Блог пользователя Tео

Войти  
Подписка 0
  • записей
    5
  • комментария
    42
  • просмотра
    4 263

Установка уровня подачи СО2 в соответствии с потребностями растений.

Войти  
Подписка 0
Tео

693 просмотра

Весна уже проявляется в погожих днях и вентиляционные рамы в теплицах открываются все чаще. Это подходящий момент для обсуждения стратегии дозировки подачи СО2 в наступающем сезоне.

Каково правильное процентное соотношении в дозировке СО2 зависит от соотношения затрачиваемой энергии и СО2. Другими словами какова стоимость килограмма СО2 для Вашей компании.

Потребности растений

Для определения уровня СО2, необходимого для растения, необходимо обратиться в физиологии растений. Все больше растениеводов осознают, что усваивание СО2 растением зависит от количества устьиц на квадратный сантиметр листа, а также от величины их открытия (проводимости).

Устьица открываются под влиянием света. Концентрация СО2 и влажность воздуха также влияют на величину раскрытия устьиц. Эффективность подачи СО2 повышается при увеличении количества солнечного света. Таким образом при малом количестве солнечного света увеличение дозировки СО2 не имеет смысла. Опыты показывают, что увеличение ppm (миллионной доли) СО2 до 800-900 всегда дает увеличение урожая до 30 %.

В границе до 700 ppm при большом количестве света еще наблюдается рост выработки ассимилянтов (сахаров). Однако в границах от 700 до примерно 1000 ppm такой рост практически незаметен. На графике выработки ассимилянтов в этих пределах линия идет практически горизонтально, без подъема. Таким образом нет необходимости пытаться любыми средствами увеличить подачу СО2 до 1000 ppm. Рекомендуемые дневные границы: 500-700 ppm.

Устьица

Является ли высокая концентрация СО2, например 1000 ppm в зимний период вредной? Этот вопрос ставился после проведения испытаний с пониженной подачей СО2 в инновационном центре GreenQ.

У растений в отделении с пониженным содержанием СО2 было зафиксировано больше устьиц на кв. см. и их замеренная проходимость была выше. Эти различия были зафиксированы на основе замеров, проведенных в двух отделениях на протяжении всего сезона.

Многие растениеводы уже на основе этих различий сделали свои выводы. По их предположениям у растений будет заложено больше устьиц в зимний период при концентрации СО2 600 ppm, вместо обычных 1000 или желаемых 1500 ppm. Это не должно отразиться на весеннем урожае, основываясь на вышеизложенных объяснениях. В зимний период солнечное освещение не такое сильное, таким образом фотосинтез практически не увеличивается при увеличении концентрации СО2 выше 600 ppm. Тем не менее, большая польза от таких действий ожидается в начале весны. С началом весеннего периода, при открытии рам, а следовательно резким уменьшением концентрации СО2, растение с бóльшим количеством устьиц должно потреблять больше СО2 что может в дальнейшем привести к стрессу растения. Это может быть полезным в выращивании освещаемых растений томатов. Чаще всего такие растения испытывают сложности при переходе из зимнего в весенний период, при котором открываются фрамуги.

Кроме того важным аспектом становится качество используемого углекислорода. При возможном легком загрязнении подаваемого СО2, снижение концентрации вдвое в зимний период означает уменьшение риска возникновения проблем.

Распределение дозировки

Каким образом лучше распределить дозировку. Естественно, лучше распределить в течении всего дня, при этом во второй половине дня (с большим количеством света) возможна подача бóльшего количество килограммов в час (или более высокая ppm).

Рекомендуется обратить внимание на дневной или недельный бюджет. Другими словами: четкая схема количества и времени подачи СО2. Это возможно отследить при помощи счетчика чистого СО2 или более передовым расходомером (как при испытаниях в инновационном центре), а можно и очень просто по количеству куб. метров использованного природного газа и часов работы СО2 вентилятора. Конечно последний метод довольно приблизителен. Результаты расчетов в нем не абсолютно точные, например, по причине нахождения обычного воздуха в вентиляторе или по причине колебаний в подаче природного газа, но и такой расчет дает картину подачи в час на протяжении всего сезона.

Начало и окончание

Основное правило: начинать подачу СО2 утром через 2 часа после восхода солнца и заканчивать за 2 часа до захода. Накопленный опыт растениеводов показывает, что если утром сначала не подавать СО2, что на графическом отображении потребления выразится в "прогибе" линии потребления СО2, то это совсем не так уж плохо для растений. В результате таких действий устьица "принудительно открываются на полную мощность", тогда как при усиленной подаче СО2 в начале дня им практически нет необходимости открываться полностью.

