Uitbreiding Natte schermen en schermgebruik

Beschrijving

Doel:

Ontwikkeling van een meetprotocol/meetapparatuur om de fysische eigenschappen die van invloed zijn op de energiebesparing van schermen op zowel droge als natte schermmonsters te karakteriseren en verbetering van de rekenmodellen zoals Kaspro. Eigenschappen van schermen worden beter inzichtelijk waardoor er een betere keus tussen schermen gemaakt kunnen worden en leveranciers hun schermen kunnen verbeteren.

Aanpak:

In 2019 is een project goedgekeurd (“Natte schermen en het energiegebruik”), waarin nieuwe meetprotocollen worden ontwikkeld om de eigenschappen van monsters van natte schermen te schatten, waarbij twee nieuwe apparaten werden gebouwd:

a) Eén apparaat dat de meting van vochttransport door het scherm combineert met de bepaling van de thermische eigenschappen (d.w.z. emissiviteit) van de natte monsters.

b) Een nieuw apparaat voor het meten van de aerodynamische eigenschappen van de schermen (permeabiliteit) voor zowel droge als natte monsters.

Het project loopt nu anderhalf jaar. Tot nu toe zijn beide apparaten gebouwd, maar hun ontwerp, constructie en kalibratie hebben een groot aantal problemen ondervonden die de meting van de monsters hebben vertraagd en hogere kosten met zich meebrachten dan in het begin werd geschat. Op dit moment zijn de machines klaar om te worden gekalibreerd.

Additioneel ten opzichte van het lopende project wordt de betekenis van meetresultaten van diverse schermen voor de praktijk van de tuinder onderzocht (voorbeeldgewas tomaat). Een analyse van de energiebesparing waarin ook verschillende scenario’s worden berekend van het gebruik van de schermdoeken in de praktijk met verschillende schermuren en tijdstippen waarin niet alleen naar energiebesparing maar ook naar klimatologische gevolgen voor kas en gewas wordt gekeken. In deze scenario’s moet ook aandacht worden besteedt om tuinders het beste om kunnen gaan met latente warmte-afvoer, dus verschillende schermmaterialen vs. schermkieren vs. mechanische ontvochtiging. Dergelijke modelberekeningen, analyse, conclusie en beschouwingen moeten leiden tot beter inzicht voor tuinders en hun in staat stellen om weloverwogen beslissingen te nemen.

Resultaten

De toepassing van Het Nieuwe Telen in Nederlandse kassen is sterk afhankelijk van het gebruik van één of meerdere beweegbare schermen. Schermen beïnvloeden ook de beheersing van het kasklimaat door effecten op uitstraling en lucht- en vochtuitwisseling onder en boven het scherm. Dit heeft direct invloed op de energiebesparing.

De doelstellingen van de projecten Meten aan natte schermen (Wet Screens) en Uitbreiding natte schermen en schermgebruik waren het kwantificeren van de schermeigenschappen door gestandaardiseerde metingen: thermische eigenschappen zoals emissie, aerodynamische eigenschappen zoals luchtdoorlatendheid en vochttransport. Uit de gemeten schermeigenschappen kan vervolgens de totale potentiële energiebesparing worden berekend, onder vooraf gedefinieerde omstandigheden. Hiermee wordt een objectieve vergelijking van schermmaterialen onder droge en natte omstandigheden mogelijk. Hierdoor krijgen telers meer inzicht in schermeigenschappen en kunnen ze een weloverwogen keuze maken voor hun investeringen en gebruik in de praktijk. De resultaten laten zien dat schermen met een lage permeabiliteit en een lage emissie de grootste energiebesparing opleveren.

Simulatieresultaten van de totale potentiële energiebesparing laten zien dat het laagste energieverbruik kan worden bereikt als schermen een lage luchtdoorlatendheid hebben. Bij de onderzochte schermen verschilt de energiebesparing tussen 17% (hoge luchtdoorlatendheid) en 43% (lage luchtdoorlatendheid) in de nacht in vergelijking met een situatie zonder scherm. Schermen met een lage luchtdoorlatendheid veroorzaken een hogere luchtvochtigheid. Deze is goed te vermijden door bewust de luchtuitwisseling te verhogen, door schermkieren of door schermventilatoren. Dit laatste kan voor telers de voorkeur hebben, omdat schermkieren mogelijk kunnen leiden tot inhomogeniteit van de temperatuurverdeling in de kas.

Mechanische ontvochtiging kan de energiebehoefte van een kas aanzienlijk verlagen, omdat latente energie kan worden geregenereerd. Dit gaat ten koste van een grotere elektriciteitsvraag, maar bij de huidige verhouding tussen gas- en elektriciteitskosten zullen de gecombineerde energiekosten aanzienlijk dalen. Om het meeste profijt te hebben van mechanische ontvochtiging is een scherm met een zeer lage luchtdoorlatendheid nog belangrijker. Schermen met een lage luchtdoorlatendheid en gelijktijdig een lage emissiviteit (hoge reflectiviteit van warmtestraling) zorgen voor de hoogste energiebesparing.

Schermfabrikanten moeten zich volgens de onderzoekers richten op de ontwikkeling van schermen met een lage luchtdoorlatendheid en gelijktijdig een lage emissiviteit. Deze zorgen voor de hoogste energiebesparing; in het onderzoek tot 43% tijdens de nacht uren.

Voor een teler betekenen de resultaten dat een laag doorlatend scherm kan leiden tot meer uren met een te hoge luchtvochtigheid. Echter, als in die gevallen de luchtuitwisseling tussen boven- en ondercompartiment bewust wordt vergroot, bijvoorbeeld door schermkieren of door schermventilatoren te gebruiken die lucht tussen boven en onder het scherm verversen, kan zo een te hoge luchtvochtigheid worden vermeden. Natuurlijk leidt deze manier van verlaging van de luchtvochtigheid tot een toename van het energieverbruik, omdat telen bij een lagere luchtvochtigheid altijd zal resulteren in een hogere warmtevraag.

Omdat het verhogen van de luchtuitwisseling over het scherm echter het meest wordt toegepast tijdens minder koude periodes, is de extra warmtevraag van schermkieren of schermventilatoren in geen geval meer dan 0,9 m³/m² jaar. Voor een aantal schermen is de extra warmtevraag nauwelijks meetbaar. Telen bij een hoge luchtvochtigheid zou volgens Het Nieuwe Telen een geaccepteerd principe moeten zijn. Als de luchtvochtigheid bij een lagere luchtvochtigheid wordt geregeld, bijvoorbeeld 85% RV in plaats van 88% RV, zal het energieverbruik aanzienlijk toenemen. Als mechanische ontvochtiging wordt toegepast met voelbare en latente warmteterugwinning, wordt het belang van een weinig doorlatend scherm alleen maar groter. Het werkingsprincipe van mechanische ontvochtiging is het vermijden van latente warmteverliezen naar de omgeving, dus een beter gesloten scherm zal belangrijk zijn.