New glass coatings for high insulating greenhouses without light losses - energy saving crop production and economic potentials

More than 90% of the Dutch greenhouse area is covered with single glass. Energy losses through the covering are high during the heating period (winter) but energy requirements are also high during the cooling period (summer) in the case of semi-closed greenhouses. Until now, light losses of insulating coverings prevented growers from using double glass or plastic film. However, increasing energy prices allow new developments. Wageningen UR Greenhouse Horticulture studied the possibilities to use modern glass coatings to increase light transmission and save energy. Several glass types (standard glass, 90+ glass, low-iron glass) were covered with different anti-reflection coatings from different producers. Double glasses were produced; their optical properties were determined. It was possible to produce double glasses with new coatings having a higher light transmission than traditional single greenhouse glass (83-85% for hemispherical (diffuse) light, compared to 82-83% for traditional single glass) and a k-value of 3.6 W m-2 K-1 (compared to7.6 W m-2 K-1 of a traditional single glass). Other double glasses were produced using a combination of anti-reflection and modern low-emission coatings, reaching an even lower k-value of ˜2.4 W m-2 K-1, however, showing a slight light loss (78.5% for hemispherical (diffuse) light). Calculations of greenhouse climate (temperature, humidity, CO2) and energy consumptions year-round were carried out with a validated dynamic climate model. Additionally the effects on tomato production (dry matter) were calculated for the different prototypes of coated and insulated glass. Double materials show the highest energy saving with 25-33%, depending on the composition but also low-emission coatings on single glass decrease the energy use with 15-20%. Economic calculations with current tomato and energy prices showed that single and double glasses with anti-reflection coating currently have the highest potential

Haalbaarheidsstudie energiebesparingsmogelijkheden met microstructuur gecoate kasdekmaterialen : eindrapport

Dit haalbaarheidsonderzoek heeft als doelstelling de toepasbaarheid van microstructuur gecoat kasdekmateriaal en het niveau van de te behalen energiebesparing in de glastuinbouw aan te tonen. Anti reflectie microstructuur (ARM) gecoate materialen hebben de hoogste lichttransmissie van de nu bekende materialen. De hogere lichttransmissie leidt tot meer toetreding van zonne-energie in de kas en dus tot energiebesparing. De extra Photosynthetic Active Radiation (PAR) kan bovendien tot een hogere productie leiden waardoor het energieverbruik per kg product verder daalt. Een dubbelglas bedekking met dit glas heeft een hogere lichttransmissie dan standaard enkelglas. Met een dubbelglas bedekking ontstaat extra warmte-isolatie waardoor energiebesparing optreedt. In dit onderzoek naar energiebesparing met behoud van productie is bovendien de combinatie onderzocht van het ARM-enkel glas met een hoog transparant energiescherm. Dit laatste heeft het voordeel dat montage in een standaard Venlokas mogelijk is zonder aanpassingen door extra constructiedelen is en dat het semi-permanent aangebracht kan worden (zoals bijvoorbeeld bij een standaard energiescherm of zoals bij de teelt van komkommers waarbij gedurende het koude seizoen bij de start van de teelt een extra folie wordt aangebracht)

