Come raffreddare le serre per fragole in estate? Come possono i coltivatori ridurre i costi elettrici?

Temperature eccessivamente elevate nei fragoli serre durante l’estate possono influenzare la differenziazione dei boccioli fiorali, l’impollinazione, l’ingrossamento dei frutti e la qualità finale dei frutti. Per controllare la temperatura, molte serre utilizzano ventilatori, pannelli refrigeranti, sistemi a nebulizzazione o apparecchiature di raffreddamento.

Sebbene questi sistemi possano ridurre efficacemente la temperatura, un funzionamento prolungato aumenta anche il consumo di energia elettrica e i costi di produzione. Oltre a fare affidamento su apparecchiature di raffreddamento attive, è possibile scegliere, nella fase di costruzione della serra, pannelli in policarbonato o film per serre con adeguate proprietà ottiche e di isolamento termico. Questi materiali possono ridurre l’accumulo di calore causato dalla radiazione solare, rallentando così la velocità con cui la serra si riscalda e diminuendo il carico operativo sulle apparecchiature.

1. Perché la temperatura all’interno di una serra diventa facilmente troppo elevata?

Innanzitutto, dobbiamo sapere che, dopo essere entrata nella serra, una parte della radiazione solare viene assorbita dalle piante, dal terreno, dai canali di coltivazione e dalle attrezzature, trasformandosi in calore. Poiché il movimento dell’aria e la velocità di dispersione del calore all’interno della serra sono limitati, il calore continua ad accumularsi, provocando infine un aumento della temperatura interna.

Pertanto, le elevate temperature nella serra non sono causate soltanto dal clima caldo, ma anche dalla quantità di energia solare che la serra stessa consente di far entrare e dalla capacità di rimuovere tempestivamente il calore generato. Benché i materiali di copertura siano posizionati all’esterno della serra, essi determinano la quantità e il modo in cui la radiazione solare penetra all’interno, influenzando quindi anche la quantità di calore che gli impianti di raffreddamento successivi devono gestire.

2quali proprietà correlate al raffreddamento dovreste considerare nei materiali di copertura per serre?

Se il vostro obiettivo è ridurre la temperatura all’interno della serra e abbreviare il tempo di funzionamento di apparecchiature come ventilatori e pannelli refrigeranti, non dovreste concentrarvi esclusivamente sullo spessore, sul prezzo o sul nome del prodotto nella scelta di pannelli in policarbonato o di film per serre. Piuttosto, dovrete prestare particolare attenzione alle seguenti proprietà:

1. Trasmissione della luce solare;

2. Prestazioni di diffusione della luce;

3. Riflettanza solare;

4. Controllo della radiazione termica nella banda dell’infrarosso vicino;

5. Prestazioni di isolamento termico;

6. Compatibilità con i sistemi di ventilazione e di ombreggiatura esterna.

Una trasmissione della luce troppo elevata potrebbe consentire a una maggiore quantità di radiazione solare di entrare nella serra, mentre una trasmissione troppo bassa potrebbe compromettere la fotosintesi delle fragole. Pertanto, il materiale deve garantire un equilibrio ottimale tra controllo efficace della luce e della temperatura.

Le prestazioni di diffusione della luce possono disperdere parte della luce solare diretta e ridurre la concentrazione di luce intensa sulle superfici delle foglie e dei frutti. Le prestazioni riflettenti possono riflettere all'esterno della serra una parte della radiazione solare. Il controllo della radiazione infrarossa vicina mira principalmente alla radiazione solare più facilmente convertibile in calore.

3. In che modo i pannelli in policarbonato possono contribuire a ridurre il carico termico della serra?

I pannelli in policarbonato influenzano principalmente la temperatura della serra attraverso la loro struttura, la trasmissione della luce, le prestazioni di diffusione della luce e l'isolamento termico.

