Gewächshauscomputer

Gewächshauscomputer dienen dazu, den Pflanzen im Gewächshaus optimale Wachstumsbedingungen zu schaffen. Dazu werden die wichtigsten Wachstumsfaktoren – je nach Ausrüstung und Kulturverfahren auch nur einige dieser Faktoren – durch Klimatisierung, Bewässerungsautomation und Steuerung der Düngung beeinflusst. Ziele sind dabei, durch den Computer möglichst viele Informationen miteinander zu vernetzen, die Ressourcen wirtschaftlich einzusetzen, teure Kulturfehler zu vermeiden und die Anlage kontinuierlich zu überwachen sowie Personen vor Unfällen zu schützen.

Klimacomputer

Klimacomputer im Gewächshaus werden mit einer Wetterstation im Außenbereich sowie Sensoren im Gewächshaus zur Erfassung der aktuellen Klimawerte verbunden. Grenzwertverletzungen und Anlagenstörungen werden überwacht und führen zu Alarm. Die Messwerte werden durch entsprechende Regelprogramme kontinuierlich ausgewertet. Durch Ansteuerung von Automatisierungseinrichtungen werden die Klimafaktoren optimiert.

Bewässerungscomputer

Bewässerungscomputer werten die Klimafaktoren aus, um den Bewässerungszeitpunkt und die Wassermenge zu optimieren. In Verbindung mit Anlagen zur Flüssigdüngung kann die Wasserqualität durch Messung der Leitfähigkeit und des pH-Wertes überwacht und optimiert werden.

Klimafaktoren im Gewächshaus

Wesentliche Klimafaktoren, die von Gewächshauscomputern überwacht und optimiert werden, sind:

die Einstrahlung – Pflanzen benötigen Licht in der richtigen Intensität und Dauer;
die Lufttemperatur – im Gewächshaus sind die Temperaturen nur durch Regelung vertretbar;
die Luftbewegung – Wind kann Pflanzen im Gewächshaus stark beschädigen;
die relative Luftfeuchte – bei zu hoher Luftfeuchte wächst die Infektionsgefahr durch Pilzbefall;
die CO₂-Konzentration der Luft – ist ein wichtiger Faktor für die Photosynthese;
die Bodenfeuchte, oder Substratfeuchte – muss für das Pflanzenwachstum optimiert sein;
Nährstoffe / Flüssigdüngung – können im Rahmen der Bewässerungsautomation mitgegeben werden;

Wetterstation

Folgende meteorologische Messgrößen werden ausgewertet:

Windgeschwindigkeit: Schalensternanemometer;
Windrichtung: Windrichtungsgeber;
Einstrahlung: Luxmeter oder Strahlungssensor für Lichtmessung und Dämmerungszeitpunkt;
Außentemperatur: zur Optimierung von Heizung und Lüftung und eventuell Kühlung;
Niederschlag: Regensensor zum Schließen der Lüftung und eventuell Schneeabtauung;
Außenluftfeuchte: besonders für Enthalpieauswahlprogramm / adiabatische Kühlung;

Sensoren im Gewächshaus

Im Gewächshaus werden Sensoren für folgende Messgrößen verwendet:

Lufttemperatur: Messung der Temperatur im Pflanzenbestand, etwa in Hausmitte;
Bodentemperatur: bei Bodenheizungen (Verhinderung von Überhitzung im Wurzelbereich);
Luftfeuchte: Messung der relativen Luftfeuchte im Pflanzenbestand;
Innenlichtstärke: zur Optimierung von Beleuchtungsanlagen;
CO₂-Konzentration: wichtig auch für Einhaltung von MAK-Werten für Personen;
Bodenfeuchte: Messung im Wurzelraum der Kultur und eventuell Kontrolle von Versickerung;
pH-Wert von Nährlösungen: wichtig bei Hydrokulturen und erdelosen Kulturverfahren;
Leitfähigkeit von Nährlösungen: zur Optimierung der Nährstoffgaben;

Automatisierungseinrichtungen

die Klimafaktoren werden durch Gewächshauscomputer mittels folgender Stellglieder beeinflusst:

Temperaturregelung

Heizungsregelung: Ansteuerung von Pumpen, Mischern, Heizkanonen, Lufterhitzern;
Lüftungsregelung: Ansteuerung von Lüftungsklappen, Ventilatoren;
Kühlung: Ansteuerung von Sprühdüsen (adiabatische Kühlung) oder Kühlmaschinen;

Einstrahlung

Schattiereinrichtungen: Vermeidung zu hoher Einstrahlung, Energieschirm im Nachtbetrieb;
Verdunklungsschirme: Steuerung der Tageslänge zur Blüteninduktion bei Zierpflanzen;
Belichtungsanlagen: Steuerung der Tageslänge und Ertragssteigerung, vorwiegend im Winter;

Luftfeuchte

Luftbefeuchtung / Sprühnebelanlagen: Verringerung des Sättigungsdefizites der Blätter;
Entfeuchtung durch Kühlen und Heizen: Verhinderung von Blattkrankheiten;

CO₂

CO₂-Begasungsanlagen: Optimierung des CO₂ Angebotes für die Pflanzen;
Erdgas-Heizkanonen: Koppelung von Heizung und CO₂ Angebot;

Bewässerung, Düngung

Bewässerungsautomation: Steuerung von Pumpen und Magnetventilen zur Bewässerung;
Düngedosieranlagen: Steuerung von Dosiersystemen, Pumpen, Magnetventilen;

Puffer-Management

Speicherung der Wärme eines Gaskessels, der tagsüber CO₂ für die Pflanzen produziert, um es in der Nacht zu verwenden
Verwendung von trägen Heizungssystemen (z. B. Holz- oder Kohlekessel) zur Abdeckung der Grundlast

Quellen

Christian von Zabeltitz: Gewächshäuser, Stuttgart 1986, ISBN 3-8001-5130-8
Hans-Jürgen Tantau: Heizungsanlagen im Gartenbau, Stuttgart 1983, ISBN 3-8001-5123-5
Harmen Storck: Taschenbuch des Gartenbaues, Stuttgart 1983, ISBN 3-8001-4112-4