Ir o contido principal

H2020 TheGreefa Project: Fluídos termoquímicos en cultivos de invernadoiro.

  • Tipo Proxecto
  • Estado Firmado
  • Execución 2020 -2024
  • Orzamento asignado 4.029.238,13 €
  • Ámbito Europeo
  • Fonte principal de financiamento H2020
  • Páxina web do proxecto TheGreefa
Descrición

A agricultura de efecto invernadoiro e os sistemas de recuperación de auga intensivos en enerxía requiren novas aplicacións innovadoras para reducir o seu consumo. O proxecto TheGreefa, financiado pola UE, propón unha nova tecnoloxía para a calefacción, refrixeración, control da humidade e recuperación de auga en invernadoiros, así como para secar produtos agrícolas mediante principios de conversión termoquímica (fluídos desecantes).

Estes fluídos absorben o vapor de auga do aire, convertendo a calor latente en calor sensible. A forza motriz necesaria para estes procesos é a calor a baixa temperatura, como a calor solar ou a calor residual. Os fluídos almacenan e transportan potencial termoquímico sen dexeneración: a tecnoloxía proporciona almacenamento e transporte sen perdas. O proxecto continuará desenvolvendo e demostrando a nova tecnoloxía probándoa en diversas condicións climáticas europeas.

Obxectivos

Este proxecto pretende desenvolver novas tecnoloxías para a calefacción, refrixeración, control da humidade e recuperación de auga en invernadoiros, así como para o secado de produtos agrícolas mediante principios de conversión termoquímica baseados no uso de solucións salinas (fluídos termoquímicos).

O efecto común en todas as aplicacións é a propiedade higroscópica dos fluídos termoquímicos, que permite a absorción do vapor de auga do aire, liberando así a calor sensible implicada no cambio de fase.

A tecnoloxía permite (1) utilizar potenciais solares e de calor residual non explorados a nivel de explotación, (2) converter e almacenar a calor en potencial termoquímico sen perdas térmicas e (3) utilizar o potencial reconvertendo o potencial en calor nas aplicacións mencionadas anteriormente.

A tecnoloxía probarase, desenvolverase e difundirase en dous demostradores diferentes no clima centroeuropeo (calefacción) e no clima mediterráneo (refrixeración, recuperación de auga e desalinización). As probas de laboratorio explorarán os procesos e materiais implicados, incluíndo as probas de secado do material e as interaccións entre diferentes aplicacións. O desenvolvemento dun coñecemento mellorado sobre a modelización dos procesos implicados, a simulación e control de aplicacións específicas e o desenvolvemento de estratexias de control son tarefas adicionais que proporcionarán información sobre o novo enfoque. Desenvolveranse estratexias para levar a tecnoloxía ao mercado.

As aplicacións termoquímicas na agricultura teñen o potencial de reducir significativamente o consumo de enerxía no control do clima en invernadoiro e no secado dos cultivos, e proporcionarán unha alternativa á desalinización de auga intensiva en enerxía nas rexións áridas. A absorción, conversión e almacenamento da calor solar en invernadoiros ofrece incluso a perspectiva de converter a horticultura intensiva protexida dun método de consumo de enerxía e auga a un método de produción de enerxía e auga, asegurando o importante mercado para a produción e procesamento de alimentos e expandíndoo a novas rexións.

Resultados

A solución de humidade proporciona eficiencia enerxética para os invernadoiros Unha nova técnica para deshumidificar e quentar invernadoiros podería axudar a conseguir un aforro enerxético significativo e ofrecer potencial para outras aplicacións de uso final, como ximnasios. A agricultura de invernadoiro permite aos produtores cultivar en condicións óptimas, maximizando a calor e a luz solar para estender as tempadas normais de crecemento.

Aínda que este proceso ofrece numerosos beneficios, os agricultores aínda se enfrontan a retos para acadar a eficiencia enerxética. Un gran reto, por exemplo, é a ventilación: a transpiración natural das plantas xera humidade. "Moitos invernadoiros abren as súas fiestras para reducir esta humidade", explica Serena Danesi, coordinadora do proxecto TheGreefa da Universidade de Ciencias Aplicadas de Zúric en Suíza. «Non obstante, isto supón unha perda de calor e auga. "Requírese moita enerxía para compensar as perdas causadas pola ventilación". Absorción de humidade do aire O obxectivo de TheGreefa era desenvolver un sistema que permitise reducir os custos enerxéticos recuperando calor e auga do aire, mantendo as condicións óptimas no invernadoiro. Para este fin, foi fundamental a proba piloto dunha solución salina a base de cloruro de magnesio. Esta solución absorbe a humidade do aire causada pola transpiración da planta e o proceso de absorción libera calor.

O sistema funciona co mesmo principio que un simple humidificador doméstico a base de sal colocado no soto. "Non obstante, chega un punto no que a solución absorbe demasiada humidade e dilúese", engade Danesi. «Para rexeneralo, simplemente quentalo suavemente. Isto pódese facer fóra do invernadoiro en calquera momento. O que queda é o concentrado, que pode ser reutilizado. Este proceso circular require enerxía a baixa temperatura para funcionar; enerxía que doutro xeito quedaría sen usar. Ademais da enerxía solar, outra opción, sinala Danesi, podería ser a reciclaxe da calor xerada por unha actividade intensiva en enerxía, como un centro de datos. Redución das perdas de enerxía térmica.

O sistema de solución salina probouse en invernadoiros de Suíza e Tunisia. O equipo necesario é relativamente sinxelo: un fregador ou columna de plástico, xunto cos compoñentes da bomba e do ventilador. "Aquí en Suíza, conseguimos operar a nosa planta de demostración automatizada durante un ano", di Danesi. "Demostramos que elimina a necesidade de ventilación exterior. Como resultado, reducíronse as perdas de enerxía térmica. Ademais, durante o proceso de absorción despréndese enerxía térmica, que se pode utilizar para quentar o invernadoiro". Outra vantaxe deste sistema, segundo Danesi, é que a solución salina pode rexenerarse con calor a baixa temperatura e almacenarse.

Isto significa que pódese separar das operacións diarias do invernadoiro e usar só cando sexa necesario. Piscinas, procesos de secado e edificios históricos. Danesi e o seu equipo esperan que a súa innovación axude ao sector europeo da agricultura de efecto invernadoiro a lograr unha eficiencia enerxética significativa. O proceso de absorción, que produce aire seco, tamén se aplicou a produtos secos como herbas e froitas. "Os invernadoiros foron o caso de proba ideal para esta tecnoloxía debido á humidade do aire", sinala Danesi. "Outros usos posibles poderían incluír ximnasios, piscinas e edificios históricos, onde o aire tamén é moi húmido e require deshumidificación". As distintas aplicacións mencionadas anteriormente tamén se poden integrar en redes de enerxía urbana innovadoras.

O equipo busca socios industriais para ampliar a tecnoloxía e aumentar a conciencia do mercado. "A tecnoloxía en si non é complexa", di Danesi. "Non obstante, é necesario entender como funciona o sistema. Este é o principal reto para sacalo ao mercado".

Coordinadores
  • ZURCHER HOCHSCHULE FUR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN (ZHAW)