Energijakt fö r va xthusödling-verktyg fö r energianalys Inger Christensen Grön kompetens AB Projekt 2012-1683 finansierat av SJV 1
Innehåll 1 Energianalys... 3 2 Att mäta energi och skapa nyckeltal... 4 2.1 Ange växthusyta... 4 2.2 Mäta energianvändning... 5 2.3 Energi per enhet... 5 Krukodling... 6 Tomater... 6 3 Metoder- beräkning av energinyckeltal... 7 3.1 Exempel energianvändning... 7 3.2 Betydelsen av var i landet växthuset är placerat... 10 3.3 Betydelse av växthusens värmehållande förmåga... 13 Exempel 1... 14 Exempel 2... 15 4 BERÄKNINGSEXEMPEL... 17 2
Energianva ndning vid va xthusödling Det enskilda växthusföretagets energianvändning är komplex och beror av flera faktorer. Yttre klimatet som instrålning, temperatur, vind och nederbörd har direkt påverkan på värmebehovet och energianvändningen. Stor betydelse har typen av växthus och täckmaterial i tak och väggar. Växthusens allmänna kondition, som täthet kring luckor, spröjs och dörrar har betydelse för förlusternas storlek. Påverkar gör användning av isolerande material, vävar, folier och status på system för värmeproduktion och -distribution. Samlade block av växthus kräver mindre energi än motsvarande yta med friliggande växthus. Stor betydelse har kulturval och när under året odlingen sker. En annan viktig faktor som påverkar energianvändningen är vilka strategier som tillämpas vid klimatregleringen. Vad önskar man uppnå för klimat, vilken klimatutrustning används och hur väljer man att låta den arbeta för att uppnå det önskade klimatet? 1 Energianalys Att arbeta med energieffektivisering har hög prioritet i ett växthusföretag. Vid förbättringsarbete är god kännedom om det egna företagets energianvändning en grundförutsättning för att kunna göra rätt typ av åtgärder. Ett systematiskt arbetssätt (figur 1), är en utmärkt hjälp vid energianalys och arbete med energieffektivisering. Mål Analys Plan Uppföljning Genomförande Justeringar Dokumentation Figur 1. Förbättringssnurran systematiserar arbetet med energieffektiviseringen. Vid analys av ett växthusföretags energisituation är det väsentligt att kunna koppla energianvändningen till rätt och tillräckligt begränsad period. Detta för att energibehovet varierar mycket såväl över året som över enskilda dygn. Det är också kopplat till hur odlingen sker. Tillgång till referensmaterial är av stort värde vid analys av energianvändningen. Att delta i erfa-grupper där man jämför och diskuterar företagens energianvändning ger ofta både 3
indikationer på vad som är rimligt att sätta som mål för energianvändning i det enskilda företaget och förslag och idéer på hur man kan komma dit. Ett problem vid jämförelse med andra företag är att det inte går att hitta två företag med lika förutsättningar. I den här rapporten redovisas beräkningar av energibehov vid ett antal olika förutsättningar. Syftet är att ge bakgrundsmaterial att ha vid analys av ett företags energianvändning. Materialet är också tänkt att vara en hjälp vid upprättande av energibudget. Alla beräkningar är gjorda med hjälp av värmeberäkningsprogrammet i kalkyllådådan, Grön kompetens www.gronkompetens.se. Underlaget till beräkningarna är baserade på erfarenheter från Miljödatasen, ett webbaserat verktyg där odlare regelbundet registrerar energianvändningen, kontakter med odlare samt erfarenheter från många års rådgivningsarbete inom Grön kompetens. 