Search

One of the dynamic control strategies implemented in the last years for energy saving in greenhouses is the control made according to the total temperature. This method is based on the principle that a certain sum of temperatures (rather than a constant temperature) is sufficient to reach a certain production target. Lowering the temperature at night provides significant heat energy savings. For this reason, reducing the temperature to the lower critical limit at night hours and compensating for the missing temperature in the daily total temperature by increasing the ventilation temperature during the day has been used in greenhouses for energy saving in recent years. In this study, the long year climate values of Antalya, where greenhouse cultivation is wide spread, and Afyonkarahisar, where geothermal greenhouse cultivation has become wide spread in recent years, was used to determine the heat savings achieved in the temperature control performed according to the constant temperature (static strategy) and the sum of one-day temperature (dynamic strategy). As a result of the calculations made depending on the desired night temperature in these greenhouses, it was determined that up to 30% energy savings can be achieved in Antalya conditions with mild climate, and 9% in Afyonkarahisar conditions where the continental climate prevails., Seralarda enerji tasarrufu amacıyla son yıllarda uygulanan dinamik kontrol stratejilerinden bir tanesi, sıcaklık toplamına göre yapılan denetimidir. Bu yöntem, belirli bir üretim hedefine ulaşmak için sabit gece/gündüz sıcaklığı yerine belirli bir sıcaklık toplamının yeterli olduğu esasına dayanır. Serada gece saatlerinde sıcaklığın düşürülmesi önemli derecede ısı enerjisi tasarrufu sağlar. Belirtilen nedenle gece saatlerinde sıcaklığın alt kritik sınıra çekilmesi ve günlük toplam sıcaklıkta eksik kalan sıcaklığın gündüz saatlerinde havalandırma ayar sıcaklığının yükseltilerek telafi edilmesi, son yıllarda enerji tasarrufu amacıyla seralarda kullanılmaya başlanmıştır. Yapılan çalışmada seracılığın yaygın olarak yapıldığı Antalya ve son yıllarda jeotermal seracılığın yaygınlaştığı Afyonkarahisar illerinin uzun yıllık iklim değerleri kullanılarak, sabit sıcaklık (statik strateji) ve bir günlük sıcaklık toplamına göre (dinamik strateji) yapılan sıcaklık denetiminde sağlanan ısı tasarrufu belirlenmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda ılıman iklime sahip Antalya koşullarında dinamik kontrol ile statik kontrol stratejisine göre serada istenen gece sıcaklığına bağlı olarak en fazla %30 ve karasal iklimin hakim olduğu Afyonkarahisar koşullarında %9 enerji tasarrufunun sağlanabileceği belirlenmiştir.

Heat requirements in greenhouses are calculated considering greenhouse type, the climate of the region and temperatures desirable for plant growth. Calculations made according to daily average temperature values lead to misleading results during periods when temperatures are high and under conditions when greenhouse temperature is kept low. For this reason, determining heat requirements according to hourly values provides more accurate results. Calculations of heat requirements in greenhouses are based on the difference between the desired temperature in the greenhouse and the outside temperature. However, in unheated greenhouses and those that are not ventilated until a specific temperature, actual temperature values are higher than outside temperatures. For this reason, heat requirement calculations should be made according to hourly climate values taking into account actual temperature in the greenhouse and temperature rise resulting from greenhouse specifications. This study aims to compare the amounts of fuel consumed under real conditions with fuel consumption calculated with conventional methods using inside and outside temperature difference and considering the above mentioned inconveniences. Daily fuel consumption calculated theoretically differs from actual consumption values. However, in comparisons based on fuel amounts consumed on an annual basis, best results were obtained when temperature rise in the greenhouse was taken into consideration. In the event that temperature rise is taken into consideration, a 3% difference is observed between calculated fuel consumption and actual fuel consumption.

