Специалисты WUR разработали стандартный протокол сравнения энергосберегающих экранов

Каждый производитель имеет собственные критерии и методы определения характеристик систем экранирования и самих экранов, что существенно затрудняет возможность их объективной оценки. Эту проблему планируют решить ученые Wageningen University & Research, которые создали единые стандарты для описания всех свойств экранов.

Существует множество типов экранов: от полностью прозрачных до полностью затеняющих, различных по типу материала, из которого они выполнены, открытых и закрытых видов конструкций и т. д. Также экраны выполняют разные функции — рассеивают свет, затемняют, снижают уровень UV, однако несмотря на основное назначение, все они обеспечивают энергосбережение как только закрываются. Основная проблема, рассматриваемая сейчас специалистами — создание универсальных критериев, по которым можно сравнить физические свойства и показатели эффективности.

Три компонента

Для того, чтобы унифицировать характеристики, Wageningen University & Research и TNO в Делфте предложили следующую формулу: данные о солнечной радиации(светопропускная способность) + воздухопроницаемость + влагопропускаемость = количество сэкономленной энергии.

«Количество энергии, сэкономленной экранами, зависит от этих трех компонентов. Если вы можете измерить эти три свойства, вы можете сравнить экранные ткани », - объяснил Сильке Хемминг, руководитель исследовательской группы WUR Greenhouse Technology, к которой присоединились такие производители как Cultilene, Ludvig Svensson, Low & Bonar и Novavert.

«Производители прислали нам 29 образцов различных тканей для экранирования», - объясняет Хемминг, - «Поскольку целью проекта было разработать протокол измерений, мы выбрали семь максимально отличающихся друг от друга, от очень плотных до высокопроницаемых. Мы использовали их для разработки эффективных методов измерения».

Для того, чтобы практически применить предложенную формулу, WUR LightLab построили экспериментальную теплицу и подключили специальное измерительное оборудование.

«Мы начали с излучения. Для его измерения уже существует устройство: измеритель коэффициента излучения TNO. Полная излучательная способность (тепловая потеря) зависит от уровня пропускаемости теплового излучения через ткань, отражательной способности нижней стороны и способности к поглощению тепла верхнего слоя ткани».

Некоторые экранирующие ткани позволяют пропускать высокие уровни теплового излучения, в то время как экран с высоким содержанием алюминия - нет. Комбинация низкой теплопроводности и низкой излучательной способности на поверхности и способность удерживать тепло внутри, максимизирует экономию энергии и минимизирует охлаждение растений.

Воздухопроницаемость

Второй этап измерений - воздухопроницаемость. Если внутри теплицы тепло, а снаружи холодно, высокая воздухопроницаемость всегда означает потерю энергии. Это свойство было особенно сложно измерить.

«Сначала мы выяснили, что скорость воздуха, перемещающегося по теплице, очень низкая, соответственно проводить измерения в аэродинамической трубе бессмысленно, поэтому LightLab разработал специальное для нас оборудование: стальную трубку, на которую могут надеваться отрезки образцов тканей, а с другого конца трубки устанавливается воздухозаборник. Таким образом можно измерить интенсивность «всасываемости» воздуха — получив данные давления воздуха с обеих сторон ткани измеряется ее воздухопроницаемость», - рассказал Хемминг.

Влагопропускаемость

В отличие от двух первых характеристик, стандарт для влагопропускаемости у экранов существует, он был заимствован из текстильной промышленности, у предприятий по производству «дышащей» одежды для спортсменов. Однако этот стандарт, по словам главы научной группы, не совсем корректен для теплиц, поскольку помимо разницы в уровнях концентрации влаги по обеим сторонам экрана, существует и неравномерный перепад температур, что вызывает проблему образования конденсата. По этой же причине не подходит для измерения и «метод чаши».

Решением исследовательской группы WUR Greenhouse Technology для разработки корректного способа измерения влагопропускательной способности различных видов ткани был приглашен шведский институт Swerea.

Энергосбережение

Экранные ткани значительно различаются по такой характеристике как энергосбережение, которое, в свою очередь, зависит от других характеристик. Например, экраны, не пропускающие влагу, экономят энергию лучше остальных.

«В таком случае вам дополнительно потребуется установка системы осушения», - объясняет Хемминг.

Комбинация различных характеристик чрезвычайно важна при выборе оптимальной ткани для системы экранирования, поэтому основной целью проекта стала разработка реплицируемых методов измерения. Если производители в будущем начнут использовать такие методы в качестве стандарта и передадут результаты измерений своим клиентам, подбор подходящей ткани для экранирования значительно упростится и позволит дополнительно сократить энергопотери на 5%.

Первые результаты

После того, как исследователи разработали методы измерения, полученные результаты были введены в программу KASPRO, которая проанализировала данные и определила общую эффективность энергосбережения для каждого образца ткани.

«Один из наших образцов сэкономил в теории около 26% энергии в год, по сравнению с полным отсутствием экрана. Наихудший результат составил экономию в 9% в год — данный образец был наиболее высокой свето- и водопроницаемым. Отдельно рассматривая энергосбережение в ночные часы, мы получили наиболее высокий показатель в почти 50% экономии, самый низкий — в 13%. Все эти данные относятся лишь к особенностям и качеству ткани экранов», - поделился первыми результатами эксперимента Хемминг .

В настоящее время в описаниях экранов дается только самая высокая цифра: данные о энергии, которую можно сохранить в самую холодную ночь в году. Новый метод позволяет представить реалистичный и сопоставимый показатель эффективности энергосбережения. В дальнейшем специалисты WUR намерены передать все методы производителям, которые бы информировали покупателей более тщательно, тем самым упрощая процесс оснащения теплицы и делая результаты установки экранов более предсказуемым. Сейчас производители в описании экранов используют максимальную цифру в графе "энергосбережение" - данные о энергии, которую можно сохранить в самую холодную ночь в году.