2 Att mäta energi och skapa nyckeltal För att kunna göra jämförelser av olika slag behöver energianvändningen uttryckas i användbara nyckeltal. Beroende av vilken typ av odling man har och i vilket sammanhang som sifforna ska användas kan man t.ex. välja att räkna energianvändningen per ytenhet eller per producerad enhet. Viktigt är när man skapar nyckeltal är att man definierar vad och hur man mäter. Lämpliga nyckeltal kan vara kwh/m 2 växthusyta, kwh/styck eller kwh/kg 2.1 Ange växthusyta Det är många gånger praktiskt att mäta energieffektivitet som kwh per kvadratmeter växthusyta. Vid intensiv odling och med små förändringar mellan åren fungerar det nyckeltalet bra. Viktigt här är att definiera begreppet växthusyta. Ofta står delar av växthusanläggningar tomma delar av året. För att få en rättvis bild av vad produktionen kräver kan det vara ide att inte räkna med tomma ytor. Svårigheten med det tillvägagångsättet är att under vinterperioden behövs en liten del energi för att hålla frostfritt i växthusen och ibland för att smälta snö. Om endast en mindre del av totala växthusytan används för odling kommer den ytan visa en alltför hög energianvändning. Det kan illustreras med följande exempel: I en växthusanläggning på totalt 5000 m 2 har man en liten avdelning på 600 m 2 i vilken man har odling veckorna 1-4. Övriga avdelningar är tomma. I odlingsavdelningen behöver man 54 kwh/m 2 för dessa veckor. I resten av anläggningen behövs lite värme för att hålla frostfritt t.ex. 10 kwh/m2. Totalt blir då energiåtgången 600*54+4400*8=76 400 kwh. Fördelar man energimängden på totala ytan blir resultatet 76 400/5000=15,3 kwh/m 2 och 4 veckor. Räknar man energimängden på 600 m 2 blir resultatet 127,3 kwh/m 2. Inget av värde fungerar bra som nyckeltal. Det ger varken referens till om man kör frostfritt på energieffektivt sätt eller om den använda odlingsytan använder en rimlig energimängd. I de allra flesta odlingar har man bara möjlighet att läsa av hur mycket den totala energianvändningen har varit, i exemplet ovan 76 400 kwh. En hjälp till fördelning på tomma växthus respektive växthus i produktion kan man få genom att läsa av värdena i figur 2 som visar hur mycket energi det behövs för att hålla 2 grader i ett växthus. Beräkningen är gjord för ett växthus med 16 mm polykarbonat i gavlar och sidor, glas i taket och en energiväv i taket. Värdena anger kwh/m 2 och vecka och är beräknade för ett normalår. I figuren kan man t.ex. utläsa att om man har ett växthus i Stockholm behövs det för veckorna 1-8, 3-4 kwh/m 2 och vecka, för att hålla 2 grader i växthuset. Genom att minska den totala 4
KWh/m2 energianvändningen med uppskattad energianvändning för tomma växthus kan man få en bättre uppfattning om energianvändningen för producerande ytor. Lund Göteborg Stocholm Umeå 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Vecka Figur2. kwh/m 2 och vecka för att hålla 2 grader 2.2 Mäta energianvändning Att mäta energianvändningen är grunden för att kunna göra en energianalys. Veckovisa registreringar är att föredra och avläsningarna bör inte göras med längre intervall än en månad. Vid användning av el, naturgas eller fjärrvärme är det lätt att ha koll på energianvändningen då förbrukningen vanligtvis är specificerad med tidsangivelse. Svårare blir det med t.ex. flis. Många mäter energianvändningen genom att uppskatta hur många m 3 flis som gått åt under en period och sedan multiplicera mängden med en schablon för energiinnehållet i den använda flistypen. Man får på så vis en bruttomängd energi där en del kommer gå förlorad som förluster i panna och värmesystem. Andra använder energimätare och mäter den energi som pannan levererar. I de fallen behövs en korrigering med pannans verkningsgrad om värdena ska kunna jämföras med företag som mäter mängd insatsvara. Önskvärt är att mäta både mängd insatsvara och pannans levererade energi. Det gäller speciellt vid fliseldning där verkningsgraden kan variera beroende av fliskvalitet och eldningssätt. 2.3 Energi per enhet Om odlingsprogram förändras, t.ex. man sänker temperaturen samtidigt som man accepterar en längre utvecklinstid eller ändrar produkt ökar behovet av att ha ett nyckeltal som är kopplat till produkterna som odlas. Svårigheten är hur man jämför olika krukstorlekar med olika 5
