Odnawialne źródła energii są kompatybilne z rolnictwem wertykalnym. Wykorzystując moc słońca i wiatru, farmy wertykalne mogą znacznie zmniejszyć swoje uzależnienie od paliw kopalnych i obniżyć koszty energii.
Rolnictwo wertykalne to metoda rolnicza, która pozwala na uprawę roślin w kontrolowanym, zamkniętym środowisku. Oferuje wiele korzyści, takich jak całoroczna produkcja, zmniejszone zużycie wody i możliwość uprawiania różnych roślin na małej powierzchni. Bardziej zaawansowane farmy wertykalne zużywają dużo energii, ale już istnieją rozwiązania, które umożliwiają prowadzenie takiej produkcji roślinnej w zrównoważony, opłacalny sposób.
Używanie odnawialnych źródeł energii jest jednym z najlepszych sposobów na znaczne zmniejszenie kosztów zużycia energii. W zależności od miejsca uprawy i lokalnych przepisów można zdecydować się na zastosowanie różnych alternatywnych źródeł energii – od paneli słonecznych po energię wiatru.
Jednym z najprostszych sposobów na wykorzystanie OZE w uprawach wertykalnych jest zainstalowanie paneli słonecznych na dachu budynku lub farmy kontenerowej. Panele te mogą być wykorzystywane do generowania energii elektrycznej, wykorzystywanej do zasilania świateł, klimatyzacji i innych urządzeń potrzebnych do utrzymania wzrostu roślin.
Decydując się na to rozwiązanie należy wziąć pod uwagę lokalizację oraz ekspozycję budynku. Wiadomym jest, że moduły fotowoltaiczne są najbardziej efektywne w obszarach o wysokim nasłonecznieniu (np. na południu Europy), jednak również w Polsce są one opłacalne, co widać w szczególności po ilości inwestycji w ten obszar produkcji energii przez ostatnie lata. Budynek lub teren, na którym chcielibyśmy posadowić instalację fotowoltaiczną nie powinien być zacieniany.
Moduły PV łączone są zazwyczaj szeregowo. Należy pamiętać, że zacienienie jednego modułu może powodować niższy uzysk z całej instalacji.
Ogromną korzyścią z używania paneli słonecznych jest to, że mogą one pomóc w zmniejszeniu wpływu działalności rolnej na środowisko. Energia słoneczna jest czystym, odnawialnym źródłem energii, które nie wytwarza żadnych emisji. Może to znacznie pomóc w zmniejszeniu śladu węglowego i zmniejszaniu kosztów operacyjnych farmy wertykalnej.
Pompy ciepła to rodzaj technologii, która może być stosowana do energooszczędnego ogrzewania i chłodzenia budynków. Praca pompy ciepła polega na przekazywaniu energii z otoczenia (tzw. dolne źródło ciepła) do budynku, tak aby mogła ona efektywnie zasilać system grzewczy (tzw. górne źródło ciepła) zarówno do celów grzewczych jak i użytkowych Właśnie to czyni to rozwiązanie wysoce wydajnym i odnawialnym źródłem energii do stosowania zarówno w celach grzewczych, jak i chłodniczych. Pompę ciepła można zainstalować w systemie HVAC. W rolnictwie wertykalnym, gdzie kontrola temperatury i wilgotności jest niezbędna dla wzrostu roślin, pompy mogą być cennym dodatkiem do miksu energetycznego, który zasila farmę.
Przy podłączaniu pomp ciepła ważne jest, aby rozważyć wielkość uprawy i konkretne potrzeby ogrzewania i chłodzenia. Istotne jest, aby przeprowadzić szczegółowy audyt energetyczny w celu określenia najbardziej wydajnego i opłacalnego rozwiązania dla przeprowadzanych operacji. Dodatkowo, ważne jest, aby rozważyć potrzeby konserwacji i naprawy pomp ciepła, ponieważ regularna konserwacja ma wpływ na wysoką wydajność systemu.