При замерах ширины открытия на устьицах растений освещаемых томатов было отмечено, что они были открыты еще достаточно широко в течении длительного времени вечером (спустя часы после наступления темноты). Возможно, что это результат длительного (16 часов) периода освещения. Устьица в таком случае испытывают сложности с полноценным закрытием, такие же сложности могут быть и утром, при открытии устьиц, но такие замеры открытия устьиц в GreenQ не известны. Все же очень важно обеспечить хорошую дозировку во второй половине дня, так как растения в это время потребляют большое количество СО2.

Применение знаний

Вопрос подачи СО2 (сколько и когда) становится все более актуальным в сельском хозяйства. Это объяснимо: СО2 является/становится дорогостоящим сырьем. Выражение "бесполезен, но и не вредит" в таком случае опровергает само себя.

Рекомендуется в этом году определиться с затратами СО2 в кг на кв. метр из расчета в час. Это внесет ясность в Ваши действительные расходы. Многие растениеводы сознательно рассчитывают затраты СО2, особенно это актуально если в программу управляющего компьютера внесено 1000 ppm или выше и никто не вносит изменения.

перевод: Groenten en Fruit


Войти  
Подписка 0


14 комментариев


Спасибо, Тео, очень полезная информация.

Только вот что делать хозяйствам, которые сейчас, весной используют для подкормки СО2 отходяшие газы котельной?

Котел работает ночью и в утренние часы, а днем, зачастую, хватает уже солнечного тепла. Поэтому получается, что с утра до открытия форточек содержание СО2 превышает 1000 ppm, а к середтне дня снижается до примерно 300 ppm и на таком уровне остается до 17:00 - 18:00. Затем вновь включают котел и содержание СО2 опять возрастает.

Что в таких условиях лучше - дозировать поменьше СО2 или продолжать действовать по описанной схеме? В данном случае дополнительных зарат на приобретение СО2 нет, это побочный продукт обогрева теплицы.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Интересный вопрос, Марите.

Я спрошу.

(Извините за грамматические ошибки, здесь У меня нет переводчика))

С уважением/Met vriendelijke groeten

Тео Страатхоф

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Если у вас имеется ко-генератор работающий в ночное время или в паралнльном цикле с внешней сетью, то СО2 можно прозводить из его выхлопных газов и сжижать. Часть использовать для собственных нужд, а остальную часть продавать на рынке.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

АМР, складывается впечатление, что Вы либо наивный голландец, о России ничего не знающий, либо теоретик, который пару недель как чуток в тему окунулся. Вы то, о чем так уверенно толкуете уже делаете? Или так, мысли вслух?

Во второй теме вижу ваши сообщения про ко-генератор, Это устройство такое?

Поясните что именно Вы имеете ввиду под ко-генерацией и работой в параллель с внешней сетью.

При чем здесь одно с другим?

СО2 отбирать из выхлопных газов ГПУ можно далеко не у каждого производителя. Катерпиллер точно не подойдет.

Это раз. Стоимость ко-генерации, что есть в основном использование ГПУ (ГТУ) для выработки электроэнергии и использования тепла отходящих газов в общей тепловой сети, достаточно высока. Для решения вопроса снабжения теплиц СО2 в полном объеме эффективно использовать сжигание газа в котле в дневной период, когда есть потребность в СО2 и накоплении в этот период выделяемого тепла в баке-аккумуляторе. Стоимость этой системы на порядок меньше, нежели ГПУ и ГТУ с конденсорами, от которых СО2 чтобы отбирать еще нужны дополнительные установки. Газ в котле сгорает в спокойном режиме, а в ГПУ он взрывается в цилиндрах, поэтому примесей там куда больше.

Если спросите меня куда деть тепловую энергию из бака-аккумулятора в летний период, я то же спрошу: "а куда деть в летний период тепло от ГПУ?". Летних месяцев, в которые есть проблемы с избытком тепла в баке - 3. 9 месяцев в году энергия, запасаемая в баке - это резерв, аккумулированный запас тепла. И при кратно меньшей стоимости системы это эффективно. В южных регионах для работы ГПУ нужны помимо обвязки все с тем же баком-аккумулятором еще и градирни для сброса тепла в атмосферу. Иначе, ГПУ просто не смогут работать. Так что бак нужен будет в любом случае. Мало того, его объем должен быть выбран с учетом того, что 40-43% энергии от ГПУ будет получено в тепловой форме.

Либо напрашивается тригенерация, окупаемость которой в условиях современной России - более 10 лет. Так/нет?

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Dineco,

Вы абсолютно правы, говоря о необходимости о буфера-накопителя тепла, но они есть далеко не во всех хозяйствах и не все готовы их строить. А возможность отбирать СО2 от дымовых газов котельной осталась еще с советских времен.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Уже сделано и давно работает, но пока еще не в России. Про Нидерланды спасибо, это в 5 км от меня. Связаться можно по email.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

СО2 отбирать из выхлопных газов ГПУ можно далеко не у каждого производителя. Катерпиллер точно не подойдет

Катарпиллер, к стати, подходит лучше некоторых других моторов, т.к. имеет более высокую температуру выхл. газов.

