Av Michelle Moore
De flesta av oss har någon gång som barn använt ett förstoringsglas för att göra något skumt. (Jag känner kanske till några vuxna som fortfarande gör det). Vårt mål kan ha varit att sätta eld på löv eller till och med att ge någon en ”heta blixt”. Vid den tidpunkten insåg vi förmodligen inte att vi utnyttjade en av vår planets mest kraftfulla krafter. Vi insåg förmodligen inte heller att vi kunde använda den kraften på långt mer hedervärda sätt för att ge komfort, spara våra naturresurser eller hjälpa vår trädgård att växa och äta bättre. Sanningen att säga, om vi visste det, så brydde vi oss förmodligen inte riktigt om det vid den tidpunkten. Att sätta eld på saker var roligare.
2144 f.Kr. utnyttjade vetenskapsmannen Archimedes solens kraft för krigsföring när han riktade solkraft mot masterna på invaderande romerska fartyg. De intensiva strålarna satte seglen i brand och avvärjde invasionen. Sedan Arkimedes har många av de mest progressiva tänkarna utnyttjat solens kraft. Sokrates byggde det första kända solcellshuset. Han grävde ner sitt hus i marken med stora fönster i söderläge och en kraftigt isolerad vägg i norr. Leonardo De Vinci förespråkade, liksom många andra, att man skulle använda solenergi för uppvärmning. Dessa stora tänkare var bara några av dem som trodde på solenergins kraft. Potentialen är fortfarande outnyttjad, men det är förvånansvärt enkelt och billigt att dra nytta av solenergi.
Under 1970 var den genomsnittliga kostnaden för el i USA 2,2 cent per kilowattimme (kWh). I dag är den genomsnittliga kostnaden 10,67 cent. Kostnaden för el varierar drastiskt över landet med toppnoteringar på så mycket som 20,7 cent 2005. Mellan 2005 och de senaste åren utan något slut i sikte. Genom att samla in solvärme kan man minska de traditionella uppvärmningskostnaderna med så mycket som 30-40 % bara genom att öka den termiska massan och använda en isolerad beklädnad.
Drivhus är till sin natur solkonstruktioner. Växthus utnyttjar solens ljus och värme och fångar sedan in värmen i strukturen för att skapa en miljö som (förhoppningsvis) är mer gynnsam för växternas tillväxt än världen utanför. Effekten liknar den som vår atmosfär har, som fångar upp solljuset och värmer upp jorden. Växthus använder vad som kallas passiv solvärme. Passiv solel innebär helt enkelt att man utnyttjar naturkrafter och sydlig exponering för värme. Tro det eller ej, men passiva solkonstruktioner kan till och med hjälpa till med kylning om de utformas på rätt sätt. Passiv solvärme kräver inte dyr eller fin utrustning och det krävs inte heller mycket kunskap för att göra det. Faktum är att så gott som alla upplever och 2006 hoppade det nationella genomsnittspriset med 28 %! Det har konsekvent stigit så mycket som 11 % per år för den passiva solstrålningen en sommardag när de parkerar sin bil i solen. Om fönstren lämnas öppna är det bara en kort tid innan innetemperaturen i bilen når outhärdliga och till och med farliga temperaturer. Det är verkligen inte den bild man vill ha av en växthusmiljö, men exemplet illustrerar verkligen hur kraftfull solen kan vara.
Skapa ett solväxthus sker inte utan lite arbete och planering, men det är inte svårt. Här är vem som kommer att gynnas av att förbättra sitt solväxthus. Alla som:
– Vill minska sitt fotavtryck på planeten
– Vill spara pengar på uppvärmning av sitt växthus energibesparingar kan vara upp till 30-40%
– Vill ha mer välsmakande mat mer av året
– Har sydlig exponering för sitt växthus
– Gillar att experimentera och prova något nytt
– Vill hålla en jämnare temperatur i sitt växthus och vill inte ha extra värme
– Vill ha bättre tomater än sin granne
Fyra enkla sätt att få bättre solfångst nu:
1. Maximera sydlig orientering
Se på din trädgård och din vintersol. Orientera den sida av ditt växthus som vetter så mycket söderut som möjligt. Helst vill du att så mycket som möjligt av ytan ska absorbera solen. Många människor kan inte placera ett växthus på den södra sidan av sin fastighet på grund av utrymmesbegränsningar, tillgänglighet eller andra faktorer. Om du inte har fullt solljus, försök att maximera så mycket ljus som möjligt med tanke på att solen står lägre vid horisonten under vintermånaderna och att den mest intensiva solenergin kommer att träffa växthusets södra sida. Idealiskt är att växthusets ovansida löper längs en öst-västlig axel (exempel: växthusets framsida vetter mot öster, baksidan mot väster) för att maximera den dagliga insamlingen. Tanken är att samla in så många av de varma strålarna som möjligt mellan klockan 10.00 och 14.00, som ger den största mängden solstrålning (1).
