Az aquapónia III.
Konkrét megvalósulások
2013/5. lapszám | Berta Katalin | 12 862 |
Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az „egységesített” növénytermesztés és haltenyésztés technológiáját bemutató sorozatunk harmadik részében két megvalósult magyarországi projektet mutatunk be.
A debreceni rendszer
Felépítés
A debreceni rendszer 2011 tavaszán épült, főként újrahasznosított anyagokból. A ház kialakítása és geometriája az előző cikkben leírtak alapján történt.
Tájolása szinte tökéletesen déli, alapterülete 22 m². Alapja szigetelő habbal és párazáró réteggel ellátott téglafal, amely a földbe van süllyesztve. Váza újrafelhasznált fa, az északi falat párazáró hőtükör, OSB lap, üveggyapot, illetve időjárásálló borítás alkotja. A hőtükörnek nemcsak szigetelés funkciója van, hanem a beérkező fényt is megszórja a növények számára, amelyek így nem hajolnak el a déli fal felé, ahonnan a napsugárzást kapják. A déli fal levegőkamrás polikarbonát lemezből készült. Szellőzésre a nyugati oldalon lévő ablak szolgál, a keleti oldalon található a bejárat.
A debreceni üvegház belülről.
Az aquapónia növényei rendkívül változatosak, 9 db használt IBC tartályból készült tálcában helyezkednek el, termesztőközegük félig zúzalék, félig aprókavics. A tizedik tartály a halaké, főként szivárványos pisztrángoknak, tilápiáknak és afrikai harcsáknak ad helyet, de süllő, kárász és sügér is megfordult már a rendszerben. Összesen 2,7 m³ rendszervizet mozgat a mára már csak 30 W teljesítményű keringtető szivattyú, a rendszer indításakor viszont egy 106 W-os, több mint 20 éves kazánból kivett szivattyú látta el ezt a feladatot, jóval kisebb hatásfokkal. Optimalizálással az új szivattyú teljesítménye még lejjebb lenne vihető, így akár egy napelem is el tudná látni a szükséges energiával.
A haltartályból túlfolyón keresztül gravitációs elven jut el a víz a növénytálcákhoz, és miután átfolyt a kavicsokon, a harangszifonon át a 3 db összefolyó tartály egyikébe kerül, innen pedig a szivattyú szállítja vissza a halak tartályába.
Hőtároló közegként feketére festett, vízzel teli hordók szolgálnak, az északi fal belső felénél felállítva. A ház geometriai kialakításából adódóan a Nap sugarai április közepétől már nem érik el a hordókat, így azok teljes árnyékban vannak, és nappal hűtenek. Hőmérsékleti adatokat találhatunk a tulajdonos hivatalos honlapján, akinek rendszere folyamatosan méri a belső és külső levegő, valamint a rendszervíz és a hőtároló közeg hőmérsékletét, a belső páratartalmat, valamint a rendszervíz pH-értékét, nátrium-, nitrit- és ammóniatartalmát.
A debreceni aquapónia délre néző oldala.
Az érdi aquapónia szolár paneljei.
Az érdi üvegház déli (üvegezett) és nyugati oldala.
Tapasztalatok
A gazda a videómegosztó portálokon megtalálható előadásaiban és riportjaiban elmondja, hogy számos viszontagsággal kellett szembenéznie, sok probléma merült fel a beindítás után, amikkel előre nem lehetett számolni. Az újra felhasznált IBC tartályokat például előzőleg 13-as pH-értékű ipari ragasztó szállítására használták, és mivel nem lett teljes mértékben kitisztítva, ezért az első generációs harcsák elpusztultak az ideálisnál jóval lúgosabb víz, illetve a ragasztó mérgezőanyag-tartalma miatt. A második generációs – már felnőtt – harcsák pedig szerencsétlen módon egy macskának estek áldozatul.
Tapasztalatok szerzése végett az üzemeltető az első hónapokban mindenféle növény termesztésével próbálkozott. Mivel nem minden növénynek megfelelők a körülmények, így lassan csak az aquapóniás rendszernek ideális fajok maradtak. Fontos, hogy a rendszerbe nem lehet vegyszereket vagy műtrágyát vinni, így természetes módon kell védekezni az esetleges kártevők ellen, a levéltetvek ellen például katicabogarakkal. A beporzást még télen is bogarak végzik, amik a melegebb napokon az ablakon keresztül tudnak hozzáférni a növényekhez. Az esetlegesen megjelenő kártevők lárváit pedig a halak fogyasztják el szívesen.
