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Wo Tomaten schwitzen

Pilotprojekt: Solares Gewächshaus auf dem Campus Dahlem
Gewächshaus

Im Versuchsgewächshaus können sich auch Studierende mit technischen Verfahren zur Ressourcenschonung beschäftigen. Foto: Ljiljana Nikolic

Auf dem Campus Berlin-Dahlem der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät steht eine neue Versuchsanlage, mit der die Nutzung von Gewächshäusern zur Solarenergiegewinnung und -speicherung untersucht werden soll. Ziel ist es, den Verbrauch fossiler Energie und damit die (fossilen) Kohlenstoffdioxid-Emissionen für die Pflanzenproduktion in Gewächshäusern möglichst auf Null zu reduzieren und dabei die Erträge zu steigern. Nach sechsmonatiger Bauzeit wurden zwei jeweils 300 Quadratmeter große und sechs Meter hohe, geschlossene Gewächshäuser, eins davon ist ein Referenzhaus, fertig gestellt.

Das Projekt ist Teil des bundesdeutschen Zineg-Verbundprojektes (Zukunftsinitiative Niedrigenergiegewächshaus), das an den Universitäten Berlin, München, Hannover und weiteren wissenschaft­lichen Einrichtungen durchgeführt wird. Im Berliner Projektteil, der vom Fachgebiet Biosystemtechnik, Uwe Schmidt, und Gartenbauökonomie, Wolfgang Bokelmann, bearbeitet wird, geht es um den geschlossenen Betrieb von Gewächshäusern, mit dem Ziel, Solarenergie zu speichern und Wärmeenergie zu erzeugen. Innovativer Ansatz des Berliner Konzeptes ist die Integration der Pflanze – es werden Tomaten angebaut – in das technische System eines thermischen Sonnenkollektors.

Bei der pflanzlichen Transpiration werden große Mengen Energie in Form von Wasserdampf freigesetzt. Dadurch sinkt die Temperatur der Pflanzen, und die Luft wird durch die Blattflächen gekühlt. Schließt man das Gewächshaus, so kann die Energie mit Hilfe einer Wärmepumpe dem Gewächshaus entzogen und gespeichert werden. Das Solarkollektorhaus hat dazu eine Rippenrohrkühlung im First der Anlage, über die dem Gewächshaus tagsüber die Wärme entzogen wird. Diese wird in einem Wassertank gespeichert und kann zur Heizung des Gewächshauses in der Nacht oder an kälteren Tagen bereitgestellt werden.

Um die Transpirations- und damit Kühlleistung der Pflanzen zu steuern und physiologische Stresszustände zu vermeiden, werden in den Beständen so genannte Phytomonitore eingesetzt. Diese Messgeräte wurden bereits vor einigen Jahren im Fachgebiet Biosystemtechnik entwickelt, um physiologische Signale der Pflanzen zu erhalten und zu verarbeiten.

Der geschlossene Betrieb des Hauses, die Anwendung von Niedertemperaturwärme zur Erwärmung von Pflanzen, das an der HU entwickelte Phytomonitoring und die Softwareentwicklung zur Steuerung derartiger Anlagen stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen.

In den nächsten fünf Jahren werden rund fünf Millionen Euro aus dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, dem Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz und der Rentenbank an die drei Partner fließen.

Uwe Schmidt