OVER CAGIM
De glastuinbouw sector in Nederland is met bijna 10.000 hectares één van de belangrijkste sectoren van de landbouw. Het is ook een kennisintensieve sector waar veel geïnnoveerd wordt. Dit is ook nodig om de concurrentiepositie van Nederland te behouden. Fruit, groenten en bloemen worden vanuit Nederland overal in de wereld geëxporteerd, en planten die vroeger seizoensgebonden of exotisch waren zijn tegenwoordig het hele jaar door beschikbaar. De optimale condities die in kassen gecreëerd kunnen worden en de kennis die telers hebben opgedaan en ontwikkeld zijn daarvan de drijvende kracht.
Echter gaan deze ontwikkelingen hand in hand met een aanzienlijk energiegebruik. Gas is nodig om de kassen te verwarmen en elektriciteit om die te belichten. Ongeveer 10% van het totale nationale aardgasverbruik en 5% van het totale elektriciteitsverbruik komt op het conto van de glastuinbouw. Daarom werkt de glastuinbouwsector hard aan een energietransitie: nieuwbouw kassen moeten energieneutraal zijn in 2020 en bestaande kassen gebruiken dan 50% minder energie dan in 2010. In 2050 moet de glastuinbouwsector een volledig duurzame en economisch rendabele energievoorziening hebben.
Het doel van het CAGIM-onderzoek is om dynamische eigenschappen van klimaat-adaptieve kassensystemen voor de glastuinbouw te modelleren en te kwantificeren, rekening houdend met de complexe binnenklimaateisen van teelt en teeltcombinaties en de snelle dynamica van het buitenklimaat. Om dit te bereiken, wordt gebruik gemaakt van inverse modelling, een techniek die al eerder is gebruikt voor kantoorgebouwen (www.eosfacet.nl).
De hoofdvraag in het CAGIM onderzoek is daarom:
‘Als het lukt om een volledig adaptieve kas te maken die zich op ieder tijdstip aanpast aan het weer en de planteisen, leidt dat dan tot een substantiële energiebesparing en verhoogde plantenproductie?’
Echter gaan deze ontwikkelingen hand in hand met een aanzienlijk energiegebruik. Gas is nodig om de kassen te verwarmen en elektriciteit om die te belichten. Ongeveer 10% van het totale nationale aardgasverbruik en 5% van het totale elektriciteitsverbruik komt op het conto van de glastuinbouw. Daarom werkt de glastuinbouwsector hard aan een energietransitie: nieuwbouw kassen moeten energieneutraal zijn in 2020 en bestaande kassen gebruiken dan 50% minder energie dan in 2010. In 2050 moet de glastuinbouwsector een volledig duurzame en economisch rendabele energievoorziening hebben.
Het doel van het CAGIM-onderzoek is om dynamische eigenschappen van klimaat-adaptieve kassensystemen voor de glastuinbouw te modelleren en te kwantificeren, rekening houdend met de complexe binnenklimaateisen van teelt en teeltcombinaties en de snelle dynamica van het buitenklimaat. Om dit te bereiken, wordt gebruik gemaakt van inverse modelling, een techniek die al eerder is gebruikt voor kantoorgebouwen (www.eosfacet.nl).
De hoofdvraag in het CAGIM onderzoek is daarom:
‘Als het lukt om een volledig adaptieve kas te maken die zich op ieder tijdstip aanpast aan het weer en de planteisen, leidt dat dan tot een substantiële energiebesparing en verhoogde plantenproductie?’
Over de werkpakketen
De hoofdresultaten
De hoofdresultaten zijn beschreven in het overkoepelend rapport
De hoofdresultaten worden hieronder bondig samengevat:
De hoofdresultaten worden hieronder bondig samengevat:
- De belangrijkste adaptieve parameters zijn geïdentificeerd. Het zijn de warmtegeleiding van het glas, de buiten- en binnen emissiviteit van het glas en de transmissie coëfficiënten voor PAR en NIR straling.
- Deze parameters dienen onafhankelijk van elkaar gecontroleerd te worden.
- Het kunnen variëren van bovengenoemde parameters per uur levert een aanzienlijke energiebesparing. Afhankelijk van het type installatie kan de adaptieve kas 25 tot 60% gas-equivalent bespaard worden t.o.v. een state of the art kas met dezelfde installatie.
- In combinatie met een warmtepomp systeem en actieve koeling en lange termijn energieopslag kan het equivalent gasverbruik teruggebracht worden tot 12 m3/m2 (of te wel 106 kWh primaire energie/m2).
- Dit betekent dat, in combinatie met PV-cellen (1m2 PV-cell per m2 kas), de energie-neutrale kas in zicht is.
- De plantenproductie, getoetst op tomaten, kan dan ook gemaximaliseerd worden, mindere mate (12% a 30%).
- De adaptieve isolatie hoeft niet uurlijks veranderd te worden. Een seizoensgebonden verandering is al genoeg.
- De adaptieve parameters hoeven niet continu tussen 2 extreme waarden te veranderen. Een regeling in een aantal stappen (ongeveer 4) is al genoeg om interessante resultaten te boeken.
- Het is mogelijk om een voorspellende regeling van het binnenklimaat te ontwikkelen op basis van penalties voor afwijkingen van het ideale klimaat.
- De inverse modelling strategie is getoetst op de kassenschil met een viertal installatieconcepten
- De inverse modelling strategie is ook getoetst op de dimensionering en controle (vermogen) van installaties, met name op een combinatie ketel + buffer en blijkt veelbelovend. Energiebesparingen van 15% konden bereikt worden, met productietoename van meer dan 30%. Deze resultaten verschillen van de hierboven genoemde, en dat heeft te maken met het gebruik van penalties. Daarvoor is meer onderzoek nodig.
- Er kan zo inzichtelijk gemaakt worden waar de trade-offs plaats vinden tussen energiekosten en productie en het gebruik van de buffer en het adaptieveschil kan geoptimaliseerd worden rekening houdend met prijsvoorspellingen, klimaatvoorspellingen en plantenbehoefte.
- De grootste marktkansen liggen in het exporteren van kastechnologie naar het buitenland.