platsbehov eller att jämföra specialtomater med större tomater. En modell är att definiera en standard produkt och sedan räkna om andra produkter till standardprodukten. Krukodling En lämplig metod är att utgå från växter i 11-12 cm krukor och som odlas 25 plantor per m 2 bordsyta. Det blir en normalkruka. Andra krukstorlekar räknas sedan om med hjälp av omräkningsfaktor i tabell 1. Resultatet kan t.ex. bli att om man odlar 127 500 utplanteringsväxter med 150 st /m 2 så motsvara det 127 500 x 0,17= 21 675 normalkrukor. Tabell 1. Omräkningsfaktor till normalkruka Krukstorlek Styck per m 2 bordsyta Omräkningsfaktor 11-12 cm 25 1 <10 40 0,625 Brätten t.ex. Vefi 150 0,17 13 cm och större 12,5 2 Tomater För tomater kan man på motsvarande sätt räkna om hur skörd för specialtomater/småtomater kan relateras till en rund lösplockad tomat med en medelvikt på 100g. Resultatet kan.tex bli att 50 kg/m 2 vanlig rund tomat för lösplock motsvarar 50 x 0,7= 35 kg/m 2 cocktail tomat för lösplock. Ett annat exempel ka vara att man i ett hus skördar 27 kg/m 2 körsbärstomater på kvist vilket med omräkningsfaktor på 0,5 innebär en skör på 27/ 0,5= 54 kg/m 2 vanlig rund tomat. Tabell 2. Omräkningsfaktor till 100 g rund tomat för lösplock Typ av tomat Medelvikt i g omräkningsfaktor Rund lösplock 100 1 Cocktail lösplock 40-50 0,7 6
Körsbär lösplock 20 0,6 Körsbär kvist 20 0,5 Små plommon 10-12 0,4 3 Beräkning av energinyckeltal För att skapa en referensram till hur mycket energi som är rimligt att använda vid växthusproduktion har ett antal beräkningar för olika kulturer och odlingsprogram gjorts. Beräkningarna är gjorda med hjälp av värmeberäkningsprogrammet i kalkyllådan, Grön kompetens www.gronkompetens.se. I alla beräkningar, om inte annat anges i texten, har Lund använts som klimatzon och de är baserade på ett normalår. Resultaten anges i kwh/m 2 växthusyta och vecka och anges alltid som nettovärden. Det innebär att hänsyn till verkningsgraden på pannor och förlusterna i värmesystemen inte tagits med. Resultaten anger den energimängd som behövs för att erhålla önskad temperatur. Energi för eventuell fuktighetsreglering är inte medtagen. Då många faktorer påverkar energibehovet har ett antal beräkningar gjort för att ge nyckeltal till hur dessa faktorer påverkar energianvändningen. Nyckeltal är framtaget för: Betydelse av var i landet växthuset är placerat. Betydelse av växthusens värmehållande förmåga Betydelse av inställd temperatur i växthuset 3.1 Exempel energianvändning Hur energianvändning under ett helt år kan se ut i ett par olika typer av växthus visar följande exempel. I första exemplet tänker vi oss ett växthus med måtten 3 x 12 x 50 m med 16 mm polykarbonat i sidor och gavlar samt glas i taket. Det finns två vävar, belysning och man odlar hela året. Val av temperturer, timmar för användning av belysning och vävar visas se i figur 3. Resultaten från beräkningen, tabell 3, anger den energimängd som behövs för att erhålla önskad temperatur och redovisas i 4-veckorsperioder. I kolumn 1 anges värdena som nettovärden. Det innebär att hänsyn till verkningsgraden på pannor och förlusterna i värmesystemet inte tagits med. I kolumn 2 är värden uppräknade och illusterar en verkningsgrad för värmesystemet på 87 %. 7
timmar eller grader natt dag belysning väv 1 dag väv 1 o 2 natt väv 2 dag 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 vecka Figur 3. Underlag för energiberäkning redovisad i tabell 3 Tabell 3. Exempel 1 beräknat energibehov redovisade i 4-veckorsperioder Vecka Netto kwh/m2 Brutto kwh/m2 1-4 50 57 5-8 56 65 9-12 44 50 13-16 20 23 17-20 9 10 21-24 10 11 25-28 2 2 29-32 1 2 33-36 6 7 37-40 11 12 41-44 20 23 45-48 37 43 49-52 48 55 Summa 314 360 Det andra exemplet visar en typisk tomatodling med ett venloblock med måtten 90 x 112 m utrustat med en grönsaksväv. Val av temperaturer och hur många timmar som väven antas vara fördragen visas i figur 4 8