2. Öka den termiska massan
Det finns flera vanligt förekommande material för att öka den termiska massan: sten, betong och vatten. Grus utgör ett utmärkt golv för växthuset som ökar den termiska massan och som också gör att vatten kan rinna ut. För ytterligare termisk massa är vatten ett utmärkt sätt att lagra värme eftersom det fördelar värmen mycket jämnt och avger den långsamt. Stora vattenbehållare i ett växthus kommer att utstråla värme hela natten, långt efter det att de sista flimmerna av kvällsljuset försvinner. Den värme som avges från vattenbehållare med solfångare är en långsam, subtil och jämn värme som bidrar till att hålla en jämn temperatur i växthuset. Observera: Plasthinkar på fem gallon eller tunnor på 30 gallon fungerar bra i ett växthus (2). Kärlen fylls till ¾ med vatten och förses sedan med ett tätt lock för att förhindra avdunstning och fukt. Mindre hinkar är lätta att arrangera för att skapa en fin hylla, medan stora tunnor också blir fina växtställen. Svart plast fungerar bra som förvaringsbehållare. Svart absorberar det mesta av den strålning som träffar dess yta och överför värmen till vattnet. Kärl av rostfritt och koppar fungerar också bra. De värms upp mycket snabbare och överför större värmeintensitet till vattnet som absorberar mer värme som ett resultat. Behållare av metall kan medföra onödiga kostnader och vara svåra att hitta. Jag har inte provat metallbehållare, men tycker att det skulle vara intressant att se ett test sida vid sida.
3. Använd en reflekterande yta för att fånga upp mer sol
Direktera så mycket ljus som möjligt till den termiska massan kan avsevärt öka värmekapaciteten. Samuel Pierpont Langley, en astrofysiker, i Kalifornien genomförde en rad solförsök på Mt. Whitney (14 491 fot) år 1881. Han var fascinerad av solenergi och ville studera den i olika temperaturer. Han klättrade uppför berget tills han fann frusen mark. Han fortsatte att koka vatten i en koppargryta som stod på marken med hjälp av glasbitar (3). Att koka vatten är inte målet, men att koncentrera så många strålar som möjligt på vattenväggen ökar värmen och därmed längden på effektiviteten. Reflekterande isolering på den norra väggen kommer att hjälpa till att omdirigera ljuset från växthusets baksida till den termiska massan, samt skapa ett hälsosammare ljus för växterna. Helst ska de enda mörka ytorna i växthuset vara planterade behållare och vattenförvaring. Aluminiumfolie är utmärkt för att täcka mörka strukturer eller omdirigera ljuset där det behövs i växthuset.
När nyligen talade jag med en kvinna som ägde ett av våra växthus i Montana. Hon berättade att hon kunde odla sallad och andra grödor i sitt växthus året runt trots att marken var täckt av snö. Hon sa att hennes grannar var förvånade men att hennes hemlighet var snön. Växthuset var placerat på ett stort fält med direkt söderläge. Snön reflekterade så mycket extra ljus in i växthuset att hon bokstavligen kunde se (och smaka) resultatet. Du behöver inte snö för att få detta koncept att fungera för dig. Om du lägger till vitt grus eller plast utanför växthuset kan du också reflektera ytterligare ljus in i strukturen.
4. Lägg till isolering
Ansamling av värme är bara det första steget. Att lagra värmen är viktigt eftersom den behövs mest på natten när solen redan är nere. Att använda ett isolerat hölje är avgörande för att behålla värmen för en tid när den behövs. Ytterligare isolering av den norra väggen kan vara mycket effektiv (se informationen om täckningen nedan för detaljerade isoleringsegenskaper hos olika växthusbeklädnader). Isoleringsmaterial som två eller tre tum tjocka glasfibermattor är effektiva på den norra väggen. Den norra väggen släpper igenom mycket lite ljus, så att minimera värmeförlusten är en kompromiss för ljuset i detta fall.
