지열 및 수동 그린하우스 – 농업 탄소排出量 감소

지속 불가능한 풍부함

현대 생활의 큰 편안함 중 하나는 언제든지 슈퍼마켓에서 신선한 농산물을 직접 구할 수 있는 가능성입니다. 신선한 농산물은 슈퍼마켓에서 직접 기다리고 있습니다. 밖에서는 얼음과 눈으로 덮여 있을 수 있지만, 우리는 여전히 토마토, 상추, 신선한 과일의 풍부함을 찾을 수 있습니다.

그러나 이것은巨大한 탄소 排出量의 비용으로 제공됩니다. 이러한 제품은 대부분 다른 세계의 반대편에서 비행기로 운송되거나 천연 가스 또는 프로パン으로加熱되는 온실에서 생산됩니다.

한 가지 옵션은 이러한 럭셔리를 포기하는 것입니다. 이것은 우리의 조상들이 특히寒い 기후에서 했던 일입니다. 겨울에는 양파, 감자, 모도리, 치즈, 피클, 소금에 절인 고기 또는 연기를 낸 고기를 먹는 식단에 의존했습니다. 그러나 현실적으로 이것은 평균 소비자가 하려는 것이 아닙니다.

幸い, 지구와 태양의 에너지 사용을 더智能的に 하는 새로운 온실 설계가 겨울 식량 공급을 위해 화석 연료의 필요성을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

수동 온실

온실의 기본 설계는 태양의 열 에너지를 포착하고 저장하는 것입니다. 태양 광선을 허용하여 식물을 바람으로부터 보호하고 열을 유지함으로써 식물의 생산성을 높이고 성장 기간을 연장하여 더 따뜻한 온도를 제공합니다. 이것은 미국, 캐나다, 유럽의 많은 지역에서 토마토 또는 파프리카와 같은 “기본” 식량을 생산하는 데 필수적입니다.

태양 복사에 의한 온실 난방 – 출처: 하이드로포닉스 심플라이즈드

수동 온실은 이러한 기본 개념을さらに 발전시켜 가능한 모든 구성 요소의 효율성을 높입니다.

열 질량

첫 번째 아이디어는 시스템의 관성성을 증가시키는 것입니다. 온실 문화에 대한 가장 큰 위험은 약한 식물인 토마토를 죽일 수 있는 짧은 기간의霜입니다. 온실의 열 관성성을 증가시킴으로써 최대 및 최소 온도 피크를 감소시킬 수 있습니다.

이를 달성하는 한 가지 방법은 온실의 북쪽면을 플라스틱이나 유리ではなく 벽돌이나 돌로 만드는 것입니다. 고형 벽은 더 많은 열을 유지하고 낮에 직접 태양의 열을 흡수한 다음 밤에 온실 내부로 재방출하여霜이 발생하지 않도록 합니다.

이 설계는 중국에서 대규모로 배포되었으며現在 과학 문헌에서 연구되고 있습니다.

중국 수동 온실 – 출처: 리서치 게이트

벽의 효과를 더욱 높이기 위해, 외벽에 보온재, 종종 폴리스티렌을 적용하여 재방출된 열이 온실 내부에 유지되도록 합니다.

다른 설계에서는 북쪽 벽에 물통과 매우 강력한 열 싱크를 추가하여 더 큰 열 관성성을 얻을 수 있습니다. 식물 주변의 돌과 온실 중심의 콘크리트/돌 바닥도 도움이 될 수 있습니다.

손실 감소

온실을 밤에 더 따뜻하게 유지하는 또 다른 방법은 열 손실을 감소시키는 것입니다. 이를 위해 중국의 수동 온실은 밤마다 온실 위에 담요를 펼칩니다. 처음에는 수동으로 수행되었지만現在는 자동 시스템으로 더 자주 수행됩니다.

출처: 리서치 게이트

여전히 통풍과 관련하여 더 많은 진전이 필요할 수 있지만, 이 설계는 이미 화석 연료 없이 작동할 수 있으며 중국이 14억 인구를 먹여 살릴 수 있는 방법의 큰 부분을 나타냅니다.

출처: 리서치 게이트

지열 온실

지하 온도

수동 온실은 서양, 특히 미국이나 네덜란드에서 일반적인 화석 연료 난방 설계에 비해 급진적인 개선입니다. 그러나 가장寒い 기후에서 이것만으로는 충분하지 않을 수 있습니다. 특히 매우 흐린 겨울이나 눈이 내리는 겨울에는 일주일 동안 온실이 직접적인 햇빛을 받지 못할 수 있습니다.

지열 에너지는 이미 지하 열 펌프를 통해 집을 난방하는 데 사용됩니다. 아이디어는 일년 내내 일정한 온도를 유지하는 깊은 땅에 파이프 네트워크를 구입하는 것입니다. 그런 다음 열 펌프를 사용하여 그 열을 추출하여 집을 따뜻하게 유지합니다.