Energiezuinige koudeproductie systemen voor (semi) gesloten kassen

In de tuinbouw komt steeds meer vraag naar koeling. Voorheen werd er vooral gekoeld in de Freesia- en Alstroemeria-teelt. Dit zijn teelten waarbij grondkoeling wordt toegepast, die leiden tot een koudebehoefte van 200 tot 300 MJ per m2 per jaar. De beschikking over koude is een voorwaarde voor de jaarrond productie van Freesia en Alstroemeria. Bij Freesia daalt de omzet zonder de grondkoeling met ongeveer € 11 per jaar , waardoor de waarde van deze koude voor de Freesiateelt in de orde van € 0,04 per MJ ligt. De laatste jaren is ook de kaslucht-koeling in opmars. Hierbij moet concreet worden gedacht aan Phalaenopsis. Ook in de aardbeienteelt is er veel belangstelling voor nachtelijk koeling van de kaslucht. De grootste koudebehoefte ontstaat echter wanneer gestreefd wordt naar een geheel gesloten kas, zoals momenteel wordt beproefd en ontwikkeld bij Themato. In deze situaties is de koudebehoefte ongeveer 2000 MJ/(m2 jaar). Gegeven het feit dat deze koude het mogelijk maakt de kas dicht te houden, en daarmee ongeveer 20% productiestijging gerealiseerd kan worden is de waarde van deze koude ongeveer € 0,004 per MJ, ofwel bijna een halve eurocent per MJ

Verkenning mogelijkheden 3D-haze metingen

Diffuus kasdekmateriaal verhoogt de productie van diverse gewassen in vergelijking tot helder glas, zoals eerder in plantproeven is aangetoond door Wageningen UR Glastuinbouw. Tot nu toe worden diffuse kasdekmaterialen gekarakteriseerd door de zogenoemde haze-waarde, welke echter geen informatie geeft over het lichtspreidingspatroon. In dit project is een nieuwe methode ontwikkeld om de lichtspreiding onder diffuus kasdekmateriaal te karakteriseren. Resultaat van deze methode is een waarde voor de F-scatter (voorwaartse lichtspreiding). De F-scatter geeft meer informatie over mogelijke hogere gewasproductie bij gelijke hemisferische transmissie. Verder onderzoek moet aantonen wat het effect van een hogere lichtspreiding en dus een hogere F-scatter is op plantproductie

Characterization of air velocities near greenhouse internal mobile screens using 3D sonic anemometry

In Dutch greenhouses, different screen types are used for different purposes (shading, energy saving, black-out, light emission, etc.). In order to quantify the energy and mass transfers through screens, characterization of air permeability through the screens is required. In the case of energy-saving screens, it is an essential parameter to estimate the energy saving of each screen. Air permeability can be measured under defined conditions in a laboratory. In order to select the appropriate equipment for air velocity measurements, the air velocity vector near screens in a practical situation in a greenhouse needs to be identified by measurements. Sonic anemometry techniques have been used extensively in different types of greenhouses: a) to study natural ventilation, with and without insect screens, and in different positions; b) to study airflow patterns in greenhouses with mechanical ventilation/pad and fan systems; c) to study airflow patterns induced by different types of heating systems, and d) for the estimation of crop evapotranspiration (i.e., eddy covariance). However, to the best of our knowledge, no research has been carried out to study the airflow near different types of screens in a greenhouse. Many Dutch growers are increasingly using various types of fans with different positions in the greenhouse for dehumidification and improved climate uniformity purposes. The effect of such fans on the air velocity near screens, and therefore the effect on energy and mass transfer, is unknown. For this purpose, air velocities near different types of screens in commercial greenhouses were measured using ultrasonic 3D anemometers. The results show that, in the absence of fans, air velocity near the screens is affected by vent opening. With vents closed, air velocities are hardly ever above 0.2 m s-1. Therefore, a simple air-suction device can be used to characterize permeability of screens at a very low Reynolds range.</p

Turbo-Suppression d'interférences dans un système à étalement de spectre utilisant le codage Spatio-Temporel

: On propose dans cet article l'utilisation de codage spatio-temporel pour accroître la capacité d'un système à étalement de spectre et pour aider à la suppression des interférences d'accès multiple (IAM). On étude les performances d'un récepteur multiutilisateurs utilisant des antennes multiples en émission et en réception. On considère ici un système haut débit donc utilisant de faibles facteurs d'étalement conjointement avec une modulation de phase à huit états (MDP-8). Ce genre de système est sujet à des niveaux d' interférences élevés et le but de cet article est de montrer que l'utilisation d'antennes multiples combiné avec l'emploi d'un codage spatio-temporel permet d'obtenir d'excellentes performances et un gain de capacité important même en présence de canaux à évanouissements corrélés et d'effets Doppler élevés. Les codes spatio-temporels employés sont de type STBC (Space-Time Block Code). Une méthode originale pour l'estimation des paramètres de canal sera également présentée