Se il tuo progetto si trova in una regione con estati calde e intensa radiazione solare, dovresti prestare particolare attenzione a:

1. Una trasmissione della luce adeguata alle condizioni luminose locali;

2. Prestazioni di diffusione della luce in grado di migliorare la distribuzione della luce solare diretta;

3. Controllo della radiazione termica infrarossa vicina;

4. L'isolamento termico fornito dalla struttura cava;

5. Compatibilità con i sistemi di ventilazione del tetto e di oscuramento esterno.

È importante notare che le differenze tra pannelli in policarbonato e film per serra non si manifestano necessariamente come effetti di raffreddamento estivi. Ad esempio, un test comparativo su serre coperte con pannelli in policarbonato e con film in polietilene doppio strato ha mostrato che, in condizioni di riscaldamento notturno, il consumo totale di energia termica della serra in policarbonato era circa il 27,89% inferiore rispetto a quella coperta con film in polietilene doppio strato. Ciò indica che il vantaggio di isolamento termico dei pannelli in policarbonato si riflette più probabilmente nella riduzione dello scambio termico e nel miglioramento della ritenzione del calore invernale. Non va interpretato direttamente come se i pannelli in policarbonato determinassero sempre temperature estive inferiori rispetto al film per serra.

4. In che modo il film per serra può contribuire a ridurre le temperature estive?

I film per serra possono variare notevolmente nella loro funzione, quindi non si dovrebbe concentrare l’attenzione esclusivamente sullo spessore e sul prezzo nella scelta del film. Se il vostro progetto mira al raffreddamento estivo e alla riduzione del consumo di energia elettrica, è necessario prestare particolare attenzione ai seguenti tipi di film.

1. Film diffusore di luce

Il film diffusore di luce può disperdere parte della luce solare diretta, consentendo una penetrazione più uniforme della luce nella chioma delle fragole.

In un test condotto in serra sono stati utilizzati film diffusori di luce con livelli di opacità (haze) pari rispettivamente a circa il 20% e al 29%. I risultati hanno dimostrato che tali film hanno migliorato la distribuzione verticale e orizzontale della luce all’interno della chioma colturale e ridotto la temperatura fogliare. Nel test è stato registrato, in alcuni punti di misurazione, un delta tra temperatura fogliare e temperatura dell’aria pari a circa 2,64 ° C, rispetto a circa 4,08 ° C sotto un’altra condizione di copertura. Ciò dimostra che il valore della pellicola per luce diffusa non si limita alla riduzione della temperatura dell’aria interna. Può anche contribuire a ridurre lo stress termico localizzato sulle superfici delle foglie e dei frutti.

2. Pellicola riflettente o schermante

La pellicola riflettente è adatta alle regioni con intensa insolazione e temperature estive significativamente elevate.

In un confronto in serra condotto in una regione arida, la pellicola riflettente ha ridotto la temperatura dell’aria interna di circa 3 ° C a mezzogiorno rispetto alla pellicola convenzionale in PE.

3. Pellicola bloccante le radiazioni nell’infrarosso vicino

Lo scopo principale della pellicola bloccante le radiazioni nell’infrarosso vicino non è semplicemente ridurre la luce visibile, bensì ridurre la quantità di radiazioni nell’infrarosso vicino — più facilmente convertite in calore — che entrano nella serra.

I risultati di uno studio in serra sulla pellicola di controllo dell’infrarosso vicino hanno mostrato che la pellicola in PE di controllo dell’infrarosso vicino ha ridotto la temperatura dell’aria nella serra fino a circa 2 ° C e ha offerto un controllo migliore del carico termico estivo rispetto al film di copertura convenzionale.

In un’altra simulazione del consumo energetico in serra, ipotizzando che il materiale di copertura potesse riflettere tutta la radiazione infrarossa vicina, la temperatura dell’aria nella serra a mezzogiorno in estate è diminuita di circa 2 ° C, mentre la richiesta di raffreddamento si è ridotta fino al 50%. Tuttavia, questo risultato è stato ottenuto in condizioni specifiche del modello. Le prestazioni reali sono comunque influenzate dalla struttura della serra, dalla ventilazione, dall’ombreggiamento e dalla chioma della coltura.

