Di Michelle Moore
La maggior parte di noi, una volta o l’altra, da bambini, ha usato una lente di ingrandimento per qualche mezzo subdolo. (Forse conosco qualche adulto che lo fa ancora). Il nostro obiettivo può essere stato quello di dare fuoco alle foglie o anche di dare a qualcuno una “vampata di calore”. All’epoca probabilmente non ci rendevamo conto che stavamo imbrigliando una delle forze più potenti del nostro pianeta. Probabilmente non ci siamo nemmeno resi conto che potevamo usare quel potere per mezzi molto più onorevoli per dare conforto, per salvare le nostre risorse naturali, o per aiutare il nostro giardino a crescere e a mangiare meglio. A dire il vero, se lo sapevamo, a quel tempo probabilmente non ci importava molto. Dare fuoco alle cose era più divertente.
Nel 214 a.C. uno scienziato, Archimede, ha sfruttato la potenza del sole per la guerra quando ha diretto l’energia solare sugli alberi delle navi romane invasori. Gli intensi raggi incendiarono le vele e respinsero l’invasione. Dopo Archimede, molti dei pensatori più progressisti hanno sfruttato il potere del sole. Socrate costruì la prima casa solare conosciuta. Scavò la sua casa nel terreno con grandi finestre rivolte a sud e un muro nord pesantemente isolato. Leonardo De Vinci sosteneva l’uso dell’energia solare per il riscaldamento, come molti altri. Questi grandi pensatori erano solo alcuni di coloro che credevano nel potere dell’energia solare. Il potenziale rimane non sfruttato, ma beneficiare dell’energia solare è sorprendentemente facile e poco costoso.
Nel 1970, il costo medio dell’energia negli Stati Uniti era di 2,2 centesimi per kilowattora (kWh). Oggi quel costo medio è di 10,67 centesimi. Il costo dell’energia varia drasticamente in tutto il paese con punte di 20,7 centesimi nel 2005. Tra gli anni passati 2005 senza fine in vista. Raccogliere il calore solare potrebbe ridurre i costi di riscaldamento tradizionale fino al 30%-40% semplicemente aumentando la massa termica e usando una copertura isolata.
Le serre per loro natura sono strutture solari. Le serre sfruttano la luce e il calore del sole, e poi intrappolano il calore all’interno della struttura per creare un ambiente (si spera) più favorevole alla crescita delle piante rispetto al mondo esterno. L’effetto è simile a quello della nostra atmosfera che intrappola la luce del sole e riscalda la terra. Le serre usano quello che viene chiamato solare passivo. Il solare passivo è semplicemente utilizzare le forze naturali e l’esposizione a sud per il calore. Che ci crediate o no, le strutture solari passive possono anche aiutare il raffreddamento se progettate correttamente. Il riscaldamento solare passivo non richiede attrezzature costose o stravaganti, né un sacco di conoscenze per farlo. Infatti, quasi tutti sperimentano e nel 2006, il prezzo medio nazionale è salito del 28%! È aumentato costantemente fino all’11% all’anno per la radiazione solare passiva in un giorno d’estate quando parcheggiano la loro auto al sole. Se i finestrini vengono lasciati alzati, è solo un breve lasso di tempo prima che la temperatura interna dell’auto raggiunga temperature insopportabili e persino pericolose. Questa non è certo l’immagine che si desidera per un ambiente serra, ma l’esempio illustra certamente quanto possa essere potente il sole.
Creare una serra solare non avviene senza un po’ di lavoro e pianificazione, ma non è difficile. Ecco chi beneficerà del miglioramento della propria serra solare. Chiunque:
– Vuole diminuire la sua impronta sul pianeta
– Vuole risparmiare denaro riscaldando la sua serra il risparmio energetico può essere fino al 30-40%
– Vuole avere cibo di migliore qualità per più giorni all’anno
– Ha un’esposizione a sud per la sua serra
– Vuole sperimentare e provare qualcosa di nuovo
– Vuole mantenere una temperatura più costante nella loro serra e non ha calore aggiunto
– Vuole avere pomodori migliori dei loro vicini
Quattro modi facili per ottenere una migliore raccolta solare ora:
1. Massimizza l’orientamento a sud
Guarda il tuo cortile e il sole invernale. Orientate il lato della vostra serra verso il sud il più possibile. Idealmente avrete la maggior parte della superficie possibile che assorbe il sole. Molte persone non possono mettere una serra sul lato sud della loro proprietà a causa di vincoli di spazio, accessibilità o altri fattori. Se non avete piena luce solare, cercate di massimizzare quanta più luce possibile tenendo presente che il sole è più basso sull’orizzonte nei mesi invernali e l’energia solare più intensa colpirà il lato sud della serra. Idealmente la parte superiore della serra correrà lungo un asse est-ovest (esempio, la parte anteriore della serra rivolta a est, la parte posteriore rivolta a ovest) per massimizzare la raccolta giornaliera. L’idea è di raccogliere il maggior numero possibile di raggi caldi tra le ore 10:00 e le 14:00, che forniscono la maggior quantità di radiazione solare (1).