A tulajdonos egyik előadásában beszámol egy „majdnem katasztrófáról” is, amit többek között egy előre bejelentett 6 órás áramszünet okozott. Amint a leírásban említettem, a biztonsági rendszert erre az esetre kell fenntartani. A levegőztetőnek minden esetben működnie kell, különben a halak kevesebb, mint egy óra alatt is feladhatják. Ezt áramszünet esetén meg lehet oldani egy akkumulátorral, viszont a tulajdonosnak ez szerencsétlenségek sorozata miatt nem sikerült, így 6 órán keresztül „kézzel üzemeltette” a rendszert (merte a vizet), ami így túlélte a kimaradást. Ha másra nem, ez a próba arra is jó volt, hogy kiderüljön, manuálisan is lehet működtetni egy aquapóniát.
A 2011/12-es tél sajnos nem volt kedvező a kezdő, még tapasztalatlan rendszer számára, az egyébként ritkán előforduló igen alacsony hőmérsékletek rendkívüli módon megnehezítették a tulajdonos dolgát. A november közepétől december elejéig tartó fagyos, páradús, napsütéstől mentes napok sorozata miatt 24 óra erejéig segédfűtésre is szükség volt egy bojler fűtőszálának formájában, mely közvetlenül a rendszervizet melegítette, és mentette meg azt az újabb katasztrófától. Viszont pont ez a kritikus hőmérséklet cáfolt rá azon kutatási eredményre, mely szerint a biológiai egyensúly nem állhat fenn 10 °C alatt, mivel a baktériumok működése egyszerűen leáll. A mérési eredmények ezen az alacsony hőmérsékleten ellentmondtak a fenti állításnak, a rendszer zavartalanul működött tovább 4-5 °C-on is.
Az üzemeltető ötletének sikerét látva kijelenthetjük, hogy egy kisebb forradalmat indított a hobbikertészetben; hatására számos rendszer épült és épül azóta is, kezdve a lakásban elhelyezhető, akváriumból és virágládából álló mini-aquapóniától egészen a 30-50 m²-es, passzív szolár üvegházas rendszerekig.
Az érdi rendszer
Felépítés
Az Érden található rendszer 2012 tavaszán épült. Közel déli tájolású, 15°-kal tér el nyugat felé. Alapja 9x3 m-es, 80 cm mélyen van leásva a föld alá, a hasznos terület így ~23 m².
Keresztmetszeti profilja tengelyszimmetrikus, viszont a tulajdonos szerint így is eleget tesz a passzív szolár üvegházzal szemben támasztott követelményeknek. A hőtárolásra szolgáló, feketére festett, vízzel teli hordók helyett a rendszerbe egy 9 m²-es szolár panel van beépítve, amiben az aquapónia rendszervize kering. Az üvegház kialakítása lehetővé teszi, hogy a panelt télen érje a napsugárzás, míg nyáron árnyékban legyen.
Az üvegház alapja három sor zsalukő, mely körben 3 cm vastag XPS habbal van leszigetelve, ami a tulajdonos szerint a nedvesség ellen is véd. Váza külön erre a célra gyártott, T-profilú alumínium. A keleti, nyugati és északi fal, valamint az északi tetőfél belülről egy párazáró hőtükörrel, majd 8 cm vastag XPS habbal van szigetelve, kívülről pedig egy időjárásálló, kemény PVC lap nyújt védelmet. A nyugati oldalon található a hőszigetelt bejárati ajtó. A déli fal és tetőfél K=1 W/m2K hőátbocsátási tényezőjű, kétrétegű, gáztöltetes, páramentes üvegtáblákkal van fedve, a köztük található rések pedig szigetelőhabbal vannak kitöltve. A déli tetőfélen található 3 db ablak, egyenletes távolságban egymástól.
Az aquapónia 13, egyenként 1000 literes IBC tartályból áll, ebből két tartály a halaknak, 11 pedig a növényeknek szolgál „otthonul”. Termőközegként 3,5 m³ duzzasztott, égetett agyaggolyó van szétterítve 30 cm magasan a tálcákban.
A rendszerben összesen 8 m³ víz kering, amit három, egyenként 45 W-os szivattyú keringtet a termőközegen és a szolár panelen keresztül. A párolgási veszteség minimalizálása érdekében nincsenek nyílt vízfelületek, az összefolyó tartályok fekete fóliával vannak fedve.
Fejlesztés alatt áll egy HMV-hasznosító, mely a lakásban elhasznált meleg víz energiájának egy részét adja át a rendszervíznek. Az üvegházban található egy ventilátor is, mely egy egyszerű, 20 cm átmérőjű csövön keresztül a fenti, melegebb levegőt szállítja az üvegház alsó részébe, így egyenlítve ki az esetlegesen kialakuló nagyobb hőmérsékletkülönbségeket.
