα φ/β συστοιχία κατά διαστήματα ρίχνει σκιές στο θερμοκήπιο. Kadowaki, Yano, Ishizu, Tanaka και Noda (2012) να μελετήσει πώς τα φυτά αυξήθηκε στο θερμοκήπιο εφοδιασμένο με τα φ/β συστοιχίες. Η ανάπτυξη της Ουαλίας κρεμμύδια κάτω από την ευθεία τοποθετημένα φ/β συστοιχία σκιές αναστάλθηκε σημαντικά επειδή το φ/β γεννήτριας ρίχνει σκιές στα φυτά συνεχώς κατά τη διάρκεια της καλλιέργειας. Ωστόσο, τα αποτελέσματα ανασταλτική ανάπτυξη της γραμμοσκίασης είχαν μειωθεί με τη σειρά της σκακιέρας. Τα αποτελέσματα της φ/β δεν ήταν γενικευμένη γιατί την ισορροπία μεταξύ του ποσού ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται και το ποσοστό των επιτρεπόμενων σκίαση διαφέρει ανάλογα με τα χαρακτηριστικά είδη, γεωγραφίας, μετεωρολογίας, σεζόν και θερμοκηπίου φυτό. Φωτοβολταϊκές μονάδες με μια διάταξη σκακιέρα για παραγωγή τομάτας θερμοκηπίου με σχεδόν 10% κάλυψη δοκιμές Ureña-Sánchez, Callejón-Ferre, Pérez-Alonso και Ortega Carreño (2012). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η σκίαση των φ/β δεν επηρέασε την απόδοση ή την τιμή των ντομάτες παρά ορισμένες αρνητικές επιπτώσεις στην φρούτα μέγεθος και το χρώμα.Η χρήση του ηλιακού φωτός μπορεί να μοιραστεί με φυτά και PVs διαχωρίζοντας το ηλιακό φως φάσματος όσον αφορά τη φωτοσύνθεση των φυτών και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας φ/β. Το φάσμα ηλιακή ακτινοβολία στην περιοχή μήκους κύματος 400-700 nm έχει οριστεί ως η φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία (PAR), διότι είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την καλλιέργεια. Ακτινοβολία με μήκη κύματος μεγαλύτερο από 700 nm θα μπορούσε να είναι χρήσιμη για άλλους σκοπούς εκτός από την καλλιέργεια φυτών. Κατά συνέπεια, Sonneveld, Swinkels, Bot, και Flamand (2010) και Sonneveld, Swinkels, Κάμπεν, et al. (2010) ανέπτυξε ένα σύστημα στεγών PV θερμοκηπίου που επέτρεψε τη διείσδυση του PAR για την ανάπτυξη των φυτών αλλά συλλαμβάνεται κοντά σε υπέρυθρη ακτινοβολία για αποθήκευση θερμότητας και παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Μια άλλη πτυχή της ηλιακής ακτινοβολίας είναι πορείας του πυκνότητας: δηλαδή άμεση και διάχυτη ακτινοβολία. Φακός Fresnel θερμοκηπίου στέγες έχουν αναπτυχθεί για να επικεντρωθεί η άμεση ακτινοβολία επάνω σε μια λειτουργική μονάδα φωτοβολταϊκών και θερμικών συλλογή, ενώ διάχυτη ακτινοβολία παραμένει αμετάβλητη και φτάνει τα φυτά (Sonneveld et al., 2011 και Σουλιώτης et al., 2006).Αυτές οι μελέτες έδειξαν ότι αν και ευσυνείδητη Σχεδιασμός είναι αναγκαίο, είναι δυνατόν να παράγει αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για τον έλεγχο των συσκευών περιβάλλον θερμοκηπίου χρήση φ/β συστημάτων

Αποτελέσματα (Ελληνικά) 3:

