By Michelle Moore
A legtöbbünk egyszer vagy máskor gyerekként nagyítót használt valamilyen fondorlatos eszközzel. (Talán ismerek néhány felnőttet, aki még mindig ezt teszi). Lehet, hogy az volt a célunk, hogy leveleket gyújtsunk fel, vagy akár az, hogy valakinek “forró villanást” okozzunk. Akkoriban valószínűleg nem is tudtuk, hogy bolygónk egyik legerősebb erejét hasznosítjuk. Valószínűleg azzal sem voltunk tisztában, hogy ezt az erőt sokkal tisztességesebb eszközökkel is felhasználhatjuk a kényelem biztosítására, természeti erőforrásaink megóvására, vagy arra, hogy segítsük a kertünk növekedését és a jobb étkezést. Az igazat megvallva, ha tudtuk is, akkor valószínűleg nem igazán érdekelt bennünket. A dolgok felgyújtása sokkal szórakoztatóbb volt.
I.e. 214-ben egy tudós, Arkhimédész, a nap erejét hadviselésre használta fel, amikor a napenergiát a megszálló római hajók árbocaira irányította. Az intenzív sugarak felgyújtották a vitorlákat, és megakadályozták az inváziót. Arkhimédész óta a leghaladóbb gondolkodók közül sokan hasznosították a nap erejét. Szókratész építette az első ismert napelemes házat. Házát a földbe ásta, nagy, déli fekvésű ablakokkal és erősen szigetelt északi fallal. Leonardo De Vinci a napenergia fűtésre való felhasználását támogatta, ahogyan sokan mások is. Ezek a nagy gondolkodók csak néhányan voltak azok közül, akik hittek a napenergia erejében. A lehetőségek még mindig kiaknázatlanok, pedig a napenergia hasznosítása meglepően egyszerű és olcsó.
1970-ben az USA-ban az áram átlagos költsége 2,2 cent volt kilowattóránként (kWh). Ma ez az átlagos költség 10,67 cent. Az áram ára országszerte drasztikusan változik, 2005-ben a legmagasabb ár elérte a 20,7 centet. 2005 és az elmúlt évek között nem látszik a vége. A naphő összegyűjtése akár 30-40%-kal is csökkentheti a hagyományos fűtési költségeket, pusztán a hőtömeg növelésével és szigetelt burkolat használatával.
A melegházak természetüknél fogva napelemes szerkezetek. Az üvegházak hasznosítják a nap fényét és melegét, majd a hőt a szerkezet belsejébe zárják, hogy (remélhetőleg) a külvilágnál kedvezőbb környezetet teremtsenek a növények növekedéséhez. A hatás hasonló a légkörünkhöz, amely csapdába ejti a napfényt és felmelegíti a Földet. Az üvegházak az úgynevezett passzív napenergiát használják. A passzív napenergia egyszerűen a természeti erők és a déli fekvés kihasználása a hőtermeléshez. Akár hiszi, akár nem, a passzív napenergia-struktúrák megfelelő tervezés esetén még a hűtést is segíthetik. A passzív napenergia-fűtéshez nem szükséges drága vagy díszes berendezés, és nem is igényel nagy tudást. Valójában csaknem mindenki tapasztalja, és 2006-ban az országos átlagár 28% -kal ugrott meg! Ez következetesen emelkedik, akár 11% évente a passzív napsugárzás egy nyári napon, amikor parkolnak az autójukat a napon. Ha az ablakokat felhajtva hagyják, csak rövid idő telik el, mire az autó belső hőmérséklete elviselhetetlen, sőt veszélyes hőmérsékletet ér el. Ez biztosan nem az a kép, amit egy üvegházi környezetről szeretnénk, de a példa mindenképpen szemlélteti, hogy a nap milyen erős tud lenni.