timmar eller grader natt dag vävnatt väv dag 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Vecka Figur 4. Underlag för energiberäkning redovisad i tabell 4. Resultatet från energiberäkningen visas i tabell 3. Här har en tredje kolumn lagts till med värden som inkluderar förväntad energianvändning för fuktstyrning. I tabellen kan man se att med 87 % verkningsgrad på värmesystemet behövs 268 kwh/m2 för att få önskad temperatur i växthuset och ytterligare nästan 100 kwh för att få önskat klimat. Tabell 4 Exempel 2 beräknat energibehov redovisade i 4-veckorsperioder Vecka Netto kwh/m2 Brutto kwh/m2 Brutto med RF styrning 1-4 38 44 44 5-8 56 65 65 9-12 45 52 58 13-16 22 25 39 17-20 11 12 26 21-24 6 7 20 25-28 5 5 16 29-32 5 6 17 33-36 7 7 20 37-40 11 12 24 41-44 20 23 27 45-48 4 4 4 49-52 4 5 5 Summa 234 268 366 9
Under avsnitt 4 finns fler beräkningsexempel för olika kulturer, odlingsperioder och växthustyper. 3.2 Betydelsen av var i landet växthuset är placerat Det har stor betydelse för energibehovet i vilken del av landet som odlingen är placerad. Avgörande är skillnaden i utomhustemperatur. En sammanställning över normaltemperturer för några olika städer redovisas i tabell 5. Tabell 5. Normaltemperatur enligt SMHI anger medeltempertur från 1962-1992. Lund Kristianstad Karlshamn Göteborg Kalmar Västerås Norrköping Stockholm Jan -0,6-1,3-0,9-1,1-1,9-3 -4-2,9-5,7 feb -0,5-1,3-1 -1,2-1,9-3,2-4,1-3,1-8,6 Mar 2 1,3 1,4 1,6 0,7 0-0,5 0-4,3 Apr 6 5,2 5,4 5,8 4,3 4,5 4,1 4,6 1,2 Maj 11,5 10,5 10,6 11,6 9,8 10,4 10,6 10,5 7,3 Jun 15,4 14,8 14,9 15,6 14,7 15,1 15,4 15,4 13 Jul 16,8 16,1 16,3 17 16,4 16,6 16,7 17,2 15,2 Aug 16,5 15,4 15,7 16,2 15,7 15,5 15,6 16,3 13,5 Sep 13,1 11,9 12,2 12,7 12 11,3 11,4 12 8,7 Okt 9,1 8 8,3 8,9 8 7,2 7 7,3 3,8 Nov 4,5 3,5 4 4,2 3,3 2,2 1,6 2,6-2,4 Dec 1,1 0,3 0,7 0,8-0,1-1,4-2,3-1,1-6,6 Umeå Energiberäkningar visar att från vecka 37 på hösten till vecka 16 på våren ökar energibehovet när man flyttar sig från söder till norr. Veckorna däremellan är skillnaderna mycket små. För att illustrera hur stor skillnad det är mellan att ha växthus i Lund, Göteborg, Stockholm eller Umeå har beräkningar gjorts på två olika typer av växthus. 10
kwh/m2 och vecka Exempel 1 Första växthuset är ett 3*12 *50 m 16mm polykarbonathus utrustat med energiväv som används alla nätter och en uppvärmningstemperatur på 18 grader dag och natt. Resultatet för de olika klimatzonerna blir som i figur 5. Lund Göteborg Stockholm Umeå 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 vecka Figur 5. Energiåtgång vid samma förutsättningar i olika klimatzoner, exempel 1 Räknar man samman energibehovet i fyraveckorsperioder och räknar fram skillnaden i energibehov mellan klimatzon Lund Göteborg, Lund-Stockholm och Lund-Umeå får man siffrorna i tabell 1. Man kan t.ex. där utläsa att vecka 5-8 behövs ett normalår 7,5kWh mer per m 2 i Stockholm jämfört med Lund. Tabell 6. Tillägg i kwh/m 2 och 4 veckorsperiod med Lund som utgångspunkt Lund Lund Lund vecka Göteborg Stockholm Umeå 1-4 2,4 5,2 20,6 5-8 3,5 7,5 21,6 9-12 3,0 6,6 20,4 13-16 0,4 1,2 5,5 37-40 0,7 0,6 4,2 41-44 1,5 3,8 14,2 45-48 2,4 6,3 18,4 49-52 1,6 4,8 15,8 summa 15,5 36,0 120,7 11
kwh/m2 och vecka Exempel 2 Det andra växthuset illustrerar en tänkt tomatodling i ett venloblock utrustat med en grönsaksväv taket t.ex. LS10. I beräkningarna är val av temperaturer och vävanvändning densamma som i avsnitt 4 tabell 17. Resultatet av beräkningen visas i figur 6 30,0 25,0 Lund Göteborg Stockholm Umeå 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 1 3 5 7 9 11131517192123252729313335373941434547495153 Vecka Figur 6. Energiåtgång vid samma förutsättningar i olika klimatzoner, exempel 2 Räknar man samman energibehovet i fyra veckorsperioder på samma sätt som för polykarbonathuset blir skillnaderna mellan de olika orterna större i detta exempel. Anledningen till den större skillnaden är att det här är räknat på ett växthus med sämre värmehållande förmåga. Tabell 7. Tillägg i kwh/m 2 och 4 veckorsperiod med Lund som utgångspunkt Lund Lund Lund vecka Göteborg Stockholm Umeå 1-4 3,3 7,7 34,3 5-8 4,8 11,0 34,5 9-12 5,1 11,2 34,2 13-16 3,6 7,2 28,8 17-20 0,1 0,3 4,1 32-36 0,5 0,1 3,3 37-40 1,3 1,4 10,6 41-44 3,6 9,2 28,1 45-48 0,9 4,4 19,2 49-52 2,2 5,9 20,5 summa 25,3 58,4 217,5 12
