De warmte voorbij: Energieschermen voor klimaatbeheersing

Greenhouse Canada, januari 2020: Kasschermen zijn niet meer alleen voor het vasthouden van warmte.

Hoewel de aardgasprijzen in Canada op dit moment niet heel hoog zijn, maakt het Canadese klimaat het gebruik van energieschermen een must. Ze besparen energie en bieden gewas bij juist gebruik een meer gelijkmatige temperatuur.

Volgens Shalin Khosla, Greenhouse Vegetable Specialist, OMAFRA, zijn alle kassen en een groot aantal tunnelkassen in Ontario al jaren voorzien van minstens één energiescherm. De afgelopen vijf jaar hebben steeds meer telers niet één maar twee schermen in hun kassen geïnstalleerd. 

Het eerste is doorgaans een energiescherm dat zo'n 25 tot 30 procent besparing op warmte oplevert. Het tweede scherm is doorgaans deels een energiescherm dat meer als schaduwscherm fungeert, wat een extra besparing (15-20 procent) op energiegebruik oplevert, legt hij uit. “Het betaalt zich over het algemeen binnen drie tot vier jaar terug. De lichtere schermen kunnen ook gebruikt worden als verduistering van het gewas. Khosla merkt op dat nieuwe schermen duurzamer zijn en beter presteren als het gaat om energiebesparing en lichttransmissie Een aantal is ook nog eenvoudig te reinigen, waardoor vocht kan worden doorgelaten en druipwater wordt voorkomen.

In Brits Colombia heeft Laura Bryce, docente aan de Kwantlen Polytechnic University in Langley en voormalig groenteteler bij Village Farms, geconstateerd dat energieschermen voor elke nieuwe kas standaard zijn. Ze voegt daar nog aan toe dat het ook nuttig is om oudere kassen van nieuwe schermen te voorzien, met name kassen waarin hoogwaardig gewas wordt geteeld, zoals snijbloemen of groente en cannabis. In de bloementeelt zijn twee schermen gebruikelijk vanwege de noodzaak van het regelen van de fotoperiode en de verduistering. Omdat ze gevoeliger zijn voor zonverbranding dan andere groentegewassen, zien we ook vaak twee schermen in de paprikateelt, vertelt ze. De paprika's profiteren daarnaast van de warmtevasthoudende eigenschappen van het materiaal wanneer de temperatuur omlaaggaat.

BOVEN Omdat paprika's gevoeliger zijn voor licht heeft Allegro Acres vroeg in het jaar een grotere behoefte aan het gebruik van energieschermen.

Gene Ingratta, eigenaar van Allegro Acres in Kingsville, Ont., gebruikt twee sets energieschermen in de glazen kassen die hij in 2012 op een terrein van bijna 5 hectare neerzette – dit jaar voor het telen van paprika, en de afgelopen zeven jaar voor tomaten. Hij koos ervoor twee schermen te plaatsen voor het vasthouden van warmte, vanwege de hoge aardgasprijs destijds. Ingratta koos voor het Harmony-scherm van Svensson vanwege de verduisterende eigenschappen en combineerde dit met het transparante Luxous 1234 als tweede scherm (voorheen SLS10).

Ingratta laat weten dat hij “altijd goede ervaringen heeft gehad met de schermen, en dat je elk jaar weer bijleert over vochtregulering en het openen en sluiten ter voorkoming van schade aan het gewas en de kas.” Na de overstap van tomaten naar paprika's in januari 2019 merkte hij dat de schermen in de eerste twee maanden van het jaar wat betreft lichtverspreiding harder nodig waren, omdat paprika's gevoeliger zijn voor licht dan tomaten en langzamer groeien.

Omdat zijn SLS10-schermen slijtage beginnen te vertonen, waarbij vuilophoping en ouderdom de lichttransmissie steeds meer beperken, wil Ingratta ze in de nabije toekomst vervangen door een set Luxous 1147 FR. Volgens hem hebben deze schermen een goede lichttransmissie plus een verbeterde beheersing van condensvorming. Bovendien leveren ze een energiebesparing van 47 procent op vergeleken met het gebruik van géén schermen, legt Ingratta uit. Dankzij de verschillende manieren waarop ze kunnen worden gebruikt, biedt dit model hem de meeste flexibiliteit voor het soort weersomstandigheden in Kingsville. Op koudere dagen kunnen de schermen uitgeschoven blijven, maar toch licht doorlaten zonder warmte te verliezen. Om een vrij warme lentedag bieden de schermen lichte schaduw zonder de stugheid van witkalk. Daarnaast zorgen de schermen voor nog meer vochtregulering in de kas.

BOVEN Op de foto Gary Jones van KPU [rechts] en Laura Bryce [links], die constateert dat energieschermen standaard zijn voor nieuwe kassen in Brits Colombia.

ONDERZOEK IN NEDERLAND

De energiebesparing die een bepaalde set schermen biedt, wordt bepaald door een aantal eigenschappen. Volgens Esteban Baeza, een onderzoeker bij de groep Greenhouse Technology van Wageningen UR Glastuinbouw, omvatten deze eigenschappen onder andere transmissie en absorptie van thermische straling, evenals aerodynamische eigenschappen (met name luchtdoorlaatbaarheid), die invloed hebben op zowel de hoeveelheid warmteverlies door convectie via het scherm als de hoeveelheid vocht die door middel van convectie, diffusie en direct transport kan worden getransporteerd.