Jedną z głównych korzyści wynikających z zastosowania pomp ciepła w rolnictwie wertykalnym jest ich wysoka efektywność energetyczna. Pompy ciepła mogą być do 300% bardziej wydajne niż tradycyjne systemy grzewcze. Oznacza to, że zużywają znacznie mniej energii do wytworzenia tej samej ilości ciepła.
Kolejną zaletą stosowania pomp ciepła jest to, że mogą zarówno ogrzewać jak i chłodzić. To czyni je wszechstronną opcją dla kontroli warunków w miejscu upraw i może pomóc poprawić atmosferę wytwarzaną dla zapewnienia optymalnego wzrostu roślin. Dodatkowo, pompy ciepła mogą być wykorzystywane do osuszania powietrza i kontrolowania poziomu wilgotności w gospodarstwie, co jest również niezbędne dla otrzymania zdrowych plonów.
Innym źródłem energii odnawialnej, które może być wykorzystane w rolnictwie wertykalnym jest energia wiatrowa. Instalując małe turbiny wiatrowe na dachu lub szczycie budynku, rolnicy mogą wykorzystać tę moc do generowania energii elektrycznej. Turbiny te mogą być podłączone do systemu baterii, które przechowują wytworzoną energię do wykorzystania w okresach słabego wiatru. Dodatkowo można je podłączyć do sieci, aby nadmiar energii zasilał system.
Podczas włączania energii wiatrowej również istotne jest wzięcie pod uwagę miejsca swojej uprawy. Prędkości wiatru mogą się znacznie różnić w zależności od lokalizacji. Na przykład, w Polsce, większość wiatrów wieje z kierunku zachodniego. Oznacza to, że podczas rozważania miejsca dla turbiny, w szczególności od tej strony nie powinno być żadnych przeszkód dla wiatru. Z uwagi na zawirowania wiatru, które powoduje odbijanie od budynków lepiej postawić wiatrak od strony zachodniej niż od wschodniej. Również czynniki takie jak wysoki las w odległości mniejszej niż 200m zmniejszają wydajność małej turbiny wiatrowej. Zaleca się więc aby wiatraki montować na terenach rolniczych, na obrzeżach małych miejscowości, w pobliżu dużych zbiorników wodnych, na dachach wieżowców – wyższe budynki na obszarach miejskich mogą zapewnić większy profil wiatru, aby wykorzystać energię wiatru.
Wykorzystanie energii wiatrowej może dostarczyć znaczną ilość energii elektrycznej do zasilania świateł, wentylatorów i innych urządzeń potrzebnych do utrzymania warunków w miejscu upraw. Wykorzystując turbiny wiatrowe do generowania energii elektrycznej, rolnicy mogą znacznie zmniejszyć swoje koszty energii. Dodatkowo, energia wiatrowa może być wykorzystana do zasilania innych systemów w obrębie farmy wertykalnej, takich jak nawadnianie i ogrzewanie.
Oprócz energii słonecznej i wiatrowej, growerzy wertykalni mogą również wykorzystywać inne odnawialne źródła energii, takie jak energia geotermalna, biomasa i energia wodna. Energia geotermalna może być wykorzystywana do ogrzewania i chłodzenia upraw, podczas gdy biomasa może generować energię elektryczną i ciepło w procesie fermentacji beztlenowej. Energia hydroelektryczna może być wykorzystywana do generowania energii elektrycznej poprzez zastosowanie małych generatorów hydroelektrycznych.
Podczas projektowania farmy wertykalnej w Hydropolis bardzo ważnym aspektem jest wykorzystanie OZE. Najbardziej energochłonnym elementem systemu są lampy – wykorzystujemy technologię LED a dla każdej farmy oświetlenie wyliczanie jest indywidualnie, alby mieć pewność, że każdy foton światła będzie odpowiednio wykorzystany. Panele słoneczne mogą być montowane zarówno na dachach budynków z uprawami, jak i kontenera uprawowego Plantainer. Z kolei za utrzymanie odpowiedniej atmosfery (temperatury i wilgotności) odpowiadają pompy ciepła. Instalacja fotowoltaiczna dobierana jest indywidualnie, w zależności od możliwości oraz zapotrzebowania. W ramach projektu przewidziane jest zarządzanie produkcją oraz konsumpcją energii przez farmę, tak aby zwiększyć auto konsumpcję i zagwarantować bezpieczeństwo systemu.