kwh/m2 och månad 3.3 Betydelse av växthusens värmehållande förmåga Val av täckmaterial har stor betydelse för energibehovet i en växthusanläggning. Hur god isolering en hel byggnadsdel har anges ofta som dess U värde Värmegenomgångskoefficient med enheten W/m2 o C (watt per kvadratmeter och grad). Ju bättre isolering desto lägre U- värde. Effektbehovet för ett helt växthus får man fram om man räknar efter formeln: areal x U värde x temperaturskillnaden inne-ute. Största delen av dagens växthus har enkelmaterial i taket och har någon form av flerskiktsmaterial i gavlar och sidor. Tabell 8 ger exempel på ofta förekommande täckmaterial och vävar för växthus och vilka U värde växthusen utan respektive med väv fördragen. Tabell 8. U-värden för olika täckmaterial och kombination av vävar Typ av material U värde utan väv U värde fördragen väv med 43% energibesparing. Väv endast tak Polykarbonat 16 m.m. 3,5 2,3 1,1 Pollykarbonat 10 m.m. 4,2 2,7 1,3 Glas-enkel 6,9 4,4 2,1 Dubbelfolie 4,5 2,8 Enkelplast 10 U värde fördragen mörkläggningsväv med 70% energibesparing Hur energibehovet förändras vid ändring av U värde kan man utläsa i figur 8. Staplarna i figuren visar med hur många kwh/m 2 energibehovet kan förväntas minska om U- värdet minskar med 0,5 enheter om man har en inställd temperatur i växthuset på16 respektive 18 grader. Värdena gäller för södra Sverige och anges för varje månad. 16 grader 20 grader 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Figur 8. Minskning av energibehov vid sänkning av U värde med 0,5 enheter vid två temperaturnivåer 13
U värdena för en växthusanläggning varierar över dygnet och över året beroende av hur vävar kan användas. Dessa förhållanden har direkt inverkan på energibehovet. Hur olika kombinationer av växthus och utnyttjade av vävar påverkar energibehovet illustreras i två exempel. I båda exemplen har önskad uppvärmningstemperatur för både dag och natt satts till 18 grader. Beräkningarna är gjorda för klimatzon Lund. Exempel 1 Beräkningarna är baserade på ett venloväxthus med 4 m ståndsida och dubbelglas i sidor och gavlar. Beräkningsperiod är vecka 1-16 och beräkningar är gjorda för följande alternativ. A. Ingen väv B. Energiväv av typ LS10 med 43% energibesparing i taket fördragen både natt och dag C. Samma väv fördragen natt och 4 dagtimmar D. Samma väv fördragen natt och 2 dagtimmar E. Samma väv fördragen natt och 2 dagtimmar plus fast isolering på en sida och en gavel med U värde 2,5. Tabell 9. Energiåtgång vid varierande utnyttjande av väv vecka 1-16 A B C D E Vecka kwh/m2 kwh/m2 kwh/m2 kwh/m2 kwh/m2 1 22,7 13,2 14,5 15,2 14,8 2 23,5 13,7 14,9 15,6 15,2 3 24,1 14,2 15,7 16,5 16 4 24,3 94,6 14,3 55,4 16,3 61,4 17,1 64,4 16,6 62,6 5 24,2 14,1 16,1 16,9 16,4 6 23,7 13,6 15,5 16,2 15,8 7 22,9 13 15,3 16,1 15,6 8 21,8 92,6 12 52,7 14,2 61,1 15 64,2 14,5 62,3 9 20,4 10,9 13,6 14,3 13,8 10 18,7 9,5 12,1 12,8 12,3 11 16,8 8,1 10,9 11,6 11,2 12 14,7 70,6 6,6 35,1 9 45,6 9,7 48,4 9,3 46,6 13 12,4 6,3 7,5 8,1 7,7 14 10 5,4 5,4 5,9 5,5 15 8 5,1 5,1 5,1 4,9 16 7,1 37,5 4,3 21,1 4,3 22,3 4,3 23,4 4,1 22,2 295,3 164,3 190,4 200,4 193,7 14
Exempel 2 Beräkningarna i exempel två är baserade på ett 16 mm polykarbonat växthus med måtten 3*12*50 m. Beräkningsperiod är vecka 1-16 och beräkningar är gjorda för följande alternativ. A. Ingen väv B. Energiväv i tak av typ LS14 med 50% energibesparing fördragen natt och 2 dagtimmar C. Mörkläggningsväv, energibesparing 70% fördragen natt Tabell 10. Energiåtgång vid användning av olika vävar. A B C vecka kwh/m2 kwh/m2 kwh/m2 1 12,7 8,1 5,67 2 13,3 8,5 6,17 3 13,7 9,09 6,73 4 13,8 53,5 9,42 35,11 7,03 25,6 5 13,7 9,23 6,98 6 13,2 8,74 6,63 7 12,5 8,43 6,34 8 11,6 51 7,55 33,95 5,63 25,58 9 10,5 6,82 4,94 10 9,2 5,6 3,9 11 7,7 4,54 2,9 12 6,5 33,9 3,51 20,47 2,06 13,8 13 5,9 3,35 1,97 14 5,3 2,89 1,7 15 4,8 2,72 1,6 16 4,2 20,2 2,28 11,24 1,34 6,61 159 101 72 3.4 Betydelse av inställd temperatur i