A napenergiával működő üvegház létrehozása nem megy egy kis munka és tervezés nélkül, de nem nehéz. Itt van, akiknek előnyös lesz a napenergiával működő üvegházuk fejlesztése. Bárki, aki:
– Szeretné csökkenteni a lábnyomát a bolygón
– Szeretne pénzt megtakarítani az üvegház fűtésével az energiamegtakarítás akár 30-40% is lehet
– Szeretné, hogy az év nagyobb részében jobb ízű ételeket kapjon
– Déli fekvésű az üvegháza
– Az üvegháza
– Déli fekvésű
. Szeret kísérletezni és kipróbálni valami újat
– Egyenletesebb hőmérsékletet szeretne fenntartani az üvegházában, és nincs hozzáadott fűtése
– Jobb paradicsomot szeretne, mint a szomszédja
Négy egyszerű módja annak, hogy jobb napkollektort kapjon most:
1. Maximalizálja a déli tájolást
Nézze meg az udvarát és a téli napsütést. Orientálja üvegháza minél délebbre néző oldalát. Ideális esetben a lehető legtöbb felületet elnyeli a napfényt. Sokan helyszűke, megközelíthetősége vagy más tényezők miatt nem tudják az üvegházat a telkük déli oldalára helyezni. Ha nincs teljes napfény, próbálja meg maximalizálni a lehető legtöbb fényt, szem előtt tartva, hogy a téli hónapokban a nap alacsonyabban van a horizonton, és a legintenzívebb napenergia az üvegház déli oldalát éri. Ideális esetben az üvegház teteje kelet-nyugati tengely mentén helyezkedik el (például az üvegház eleje keletre, hátulja nyugatra néz), hogy maximalizálja a napi gyűjtést. Az ötlet az, hogy a lehető legtöbb meleg sugarat gyűjtsük be a délelőtt 10:00 és délután 2:00 óra között, amikor a legnagyobb mennyiségű napsugárzás érkezik (1).
2. A hőtömeg növelése
A hőtömeg növelésére többféle, általánosan használt anyag létezik: kő, beton és víz. A kavics kiváló padlóburkolat az üvegház számára, amely növeli a termikus tömeget, és lehetővé teszi a víz lefolyását is. A további hőtömeg növelésére a víz kiváló hőtárolási mód, mert nagyon egyenletesen osztja el a hőt, és lassan adja le. A nagy víztartályok az üvegházban egész éjszaka sugározzák a hőt, még jóval azután is, hogy az esti fény utolsó pislákolása is elhalványul. A napenergiával működő víztartályok által kibocsátott meleg lassú, finom, egyenletes hő, amely segít fenntartani az üvegházak egyenletes hőmérsékletét. Megjegyzés: az öt gallonos műanyag vödrök vagy 30 gallonos hordók jól működnek az üvegházban (2). Az edényeket ¾-ig megtöltjük vízzel, majd szorosan lezárjuk, hogy megakadályozzuk a párolgást és a nedvességet. A kisebb vödrökből könnyen kialakítható egy szép polc, míg a nagy hordókból szép növényállványok is készíthetők. A fekete műanyag jól használható tárolóedényeknek. A fekete elnyeli a felületét érő sugárzás nagy részét, és átadja a hőt a víznek. A rozsdamentes és rézedények is működnek. Ezek sokkal gyorsabban felmelegednek, és nagyobb hőintenzitást adnak át a víznek, amely ennek következtében több hőt vesz fel. A fémtartályok indokolatlanul sokba kerülhetnek, és nehéz megtalálni őket. Nem próbáltam fémtartályokat, de szerintem érdekes lenne egy egymás melletti teszt.