2. Aumentare la massa termica
Ci sono diversi materiali comunemente usati per aumentare la massa termica: pietra, cemento e acqua. La ghiaia è un’ottima pavimentazione per la serra che aumenta la massa termica e permette anche il drenaggio dell’acqua. Per aumentare la massa termica, l’acqua è un eccellente modo di immagazzinare il calore perché distribuisce il calore in modo molto uniforme e lo rilascia lentamente. Grandi contenitori d’acqua in una serra irradieranno calore per tutta la notte, molto tempo dopo che gli ultimi bagliori della luce serale saranno svaniti. Il calore emesso dai contenitori d’acqua solari è un calore lento, sottile e uniforme che aiuta a mantenere uniforme la temperatura della serra. Nota: secchi di plastica da cinque galloni o barili da 30 galloni funzionano bene in una serra (2). I recipienti sono riempiti per ¾ con acqua e poi tappati strettamente per impedire l’evaporazione e l’umidità. I secchi più piccoli sono facilmente sistemati per creare una bella mensola, mentre i barili grandi fanno anche dei bei supporti per le piante. La plastica nera funziona bene per i contenitori di stoccaggio. Il nero assorbirà la maggior parte della radiazione che colpisce la sua superficie trasferendo il calore all’acqua. Anche i recipienti in acciaio e rame funzionano bene. Si riscaldano molto più velocemente e trasferiscono una maggiore intensità di calore all’acqua, che di conseguenza assorbe più calore. I contenitori di metallo possono aggiungere una spesa eccessiva ed essere difficili da trovare. Non ho provato contenitori di metallo, ma penso che sarebbe interessante vedere un test fianco a fianco.
3. Usare una superficie riflettente per catturare più sole
Direzionare più luce possibile alla massa termica può aumentare significativamente la capacità di riscaldamento. Samuel Pierpont Langley, un astrofisico, in California ha condotto una serie di esperimenti solari sul monte Whitney (14.491 piedi) nel 1881. Era incuriosito dall’energia solare e voleva studiarla a diverse temperature. Scalò la montagna fino a trovare un terreno ghiacciato. Procedette a far bollire l’acqua in una pentola di rame posta sul terreno usando solo pezzi di vetro (3). Bollire l’acqua non è l’obiettivo, ma concentrare più raggi possibili sulla parete d’acqua aumenterà il calore e quindi la durata dell’efficacia. L’isolamento riflettente sulla parete nord aiuterà a reindirizzare la luce dal retro della serra alla massa termica, oltre a creare una luce più sana per le piante. Idealmente, le uniche superfici scure nella serra dovrebbero essere i contenitori piantati e lo stoccaggio dell’acqua. Il foglio di alluminio è eccellente per coprire le strutture scure o per reindirizzare la luce dove è necessario nella serra.
Di recente ho parlato con una donna che possedeva una delle nostre serre in Montana. Mi ha detto che era in grado di coltivare lattuga e altre colture nella sua serra tutto l’anno nonostante il terreno fosse coperto di neve. Ha detto che i suoi vicini erano stupiti, ma il suo segreto era la neve. La serra era situata in un grande campo con esposizione diretta a sud. La neve rifletteva così tanta luce supplementare nella serra che lei poteva letteralmente vedere (e gustare) i risultati. Non avete bisogno di neve per far funzionare questo concetto per voi. Anche l’aggiunta di ghiaia bianca o plastica all’esterno della serra rifletterà ulteriore luce nella struttura.
4. Aggiungere l’isolamento
Raccogliere il calore è solo il primo passo. Conservare il calore è importante perché è più necessario di notte, quando il sole è già tramontato. L’uso di una copertura isolante è fondamentale per trattenere il calore per il tempo necessario. Isolare ulteriormente la parete nord può essere molto efficace (vedere le informazioni sulla copertura qui sotto per le proprietà di isolamento dettagliate delle varie coperture della serra). Materiali isolanti come due o tre pollici di spessore in fibra di vetro sono efficaci sulla parete nord. La parete nord trasmette pochissima luce, quindi minimizzare la perdita di calore è un compromesso per la luce in questo caso.