Akdeniz iklim kuşağında yılın belli dönemlerinde günlük ortalama sıcaklık değerleri 12°C'un altına düşmektedir. Bu koşullarda seralardan beklenen kaliteli yüksek verimin elde edilebilmesi seraların ısıtılması gereklidir. Seralarda ısıtma giderleri bölge iklimine, sera büyüklüğüne, tipine, donanımına ve serada üretilen bitki çeşidine bağlı olarak işletme giderlerinin %20-60'ı arasında değişim göstermektedir. Seralarda ısı gereksinimi DIN 4701 standartlarında belirlenen esaslara göre hesaplanmaktadır. Ancak serada ortaya çıkan gerçek sıcaklık, hesaplamalarda göz önüne alınan dış sıcaklık değerlerinden daha yüksektir. Belirtilen nedenle seralarda ısı gereksinimi, seranın havalandırma sıcaklığı ve ısı depolama özelliğine bağlı olarak ortaya çıkan sıcaklık yükselmeleri göz önüne alınarak hesaplanmalıdır. Yapılan bu çalışmada Akdeniz bölgesindeki Antalya ilinin iklim değerleri esas alınarak ısı enerjisi gereksinimi belirlenmiştir. Hesaplamalarda seralardaki farklı donanımlar esas alınmış ve tasarruf edilebilecek enerji değerleri belirlenmiştir Yapılan hesaplamalar sonucunda, serada sıcaklık yükselmeleri göz önüne alınarak hesaplanan ısı enerjisi gereksinimi ile dış sıcaklığa göre yapılan hesaplamalar arasında yılın aylarına bağlı olarak %12-29 farklılık elde edilmiştir. In Mediterranean climate region, during certain times of the year the daily average temperature decreases under 12°C. In such conditions, greenhouse heating is essential to be able to get the high quality yield that is expected from greenhouses. The cost of heating varies from 20% to 60% of the total costs depending on the climate of the region, size, type and hardware of the greenhouse and type of plant grown in the greenhouse. The heat requirement in greenhouses is calculated based on the rudiments defined by DIN 4701 standards. However, the real temperature in greenhouses is higher than the outside temperatures used in calculations. For this reason, the heat requirement in greenhouses should be calculated by taking temperature increases that are caused by ventilation temperature and heat storage capability into consideration. In this study, the heat energy need of Antalya which is located in Mediterranean region is assessed according to its climate conditions. In the calculations, the different hardware structures are considered and the level of energy that can be saved is calculated. As a result of the calculations, depending on the month of the year, 12% to 29% difference is observed between energy requirement calculations based on the indoor temperature increases and energy requirement calculations based on outside temperature values.

Kablosuz sensör ağı uygulamaları ile Nesnelerin İnterneti (Internet of Things) olarak adlandırılan makineler arası iletişim (M2M), düşük veri aktarım hızı ve uygun maliyetle nesnelerden veri toplanmasına, analiz edilmesine ve karar destek sistemleri sayesinde de karmaşık sistemlerin kontrolünde karar vericilere yardımcı olmaktadır. Özellikle düşük gelirli kırsal alanlarda çevre yönetimi ve tarım politikalarının izlenmesini ve tarımsal üretimi geliştirmek için bu teknolojiler yeni olanaklar sunmaktadır. Bu çalışmada, düşük maliyetli, esnek ve ölçeklenebilir bir veri toplama ve analiz sistemi ile nesnelerin interneti uygulaması önerilmektedir. Bu amaçla açık kaynak donanım mikro işlemci kartları ile sensörlerden IEEE 802.15.4 Zigbee kablosuz iletişim protokolü ile alınan veriler sera bilgisayarı veri tabanında depolanmıştır. Sera bilgisayarı üzerinde PHP programlama diliyle geliştirilen yazılım ile veriler analiz edilebilmektedir. Sera bilgisayarından verilerin anlık olarak izlenmesi aynı zamanda uyarı kuralları ve işlem tanımları yapılabilmektedir. Sistem, sera koşullarında test edilmiştir. Veri aktarımı ve işlenmesi ile sensör ölçümleri gibi işlemleri istikrarlı olarak yaptığı gözlenmiştir. Önerilen sistem, modüler yapısı sayesinde ve özellikle küçük işletmeler için, iç ortam iklim verilerinin izlenmesi, havalandırma, sulama ve ısıtma sistemlerinin kontrol edilmesi amacıyla faydalı olabilir. Kablosuz sensör ağı uygulamaları ile Nesnelerin İnterneti (Internet of Things) olarak adlandırılan makineler arası iletişim (M2M), düşük veri aktarım hızı ve uygun maliyetle nesnelerden veri toplanmasına, analiz edilmesine ve karar destek sistemleri sayesinde de karmaşık sistemlerin kontrolünde karar vericilere yardımcı olmaktadır. Özellikle düşük gelirli kırsal alanlarda çevre yönetimi ve tarım politikalarının izlenmesini ve tarımsal üretimi geliştirmek için bu teknolojiler yeni olanaklar sunmaktadır. Bu çalışmada, düşük maliyetli, esnek ve ölçeklenebilir bir veri toplama ve analiz sistemi ile nesnelerin interneti uygulaması önerilmektedir. Bu amaçla açık kaynak donanım mikro işlemci kartları ile sensörlerden IEEE 802.15.4 Zigbee kablosuz iletişim protokolü ile alınan veriler sera bilgisayarı veri tabanında depolanmıştır. Sera bilgisayarı üzerinde PHP programlama diliyle geliştirilen yazılım ile veriler analiz edilebilmektedir. Sera bilgisayarından verilerin anlık olarak izlenmesi aynı zamanda uyarı kuralları ve işlem tanımları yapılabilmektedir. Sistem, sera koşullarında test edilmiştir. Veri aktarımı ve işlenmesi ile sensör ölçümleri gibi işlemleri istikrarlı olarak yaptığı gözlenmiştir. Önerilen sistem, modüler yapısı sayesinde ve özellikle küçük işletmeler için, iç ortam iklim verilerinin izlenmesi, havalandırma, sulama ve ısıtma sistemlerinin kontrol edilmesi amacıyla faydalı olabilir.

Akdeniz iklimine sahip ülkelerde yaz aylarında ortaya çıkan yüksek sıcaklık ve buhar basıncı açığı, seralarda üretilen ürünlerin kalite ve miktarının düşmesine neden olmaktadır. Bu dönemde bitki stresini azaltmak ve pazara kaliteli ürün sunabilmek için seraların serinletilmesi gerekmektedir. Sera içerisindeki yüksek sıcaklıkları azaltmak amacıyla, doğal havalandırma ilk düşünülen yöntemdir. Doğal havalandırma; ilk yatırım ve işletme gideri diğer zorunlu (mekanik) yöntemlere göre daha ucuz ve daha kolay bir işletim göstermesine karşın, sıcaklıkların artmaya başladığı dönemlerde sera içerisindeki yüksek sıcaklıkların azaltılmasında yeterli olamamaktadır. Zorunlu havalandırma yönteminin avantajı, fanlar yardımıyla yapılan hava değişimde, hava değişim oranının doğal havalandırmaya göre kontrol edilebilir ve daha yüksek olmasıdır. Bu yöntemde de, sera içi yüksek sıcaklıkları düşürmede yaz aylarında yetersiz kalmaktadır. Diğer bir yöntemde seraya ulaşan radyasyonu azaltarak sera iç ortamındaki yüksek sıcaklıkları düşürmeye yardımcı olan gölgeleme yöntemidir. Bu yöntemde sera içerisindeki yüksek sıcaklıkların azaltılması bitki yetiştiriciliği için yeterli olmamakla birlikte, yanlış kullanımında bitkilerin güneş ışığından yararlanmasını azaltan bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Doğal havalandırma, zorunlu havalandırma ve gölgeleme yöntemlerinin yetersiz kaldığı bu dönemlerde sera iç ortamının serinletilmesinde kullanılan en etkili çözüm yollarından biri evaporatif (buharlaştırmalı) serinletme yöntemidir. Bu çalışmada, seralarda ortaya çıkan yüksek sıcaklıkların etkisinin azaltılması amacıyla kullanılan havalandırma (doğal ve zorunlu), gölgelendirme ve evaporatif serinletme yöntemleri ile bu yöntemlerin avantaj ve dezavantajları değerlendirilmiştir., Vapor pressure deficit and the high temperature emerged during the summer months in the countries withMediterranean climate, results in decrease of the quantity and the quality of the products produced in greenhouses. Duringthis period, to reduce the plant stress and in order to provide high quality products to the market, greenhouses are required tobe cooled. In order to reduce the temperatures in greenhouse, natural ventilation is the first method considered. Althoughnatural ventilation; is cheaper than the other forced methods in terms of the first investment and operating expenses, it is notenough to reduce the high temperatures in the greenhouse during the periods when the temperatures are starting to increase.The advantage of the forced ventilation method with fans is the higher amount of air exchange ratio and the ability to controlratio compared to natural ventilation. This method, too, is insufficient in the summer months to reduce the high temperaturesinside the greenhouse. Another method is the shading method; which helps to lower high temperatures in the inside thegreenhouse by reducing the radiation reaching the greenhouse. In this method, reduced temperature level inside thegreenhouse is insufficient for plant growth, and also improper use of this method causes reduced use of sunlight by plants.One of the most effective solutions for cooling the greenhouse during these periods when natural ventilation, forcedventilation and shading methods are inadequate is evaporative cooling. In this study, ventilation (natural and forced),shading and evaporative cooling methods, used to reduce the effect of high temperature that occurs in greenhouses, andadvantages and disadvantages of these methods have been evaluated.