växthuset Energibehovet i ett växthus är direkt beroende av temperturskillnaden mellan inomhustemperaturen i växthuset och temperaturen utomhus. Det innebär att inställd temperatur i växthuset har stor betydelse för energibehovet. I figur 4 kan man se hur stor procentuell förändring av energibehovet man kan räkna med vid en grad förändring av temperaturkravet i växthuset under perioden vecka 1-16. Kan man sänka inställd temperatur/temperaturkravet i växthuset från 19 grader till 18 grader minskar energibehovet med ca 6,5 %. En sänkning av temperaturen från 5 till 4 grader minskar energibehovet i det temperaturintervallet med ca 12 %. 15
% /grad Förändrat energibehov i % för 1 grad 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0-4 5-8 9-12 13-16 17-20 grader Figur 4. Procentuell förändring av energibehovet vid sänkning av börtemperaturen 16
4 BERÄKNINGSEXEMPEL 4.1 Krukväxter För att illustrera hur energibehovet kan se ut under ett år redovisas här ett antal beräkningsexempel med olika alternativ av vävanvändning och belysning. Den första serien beräkningar är gjorda för ett blockhus med måtten 3*12*50 med polykarbonat i sidor och gavlar och enkelglas i taket. Alla exemplen utgår från Lund som klimatzon. Exempel 1a, 1b, och 2 är tänkta att illustrera helårsodling med ett värmekrav på 18 grader största delen av året men med 16 grader senare delen av våren och 12 grader under sommaren. Det är här tänkt att man tillämpar en del dynamisk temperaturstyrning. Det två sista beräkningarna visar en kortare odlingsperiod med start av en vårkultur vecka 7 och en höstkultur med värmekrav på 16 grader som avslutas i slutet av oktober. Mer detaljerat vilka temperaturer som valts, när vävar varit fördragna och hur många timmar belysningen antagits vara tänd finns i tabellerna 13-15. I tabell 12 finns resultaten från beräkningarna i angivit i kwh/m2 och vecka. Värdena som redovisas är nettovärden vilket innebär att hänsyn inte tagit till verkningsgrad på värmesystem. Det innebär att det verkliga energibehovet är 5-15% högre beroende på typ av värmesystem. Tabell 11. Sammanställning av beräkningsexempel Energiväv Mörkläggnings 50 % -väv, 70% besparing besparing Skuggväv 15% besparing 1 a Helår ja ja ja 1 b Helår ja ja 2 Helår med ja ja ja kortdags-växter 3 a Vecka 7-44 ja ja 3 b Vecka 7-44 ja Belysning 50 W/m 2 Figur 9. Resultat fån beräkning exempel 1a-3b 17
Tabell 12 Resultat av beräkning 1a-3b kwh/m 2 och vecka Energi Hus vecka 1 a 1 b 2 3 a 3 b 1 10,2 11,4 9,8 2,1 2,4 2 12,5 13,5 11 2,1 2,4 3 13,4 14,4 11,9 2,2 2,6 4 13,8 15 12,4 2,2 2,5 5 13,9 14,8 12,6 2,1 2,4 6 14,5 15,4 12,5 2 2,3 7 14,4 15,2 12,4 13,6 15,1 8 13,5 14,3 11,8 12,8 14,1 9 12,9 13,6 11,2 12,2 13,5 10 11,6 12,2 10 10,9 12,1 11 10,5 11 9 9,8 10,9 12 8,7 9,2 7 8,1 9,1 13 7,2 7,7 5,5 6,6 7,6 14 5,6 5,9 3,3 5 5,9 15 3,9 3,9 2,2 3,9 4,5 16 2,9 3,2 1,8 2,9 3,3 17 2,7 3 1,7 2,7 3,1 18 2,2 2,4 1,4 2,2 2,5 19 2 2,2 1,2 2 2,3 20 2,2 1,7 1 2,2 2,7 21 2 1,6 0,9 2 2,3 22 2,8 1,4 0,9 2,8 2,8 23 2,5 1,3 0,8 2,5 2,5 24 2,2 1 0,6 2,2 2,2 25 1 1,3 0,3 1 1 26 0,6 0,3 0,2 0,6 0,6 27 0,2 0,1 0,1 0,2 0,2 28 0 0 0 0 0 29 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0 31 0 0 0 0 0 32 1,4 1,4 0,8 0 0 33 1,4 1,4 1,1 0 0 34 1,5 1,7 0,9 1,2 1,3 35 1,7 1,9 1,1 1,4 1,6 36 1,8 2 1,1 1,5 1,7 37 2,2 2,4 1,3 1,7 2 38 2,4 2,6 1,5 1,9 2,2 39 2,8 3,1 1,9 2,3 2,6 40 3,1 3,4 1,9 2,5 2,8 41 3,6 4 2,2 3 3,4 42 4 4,4 2,9 3,3 3,7 43 5,6 6,1 4,3 4 4,7 44 6,8 7,4 5,4 5,3 6,1 45 7,9 8,5 6,5 0 0 46 8,8 9,5 7,4 0 0 47 10 10,8 8,4 0,6 0,7 48 10,7 11,5 8,9 1,2 1,4 49 11,3 12,1 9,5 1,7 2 50 11,8 12,7 9,9 1,8 2,1 51 12,2 13,2 10,3 1,9 2,2 52 12,7 13,7 10,7 2 2,3 Summa 313,6 330,8 251,5 156,2 175,7 18
