Daylight Greenhouse e piante

© Technokas

I raggi solari sono indirizzati in fasce

Minore consumo energetico e migliore crescita delle piante: un'azienda olandese sta costruendo una nuova generazione di serre con un sistema ottico di lenti in PLEXIGLAS® molding compounds.

Le piante hanno bisogno di temperature e condizioni di illuminazione il più possibile uniformi per crescere bene. I gestori di serre commerciali devono quindi investire molto denaro per il riscaldamento, la climatizzazione e la protezione dal sole. L’azienda olandese Technokas ha sviluppato un’alternativa: la serra a luce naturale, che non solo consuma meno energia di una serra convenzionale, ma la produce anche. Inoltre, non è necessario un sistema di protezione solare aggiuntivo.

La nostra domanda iniziale era quindi: come possiamo sfruttare l'energia solare in eccesso che una serra assorbe e non consuma?

Hans van Tilborgh
uno dei tre managing directors di Technokas

“Normalmente, parte dell’energia di radiazione solare inutilizzata viene persa”, afferma Hans van Tilborgh, uno dei tre managing directors di Technokas. Technokas realizza progetti per la costruzione di serre, impianti di climatizzazione e locali commerciali nei Paesi Bassi da oltre 26 anni. Gli esperti lo sanno: non tutti i raggi solari che entrano in serra sono necessari alle piante per la loro crescita. “La nostra domanda iniziale era quindi: come possiamo sfruttare l’energia solare in eccesso che una serra assorbe e non consuma?”, dice van Tilborgh. La soluzione: una tettoia che concentri la luce diretta del sole e la converta in energia, pur consentendo una luce diffusa sufficiente per una buona crescita delle piante. È nata l’idea della serra a luce naturale.

Ottenere energia

Per più di dieci anni gli ingegneri di Technokas hanno sviluppato questa idea iniziale, fino a renderla pronta per la produzione in serie. Il fulcro di questa nuova generazione di serre è una speciale tettoia: si tratta di pannelli con doppia lastra isolante con lenti di Fresnel al loro interno. Queste concentrano la luce solare in un collettore che segue il corso del sole lungo due assi e converte la luce in energia termica. “Il concetto funziona solo quando i vari componenti interagiscono tra loro”, spiega van Tilborgh. “L’energia ottenuta può essere immagazzinata per il riscaldamento notturno o per l’inverno”.

Abbiamo optato per PLEXIGLAS® perché ha un'elevata trasmissione luminosa ed un ottimo mantenimento nel tempo delle performance rispetto ad altre materie plastiche.

Hans van Tilborgh
uno dei tre managing directors di Technokas

Sfida tecnica

Oltre allo sviluppo del collettore solare mobile, anche la costruzione del sistema ottico di lenti è stata una vera sfida tecnica, ricorda van Tilborgh: “Il materiale per le lenti doveva essere in grado di focalizzare la luce e allo stesso tempo permettere il passaggio di quanta più luce diffusa possibile per la crescita delle piante”. Dopo diverse prove con materiali diversi, la scelta è caduta sulle lenti in PLEXIGLAS® Solar, che gli specialisti della Pekago Covering Technology producono per stampaggio ad iniezione. “Abbiamo optato per PLEXIGLAS® perché ha un’elevata trasmissione luminosa ed un ottimo mantenimento nel tempo delle performance rispetto ad altre materie plastiche”, spiega van Tilborgh.

Gli speciali granuli di PLEXIGLAS® Solar sono stati modificati in modo che il materiale trasmetta determinate lunghezze d’onda di luce di cui le piante hanno bisogno per la loro crescita, ma che siano anche più stabili ai raggi UV. “I valori di trasmissione della luce rimarranno quindi invariati per decenni”, afferma Peter Battenhausen, Senior Business Manager di Röhm. “Inoltre, PLEXIGLAS® è in grado di riprodurre le superfici in maniera molto accurata, altrimenti non sarebbe stato possibile ottenere una struttura prismatica cosi precisa, di soli 1,25 mm.”

Ora risparmiamo il 40% dei costi di riscaldamento e circa la metà dell'energia di cui abbiamo ancora bisogno viene prodotta dalla serra stessa.

Richard ter Laak
direttore di Ter Laak Orchids

Collaudato nella pratica

Nel 2014 è stata completata nei Paesi Bassi la prima serra a luce naturale, che misura 4.000 metri quadrati. E ha convinto il gestore Ter Laak Orchidee a tal punto che, nell’estate del 2018, ne ha messa in funzione un’altra, dieci volte più grande. “Ora risparmiamo il 40% dei costi di riscaldamento e circa la metà dell’energia di cui abbiamo ancora bisogno viene prodotta dalla serra stessa”, afferma il direttore di Ter Laak Orchids, Richard ter Laak. “Abbiamo anche un clima più uniforme all’interno della serra, il che significa che perdiamo meno piante a causa di malattie e funghi”. Nei mesi invernali, fino al 40% in più di luce solare raggiunge le piante perché non è necessaria alcuna protezione dal sole aggiuntiva. Il tetto fornisce invece una luce diffusa permanente. “Questo è l’ideale per le nostre orchidee”, afferma Ter Laak.

Oltre che per le orchidee, le serre a luce naturale sono adatte per tutte le altre piante che amano l’ombra. “Questo vale, ad esempio, per molte piante in vaso. Le verdure come i pomodori o i cetrioli, invece, hanno bisogno di più luce solare possibile”, dichiara il costruttore di serre van Tilborgh. Le serre a luce naturale potrebbero essere utilizzate in tutto il mondo, “ma mostrano i loro vantaggi soprattutto nelle regioni dove si hanno temperature notturne piuttosto basse”. Nelle regioni calde, tuttavia, l’energia ottenuta può essere utilizzata, al contrario, per il raffreddamento. Una nuova generazione di serre per molte applicazioni, resa possibile con PLEXIGLAS® molding compounds.