4. Film isolante termicamente

Il film isolante termicamente è utilizzato principalmente per ridurre le perdite di calore dalla serra durante la notte e può anche contribuire a mitigare le escursioni termiche tra giorno e notte.

È più adatto per progetti che devono bilanciare il trattenimento del calore invernale e i costi operativi estivi. Tuttavia, se la vostra principale preoccupazione riguarda le elevate temperature estive, non dovreste concentrarvi esclusivamente sulle prestazioni termoisolanti del film. Dovreste inoltre considerare la sua trasmissività alla luce solare, le sue prestazioni di diffusione luminosa e il controllo della radiazione infrarossa vicina.

5. In che modo i materiali di copertura possono contribuire a ridurre il consumo elettrico degli impianti?

I materiali di copertura possono ridurre parzialmente il carico termico alla fonte limitando la quantità di calore che penetra nella serra.

Il loro principio di funzionamento è il seguente:

Ridurre la quantità di radiazione solare in ingresso → ridurre l’accumulo di calore all’interno → rallentare la velocità con cui la serra si riscalda → abbassare la temperatura massima → ridurre il carico operativo degli impianti di raffreddamento.

I dati sopra indicati dimostrano che i materiali di copertura possono effettivamente influenzare il carico di raffreddamento. Tuttavia, ciò non deve essere interpretato nel senso che tutti i progetti otterranno gli stessi risultati. La superficie della serra, l’efficienza della ventilazione, la schermatura esterna, la temperatura esterna, la radiazione solare e la densità di impianto delle fragole influenzeranno tutti il risultato finale.

Per valutare con precisione l’effetto di risparmio energetico, si raccomanda di monitorare anche:

• Le temperature interne ed esterne della serra;
• La temperatura massima a mezzogiorno;
• L’intensità della radiazione solare;
• Il tempo di funzionamento dei ventilatori e dei pannelli di raffreddamento;
• La potenza degli apparecchi di raffreddamento;

6. Come scegliere i materiali di copertura in base al clima del progetto?

Nelle regioni con estati calde e intensa radiazione solare, è necessario privilegiare le prestazioni dei materiali di copertura in termini di diffusione della luce, riflessione e controllo della radiazione infrarossa vicina, utilizzandoli in abbinamento a sistemi di schermatura esterna e di ventilazione del tetto.

Per le regioni con insufficiente illuminazione che richiedono comunque il raffreddamento in estate, è opportuno evitare un’ombreggiatura eccessiva. Come priorità, si possono considerare materiali con una trasmissione efficace della luce relativamente elevata e buone prestazioni di diffusione della luce.

Per le serre per fragole operative durante tutto l’anno, occorre valutare sia il raffreddamento estivo sia il mantenimento del calore invernale. I pannelli in policarbonato a pareti multiple sono più adatti ai progetti che privilegiano la stabilità strutturale e il controllo degli scambi termici. Le pellicole funzionali multistrato sono invece più adatte ai progetti che necessitano di regolare le prestazioni del rivestimento in base alla stagione, di contenere l’investimento iniziale o di facilitare la successiva sostituzione.

Per gli operatori di serre dedicate alla coltivazione di fragole, i materiali di copertura influiscono non solo sui costi di costruzione, ma anche sul controllo successivo della temperatura, sul tempo di funzionamento degli impianti di raffreddamento e sulle spese elettriche a lungo termine. I materiali adeguati non possono sostituire completamente gli impianti di raffreddamento attivi, ma riducono il calore che penetra nella serra, rallentano la velocità con cui questa si riscalda e diminuiscono il carico di lavoro degli impianti, aiutandovi a realizzare una serra per fragole più efficiente dal punto di vista energetico e più stabile.

Sulla base delle condizioni climatiche delle diverse regioni, dei requisiti specifici per la coltivazione delle fragole e delle modalità operative della serra, FZY serra può valutare in modo completo come interagiscono tra loro i materiali di copertura, i sistemi di ventilazione, le schermature esterne e gli impianti di raffreddamento, fornendo soluzioni per serre più adatte a un funzionamento duraturo.