Tabell 13. Krukväxter helår underlag för 1a och 1b Vecka natt dag belysning väv natt väv dag väv natt väv dag 1 18 18 12 17 7 17 7 2 18 18 12 17 4 17 5 3 18 18 12 16 4 16 5 4 18 18 12 16 4 16 5 5 18 18 12 15 4 15 5 6 18 18 12 15 2 15 4 7 18 18 12 14 2 14 4 8 18 18 12 13 2 13 4 9 18 18 12 13 2 13 4 10 18 18 8 12 2 12 4 11 18 18 6 12 2 12 4 12 18 18 6 11 2 11 4 13 18 18 5 11 2 11 4 14 18 18 4 10 1 10 4 15 16 18 2 10 0 10 3 16 16 18 0 9 0 9 2 17 16 18 0 8 0 8 2 18 16 18 0 8 0 8 1 19 16 18 0 0 0 0 0 20 16 18 0 0 0 0 0 21 16 18 0 0 0 0 0 22 16 18 0 0 0 0 0 23 16 18 0 0 0 0 0 24 16 18 0 0 0 0 0 25 12 12 0 0 0 0 0 26 12 12 0 0 0 0 0 27 12 12 0 0 0 0 0 28 12 12 0 0 0 0 0 29 12 12 0 0 0 0 0 30 12 12 0 0 0 0 0 31 12 12 0 0 0 0 0 32 18 18 0 0 0 0 0 33 18 18 0 0 0 0 0 34 18 18 0 0 0 0 0 35 18 18 0 0 0 0 0 36 18 18 0 11 0 11 2 37 18 18 0 12 0 12 2 38 18 18 4 12 0 12 2 39 18 18 6 13 0 13 2 40 18 18 6 13 2 13 2 41 18 18 7 14 2 14 2 42 18 18 7 14 2 14 2 43 18 18 8 15 2 15 2 44 18 18 9 15 2 15 2 45 18 18 12 16 3 16 4 46 18 18 12 16 3 16 4 47 18 18 12 17 3 17 4 48 18 18 12 17 3 17 7 49 18 18 12 17 3 17 7 50 18 18 12 17 3 17 7 51 18 18 12 17 3 17 7 52 18 18 12 17 3 17 7 19
Tabell 14. Krukväxter helår mörkläggningsväv och skugga underlag för 2 Vecka natt dag belysning väv natt väv dag väv natt väv dag 1 18 18 12 17 0 17 7 2 18 18 12 17 0 17 7 3 18 18 12 16 0 16 8 4 18 18 12 16 0 16 8 5 18 18 12 15 0 15 5 6 18 18 8 15 0 15 4 7 18 18 8 14 0 14 4 8 18 18 8 13 0 13 4 9 18 18 8 13 0 13 4 10 18 18 8 12 0 12 4 11 18 18 8 12 0 12 4 12 18 18 3 11 1 11 4 13 18 18 3 11 1 11 4 14 18 18 3 10 2 10 4 15 16 18 3 10 2 10 3 16 16 18 0 9 3 9 2 17 16 18 0 8 4 8 2 18 16 18 0 8 4 8 1 19 16 18 0 7 5 0 0 20 16 18 0 7 5 0 0 21 16 18 0 7 5 0 0 22 16 18 0 7 5 0 0 23 16 18 0 6 6 0 0 24 16 18 0 7 5 0 0 25 12 12 0 7 5 0 0 26 12 12 0 7 5 0 0 27 12 12 0 7 5 0 0 28 12 12 0 7 5 0 0 29 12 12 0 8 4 0 0 30 12 12 0 8 4 0 0 31 12 12 0 8 4 0 0 32 18 18 0 9 3 0 0 33 18 18 0 9 3 0 0 34 18 18 0 10 2 0 0 35 18 18 0 11 1 0 0 36 18 18 2 11 1 11 2 37 18 18 2 12 0 12 2 38 18 18 2 12 0 12 2 39 18 18 2 13 0 13 2 40 18 18 7 13 2 13 2 41 18 18 7 14 0 14 2 42 18 18 7 14 0 14 2 43 18 18 7 15 0 15 2 44 18 18 7 15 0 15 2 45 18 18 10 16 0 16 4 46 18 18 10 16 0 16 4 47 18 18 10 17 0 17 4 48 18 18 12 17 0 17 7 49 18 18 12 17 0 17 7 50 18 18 12 17 0 17 7 51 18 18 12 17 0 17 7 52 18 18 12 17 0 17 7 20
Tabell 15. Krukväxter vecka 16-44 underlag för 3a och 3b Vecka natt dag Väv1 natt Väv1 dag Väv2 natt Väv2 dag 1 2 2 17 7 17 7 2 2 2 17 7 17 7 3 2 2 16 8 16 8 4 2 2 16 8 16 8 5 2 2 15 9 15 5 6 2 2 15 9 15 4 7 16 18 14 2 14 4 8 16 18 13 2 13 4 9 16 18 13 2 13 4 10 16 18 12 2 12 4 11 16 18 12 2 12 4 12 16 18 11 2 11 4 13 16 18 11 2 11 4 14 16 18 10 1 10 4 15 16 18 10 0 10 3 16 16 18 9 0 9 2 17 16 18 8 0 8 2 18 16 18 8 0 8 1 19 16 18 0 0 0 0 20 16 18 0 0 0 0 21 16 18 0 0 0 0 22 16 18 0 0 0 0 23 16 18 0 0 0 0 24 16 18 0 0 0 0 25 12 12 0 0 0 0 26 12 12 0 0 0 0 27 12 12 0 0 0 0 28 12 12 0 0 0 0 29 12 12 0 0 0 0 30 12 12 0 0 0 0 31 12 12 0 0 0 0 32 12 12 0 0 0 0 33 12 12 0 0 0 0 34 16 16 0 0 0 0 35 16 16 0 0 0 0 36 16 16 11 0 11 4 37 16 16 12 0 12 4 38 16 16 12 0 12 4 39 16 16 13 0 13 2 40 16 16 13 2 13 2 41 16 16 14 2 14 2 42 16 16 14 2 14 2 43 16 16 15 2 15 2 44 16 16 15 2 15 2 45 2 2 16 4 16 4 46 2 2 16 4 16 4 47 2 2 17 3 17 4 48 2 2 17 7 17 7 49 2 2 17 7 17 7 50 2 2 17 7 17 7 51 2 2 17 7 17 7 52 2 2 17 7 17 7 21
kwh/m 2 och vecka 4.2 Tomat och Gurka Den andra serien beräkningar är gjorda för ett venloväxthus med måtten 90*112 och med en ståndsida på 4 meter. Exemplen utgår från Lund som klimatzon. Mer detaljerat vilka temperaturer som valts och när vävar varit fördragna finns i tabellerna 17-19. I tabell 16 finns resultaten från beräkningarna i angivit i kwh/m2 och vecka. Värdena som redovisas är nettovärden vilket innebär att hänsyn inte tagit till verkningsgrad på värmesystem. Det innebär att det verkliga energibehovet för uppvärmning är 5-15% högre beroende på typ av värmesystem. Tillkommer gör också energi till fuktighetsreglering som i en grönsaksodling rör sig om 12-25 % av totala energibehovet se avsnitt 3.2 tabell 4. Tabell 16 Sammanställning av beräkningsexempel Växthus B Energiväv tak 55 % besparing Energiväv tak 43 % besparing 1. Tomat vecka 2-45 ja 2. Gurka vecka 3-44 ja 1 omplantering vecka 24 3. Gurka 3-44 1 omplantering vecka 24 ja ja Tomat Gurka 1 väv Gurka 2 vävar 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Vecka Figur 10 Resultat fån beräkning exempel 1-3 22