출처: 에너지.gov

지하 열 펌프가寒い 기후에서 공기 열 펌프보다 우수한 이유는 지하가 항상 동결점 위의 온도를 유지하기 때문입니다. 정확한 온도는 지역 및 지열 활동의 잠재력에 따라 다릅니다.

단순화된 지열 설계

온실의 경우 인간에게 편안한 온도로 열 에너지를 “축적”하는 열 펌프가 필요하지 않습니다.

밤에霜점 위로 몇 度 유지하는 것이 충분하며, 햇빛이 비추는 순간이 추가로 필요한 온도를 제공하여 식물 성장을 재개합니다. 이러한 간단한 사실에서 지열 온실의 개념이 등장했습니다.

아이디어는 일년 내내 따뜻한 상태를 유지하는 깊은 땅에 파이프를 묻는 것입니다. 온실의 공気が 파이프를 통해 순환하여 따뜻해지고 다시 온실 내부로 주입되어 공기를霜점 위로 유지합니다.

이 전략은寒い 겨울을 가진 미국의 네브라스카 주에서 시트러스, 무화과, 또는 포도와 같은 작물을 재배하기 위해 배포되었습니다.

단순함이 아름답다

이 설계의 장점은 매우 에너지 효율적이라는 것입니다. 공기 순환의 필요로 인해 완전히 수동적이지는 않지만 통풍 시스템은 매우 낮은 전력만을 필요로 합니다.

또한 비교적 낮은 기술 솔루션으로, 필요한 작업은一个人과 백호 또는굴삭기만으로 할 수 있으며 수십 년 동안 한 번만 필요합니다.

마지막으로, 지하의 안정적인 평균 온도는 같은 시스템을 사용하여 여름에 온실을 냉각시키는 데 사용할 수 있으며, 여름철 식물 생산성을 높이거나 물 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

기타 지열 난방

기본 지열 온실은 성장 기간을 연장하거나 북쪽 지역에서霜에 민감한 작물이나 나무를 가능하게 하는 좋은 솔루션입니다. 그러나一年 중 suốt 최적의 생산성을 달성하기 위해서는 더 강력한 지열 열원이 필요할 수 있습니다.

한 가지 옵션은 온천이나 다른 지역 지열 열원(60-150°C / 140-300°F)입니다.虽然 모든 곳에서 확장하기는 어렵지만, “록키 산맥 및 서부 해안 주에있는 수십 개의 온실 운영이 중온 지열 에너지로 난방됩니다.” 미국을 포함하여 일본, 캐나다, 칠레 및 화산 활동이 있는 다른 지역은 이러한 유형의 온실을 확장하기 위한 좋은 후보입니다.

또 다른 옵션은 지구의 지열 활동으로 항상 따뜻한 바위를 접촉하기 위해 충분히 깊은 지열鑽探입니다. 불행히도 이러한 깊은 우물은 현재 매우 비용이 많이 듭니다. 일부 회사들, 예를 들어 Eavor,가 전력 생성을 위해 이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있지만, 식량 생산을 위해 곧 배포될 가능성은 낮습니다.

결론

지열 온실은 아직 매우 새로운 개념이며 수동 온실의 개념과 결합하여 작동합니다. 수동 온실은現在 중국에서 대규모로 채택되면서 전 세계적으로 더 많이 사용되고 있습니다.

따라서 지열 온실이 식품 공급망을 더 지역화하고 탄소 배출량을 줄이기 위한 다음 단계가 될 가능성이 있습니다.

이 기사를 작성하는 시점에서, 우리는 수동 또는 지열 온실을 전문으로 하는 공개 회사 목록을 찾을 수 없었습니다. 이 기술의 “저기술” 측면은 이것을 “스타트업 친화적”으로 만들지 않았을 수 있으며, 개발할 수 있는 독점적인 지적 재산권이 거의 없기 때문입니다.

그러나 일부 키트는 다음의 사설 회사에서 제공됩니다:

• 세레스 그린하우스 솔루션(고수율 온실).
• 선캐처(太陽 수동 온실).
• 애티머스 그린하우스 시스템(지열 “기후 배터리”).

이것은 화석 연료 소비를 줄이고 더 탄력적인 경제를 구축하는 데 핵심입니다. 2022년 네덜란드 온실 생산에 영향을 미친 위기가 보여주었듯이, 이 나라는 24,000 에이커의 온실을 보유하고 있으며, 이는 106 페타줄의 에너지를 소비하여 유럽에서 생산되는 파프리카의 21%, 오이의 20%, 토마토의 17%를 제공합니다.

따라서 이것은 아직 개발되지 않은 새로운 녹색 부문이 될 수 있으며, 비용을 줄이고 효율성과 신뢰성을 높이기 위해 표준화된 시스템이 필요합니다.