Με τον έλεγχο το φως, νερό, η θερμοκρασία και η σχετική υγρασία, η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα και του εξαερισμού για τον έλεγχο του περιβάλλοντος για την ανάπτυξη των καλλιεργειών, αυξάνει την απόδοση των καλλιεργειών και της ποιότητας.Έλεγχος του περιβάλλοντος συχνά απαιτεί την κατανάλωση καυσίμων και ενέργειας.Ως εκ τούτου, την αειφόρο παραγωγή των καλλιεργειών θερμοκηπίου σημαντικός στόχος είναι η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και αποζημίωση, ή μέρος της αποζημίωσης, την κατανάλωση ενέργειας και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (BOT κ.ά., 2005, γιάνο κ.ά., 2009 και γιάνο κ.ά., 2010).την απόδοση των καλλιεργειών, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το φως της διαθεσιμότητας.σχεδόν 1% 1% απώλεια παραγωγής αναμένεται ότι θα μειωθεί στο φως (kl ä δαχτυλίδι και η Κάρεν Μπιν, το 2013 και το κ.ά., 2006).Ωστόσο, σε ορισμένες περιφέρειες ή υψηλή ακτινοβολία σε ορισμένες ποικιλίες καλλιεργειών το καλοκαίρι, η ηλιακή ακτινοβολία είναι συχνά πολύ άγριος.Ως εκ τούτου, στην οθόνη και επιχρίσματα αιτήσεις της έντασης της ακτινοβολίας σε θερμοκήπια (López ζημιά Martín, gálvez, González, Egea Gilabert, αμίγκο Hernández, το 2012).Αυτό σημαίνει στην πράξη ότι η υπερβολική αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου, το φως του ήλιου για το περιβάλλον μπορεί να προβλέπει τον έλεγχο της λειτουργίας του εξοπλισμού ηλεκτρικής ενέργειας από μετατροπή σε ηλεκτρική ενέργεια Φωτοβολταϊκή (PV) μετά την ενότητα.γιάνο et al.(2005β) και 矢野 tsuchiya, νισά, Μαρί, και IDE (2007), και αναπτύχθηκε ένα εντελώς από την ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται από το φαινόμενο του θερμοκηπίου στέγη εξαερισμού οδηγείται στο παράθυρο του ελεγκτή. τετραγωνικά μέτρα εγκατάσταση φωτοβολταϊκών ενότητα με την παραδοσιακή μπαταρία αυτοκινήτου 28 - για τη φωτοβολταϊκή ενέργεια.λειτουργεί με επιτυχία την ανεξάρτητη παράθυρο εξαερισμού και την κατάλληλη προσαρμογή του ελεγκτή, η θερμοκρασία του θερμοκηπίου.Αυτό σημαίνει ότι το μέγεθος μιας φωτοβολταϊκής ενότητα μπορεί να επεκταθεί για να καλύψει περισσότερο θερμοκήπιο στέγη και βαρύτερα από το παράθυρο του ελεγκτή του ηλεκτρικού φορτίου μπορεί να οδήγηση χρήση φωτοβολταϊκής ενέργειας.Αν κάτι βαρύ φορτίο, όπως η ηλεκτρική ενέργεια, θέρμανση και ψύξη, μπορεί να αντικατασταθεί από, ή μερική αντικατάσταση της φωτοβολταϊκής ενέργειας, τότε η τροφοδότηση με ηλεκτρική ενέργεια στο θερμοκήπιο ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να μειωθεί.γιάνο et al.(2010) μελετήθηκε σε ένα ανατολικό - δυτικό προσανατολισμό της ηλεκτρικής ενέργειας και του κέρδους σκιές, όπου ένα 720 Watt μέγιστη ονομαστική ισχύς της φωτοβολταϊκής συστοιχίας 12,9% στέγη περιοχή καλύπτεται από την εγκατάσταση.Η διαμόρφωση δύο φωτοβολταϊκής συστοιχίας ελέγχθηκαν: γραμμή και πλέγμα ρυθμίσεων.Οι δύο ρυθμίσεις δημιούργησε πολύ διαφορετική κατανομή το φως του ήλιου στο θερμοκήπιο, αν και οι δύο ρυθμίσεις της φωτοβολταϊκής ηλεκτρικής ενέργειας, που παράγεται είναι συγκρίσιμα.