november/december 2018
Orchideeën én zonnewarmte oogsten
Eerste energie-0-kast ter wereld
Ter Laak Orchids verduurzaamt teelt
In de glastuinbouw worden grote stappen gezet naar energieneutraal telen. Een van de koplopers is Ter Laak Orchids, waar kassenbouwer Technokas dit najaar de eerste energie-0-kas opleverde. Deze DaglichtKas oogst op actieve wijze zonneenergie, die in buffers wordt opgeslagen, om op koude dagen de kassen te verwarmen.
De DaglichtKas maakt gebruik van een uniek systeem dat zonne-energie opvangt, concentreert en inzet om water op te warmen. Fresnel-lenzen tussen het dubbele glas op het zuidelijke kasdek concentreren het directe zonlicht in dunne brandlijnen. Beweegbare collectoren, die bestaan uit zwartgeverfde buizen waar water doorheen stroomt, positioneren zich automatisch precies in de brandlijnen. Door het geconcentreerde zonlicht warmt het water in de buizen op van 20°C naar 50°C. Ter Laak gebruikt deze geoogste thermische energie voor honderd procent; niet alleen in de DaglichtKas, maar ook in de energetisch gekoppelde afdelingen van de andere kassen van Ter Laak Orchids in Wateringen.
Ander daglichtmanagement
Technokas-directeur Maurice Hartman is trots op de nieuwste creatie van zijn bedrijf. ‘De DaglichtKas is een technisch zeer vernieuwend systeem. Kwekers kunnen er tot vijftig procent energie mee besparen, ten opzichte van de meeste energiezuinige kassen van dit moment. Zonder dat de kwaliteit van de gewassen hieronder lijdt. Sterker nog, veel kamerplanten en andere schaduwminnende gewassen zullen juist in kwaliteit verbeteren door de daglichtregeling en het diffuus dubbelglas op het dek van de DaglichtKas. De naam DaglichtKas duidt op de speciale toetreding van het daglicht in de kas, dat heel anders is geregeld dan met de traditionele lichtschermen.’
Innovatief kasdek
De grote innovatie zit ’m namelijk in het kasdek, dat bestaat uit 4 x antireflectiecoating. Hierdoor dringt zoveel mogelijk licht op een diffuse wijze door in de kas. Het zonlicht dat de fresnellenzen opvangen, valt in brandlijnen op de collectoren. Het water dat in de collectoren wordt opgewarmd, stroomt vervolgens naar een dagbuffersysteem van 1.800 m3 of - als het systeem vol zit - naar een van de vier bodembronnen met elk een minimale capaciteit van 50 m3/h. Op koude dagen brengt een warmtepomp met een verwarmingscapaciteit van 1.900 kW de opgeslagen warmte de kas in. Voor het verwarmen van de kas met duurzame warmte heeft Ter Laak twee afgiftesystemen op lage temperaturen aangelegd in de teeltafdelingen. Het ene systeem bestaat uit in de kas geïntegreerde luchtbehandelingskasten voor Het Nieuwe Telen. Het tweede afgiftesysteem is een vergroot ‘ondernet’ dat uit een verwarmingsinstallatie van stalen buizen bestaat.
Overtollig zonlicht benutten
De unieke wijze van warmtewinning- en opslag komt voort uit het streven van Technokas om de energie uit overtollig daglicht om te zetten in nuttige vormen van energie. Hartman: ‘We constateren al langer dat een kas een enorme hoeveelheid zonlicht opvangt. Vaak te veel, want veel telers gebruiken schermen of krijtmiddelen om zon buiten te houden. Voor ons ligt de uitdaging in het zoeken naar technieken waarmee we het zonlicht kunnen converteren naar energie die de teler in de kas kan inzetten. Op die manier bespaar je energie met iets dat in beginsel ‘te veel’ is.” De praktijk moet uitwijzen hoeveel energie Ter Laak exact zal besparen met de nieuwe kas. Berekeningen van Technokas geven aan dat Ter Laak jaarlijks 7.500 MWh aan zonnewarmte kan oogsten met de speciale lenzen. De kas verbruikt daarnaast ook aanzienlijk minder gas. ‘Dit komt door de toepassing van isolatieglas in het dek en hoog-isolerende sandwichpanelen in de gevels, in combinatie met een actieve ontvochtigingsinstallatie op basis van buitenluchtaanzuiging’, geeft Hartman aan. De DaglichtKas verbruikt daardoor 25 procent minder gas per m2 per jaar in vergelijking met andere moderne kassen.’
Gasloos telen
Hartman: ‘De DaglichtKas oogst ongeveer twintig kuub aardgasequivalenten per m2 per jaar. Voor telers met een energiebehoefte die lager ligt dan deze twintig kuub aardgasequivalenten is het met de DaglichtKas dus mogelijk om gasloos te telen. Hartman laat weten dat Technokas de eerste aanvragen voor de bouw van een DaglichtKas zonder gasaansluiting al binnen heeft. ‘Telers houden uiteraard graag iets achter de hand zodat de kas ook bij een stroomstoring kan worden verwarmd, maar daar zijn ook gasloze alternatieven voor. Denk bijvoorbeeld aan een warmtekrachtkoppeling, via een ketel die op een accu werkt of een andere energiebron.’
In de kas geïntegreerde luchtbehandelingskasten zorgen voor lage temperatuurverwarming
Redelijke terugverdientijd
Bij (duurzame) investeringen is een van de eerste vragen van de ondernemer altijd in welk tijdsbestek de investeringen zichzelf terugverdienen. Rekenmodellen van Technokas wijzen uit dat de terugverdientijd van de investeringskosten van de DaglichtKas bij Ter Laak tussen de vijf en zeven jaar ligt. Dat wil overigens niet zeggen dat alle glastuinders die een DaglichtKas aanschaff en deze tussen de vijf en zeven jaar hebben terugverdiend. ‘De DaglichtKas voor Ter Laak is speciaal op maat gemaakt voor hun specifi eke teeltsituatie’, legt Hartman uit. ‘De kassen die wij bouwen zijn altijd aangepast aan de klant, omdat de omstandigheden sterk verschillen. Het rendement van de DaglichtKas hangt dan ook onder meer af van de gewassen die de teler kweekt en hoe warm het in de kas moet zijn om te zorgen voor het optimale groeiklimaat. Je kunt daarom niet een vaste terugverdientijd aan de kas plakken.’
Eduard ter Laak, oprichter van Ter Laak Orchids, noemt nog een aantal aspecten die invloed hebben op het rendement van de DaglichtKas. ‘Teelttechnisch is er voor ons ruimte om te leren nóg effi ciënter te telen in deze nieuwe kas door onze teeltstrategie verder te fi netunen. De techniek staat daarnaast ook niet stil. Nieuwe technologische ontwikkelingen kunnen er in de toekomst voor zorgen dat we nog meer energie kunnen besparen.’
Uitgebreid testtraject
Ter Laak ging bij de aanschaf van de DaglichtKas niet over een nacht ijs; de werking van de duurzame kas is voor de bouw en oplevering uitgebreid getest. In 2011 startte Technokas met het testen van het eerste prototype van de DaglichtKas, die een omvang had van 500 m2 en op het terrein van Wageningen UR stond. In 2014 bouwde Technokas een demotype van de DaglichtKas bij Ter Laak, die was afgeleid van het prototype. Deze demokas van 4.000 m2 gaf volgens Ter Laak een goed beeld van de mogelijkheden van de nieuwe soort kas. ‘De demoversie van de DaglichtKas paste goed in onze stekafdeling en gaf ons de gelegenheid om de werking van de kas uitgebreid te testen. Door de tests die wij in samenwerking met de Wageningen UR uitvoerden, kregen we een goed beeld van de besparingsmogelijkheden van de kas. Het geeft toch wat meer zekerheid. We waren direct enthousiast, maar als ondernemer wil je toch zo min mogelijk risico nemen. Met de demokas hebben wij op een relatief groot oppervlak veel ervaring opgedaan, met beperkte risico’s. Bij de oplevering van de DaglichtKas hebben we alle systemen in de kas geoptimaliseerd en een hybride belichtingssysteem met ledlampen geïnstalleerd.’