Protocol for measuring light transmission of horticultural screens

The light transmission is an important property for horticultural screens. For energy screens in particular, an accurate measurement of the light transmission is important because these screens are often used during the day, in the winter period when radiation is limited. For shading screens the shading factor is an important factor. To enable a fair comparison between horticultural screens Wageningen UR in collaboration with screen producers Ludvig Svensson, Novavert and Bonar, developed a new protocol for measuring the transmission of horticultural screens. The protocol is based on the earlier developed protocol for measuring the light transmission of greenhouse covering materials, which was developed by TNO and Wageningen UR. The protocol covers the measurement of the transmission of horticultural screens for photosynthetically active radiation (PAR) in terms of hemispherical transmission. The scope of the protocol is limited to transparent screens with hemisferical transmittance greater than 10% and does not include the measurement of blackout screens. The protocol is regarded as the standard by the parties involved. The transmission measured can serve as a basis for comparing horticultural screens and can be used in calculating the performance of greenhouses

Effect of condensation on light transmission and energy budget of seven greenhouse cover materials

Model calculations and the few data that are available show that over 100 L water condense yearly on each square meter of a greenhouse cover. It is known that the presence of condensate reduces light transmission. This effect is suppressed to some extent by adding film-forming (anti-drop) additives to plastic film covers and surface structures or coatings on hard cover materials. There is a need, therefore to assess the effect of the surface treatment on the loss of light. On the other hand, condensation releases the energy that was used for evaporation, thereby warming-up the cover and somewhat decreasing the heating requirement of the greenhouse. The amount of condensation energy that is recovered may be expected to depend on the external and internal climate conditions. In this work we analysed the effect of condensation on light transmission and energy budget of a greenhouse, with seven different cover materials. Various internal vs external conditions were created by placing the model greenhouse (about 3¿4 m) in a large climate chamber. Each experiment was repeated for two temperature differences between inside and outside (10 and 20°C) and two air movements in the greenhouse (7.5 and 15 cm s-1). Light transmissivity was reduced by 9% on average, with large differences among materials. Anti-drop coatings did suppress this effect, as did a surface structure meant to increase light diffusivity of the material. As far as energy is concerned, the overall heat transfer coefficient (U-value) of the greenhouse increased by an average of 16% (single layers) or 12% (double layer covers) when wet. Obviously there was an effect of the temperature difference on the U-value, which was found to be consistent with the heat transfer theory, whereas little effect was found of the air movement within the house

Ultra-energiezuinige kassystemen met Supertransparante Micro-V Gestructureerde materialen: Rapportage in het kader van het EOS-LT programma van Agentschap NL (Openbare versie)

Doel van het in dit rapport beschreven onderzoek is het gebruiken van micro- en nanostructuren uit de PV-industrie om te komen tot een diffuus kasdekmateriaal met een hoge hemisferische transmissie. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de kennis die in het verleden is opgedaan in het ontwikkelen van het zigzag kasdekmateriaal. Met de ontwikkelde kennis kan energiebesparing gerealiseerd worden door het toepassen van de structuren op dubbel glas, waardoor materiaal gemaakt kan worden met een hoge hemisferische transmissie, diffuse eigenschappen en een hoge isolatiewaarde. Randvoorwaarde hierin is dat het ontwikkelde kasdekmateriaal toepasbaar is in een glastuinbouwmilieu. Dit betekent dat het materiaal niet mag verouderen, condensatie de transmissie niet mag verminderen en extra vervuiling niet mag optreden. Hierbij wordt de Nederlandse situatie als uitgangspunt genomen, maar interessante structuren voor andere klimaten zullen niet worden uitgesloten