χρόνια την ηλιακή ακτινοβολία διανομής αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου στη σκακιέρα από την ευθεία γραμμή φωτοβολταϊκών αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου φωτοβολταϊκών πιο ομοιόμορφη παρτίδα σκάκι, επειδή φωτοβολταϊκής συστοιχίας υπό τη σκιά στο θερμοκήπιο.Kadowaki, γιάνο, Ishizu, ο τανάκα, νόντα (2012) μελετήθηκε σε εργοστάσιο στο θερμοκήπιο είναι εξοπλισμένο με την ανάπτυξη της φωτοβολταϊκής συστοιχίας.Υπό ανάπτυξη κρεμμύδι ευθυγράμμιση της φωτοβολταϊκής συστοιχίας λόγω της φωτοβολταϊκής συστοιχίας σκιά αναστέλλει την σκιά συνεχώς κατά τη διάρκεια της στην καλλιέργεια φυτών.Ωστόσο, το κιαροσκούρο να αποδυναμωθεί η αναστολή της ανάπτυξης απλώς συστοιχία.της φωτοβολταϊκής ενέργειας, τα αποτελέσματα δεν είναι καθολική, διότι επιτρέπει την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται και οι σκιές ποσοστό σύμφωνα με την ισορροπία μεταξύ των φυτικών ειδών αλλαγές, γεωγραφία, μετεωρολογία, εποχές και αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του χαρακτηριστικά.A - S á σκίσε την δόνα, callej ó n-ferre, Pérez Alonso, και να ñ o-ortega (2012) δοκιμή φωτοβολταϊκών στοιχείων καλύπτει σχεδόν το 10% των αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου την παραγωγή τομάτας στην σκακιέρα διαρρύθμιση.Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σκιά, δεν επηρεάζουν την παραγωγή τομάτας ή την τιμή, αν και υπάρχουν ορισμένες αρνητικές επιπτώσεις με φρούτα για το μέγεθος και το χρώμα.Με το φως του ήλιου μπορεί να από φυτά και φυτά για τη φωτοσύνθεση και φωτοβολταϊκή ενέργεια από τον ήλιο της κατανομής του φάσματος του διαχωρισμού της παραγωγής.Σε 400 - 700 NM στο φάσμα μήκους κύματος του φάσματος που ονομάζεται par επειδή η καλλιέργεια είναι ιδιαίτερα σημαντική.μήκος κύματος περισσότερο από 700 NM ακτινοβολία μπορεί να είναι χρήσιμο σκοπό εκτός από φυτά.Ως εκ τούτου, Sonneveld, ο ", Winkler, ρομπότ, και Ramon (2010) και με το," ο, Winkler, Campen, κλπ.).(2010) ανέπτυξε μια στέγη φωτοβολταϊκό σύστημα αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου, επιτρέπει την ανάπτυξη των φυτών διείσδυσης, αλλά την απόκτηση εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας, την παραγωγή ενέργειας και την αποθήκευση.Η ηλιακή ακτινοβολία είναι μια άλλη πτυχή της δέσμης πυκνότητα: δηλαδή άμεση και διάδοση της ακτινοβολίας.Η στέγη έχει Fresnel αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου σε άμεση ακτινοβολία συγκεντρώνεται στην ανάπτυξη φωτοβολταϊκών και συλλέκτης, και διασπορά ραδιενέργειας παραμένει αμετάβλητη, σε φυτά (Sonneveld et al., 2011, σου Letta 欧蒂丝 κ.ά., 2006).Αυτές οι μελέτες δείχνουν ότι, αν και έχει συνείδηση του σχεδιασμού είναι αναγκαίο, είναι δυνατόν να παράγει αρκετή ενέργεια, η χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων εξοπλισμού του περιβάλλοντος