Vortrag Schreier - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013

Seite 116. März 2013, Mannheim

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Lebensmittel und Energie

Integrierte Lebensmittel- und Energiesysteme


Kurzvorstellung

Franz Schreier:

… die EBF GmbH ist seit 1996 mit Energiemanagement für Industrie, GHD (Gewerbe, Handel und Dienstleistungen) am Markt

… seit September 2010 Schwerpunkt auf Integrierte Lebensmittel- und Energiesystemen (IFES)


Warum?Warum benötigen wir Integrierte Lebensmittel- und Energiesysteme?


… weil begrenzte Ressourcen die Welt zum Umdenken zwingen

Peak Oil:


Die Ölproduktion der nicht-OPEC-Staaten ist rückläufig!Graphik:


Die Energiepreise steigen unaufhaltsamÖlpreisentwicklung:

2004

2011

100 $/barrel

36 $/barrel

Ölpreis stieg jedes Jahr um etwa 20%!


Es sind drastische Auswirkungen auf die Gesellschaft zu erwarten!Bundeswehr:


Die Lebensmittelproduktion hängt dramatisch von Öl ab! Prozessschritte:

Bestellen des Feldes

Düngung

Bewässerung

Ernte

Trocknung

Verarbeitung

Lagerung

Verpackung

Logistik

No Oil

No Food!


Weiterhin zerstört der Klimawandel Agrarflächen und ErntenErderwärmung:


Der Wettbewerb zwischen Lebensmitteln und Energie verschärft diese Situation!!Lebensmittel oder Energie?


PeakOil und Klimawandel treiben die Lebensmittelpreise nach oben!!FAO Food Price Index:


Was?Was können wir machen?


Integrierte Lebensmittel- und Energie-systeme stellen eine Lösung darErste Ansätze (FAO):

IFES Typ 1:

Physikalische Koexistenz –Lebensmittel- und Energiepflanzen werdenauf der selben Fläche angebaut;

Geschlossene Kreislaufsysteme –Nebenprodukte und Reststoffe sind die Ressourcen der nachfolgendenProzessschritte;

Integrated Food and Energy Systems (IFES) sind Farm-Modell fürdie gleichzeitige Produktion von Lebensmitteln und Energie

IFES Typ 2:


Interessante Sachverhalte!

… zur Photosynthese:

Pflanzen benötigen nur 250 bis 350 W/m²

Die Sonne liefert uns 1.000 W/m²

Zu viel Licht mindert Pflanzenwachstum!


Ein neuer Ansatz erhöht die Lebensmittel-Produktion und die EnergieeffizienzKochrezept für IFES Typ 3:

Kontrollierte Wachstumsumgebung schaffen, um die Heiz-und Kühllasten sowie den Wasserbedarf zu minimieren;

Solarsystem zur Abschattung und Energieerzeugungeinsetzen;

Internes biologisches Kreislaufsystem (Aquaponics) einsetzen;

Hochtransparentes Eindeckungsmaterial einbauen;

Ausweitung der Photoperiode in nördlichen Breiten (SPL);


Zutaten:

PAR-Licht Folie

Gewächshauseindeckung

Sulphur Plasma Lampe

Multifunktionale Photovoltaik

Gewächshausstruktur


Eine kontrollierte Wachstumsumgebung er-fordert Raum mit geringen thermischen LastenChinesisches Lean-to-Greenhouse:


Aquaponisches Solar Gewächshaus

Querschnitt:

Aquaponik = Aquakultur + Hydroponik


Aquaponisches Solar GewächshausModell:


Gewächshauseindeckung:

PAR-Licht Folie






Fluorpolymere erfüllen höchsteAnforderungen im MembranbauETFE-Folien:


Multifunktionale Photovoltaik:

PAR-Licht Folie






Multi-Energie-Lamelle

Erster Entwurf, Vorderseite:


Aluminum (1 mm)

oder Glas (2 mm)

ETFE 150 µm

Thermoplast, 2 x 500 µm

26 PV-Zellen,

mono kristallin

Thermoplast klar

1 x 500 µm

1

2

3

4

5

Design:



14 Zellen, 5 ´´, monokristallin

seriell verschaltet, 32 Wp

Erster Prototyp des Laminats:



Erste Serien Laminate:



Serien-Produkt:



mitAbschattung

ohne Abschattung



PAR-Licht-Folie:

PAR-Licht Folie






Die PAR Licht Folie begünstigt das PflanzenwachstumSonnenspektrum:

Pflanzen nutzen hauptsächlich

blaues und rotes Licht für die Photosynthese,

Grünes Licht wird weniger genutzt!

Wie kann grünes Licht für die Photosynthese nutzbar gemacht werden?


Prototyp fluoreszierende Folie:

Erste Tests zeigen eindrucksvoll die Möglichkeiten des Wellenlängenshifts von Licht


ETFE PAR-Lichtvorhang:

An trüben Tagen kann ohne eine künstliche Lichtquelle PAR-Licht erzeugt werden


ETFE PAR-Licht-Wasserwand:

… und mit Wasser gefüllt werden gar die Heiz- und Kühllasten puffert


Messungen:

Der Wellenlängenshift funktioniert sehr gut!


Sulphur Plasma Lampe:

PAR-Licht Folie






Eine neue Lichtquelle für verbessertes PflanzenwachstumDie Sonne auf Erden:


Das Licht der Sulphur Plasma Lampe ist dem Sonnenspektrum sehr ähnlichwww.plasma-i.com

Lichtintensität

Wellenlänge


Keine andere Lichtquelle ist effizienter als die Sulphur Plasma Lampe www.plasma-i.com


Optimales Licht für den Gartenbau …

Wachtumsversuche, Holland:

50% mehr Gurken und 64% höheres Pflanzenwachstum


Gurken in nur einem Monat

Wachstumsversuche in Holland:

7. Februar 2010

6. Januar 2010


Realisiertes Pilotprojekt


Thermorollo geschlossen:

Aquaponic Solar Greenhouse


Thermorollo offen:



Aktueller Entwurf (Schnitt):



Aktueller Entwurf (Grundriss):



Erstes Projekt in Neuenburg am Rhein:


Baubeginn April 2013


Marketing Projekt in New York:


geplant für Sommer 2013


Vielen Dank für Ihre Zeit!

… die vielleicht erste Tomate mit einem negativen CO2-Footprint

(9. August 2011)

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