А производство СО2 в ЮФО как раз и предназначено для повышения окупаемости ко-генерации.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
Газ в котле сгорает в спокойном режиме' date=' а в ГПУ он взрывается в цилиндрах, поэтому примесей там куда больше.

...

В южных регионах для работы ГПУ нужны помимо обвязки все с тем же баком-аккумулятором еще и градирни для сброса тепла в атмосферу. Иначе, ГПУ просто не смогут работать. Так что бак нужен будет в любом случае.[/quote']

Кто же Вам такое наплел что газ в цилиндрах ГПУ "взрывается"? Детонации (в просторечии "стука поршневых пальчиков") в газовых двигателях гораздо сложнее добиться чем в бензиновых - условное октановое число, а именно от него зависит детонационная стойкость топлива, газа значительно выше чем у бензина. Да и детонация горючей смеси в цилиндрах приводит к ускоренному износу двигателя.

Градирни сейчас очень редко применяются ввиду высокой стоимости эксплуатации из-за больших потерь воды на испарение и высокой стоимости водоподготовки - обходятся воздышными радиаторами с принудительным обдувом вентиляторами.

Вы хоть на одном современном танке (именно танке - мощности двигателей сравнимые) градирню видели? :)

Я бы постоил бы в дополнение к теплицам какой-нибудь сезонный пивной заводик - пиво товар в основном летний, тепла и холода (электроэнергии) для производства много требует. Установленная электрическая мощность типового советского завода на 2 млн дал пива в год - порядка 3 МВт, производительность котельной (пиковая) порядка 30 тонн пара в час при давлении 10 бар.

А в процессе брожения пиво много чистейшего углекислого газа выделяет :)

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Простите, не совсем в курсе технических вопросов.

А температура сгорания газа в котле и ГПУ разве тоже одинакова?

В ГПУ она (температура сгорания) вроде как в разы выше, плюс катализаторы имеются, плюс давление. А при темперетуре на порядок более высокой, и на пару порядков большем давлении да и при катализаторах в свою очередь - реакции химические с(между) газами воздуха гораздо более активно идут - "излишества, так сказать, нехорошие"(с) происходят.

Неспроста же диоксины и (или) угарный газ образуются в когенераторе, которые (диоксины) затем удаляются мочевиной/карбамидом.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

А температура сгорания газа в котле и ГПУ разве тоже одинакова?

...

Неспроста же диоксины и (или) угарный газ образуются в когенераторе' date=' которые (диоксины) затем удаляются мочевиной/карбамидом.

[/quote']

Откуда такая информация?

И что Вы подразумеваете под "температурой сгорания газа"?

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Неспроста же диоксины и (или) угарный газ образуются в когенераторе' date=' которые (диоксины) затем удаляются мочевиной/карбамидом.

[/quote']

В катализаторах (DeNOx), устанавливаемых после мотора, мочевину используют для снижения содержание оксидов азота NO и NO2.

Чем выше температура выхл. газа, тем меньше катализатор (в нем имеется платина).

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Да просто это ж элементарные/фундаментальные понятия - физика, химия, термодинамика,. Из знания их законов такие данные и "вылезают".

Чтобы КПД двигателя был наиболее высоким темпратура "расширяющегося тела" должна быть как можно выше (а лучше ВО МНОГО РАЗ выше) температуры "холодильника" - окружающей среды (я не помню сейчас терминов, помню суть). У газового котла такой задачи нет (перевести выделяющееся от сгорания газа тепло в работу) потому и нет задачи сжигать газ привысоких температурах/давлениях.

Под "температурой сгорания газа" я поразумеваю "температуру при которой сгорает газ (горючая смесь вернее) в данных/конкретных условиях".

А про то что в котлах априори меньше примесей возникает чес в генераторе Вы по идее и сами должны знать. Впрочем сейчас поищу - найду - выложу.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
А про то что в котлах априори меньше примесей возникает чес в генераторе Вы по идее и сами должны знать. Впрочем сейчас поищу - найду - выложу.

В ГПУ примесей естественно больше - из-за угара масла.

Вот только "больше" - это понятие качественное а не количественное.

Вы же тепличник и должны понимать что когда говорят о температуре - подразумевают какое-то стандартное место расположения термометра. Если с "температурой почвы/субстрата" - более менее понятно, то "температура воздуха" - понятие более неопределенное - ее можно мерить под коньком теплицы - там она самая высокая днем, на уровне листвы в проходе, внутри "куста", ближе к южной стенке, ближе к северной стенке теплицы - и везде она будет разная.

Также и понятие "температура сгорания".

В СССР была такая поговорка, не лишенная смысла, - "Пришел в институт - забудь чему учили в школе, пришел на производство - забудь что учил в институте" :)

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

температурой сгорания газа - мб он имел в виду температура при которой газ кондесируется?

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас