Necesidades energéticas del invernadero en periodos fríos. Juan Carlos López Hernández FUNDACION CAJAMAR

Transcripción

1 Necesidades energéticas del invernadero en periodos fríos Juan Carlos López Hernández FUNDACION CAJAMAR

2 Niveles inferiores a la temperatura mínima biológica provocan: Reducción del transporte y distribución de asimilados. Disminución de la absorción de agua y sales. Pérdida de fertilidad. Reducción del crecimiento. Tª media nocturna invernal (7-9ºC) < Tª óptima nocturna (15-20ºC) Productividad Calidad frutos Precios altos

3 Fotosí ntesis (gr CH2O/m2 min) Fotosí ntesis (gr CH2O/m2 min) La condición de clima óptimo varía según interdependencia entre las variables climáticas W/m2 500 W/m W/m W/m W/m W/m Temperatura (º C) W/m2 100 W/m Concentració n CO2 (ppm) (F. Rodríguez) Buscamos un óptimo económico!

4 Cálculo de las necesidades energéticas del invernadero para periodos fríos

5 ESPECIFICIDAD DEL INVERNADERO Cultivo Suelo Clima Sistema de control del clima Información (Sensores) Tº, HR, Radiación... Medios de control Decisiones de control (Agricultor, ordenador. )

6 Intercambios energéticos del invernadero Radiación: Suelo; Atmósfera; Vegetación; Cubierta; Estructura Convección: Cubierta-Aire exterior; Cubierta-Aire interior; Suelo-Aire interior; Renovación aire; Cultivo-Aire interior Conducción: Cubierta; Suelo Evaporación y condensación: en el suelo; en la cubierta ; transpiración;

7 aire exterior Rnpe Q ce Q F cubierta Rnpi Q ci aire interior Q rt Q ct Q L Rn d Q cd Rn s Q cs suelo Fc T ref Pared Aire interior Vegetación Suelo Rn pi Q cd Rn d Rn s Q ci Q ct Q cd Q cs Rn Q cs Q L F c Q pe ce Q Q ci F Q d Q s Q p Q a

8 PÉRDIDAS TOTALES= Pérdidas cubierta (q c ) + Pérdidas fugas (q i ) Q t = q c + q i q c = U*(T i -T e ) U: Coeficiente global de pérdidas de calor a través de la cubierta: convección, conducción y radiación (ASAE, 2000) Material de cubierta U (W m -2 pared ºC -1 ) Vidrio sencillo sellado 6,2 Vidrio sencillo baja emisividad 5,4 Vidrio doble sellado 3,7 Film plástico simple 6,2 PE doble 4,0 PE térmico doble 2,8 PC simple corrugado 6,2-6,8 PC rígido doble 3,2-3,6 PMMA rígido doble 3,2 Vidrio simple + Pantalla térmica (film plástico) 4,0 PE doble + Pantalla térmica (film plástico) 2,5

9 Q t = q c + q i Pérdidas por infiltración, qi (W): serán la suma de energía sensible y latente Tipo de construcción Tasa Infiltración (N) h-1 Nueva construcción: 0.75 Vieja construcción: 2.0

10 % pérdidas N (h -1 ) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 N = 0,29 V e + 0,76 R 2 = 0, V e (m s -1 ) Relación entre la tasa de infiltración y la velocidad de viento exterior de un invernadero tipo Parral. 50 La Tasa de infiltración está relacionada con el viento 25 Porcentaje de pérdidas por infiltración (H f ) con respecto a las pérdidas totales (H c,i +H f +C s ), en función de la velocidad del viento (V e ). 0 y = -1,5085x ,842x + 9,983 R 2 = 0, V e (m s -1 )

11 Qs (MJ m -2 suelo d -1 ) Qs (MJ m -2 suelo) y = 0,049662x 2-0,001005x + 1, R 2 = 0, Mes T min (ºC) Consumos mensuales de energía (Q s, MJ m -2 suelo) para diferentes temperaturas de consigna (T c, ºC) en un invernadero Parral en un año medio. Relación entre el consumo diario de energía de la calefacción (Q s ) y el gradiente térmico diario ( T min ) entre la temperatura de consigna y la temperatura mínima diaria exterior del aire.

12 Qs (MJ m -2 cubierta) Almería Holanda T c (ºC) Consumo acumulado de energía (Q s, MJ m -2 suelo) para un año medio y distintas temperaturas de consigna (T c, ºC). El Ejido, Almería y Holanda

13 Sistemas de ahorro energético

14 Material de cubierta Material de cubierta U (W m -2 pared ºC -1 ) Vidrio sencillo 6,0 Vidrio doble (9 mm de aire de separación) 4,2 PC doble (10mm de separación) 4,7 PC doble (16mm de separación 4,2 Film plástico (PE) 6,0 Doble film plástico (PE) 4,2 Doble film plástico térmico + Pantalla térmica 2,5 Vidrio simple + Pantalla térmica (PVC,EVA,PE) 4,7 Vidrio simple + Pantalla térmica (film aluminizado) 2,5

15 Pantallas térmicas (móviles): aluminizadas; plástico o míxtas Dobles cubiertas (fijas)

16 Doble plástico inflado Acolchado

17 (gm -2 ) Gasto acumulado de propano (kg m -2 ) (gm -2 ) (gm -2 ) Estrategias térmicas: según fenología del cultivo, Salto nocturno T ddt T PSHojas PSTallos PSFrutos Producción acumulada para un cultivo de tomate Total Comercial 1ª 2ª Destrío T8 23,4 a 22,3 a 21,7 a 0,6 b 1,1 a T12 22,5 a 21,4 a 21,2 a 0,2 c 1,1 a T16 22,6 a 21,7 a 21,3 a 0,4 bc 0,9 a T8-S 20,6 b 19,5 b 19,2 b 0,3 c 1,1 a T12-S 19,8 b 18,8 b 18,4 b 0,4 bc 1,0 a T16-S 17,9 c 16,7 c 15,7 c 1,0 a 1,2 a ddt T ddt PSHojas PSTallos PSFrutos PSHojas PSTallos PSFrutos Reparto de materia seca de un cultivo de tomate en tres tratamientos térmicos (8,º12º,16º) ddt Consumo de combustible T8 T12 T S Oct Nov Dic Ene Feb Mar Ab May Jun

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19 Necesidades energéticas anuales para diferentes temperaturas de consigna de invernadero en dos localidades (El Ejido, Níjar). Tª consigna (ºC) Necesidades energéticas anuales Q (KWh/m² año) El Ejido (S. Mª del Águila) Níjar (Campohermoso) 6 0,75 7,63 8 7,63 25, ,88 58, ,38 103, ,50 159, ,13 224,88

20 / m2 año Gasto anual en calefacción del invernadero para diferentes combustibles a distintas temperaturas de consigna durante un año en El Ejido 16,0 14,0 12,0 COMBUSTIBLE Precio ( /kg) Gasoil 1,04 Hueso de aceituna 0,16 Cáscara de almendra 0,14 Pellets de pino 0,22 10,0 8,0 6,0 4,0 Gasoil Aceituna Almendra Pellets pino 2,0 0, Tª consigna (ºC)

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23 Disponibilidad del año tipo

24 Gracias