A rendszerben szürke törpeharcsák, szivárványos pisztrángok, tokhalak, fekete sügérek, valamint a Magyarországon vagy a környező országokban elérhető, az aquapóniás rendszerhez alkalmas halak élnek. A tulajdonos mindenféle növényt kipróbál, a tél beköszöntével fokozatosan tér át a tavaszi növényekre, és fordítva. Az elmúlt egy év tapasztalatai alapján úgy gondolja, hogy felépített rendszerének segítségével idénytől függetlenül sokkal gyorsabban és vegyszermentesen tudja megtermelni családja számára a zöldségeket, gyümölcsöket és fűszernövényeket.
Tapasztalatok, különbségek
A termesztőközeg itt kizárólag duzzasztott égetett agyagkavics, ami annak ellenére, hogy drágább, alkalmasabb az aquapóniába. Porózus szerkezete miatt képes eltárolni a vizet, így a növények akkor is tudnak tápanyagot felvenni, mikor víz helyett oxigéndús közeg veszi körül a gyökérzetüket.
A tulajdonos személyes látogatásunkkor elmondta, hogy nagyon lelkesen vágott bele saját rendszerének felépítésébe, a debreceni aquapónia sikerét és nagyszerűségét látva. A két rendszer legszembetűnőbb különbségét az üvegház geometriájának eltérése adja, amit a beszerzés egyszerűségével indokolt, illetve azzal, hogy szerepét így is nagyon jól ellátja, azaz „télen fűt, nyáron hűt”. A kivitelezés jól megmutatja, hogy meglévő üvegházakat is alacsony költséggel lehet aquapóniás rendszerré alakítani.
A másik alapvető különbség a hőtároló közeg. Elmondása szerint a feketére festett hordók télen a ház belső levegőjének adják át a hőmérsékletkülönbségből adódó energiát, így a rendszervíz sokkal kisebb mértékben részesül belőle. Viszont így télen, a szolár szőnyeg használata esetén közvetlenül tudja hasznosítani a beérkező napsugárzást, illetve a megoldás a jóval nagyobb mennyiségű rendszervíz hőtároló képessége miatt is előnyösebb. Mennyiségének további növelése érdekében az összefolyó tartályok is nagyobbak, így a rendszer nagyobb tehetetlenséggel bír. A napkollektorba a harmadik szivattyú juttatja fel a vizet, amit egy hőfokszabályozós relé kapcsol be, ha a napsugárzás hatására a hőmérséklet megemelkedik. Ekkor ugyanez a relé leállítja a másik két szivattyút.
A tulajdonos úgy gondolja, hogy a nem tökéletes déli tájolás a napsugárzás hasznosításának hatásfokát nem befolyásolja jelentősen. Az esetlegesen felmerülő többletenergia-szükségletet tudná pótolni a HMV hulladékhőjének technikailag még nem megoldott hasznosításával, illetve segédfűtéssel is. A hőmérséklet egyenletes eloszlását segíti a légkeverés, viszont ez is plusz energiabefektetést igényel. Az üvegház anyagaiban is eltér a debrecenitől, az előre gyártott, T-profilú alumíniumvázon rendkívül jó hőátbocsátási tényezőjű üvegtáblák helyezkednek el. Ezek jelentősen csökkentik a rajtuk átszökő hőáramot a polikarbonát lemezekhez képest, illetve ~30%-kal több fényt képesek átereszteni.
A rendszer még csak 1 éves, az idei télen pedig hosszantartó nagy mínuszok nem voltak, így még nem teljesen ismert a szélsőséges hőmérsékletekkel szembeni helytállása, viszont több lehetőség is rendelkezésre áll, ha szükséges lenne a korrekció.
Számítások
Az adatok maradéktalan rendelkezésre állása és a tulajdonos szíves beleegyezése miatt lehetőségem nyílt energetikai számításokat végezni az érdi passzív szolár üvegházon. Az elsődleges közelítések megmutatták, hogy a rendszer működőképes, el tudja látni a szerepét, és megfelelő hőmérsékleteket tud fenntartani a biológiai egyensúly számára. A hőmérsékletkilengéseket manuálisan lehet kezelni kisebb-nagyobb beavatkozásokkal és segédhűtéssel, illetve segédfűtéssel.
Konklúzió
A leegyszerűsített modellek miatt a számítási eredmények nem fedik teljesen a valóságot, az ennél pontosabb értékek eléréséhez szimulációs program használata szükséges. Annak érdekében, hogy a szimulációval kapott eredmények a valósággal összevethetők legyenek, méréseket végzünk az érdi passzív szolár üvegházban, ezek kiértékelése még folyamatban van. A vizsgált üvegház sikeres és teljes körű modellezése a jövőben segítségül szolgálhat egy új, optimálisan kialakított rendszer létrehozásához.
