De warmtebalans voor een fossielvrije tomatenteelt met full-LED

Marcel Raaphorst (WUR Business Unit Glastuinbouw en Bloembollen)

Bij Delphy Improvement Centre worden al een aantal jaren proeven gedaan met grove trostomaat onder geavanceerde belichtingssystemen. Hierbij wordt de kaslucht ontvochtigd met luchtbehandelingskasten die de condensatiewarmte terugwinnen. Het streven van deze proeven is om met zo min mogelijk fossiele brandstoffen een praktijkconforme productie en kwaliteit te bereiken.

Dit als stap op weg naar een fossielvrije rendabele glastuinbouw. Doordat elektriciteit groen kan worden ingekocht, is ervoor gekozen om de warmtevraag zo veel mogelijk te voorzien uit de teruggewonnen warmte met behulp van een elektrische warmtepomp.

Invloed warmtebalans
Voor de huidige teelt, die gestart is in september 2020, is het hybride belichtingssysteem vervangen voor full-LED. Door de hogere efficiency van LED ten opzichte van SON-T kon het geïnstalleerd elektrisch vermogen van de belichting worden verlaagd van 103 naar 85 We/m2, terwijl de hoeveelheid PAR van de lampen juist steeg van 227 naar 280 µmol/m2.s.
Het verlagen van input van elektriciteit en het verhogen van de output van PAR heeft invloed op de warmtebalans: de lampen brengen minder warmte in de kas, terwijl een hoger PAR niveau een hogere kastemperatuur vraagt. Dit blijkt ook uit de warmtebalansen in bijgaande figuren. Dit seizoen tot 22 maart 2021 met full-LED wordt vergeleken met dezelfde periode van het jaar daarvoor met hybride belichting.

Warmtesurplus
Het stroomverbruik voor belichting daalde van 304 naar 224 kWh/m2. Dit is een verlaging van 26%, wat omgerekend naar aardgas neerkomt op een lagere warmte-inzet van 9 m3/m2. Naast het gedaalde stroomverbruik voor belichting is ook het elektriciteitsverbruik voor de warmtepomp gedaald van 54 naar 50 kWh, die daarmee in 75% van de warmtevraag voorzag.
De warmteoogst is licht gedaald van 18,3 naar 16,9 m3/m2 aan aardgasequivalenten en de warmtevraag is gestegen van 26,9 naar 30,6 m3/m2. Hiermee is de benodigde hoeveelheid warmte die op een andere manier moet worden aangevuld, gestegen van 3,7 naar 9,1 m3/m2 aardgasequivalenten.
Op warme zonnige dagen kan meer warmte worden geoogst dan wat kan worden opgeslagen in een dagbuffer. Dit soms op dagbasis optredende warmtesurplus, dat met een seizoensbuffer zou kunnen worden hergebruikt, is voor de twee beschouwde winterperiodes flink gedaald in de situatie met full-LED.

Meerdere opties
Als het gebruik van elektriciteit en aardgas bij elkaar wordt opgeteld, heeft de full-LED teelt een lagere energie-input. Dit is zelfs ondanks de strengere winter van 2021. Om bij full-LED in de volledige warmtevraag fossielvrij te voorzien met de inkoop van groene elektriciteit voor een warmtepomp en met een dagbuffer, moet worden gekozen uit een of meerdere opties. Bijvoorbeeld een extra energiescherm, een seizoensbuffer en/of een biomassaketel.  

Dit project wordt gefinancierd door Kas als Energiebron, het innovatie- en actieprogramma  vanuit het ministerie LNV en Glastuinbouw Nederland. Daarnaast leveren Saint-Gobain Cultilene, Ludvig Svensson, Hortilux, 2grow, De Ruiter, Van Dijk Heating en Wireless Value een bijdrage. Het project wordt uitgevoerd door Delphy Improvement Centre, Groen Agro Control en Wageningen University & Research business unit Glastuinbouw.

Meer nieuws