Ir o contido principal

Proxecto H2020 TheGreefa: 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 Horizonte 2020
  • Páxina web do proxecto TheGreefa
Descrición

A agricultura de invernadoiro e os sistemas de recuperación de auga que requiren moito enerxía requiren novas aplicacións innovadoras para reducir o seu consumo. O proxecto TheGreefa, financiado pola UE, propón unha nova tecnoloxía para a calefacción, a refrixeración, o control da humidade e a recuperación de auga en invernadoiros, así como para o secado de 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 o 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 ten como obxectivo desenvolver novas tecnoloxías para a calefacción, a refrixeración, o control da humidade e a recuperación de auga en invernadoiros, así como para o secado de produtos agrícolas empregando 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 de vapor de auga do aire, liberando así a calor sensible implicada no cambio de fase.

A tecnoloxía permite (1) utilizar potenciais inexplorados da enerxía solar e da calor residual a nivel de explotación agrícola, (2) converter e almacenar a calor en potencial termoquímico sen perdas térmicas e (3) utilizar o potencial reconverténdoo en calor dentro das 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 os materiais implicados, incluíndo probas de secado de materiais e interaccións entre diferentes aplicacións. O desenvolvemento dun mellor coñecemento sobre a modelización dos procesos implicados, a simulación e o control de aplicacións específicas e o desenvolvemento de estratexias de control son tarefas adicionais que proporcionarán información sobre a nova abordaxe. 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 de invernadoiros e no secado de cultivos, e proporcionarán unha alternativa á desalinización de auga con alta intensidade enerxética en rexións áridas. A absorción, conversión e almacenamento da calor solar en invernadoiros ofrece mesmo a posibilidade de converter a horticultura intensiva protexida dun método que consume enerxía e auga a un método que produce enerxía e auga, asegurándose o importante mercado para a produción e o procesamento de alimentos e expandíndoo a novas rexións.

Resultados

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

Aínda que este proceso ofrece numerosas vantaxes, os agricultores aínda enfróntanse a desafíos para lograr a eficiencia enerxética. Un desafío importante, 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 na Universidade de Ciencias Aplicadas de Zúric, en Suíza. «Non obstante, isto implica 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 reducise os custos enerxéticos recuperando calor e auga do aire, mantendo ao mesmo tempo unhas condicións óptimas no invernadoiro. Para este propósito, foi esencial a proba piloto dunha solución salina a base de cloruro de magnesio. Esta solución absorbe a humidade do aire causada pola transpiración das plantas 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 se pode reutilizar. Este proceso circular require enerxía a baixa temperatura para funcionar; enerxía que doutro xeito non se aproveitaría. Ademais da enerxía solar, outra opción, sinala Danesi, podería ser reciclar a calor xerada por unha actividade que consume moita 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: unha depuradora ou columna de plástico, xunto con compoñentes de bomba e 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, libérase enerxía térmica durante o proceso de absorción, que se pode usar para quentar o invernadoiro." Outra vantaxe deste sistema, segundo Danesi, é que a solución salina pódese rexenerar con calor a baixa temperatura e almacenar.

Isto significa que se pode separar das operacións diarias do invernadoiro e usarse 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 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 posibles usos poderían incluír ximnasios, piscinas e edificios históricos, onde o aire tamén é moi húmido e require deshumidificación." As diversas aplicacións mencionadas anteriormente tamén se poden integrar en redes enerxéticas urbanas innovadoras.

O equipo está a buscar socios industriais para expandir a tecnoloxía e dar a coñecer o mercado. «A tecnoloxía en si non é complexa», afirma Danesi. "Non obstante, é necesario entender como funciona o sistema. Este é o principal reto para levalo ao mercado."

Coordinadores
  • ZURCHER HOCHSCHULE FUR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN (ZHAW)