Doorontwikkeling
Gevraagd naar zijn eerste impressie van de DaglichtKas is Ter Laak positief: ‘De verwarmingssystemen zorgen voor een zeer stabiel klimaat en dat zorgt op zijn beurt weer voor goede teeltresultaten. Daarnaast is het natuurlijk een energiezuinige kas; tijdens de testperiode in de kas die we in 2014 bouwden, realiseerden we in een tijdsbestek van grofweg drie jaar een energiebesparing van 40 procent. De DaglichtKas heeft verder een robuuste bouw, waardoor de kans op beschadigingen kleiner is.’ Hartman is ook tevreden met de DaglichtKas die – samen met het unieke energieconcept - is ontworpen en uitgewerkt door zusterbedrijf Technokas Ingenieursbureau.
20 -‘De DaglichtKas oogst twintig kuub aardgasequivalenten per m2 per jaar.'
De directeur van Technokas geeft wel aan dat het concept van de DaglichtKas met de oplevering van de kas bij Ter Laak Orchids nog niet ‘af’ is. ‘Om de DaglichtKas op grote schaal te kunnen toepassen, blijven we het concept doorontwikkelen. Voor een grootschalige inzet zijn daarnaast duurzame regelingen ook een belangrijke voorwaarde, zoals de subsidie van programma Topsector Energie – Hernieuwbare Energie (zie kader).’
Overigens is de huidige toepassing van het energiewinnings- en opslagsysteem in de DaglichtKas niet de enige manier om energie te oogsten. Hartman: ‘We zetten nu zonlicht om in thermische energie, maar we hebben ook elektrische energie geoogst. Omdat je werkt met geconcentreerde brandlijnen heb je daar speciale, op maat gemaakte zonnecellen voor nodig. Voor de kas is het oogsten van warmte een uitgebalanceerd systeem, maar voor andere doeleinden kun je onderzoeken hoe je elektrische energie kunt opwekken met aangepaste zonnecellen. Doordat de speciale zonnepanelen hiervoor op maat gemaakt moeten worden, is dit momenteel prijstechnisch nog een uitdaging.
Tekst: Leo Hoekstra
Fotografie: Industrie
Subsidie
De door Technokas berekende terugverdientijd voor de investeringskosten van Ter Laak houden rekening met de financiële ondersteuning die Ter Laak kreeg voor de investering in het innovatieve concept ‘Energie-0-Kas 2020’. De subsidie die het teeltbedrijf ontving is afkomstig uit het programma Topsector Energie – Hernieuwbare Energie (TSE-HE). Dit programma heeft als doel om duurzame energieopwekking in combinatie met seizoensopslag van thermische energie verder te ontwikkelen. Projecten die subsidie willen ontvangen vanuit dit programma moeten een combinatie omvatten van fundamenteel onderzoek, industrieel onderzoek, experimentele ontwikkeling en demonstratie. Het uiteindelijke doel van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland, die deze regeling namens de overheid uitvoert, is het vergroten van de Nederlandse concurrentiekracht, werkgelegenheid en welvaart. Het TSE-HE-project met de DaglichtKas en de bijbehorende energiesystemen had als doel om de potplanten- en snijbloementeelt duurzamer te maken. De samenstelling van systemen binnen de DaglichtKas heeft zoals beoogd inderdaad een ontwikkeling in gang gezet, die een belangrijke bijdrage zal leveren aan een goedkopere productie van energie binnen de glastuinbouw.