3. Használjon fényvisszaverő felületet, hogy több napot fogjon be
A lehető legtöbb fényt a hőtömegre irányítva jelentősen növelheti a fűtési kapacitást. Samuel Pierpont Langley asztrofizikus Kaliforniában 1881-ben a Whitney-hegyen (14,491 ft.) napkísérleteket végzett. Érdekelte a napenergia, és különböző hőmérsékleti tartományokban akarta tanulmányozni. Megmászta a hegyet, amíg fagyott talajra nem talált. A földre helyezett rézedényben csak üvegdarabok segítségével forralta fel a vizet (3). Nem a víz felforralása a cél, hanem az, hogy minél több sugarat koncentráljunk a vízfalra, ami növeli a hőt és ezáltal a hatékonyság hosszát. Az északi falon lévő fényvisszaverő szigetelés segít átirányítani a fényt az üvegház hátsó részéből a hőtömegre, valamint egészségesebb fényt teremt a növények számára. Ideális esetben az üvegházban az egyetlen sötét felületnek az ültetett tartályoknak és a víztárolónak kell lennie. Az alumíniumfólia kiválóan alkalmas a sötét szerkezetek lefedésére vagy a fény átirányítására oda, ahol az üvegházban szükséges.
Nemrégiben beszéltem egy nővel, aki az egyik montanai üvegházunk tulajdonosa volt. Elmondta, hogy egész évben képes volt salátát és más növényeket termeszteni az üvegházában annak ellenére, hogy a földet hó borította. Azt mondta, hogy a szomszédai csodálkoztak, de az ő titka a hó volt. Az üvegház egy nagy területen volt elhelyezve, közvetlen déli fekvéssel. A hó annyi plusz fényt ver vissza az üvegházba, hogy szó szerint láthatta (és megízlelhette) az eredményt. Nem kell hó ahhoz, hogy ez a koncepció működjön. Fehér kavics vagy műanyag hozzáadása az üvegházon kívül szintén további fényt fog visszaverni az építménybe.
4. Adjon hozzá szigetelést
A hő összegyűjtése csak az első lépés. A hő tárolása is fontos, hiszen éjszaka van rá a legnagyobb szükség, amikor a nap már lement. A hőszigetelt burkolat használata döntő fontosságú a hő megőrzésében arra az időre, amikor szükség van rá. Az északi fal további szigetelése nagyon hatékony lehet (a különböző üvegházi burkolatok részletes szigetelési tulajdonságait lásd az alábbi burkolati információknál). Az északi falon hatékonyak az olyan szigetelőanyagok, mint a két vagy három hüvelyk vastag üvegszálas betét. Az északi fal nagyon kevés fényt enged át, ezért a hőveszteség minimalizálása ebben az esetben a fényért cserébe jár.
Az Egyesült Államokban két mérőszámot használnak a szigetelés értékelésére, az R-értéket és az U-értéket. Az R-érték, amelyet gyakran “R-tényezőnek” is neveznek, egy adott anyag hővisszatartását méri. A levegő nagyon jó szigetelő, feltéve, hogy a levegő csapdába esik, és nem tud mozogni a térben. A meleg levegő természetesen felemelkedik, a hideg levegő pedig lecsapódik. A térben nem szorosan zárt levegő konvekciót hoz létre, ami csökkenti a szigetelési tulajdonságokat. A megrekedt levegő, amely nem tud keringeni, a szigetelés egyik leghatékonyabb formája. Az U-érték az R-érték fordítottja, ami azt jelenti, hogy egy anyag hőveszteségét méri. A leggyakrabban az R-értéket használják, azonban az U-érték a mi céljainkhoz talán jobb mérőszám. Minél kisebb az U-érték, annál kisebb az anyagon áthaladó hőmennyiség. A napfény hőjének visszatartásakor törekedjen a lehető legalacsonyabb U-értékre, amit megengedhet magának. Ha ismeri egy anyag R-értékét, és szeretné kiszámítani, az egyenlet egyszerű:
Itt van néhány gyakori üvegházhatást okozó üvegezési anyag és a hozzájuk tartozó R- és U-értékek:
