Sistem alternatif untuk memanaskan rumah kaca untuk menanam sayuran dan rempah segar di musim dingin.
Sebagai akibat dari kenaikan harga bahan bakar fosil dan pembatasan emisi CO2 dan polutan lainnya, ada kebutuhan untuk menemukan sistem alternatif untuk memanaskan rumah kaca untuk menanam sayuran dan rempah segar di musim dingin. Salah satu alternatif yang mungkin adalah penggunaan energi matahari. Pemanasan rumah kaca pada malam hari dengan energi matahari memerlukan kombinasi beberapa komponen berdasarkan prinsip-prinsip berikut: 1. penyerapan energi dari matahari (siang hari), 2. menyimpan energi dan menghindari kehilangan energi ke lingkungan dan 3 .menggunakan energi di malam hari.
Penyerapan energi matahari ditingkatkan dengan menutupi tanah dengan lembaran plastik transparan. Tanah yang dibasahi memiliki kapasitas untuk menyimpan sejumlah besar energi panas. Metode tambahan untuk menyerap dan menyimpan energi matahari adalah dengan menempatkan tabung air PE (polietilen) transparan horizontal dan vertikal di terowongan rumah kaca (gbr. 3 dan 4). Menggunakan PE hitam untuk membangun tabung air memungkinkan penyerapan panas yang lebih besar daripada tabung transparan yang umum digunakan.
Orientasi rumah kaca juga dapat meningkatkan penyerapan energi matahari. Sebuah terowongan berjalan yang berorientasi timur-barat akan menyerap lebih banyak energi daripada struktur serupa yang berorientasi utara-selatan. Penempatan tabung air vertikal mandiri di sisi utara sebagai "dinding air" meningkatkan penyerapan dan penyimpanan energi sehingga meningkatkan suhu malam rumah kaca hingga 16 C0 di Israel, tergantung pada radiasi lokal dan kondisi iklim.
Kehilangan energi ke sekitarnya dikurangi dengan menutupi rumah kaca dengan lapisan ganda lembaran plastik dengan penghalang IR, dengan celah udara di antara lembaran atau dengan menggunakan layar termal atau selimut insulasi. Dari matahari terbenam ketika tidak ada lagi akumulasi panas, tabung air dan tanah melepaskan energi panas ke volume rumah kaca.
Aplikasi praktis serupa dari prinsip-prinsip ini digunakan di tempat lain di dunia. Di bagian Cina energi matahari disimpan di dinding tebal yang terbuat dari lumpur atau batu bata tanah liat. Di Israel kami telah menerapkan prinsip-prinsip ini di terowongan untuk menumbuhkan kemangi. Kombinasi dari komponen-komponen ini memungkinkan kami menanam basil (tanaman musim panas) di musim dingin, sekaligus meningkatkan produksi, mencegah penyakit tanaman, dan meningkatkan kualitas sekaligus mengurangi biaya dan emisi gas rumah kaca.
Menggunakan tabung air horizontal bukanlah metode baru karena telah dicoba bertahun-tahun yang lalu. Meskipun tabung horizontal memiliki beberapa kontribusi untuk menghangatkan rumah kaca, mereka terletak di tempat terburuk di rumah kaca, tempat terdingin dan paling teduh, dan mereka terkena kerusakan mekanis. Solusi unik mengatur tabung air secara vertikal adalah solusi yang baik dan efektif untuk masalah tabung air horizontal. Mereka berdiri sendiri mereka tidak didukung oleh struktur rumah kaca. Mereka memiliki kerangka kaku yang terbuat dari selongsong lembaran logam, atau ditopang dengan menggunakan selongsong yang terbuat dari kawat logam.
Tabung vertikal terkena sinar matahari dan tidak menghalangi para pekerja di rumah kaca. Dimungkinkan untuk menyimpan volume air yang jauh lebih besar di rumah kaca untuk memungkinkan penyimpanan energi panas yang lebih besar. Memposisikan tabung vertikal dengan benar mengurangi masalah naungan di musim dingin dan cocok untuk rumah kaca multi-bentang dan orientasi utara-selatan di terowongan berjalan.
Orientasi walk-in tunnel memiliki pengaruh besar terhadap penyerapan energi matahari. Orientasi timur-barat memungkinkan lebih banyak sinar matahari masuk ke dalam rumah kaca. Di musim dingin, ketika matahari rendah, sinar matahari mengenai lapisan plastik terowongan berjalan yang berorientasi utara-selatan dalam sudut yang tajam. Akibatnya sebagian balok dipantulkan. Sinar matahari yang mengenai orientasi timur-barat hampir pada sudut yang tepat, yang menghasilkan lebih banyak cahaya yang masuk ke dalam terowongan, yang mengarah ke hasil yang lebih tinggi.
Pengetahuan ini memberi jalan bagi pengembangan dan pembangunan rumah kaca “Eden”. Rumah kaca “Eden” berorientasi timur – barat dan tabung vertikal terletak di sisi utara. Mereka membentuk "dinding air". Keunggulan lokasi ini adalah tidak adanya naungan pada tanaman dan tidak ada gangguan fisik terhadap pekerja. Jumlah air yang relatif besar dapat disimpan di walk in tunnel (8 m3 air dalam walk-in tunnel sepanjang 30 m). “Dinding air” menyerap energi matahari selama hari-hari yang relatif panas dan melepaskan panas pada malam hari, menciptakan suhu optimal untuk produksi tanaman.
Alasan penggunaan air dalam tabung adalah panas jenis air yang tinggi dibandingkan dengan bahan lain. Air tersedia dan tidak akan mencemari tanah jika tabung rusak. Gambar termal yang diambil pada malam hari menunjukkan panas yang tersimpan di dinding air dan pengaruhnya terhadap suhu tanaman. Hasil panen basil di musim dingin jauh lebih tinggi di terowongan yang dilengkapi dengan dinding air .
Sebagai kesimpulan, kami mengembangkan sistem emisi sederhana, berkelanjutan, tanpa polusi, tanpa emisi untuk menanam tanaman musim panas di musim dingin dengan menaikkan suhu hanya menggunakan energi matahari. Dimungkinkan untuk menanam tanaman basil di musim dingin di Israel dengan menggunakan: mulsa PE, tabung air, layar termal dan lapisan ganda bahan penutup PE. Hasil terbaik dicapai dengan menggunakan dinding tabung air PE hitam yang berdiri di sisi utara terowongan berorientasi timur-barat.
Orientasi terowongan dalam arah timur-barat memiliki keuntungan yang cukup besar dibandingkan terowongan berorientasi utara-selatan. Metode ini memungkinkan untuk menumbuhkan kemangi yang bebas dari penyakit musim dingin tanpa perlu penyemprotan fungisida kimia. Tergantung pada kondisi iklim ada kemungkinan hanya menggunakan beberapa metode yang disebutkan di atas untuk menghasilkan hasil tinggi dengan kualitas yang sangat baik.