Tabell 16.Resultat kwh/m 2 och vecka exempel 1-3 Vecka Tomat Gurka 1 väv Gurka 2 vävar 1 2,5 2,6 1,4 2 11,1 2,6 1,4 3 11,6 15,3 9,9 4 13,6 15,4 10 5 14 15,7 10,5 6 14,2 15,9 11,1 7 14,1 15,8 11,2 8 13,6 14,8 10,8 9 13,3 14,6 10,7 10 11,9 13,6 10,1 11 10,8 12,6 9,2 12 9 11,2 8,4 13 7,4 9,7 7,3 14 6 7,6 5,6 15 4,4 6 4,4 16 4,3 5 3,9 17 3,9 4,4 3,8 18 3,8 4,3 4,3 19 4,1 4,1 4,1 20 3,5 4 4 21 3 3,5 3,5 22 2,7 3 3 23 2,4 2,7 2,7 24 2,2 2,5 2,5 25 2 2,3 2,3 26 1,9 2,7 1,7 27 1,8 2,7 2,7 28 1,8 2,6 2,6 29 1,9 2,4 2,4 30 1,9 2,2 2,2 31 2,1 2,3 2,3 32 2,2 2,5 2,5 33 2,3 2,7 2,7 34 2,6 3 3 35 2,8 3,3 3,3 36 3,2 3,7 3,7 37 3,7 4,1 4,1 38 4,1 4,8 4,8 39 3,8 4,7 4,7 40 4,4 5,1 5,1 41 4,5 5,5 5,5 42 5,2 6,9 6,9 43 5,8 7,7 7,7 44 5,5 8,9 8,9 45 3,9 0 0 46 0 0 0 47 0,7 0,7 0,4 48 1,4 1,4 0,8 49 2 2,1 1,1 50 2,1 2,2 1,2 51 2,2 2,3 1,2 52 2,3 2,4 1,3 Summa 266 298 239 23
Tabell 17. Tomat vecka 2-45 underlag och resultat Temperatur Antal timmar Energi Vecka natt dag väv natt väv dag kwh/m 2 1 2 2 17 7 2,5 2 15 18 16 8 11,1 3 15 18 16 8 11,6 4 15 18 16 4 13,6 5 16 18 15 4 14 6 16 18 14 3 14,2 7 17 18 14 3 14,1 8 17 19 13 3 13,6 9 17 19 13 2 13,3 10 17 19 12 2 11,9 11 17 19 12 2 10,8 12 17 19 11 2 9 13 17 19 11 2 7,4 14 17 19 10 0 6 15 17 19 9 0 4,4 16 17 19 7 0 4,3 17 17 19 6 0 3,9 18 17 19 4 0 3,8 19 17 19 0 0 4,1 20 17 19 0 0 3,5 21 17 19 0 0 3 22 17 19 0 0 2,7 23 17 19 0 0 2,4 24 17 19 0 0 2,2 25 17 19 0 0 2 26 17 19 0 0 1,9 27 17 19 0 0 1,8 28 17 19 0 0 1,8 29 17 19 0 0 1,9 30 17 19 0 0 1,9 31 17 19 0 0 2,1 32 17 19 0 0 2,2 33 17 19 0 0 2,3 34 17 19 0 0 2,6 35 17 19 0 0 2,8 36 17 19 0 0 3,2 37 17 19 0 0 3,7 38 17 19 0 0 4,1 39 17 19 6 0 3,8 40 17 19 6 0 4,4 41 16 19 10 0 4,5 42 16 19 12 0 5,2 43 17 19 15 3 5,8 44 16 16 15 3 5,5 45 12 12 16 3 3,9 46 2 2 16 3 0 47 2 2 17 7 0,7 48 2 2 17 7 1,4 49 2 2 17 7 2 50 2 2 17 7 2,1 51 2 2 17 7 2,2 52 2 2 17 7 2,3 Summa 266 24
Tabell 18. Gurka vecka 3-44 underlag för beräkning med 1 väv Temperatur Antal timmar Vecka natt dag väv natt väv dag 1 2 2 17 7 2 2 2 16 8 3 20 20 16 8 4 20 20 16 8 5 20 20 15 8 6 20 20 14 6 7 19 21 14 6 8 18 21 13 5 9 18 21 13 4 10 18 21 12 3 11 18 21 12 3 12 18 21 11 2 13 18 21 11 2 14 18 21 10 2 15 18 21 9 2 16 18 21 7 0 17 18 21 6 0 18 18 21 4 0 19 18 21 2 0 20 18 21 0 0 21 18 21 0 0 22 18 21 0 0 23 18 21 0 0 24 18 21 0 0 25 18 21 0 0 26 20 20 0 0 27 20 20 0 0 28 20 21 0 0 29 19 21 0 0 30 18 21 0 0 31 18 21 0 0 32 18 21 0 0 33 18 21 0 0 34 18 21 0 0 35 18 21 0 0 36 18 21 0 0 37 18 21 0 0 38 18 21 0 0 39 18 21 6 0 40 18 20 6 0 41 18 20 10 0 42 18 20 12 0 43 17 20 15 0 44 16 20 15 0 45 2 2 16 8 46 2 2 16 8 47 2 2 17 7 48 2 2 17 7 49 2 2 17 7 50 2 2 17 7 51 2 2 17 7 52 2 2 17 7 25
Tabell 19. Gurka vecka 3-44 underlag för beräkning med 2 vävar Temperatur Antal timmar Antal timmar Vecka natt dag väv natt väv dag väv natt väv dag 1 2 2 17 7 17 7 2 2 2 16 8 16 8 3 20 20 16 0 16 8 4 20 20 16 0 16 8 5 20 20 15 0 15 8 6 20 20 14 0 14 6 7 19 21 14 0 14 6 8 18 21 13 0 13 5 9 18 21 13 0 13 4 10 18 21 12 0 12 3 11 18 21 12 0 12 3 12 18 21 10 0 11 2 13 18 21 9 0 11 2 14 18 21 8 0 10 2 15 18 21 7 0 9 2 16 18 21 5 0 7 0 17 18 21 3 0 6 0 18 18 21 4 0 4 0 19 18 21 2 0 2 0 20 18 21 0 0 0 0 21 18 21 0 0 0 0 22 18 21 0 0 0 0 23 18 21 0 0 0 0 24 18 21 0 0 0 0 25 18 21 0 0 0 0 26 20 20 0 0 7 17 27 20 20 0 0 0 0 28 20 21 0 0 0 0 29 19 21 0 0 0 0 30 18 21 0 0 0 0 31 18 21 0 0 0 0 32 18 21 0 0 0 0 33 18 21 0 0 0 0 34 18 21 0 0 0 0 35 18 21 0 0 0 0 36 18 21 0 0 0 0 37 18 21 0 0 0 0 38 18 21 0 0 0 0 39 18 21 0 0 4 0 40 18 20 0 0 6 0 41 18 20 0 0 8 0 42 18 20 0 0 10 0 43 17 20 0 0 12 0 44 16 20 0 0 12 0 45 2 2 16 8 16 8 46 2 2 16 8 16 8 47 2 2 17 7 17 7 48 2 2 17 7 17 7 49 2 2 17 7 17 7 50 2 2 17 7 17 7 51 2 2 17 7 17 7 52 2 2 17 7 17 7 26
27