Oprócz wykorzystywania OZE, Hydropolis oferuje również inne rozwiązania mające na celu powtórne wykorzystanie zasobów. Technologia upraw wertykalnych wyposażona jest w zamknięty system dozowania pożywki oraz bazuje na nawadnianiu hydroponicznym. W tej metodzie woda wraz z pożywką dozowana jest roślinie bezpośrednio do korzenia, dzięki czemu roślina pobiera odpowiednią dla siebie ilość związków odżywczych. Ważnym aspektem systemu nawodnienia jest recyrkulacja pożywki. Proces ten to nic innego jak odzysk pożywki, która dzięki obiegowi zamkniętemu oraz systemu filtrów oraz lamp UV wraca z powrotem do zbiornika. Algorytmy uprawowe, opracowane przez Hydropolis, określają między innymi jakie pH, EC oraz proporcje składników odżywczych są najlepsze dla konkretnej rośliny – często jest to zależne od jej stadium wzrostu. Te „przepisy” wprowadza do życia system automatyki uprawowej. Dzięki zaawansowanym czujnikom i sterownikom autorskie oprogramowanie sterujące, Grow Wizard, jest w stanie sterować uprawą bez wsparcia człowieka. Dzięki zastosowaniu tego rozwiązania ogranicza się marnowanie nie tylko nawozów, ale również wody.
Dodatkowo odbija się to między innymi w wynikach badań, które prowadzone są na roślinach uprawianych naszą metodą. Rośliny te w swoim składzie mają stanowczo niższą zawartość azotanów niż standardowa sałata, dostępna w sklepach. Z kolei wyniki pokazują o wiele wyższą zawartość dobrych dla naszego zdrowia karotenoidów.
Jedną z kluczowych korzyści z wykorzystania energii odnawialnej w rolnictwie wertykalnym jest to, że może pomóc w zmniejszeniu wpływu operacji na środowisko. Poprzez zmniejszenie liczby wykorzystywanych paliw kopalnych, można znacznie zmniejszyć ślad węglowy swoich operacji. Dodatkowo, OZE w mniejszym stopniu przyczyniają się do zanieczyszczenia powietrza i wody, co jest głównym problemem w przypadku tradycyjnych metod rolniczych.
Kolejną korzyścią płynącą z wykorzystania energii odnawialnej w rolnictwie wertykalnym jest to, że może ona pomóc w obniżeniu ogólnych kosztów prowadzenia uprawy. Energia słoneczna i wiatrowa są stosunkowo tanimi źródłami energii, a po dokonaniu początkowej inwestycji, energia jest w zasadzie darmowa. Może to pomóc w uczynieniu wertykalnego rolnictwa bardziej opłacalnym finansowo, co jest szczególnie ważne dla rolników działających na małą skalę.
Podsumowując, odnawialne źródła energii są doskonałym wyborem do wykorzystania w uprawach wertykalnych. Wykorzystując moc słońca i wiatru, rolnicy mogą znacznie zmniejszyć swoją zależność od „brudnych” źródeł energii i obniżyć całkowite koszty operacji.
Z uprawami wertykalnymi kompatybilne są praktycznie wszystkie rodzaje OZE. Trzeba pamiętać, aby źródło energii odnawialnej dostosować do lokalizacji i warunków występujących w miejscu upraw. W zależności od klimatu, różne źródła energii mogą przynieść inne rezultaty.
Wraz ze wzrostem liczby ludności na świecie, zapotrzebowanie na zrównoważoną, wydajną produkcję żywności będzie tylko rosło, a rolnictwo wertykalne wraz z odnawialnymi źródłami energii będzie odgrywało ważną rolę w zaspokojeniu tych potrzeb.