Negli Stati Uniti, due misure sono usate per valutare l’isolamento, il valore R e il valore U. Il valore R, spesso chiamato “fattore R”, misura la ritenzione di calore di un dato materiale. L’aria è un ottimo isolante, a condizione che l’aria sia intrappolata e non possa muoversi all’interno dello spazio. L’aria calda sale naturalmente e l’aria fredda scende. L’aria che non è strettamente sigillata all’interno di uno spazio creerà una convezione che diminuirà le proprietà di isolamento. L’aria intrappolata che non può circolare è una delle forme più efficaci di isolamento. Il valore U è l’inverso del valore R, cioè misura la perdita di calore di un materiale. Il valore R è il più usato, ma il valore U è forse una misura migliore per i nostri scopi. Più piccolo è il valore U, minore è la quantità di calore che passa attraverso il materiale. Quando trattenete il calore solare, puntate sul valore U più basso che potete permettervi. Se conoscete il valore R di un materiale e volete calcolare l’equazione è semplice: Valore U=1/R.
Questi sono alcuni materiali comuni per le vetrate delle serre e i loro corrispondenti valori R e U:
Solexx (3.5mm) 2.10R, 0.48U (Maggiori informazioni sulla copertura della serra Solexx)
8 mm Policarbonato a tripla parete 2.00R, 0.50U
Finestre Storm a doppio pannello 2.00R, 0.50U
10 mm Policarbonato a doppia parete 1.89R, 0.53U
8 mm Policarbonato a doppia parete 1.60R, 0.63U
6 mm Policarbonato a doppia parete 1.54R, 0.65U
4 mm Policarbonato a doppia parete 1.43R, 0.70U
Vetro monostrato, 3 mm 0.95R, 1.05U
Pellicola poly 0.83R, 1.20U
Vediamo la differenza nei costi di riscaldamento di diversi tipi di copertura. Supponendo che l’unica differenza tra le serre sia la vetratura. Se coperto con una vetrata 2.1R, poco più di 4.000 BTU all’ora sono necessari per riscaldare lo spazio alla temperatura desiderata. Quella stessa serra coperta di vetri con un .83R richiederà oltre 10.000 BTU all’ora. Questo è il 156% in più di carburante consumato per ogni ora di funzionamento del riscaldatore! (4)
Il solare passivo è il modo più semplice ed economico per mantenere temperature costanti in una serra. E quale giardiniere non cerca il gratis o l’economico! I componenti chiave per il calore solare: acqua, sole e isolamento, sono gratuiti o molto economici. Anche se non avete la perfetta esposizione a sud, potete ancora beneficiare dei principi che abbiamo discusso. Una volta che cominciate a vedere i benefici per voi stessi, vi divertirete quasi quanto quando eravate bambini a giocare con la lente d’ingrandimento.
Nota: La maggior parte di questo articolo si concentra sul miglioramento di una serra esistente o sulla modifica di un kit serra per fornire un ulteriore accumulo solare. Se non avete ancora una serra e volete costruirne una da zero ci sono molte buone opzioni e progetti. Sarei felice di indirizzarti verso altre risorse.
Risorse aggiuntive
Solexx Greenhouses – luce diffusa perfetta per la coltivazione dei pomodori
Solexx Greenhouse Covering – copertura fai da te (DIY) che è facile da lavorare e fornisce un alto isolamento.
Contatta i nostri esperti di serre al 1-800-825-1925 o mandaci un’email a [email protected] per aiuto nella pianificazione del tuo progetto di serra.
Michelle Moore è il direttore generale di The Greenhouse Catalog. È una Oregon State University Master Gardener e ha quasi 20 anni di esperienza di lavoro con le serre. Vive in Oregon con suo marito dove stanno facendo giardinaggio fuori da una serra per la prima volta. Potete contattare Michelle all’indirizzo [email protected] o potete visitare il loro sito web all’indirizzo www.greenhousecatalog.com.
Risorse:
Aggiungere il calore solare alla vostra casa. Robert W. Adams. Tab Books, 1979
Going Solar. Tomm Stanley. 2004
Il libro dell’energia solare passiva. Edward Marzria. 1979
The Greenhouse Gardener’s Companion. Shane Smith
Servizio nazionale di informazione agricola sostenibile. http://attra.ncat.org/attra-pub/solar-gh.html
Statistiche elettriche USA
(1) La raccolta solare ideale è di 0,25 piedi quadrati di materiale con esposizione diretta dalle 10:00 alle 14:00 per ogni piede quadrato
di superficie. Una serra di 8′ x 8′ avrebbe idealmente un’area solare di 8′ x 2′. The Passive Solar Energy Book.
(2) Per risultati ottimali, ogni piede quadrato di raccolta solare, 1 piede cubo di acqua è necessario. (circa 7,5 galloni di acqua).
(3) Going Solar di Tomm Stanley.
(4) I presupposti: La serra come 288 piedi quadrati di superficie con un’impronta 8’x 8′. Le temperature
sono costanti. La temperatura esterna notturna è di 30° F inferiore a quella della serra.