Baeza en zijn collega's hebben gestandaardiseerde protocollen ontwikkeld om deze fysieke eigenschappen te meten en het potentieel op gebied van energiebesparing ervan in te schatten. Ze hebben gebruikgemaakt van samples van energieschermen van verschillende fabrikanten en kwamen uit op zeer uiteenlopende waarden voor de gemeten eigenschappen, wat neerkomt op verschillende potentiële waarden voor energiebesparing.  Schermen met een lage emissiviteit leveren de meeste energiebesparing op. Beaza voegt hieraan toe dat “de schermen die het meeste energie besparen ook de schermen zijn met een lager vochttransport, met als gevolg dat de luchtvochtigheid onder het scherm tot (waarschijnlijk) een te hoge waarde stijgt. In dergelijke situaties openen telers de kieren in de schermafsluiting om het vochttransport naar de bovenste compartimenten boven het scherm te verbeteren, of gebruiken ze andere soorten ontvochtigingssystemen.

Het is echter belangrijk op te merken dat condensatie op het scherm, die in de winter kan ontstaan wanneer slechts één energiescherm wordt gebruikt, de fysieke eigenschappen van het scherm kan veranderen – alleen weten hij en zijn collega's niet precies in welke mate. “Daarom passen we nu de meetprotocollen aan...en indien nodig corrigeren we de simulatiemodellen zodat we de schermprestatie tussen de volledig droge en volledig natte fases nog nauwkeuriger kunnen simuleren,” aldus Beaza.

Op dit moment is er geen geldende norm die bedrijven moeten volgen voor het leveren van objectieve waardes van de relevante fysieke eigenschappen van de schermen, zodat klanten schermmodellen met gestandaardiseerde metingen van de fysieke eigenschappen kunnen vergelijken, vertelt hij.

PRAKTISCHE TIPS

Zoals vaak het geval is, komt juist gebruik van energieschermen met tijd en ervaring. Khosla heeft echter wel een aantal tips. “Zorg ervoor dat u de schermen niet te snel opent, anders bezorgt u het gewas een temperatuurschok. Doe ze ‘s ochtends op tijd open, dan kan het gewas nog profiteren van de ochtendzon. Daarentegen moeten ze, om stookkosten te verlagen, in de middag weer gesloten worden wanneer er geen sterk (voldoende) zonlicht is.”

Bryce vertelt dat onderzoek uitgevoerd in Nederland heeft aangetoond dat de luchtvochtigheid binnenin effectiever kan worden geregeld door de luw- en windzijde tegelijkertijd te luchten, zonder het scherm te openen. Door de luw- en windventilatie op elkaar af te stemmen wordt de luchtcirculatie verhoogd om zo overtollig vocht af te voeren zonder de horizontale temperatuurverdeling onder het scherm te verstoren. “Hierdoor kunnen de nieuwere, betere doorlaatbare schermen een deel van de vochtafvoer doen en wordt potentiële energiebesparing (niet) beperkt,” legt hij uit. “Ik denk ook dat het controleren van de temperatuur boven het scherm heel belangrijk is voor het stabiel houden van de temperatuur, met name tijdens het actief openen en sluiten van de installatie.

Rob Hanifin, Greenhouse Climate Consultant bij Svensson, vertelt dat steeds meer Canadese groentetelers overstappen op transparante energieschermen ter ondersteuning van hun klimaatbeheer. “Naarmate telers meer ervaring krijgen met hun schermen, kunnen ze deze ook gebruiken als tool voor het beste klimaatbeheer in plaats van alleen als warmtescherm,” vertelt hij.

NIEUW MATERIAAL EN GEBRUIKEN

Hanifin is van mening dat schermen verder worden ontwikkeld voor meer transparantie, en telerspraktijken gaan over op creatiever schermgebruik, waarbij meerdere schermen worden gebruikt voor optimale energiebesparing en een betere klimaatbeheersing.

Op dit moment voeren Baeza en zijn collega's verschillende, vertrouwelijke onderzoeken uit met nieuwe materialen die door bedrijven worden aangeleverd. Hij kan ons wel vertellen over een ander project waarbij hij en zijn team nieuw materiaal hebben geïdentificeerd dat transmissie van lage, ver-infrarode straling (FIR of thermische straling) en hoge, zichtbare lichttransmissie combineert met extreem lage luchtdoorlaatbaarheid en hoge doorlaatbaarheid van waterdamp. “Dit zou een vrij hoge energiebesparing, het gebruik van deze schermen tijdens donkere dagen, en betere vochtregulering onder de schermen mogelijk maken, waardoor het wellicht niet nodig is om de kieren te openen of andere ontvochtigingsmethodes te gebruiken,” legt hij uit. “Deze materialen moeten nog op de werkvloer worden getest, maar de resultaten van de simulaties zijn veelbelovend.”