I USA används två mått för att utvärdera isolering, R-värde och U-värde. R-värdet, som ofta kallas ”R-faktor”, mäter värmeretentionen hos ett visst material. Luft är en mycket bra isolator, förutsatt att luften är instängd och inte kan röra sig i utrymmet. Varm luft stiger naturligt uppåt och kall luft sjunker nedåt. Luft som inte är tätt sluten i ett utrymme skapar konvektion som försämrar isoleringsegenskaperna. Infälld luft som inte kan cirkulera är en av de mest effektiva formerna av isolering. U-värdet är motsatsen till R-värdet, vilket innebär att det mäter värmeförlusten för ett material. R-värdet används oftast, men U-värdet är kanske ett bättre mått för våra syften. Ju mindre U-värdet är, desto mindre mängd värme passerar genom materialet. När du vill behålla solvärme bör du sträva efter det lägsta U-värdet som du har råd med. Om du känner till R-värdet för ett material och vill beräkna är ekvationen enkel: U-värde=1/R.
Här är några vanliga glasmaterial för växthus och deras motsvarande R- och U-värden:
Solexx (3,5 mm) 2,10R, 0,48U (Mer information om Solexx växthusbeklädnad)
8 mm trippelväggig polykarbonat 2,00R, 0,50U
Double Pane Storm Windows 2,00R, 0,50U
10 mm dubbelväggig polykarbonat 1,89R, 0,53U
8 mm dubbelväggig polykarbonat 1.60R, 0.63U
6 mm Dubbelväggig polykarbonat 1.54R, 0.65U
4 mm Dubbelväggig polykarbonat 1.43R, 0.70U
Singelglas, 3 mm 0.95R, 1.05U
Polyfilm 0.83R, 1.20U
Låta oss titta på skillnaden i uppvärmningskostnad mellan olika typer av beklädnader. Om man antar att den enda skillnaden mellan växthus är glasrutorna. Om ett växthus är täckt med en glasruta med en tjocklek på 2,1R behövs drygt 4 000 BTU i timmen för att värma upp utrymmet till önskad temperatur. Samma växthus som är täckt med glas med .83R kräver över 10 000 BTU per timme. Det är 156 % mer bränsle som förbrukas för varje timme som värmaren är igång! (4)
Passiv solvärme är det enklaste och billigaste sättet att hålla en jämn temperatur i ett växthus. Och vilken trädgårdsmästare är inte ute efter gratis eller billigt! Nyckelkomponenterna för solvärme: vatten, sol och isolering är antingen gratis eller mycket billiga. Även om du inte har ett perfekt söderläge kan du ändå dra nytta av de principer som vi har diskuterat. När du väl börjar se fördelarna med egna ögon kommer du att ha nästan lika roligt som när du var liten och lekte med förstoringsglaset.
Notera: Större delen av den här artikeln är inriktad på att förbättra ett befintligt växthus eller att modifiera ett växthuskit för att ge ytterligare lagring av solel. Om du ännu inte har ett växthus och vill bygga ett från grunden finns det många bra alternativ och konstruktioner. Jag hänvisar dig gärna till fler resurser.
Allmänna resurser
Solexx växthus – perfekt diffust ljus för odling av tomater
Solexx Greenhouse Covering – gör det själv (DIY) täckning som är lätt att arbeta med och ger hög isolering.
Kontakta våra växthusexperter på 1-800-825-1925 eller skicka ett e-postmeddelande till [email protected] om du vill ha hjälp med att planera din växthusdesign.
Michelle Moore är general manager för The Greenhouse Catalog. Hon är Master Gardener från Oregon State University och har nästan 20 års erfarenhet av att arbeta med växthus. Hon bor i Oregon med sin man där de för första gången odlar utanför ett växthus. Du kan kontakta Michelle på [email protected] eller besöka deras webbplats på www.greenhousecatalog.com.
Resurser:
Addding 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) Idealisk solfångare är 0,25 kvadratmeter material med direkt exponering från 10:00 till 14:00 för varje kvadratmeter golvyta
. Ett växthus på 8′ x 8′ skulle helst ha en solyta på 8′ x 2′. The Passive Solar Energy Book.
(2) För optimalt resultat behövs 1 kubikfot vatten för varje kvadratfot solfångare. (ca 7,5 gallon vatten).
(3) Going Solar av Tomm Stanley.
(4) Antagandena: Växthuset har en yta på 288 kvm med en yta på 8’x 8′. Temperaturerna
är konstanta. Nattemperaturen utomhus är 30° F lägre än i växthuset.
