Kassen met hoogwaardigeenergieproductieP.J. Sonneveld, J. Campen, G.L.A.M. Swinkels, G.P.A.

BotWageningen UR GlastuinbouwE-mail: piet.sonneveld@wur.nl

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