Solexx (3,5 mm) 2,10R, 0,48U (További információ a Solexx üvegházfedésről)
8 mm-es háromfalú polikarbonát 2,00R, 0,50U
Dupla üvegezésű viharablakok 2,00R, 0,50U
10 mm-es duplafalú polikarbonát 1,89R, 0,53U
8 mm-es duplafalú polikarbonát 1.60R, 0.63U
6 mm Duplafalú polikarbonát 1.54R, 0.65U
4 mm Duplafalú polikarbonát 1.43R, 0.70U
Egyrétegű üveg, 3 mm 0.95R, 1.05U
Poly film 0.83R, 1.20U
Nézzük meg a fűtési költségek különbségét többféle burkolat esetén. Feltételezve, hogy az üvegházak közötti egyetlen különbség az üvegezés. Ha 2,1R üvegezéssel fedjük, akkor óránként valamivel több mint 4000 BTU-ra van szükség ahhoz, hogy a teret a kívánt hőmérsékletre fűtsük. Ugyanez az üvegház .83R üvegezéssel borítva több mint 10 000 BTU-t igényel óránként. Ez 156%-kal több tüzelőanyag-felhasználást jelent minden egyes órában, amikor a fűtőberendezés működik! (4)
A passzív napenergia a legegyszerűbb és legolcsóbb módja az üvegházban az állandó hőmérséklet fenntartásának. És melyik kertész nem keresi az ingyenességet vagy az olcsóságot! A naphő legfontosabb összetevői: a víz, a nap és a szigetelés vagy ingyenesek, vagy nagyon olcsók. Még ha nincs is tökéletes déli fekvése, akkor is hasznát veheti az általunk tárgyalt alapelveknek. Ha egyszer elkezdi saját szemével látni az előnyöket, majdnem olyan szórakoztató lesz, mint amikor gyerekkorában a nagyítóval játszott.
Megjegyzés: E cikk nagy része egy meglévő üvegház javítására vagy egy üvegházkészlet módosítására összpontosít, hogy további napenergia-tárolást biztosítson. Ha még nincs üvegháza, és szeretne egyet építeni a semmiből, sok jó lehetőség és terv létezik. Szívesen elirányítom Önt további forrásokhoz.
Kiegészítő források
Solexx üvegházak – tökéletes szórt fény paradicsomtermesztéshez
Solexx üvegházfedés – csináld magad (DIY) fedés, amellyel könnyű dolgozni és magas hőszigetelést biztosít.
Lépjen kapcsolatba üvegházhatást okozó szakértőinkkel az 1-800-825-1925 telefonszámon vagy írjon nekünk a [email protected] e-mail címre, ha segítséget szeretne kapni az üvegháztervezéshez.
Michelle Moore a The Greenhouse Catalog vezérigazgatója. Az Oregoni Állami Egyetem mesterkertésze, és közel 20 éves tapasztalattal rendelkezik az üvegházakkal kapcsolatos munkában. Férjével Oregonban él, ahol először kertészkednek üvegházon kívül. Michelle-t a [email protected] címen érheti el, vagy látogasson el honlapjukra a www.greenhousecatalog.com címen.
Források:
Adding Solar Heat To Your Home. Robert W. Adams. Tab Books, 1979
Going Solar. Tomm Stanley. 2004
The Passive Solar Energy Book. Edward Marzria. 1979
The Greenhouse Gardener’s Companion. Shane Smith
National Sustainable Agricultural Information Service. http://attra.ncat.org/attra-pub/solar-gh.html
US Electric statistics
(1) Az ideális napkollekció 0,25 négyzetlábnyi, délelőtt 10:00 és délután 2:00 között közvetlenül kitett anyag minden négyzetlábnyi
alapterületre. Egy 8′ x 8′ méretű üvegház ideális esetben 8′ x 2′ méretű szolárfelülettel rendelkezik. The Passive Solar Energy Book.
(2) Az optimális eredmény érdekében minden négyzetlábnyi napkollektorra 1 köbméter vízre van szükség. (kb. 7,5 gallon víz).
(3) Going Solar by Tomm Stanley.
(4) A feltételezések: Az üvegház 288 négyzetméter felületű, 8’x 8′ alapterületű. A hőmérsékletek
állandóak. Az éjszakai külső hőmérséklet 30° F fokkal alacsonyabb, mint az üvegházban.
