Hundratals nya småbönder kommer in i branschen varje år, var och en tjänar en unik gemenskap och löser unika problem. Många av dessa problem är relaterade till energi – bristen på den, behovet av mer hållbara källor, och behovet av mer energieffektiva odlingssystem.
Vissa bönder har valt att lösa dessa problem med solenergi. Forskare som Lindsey Schiller och Marc Plinke är där för att underblåsa dessa lösningar. De två publicerade nyligen en bok om att bygga och utrusta soldrivna växthus. Idag får vi en titt när de förklarar ett nyckelmått för uppvärmning.
En av de största utmaningarna som växthusbönder står inför är uppvärmning. Om du bor på en plats som faller utanför det idealiska temperaturintervallet för dina grödor, då har du förmodligen stått inför detta problem själv. Och alla som har börjat titta på att värma upp sitt växthus har stött på termen, "R-värde".
Ett växthuss R-värde är nyckeln till att mäta värmebehovet i ditt växthus och välja material som gör att du kan värma upp växthuset effektivt. Läs vidare för en förklaring av R-värden, värmeförlust, och glas (ljusgenomsläppande) material som balanserar de två.
*Denna text är ett utdrag ur boken, Solarväxthuset året runt av Lindsey Schiller och Marc Plinke. Kolla in boken här för mer information av hög kvalitet om att bygga solcellsväxthus.
Förstå R-värden:Hur mycket isolering räcker?
Det universella måttet för klassificering av isoleringsmaterial är R-värdet. Den mäter ett materials motstånd mot värmeledning, eller dess isolerande kvalitet. Ju högre R-värde, desto mer isolerande. R-värden dominerar all diskussion om isolering eftersom de är ett enkelt värde som kan tillämpas på vilket material som helst. Dock, vad som diskuteras mindre är att R-värden bara är en del av ekvationen som mäter den totala värmeförlusten genom en ytvägg, som kan definieras som:
Värmeförlust =(1/R-värde)(yta)(∆T)
R-värde =motstånd mot värmeöverföring hos ett material
∆T =skillnaden mellan inne- och utetemperaturer i grader F
Viktigt, förhållandet mellan R-värden och värmeförlust är inte linjärt, som visas i figuren nedan. Det faktumet har stora konsekvenser när man väljer en isoleringsstrategi. Vi säger "strategi" eftersom du naturligtvis har val om var och hur mycket du ska isolera. Diagrammet visar att värmeförlusten sjunker när du går från en R-1 till en R-2 men ändras relativt lite när du ökar från man R-20 till och R-21. Även om R-värdet i båda fallen ökar med 1, den första uppgraderingen kommer att ha en enorm inverkan på den totala värmeförlusten, den andra jämförelsevis liten.
Innebörden är att pengar spenderas mycket bättre på att lägga till lite isolering på ytor med lågt R-värde som glas, satsar snarare mycket på "superisolerade" väggar med mycket höga R-värden. På grund av detta icke-linjära samband, vi rekommenderar att se till att alla glasmaterial har ett anständigt R-värde (minst R-2).
För att ytterligare illustrera denna punkt, nästa graf jämför olika kombinationer av R-värden för glasytan (i både taket och på väggarna) och för den isolerade väggytan. Vi använder ett hypotetiskt växthus, och behåll andra variabler oförändrade, ändrar bara R-värdena för varje yta.
Det första scenariot representerar ett traditionellt oisolerat växthus med polyeten- eller englasglas (R-0,83) på alla sidor och taket. Det finns ingen isolerad väggyta.
Den andra antar att samma struktur har ett dubbelskikt av glas (R-2) på alla ytor.
Den tredje lägger till R-10-isolering på norra väggen, och några i öster och väster. Nu har växthuset vad vi skulle kalla ett 50% glas-till-isoleringsförhållande, ungefär halva området är isolerat med en R-10-vägg och den andra hälften med R-2-glas.
Därifrån, vi ändrar de två variablerna något, ändra den isolerade väggytan till R-40 (körning #4), eller byta bara glaset till R-3 (kör #5). Den sista representerar den mest effektiva strukturen, kombinerar en R-40-vägg med R-3-glas.
Förändringen i total värmeförlust visade återbetalningen av att uppgradera glasmaterial till ett anständigt R-värde. Att lägga till det andra lagret av glasning (som går från R-1 till R-2) minskar värmeförlusten med över 50 %. Att lägga till den isolerade väggen minskar den totala värmeförlusten med ytterligare 35 %. Därifrån, återbetalningen blir mindre okomplicerad. Att gå från en R-10 till en R-40 vägg skapar bara en värmebesparing på 10 %.
Huruvida denna investering är värd det beror på dina mål för växthuset, nuvarande kostnad för uppvärmning, kostnaden för isoleringsmaterialet, och ditt klimat. För att utvärdera effekten för ditt område, vi rekommenderar att du gör din egen snabba analys med hjälp av en värmeförlustkalkylator online, som "The Home Heat Loss Calculator" på builditsolar.com. Handberäkningar är också möjliga men de blir mindre relevanta med tanke på hur lätta och funktionella onlineräknare är.
Vi konkretiserar detta eftersom ett vanligt misstag vi ser är hängivenheten av massor av pengar och ansträngningar för att skapa superisolerade väggar (R-40 eller högre) samtidigt som de använder mycket dåliga glasmaterial. Motiveringen är vanligtvis "Jag behöver en tankeglasning för ljustransmission." Dock, Att lägga till ett andra lager glasering är vanligtvis bara en 10% minskning av ljuset. Med tanke på de enorma energibesparingarna från det extra lagret, enligt vår åsikt, de ökade temperaturerna och prestandan är värt det.
*Slutet på utdraget
När du väl förstår R-värdet, du kan börja jämföra olika växthusmaterial och isolering. Varje växthus kommer att ha unika behov. Till exempel, Bright Agrotechs växthus i Laramie använder ett dubbelskikt av polyeten i kombination med en panna för att kompensera för de kyliga vintrarna. 
Som Lindsey nämnde ovan, fördubbla dina glasrutor (växthusets ljusgenomsläppliga material – i vårt fall, polyetenskikten) har vanligtvis högre belöning i isolering än förluster i ljus. Odlare kan ofta balansera ljusförluster på andra sätt; till exempel, Bright Agrotechs växthus använde reflekterande ZipGrow Towers och beskärning av transportband för att utnyttja ljuset mer effektivt.
Bygga ett växthus?
Att bygga ett växthus behöver inte vara överväldigande. Med resurser som Solarväxthuset året runt och Upstart University, nya bönder kan starta sitt företag på rätt sätt.
Skaffa boken här.
Lindsey Schiller studerade konventionell växthusdesign och förvaltning vid University of Arizona's Controlled Environmental Agriculture Center innan han grävde djupt in i solcellsväxthusdesign.
Med medförfattaren Marc Plinke, hon grundade Ceres Greenhouse Solutions för att forska, design, och bygga energieffektiva året runt-växthus. Lindsey har designat, turnerade och hjälpte till att bygga hundratals energieffektiva växthus som spänner över små bostadsstrukturer till kommersiella anläggningar på tunnland.
