מערכות חלופיות לחימום חממות לגידול ירקות ועשבי תיבול טריים בחורף.
כתוצאה מעליית מחירי הדלקים המאובנים והגבלות על פליטת CO2 ומזהמים אחרים, יש צורך למצוא מערכות חלופיות לחימום חממות לגידול ירקות ועשבים טריים בחורף. חלופה אפשרית אחת היא השימוש ב אנרגיה סולארית. חימום חממות בשעות הלילה באנרגיה סולארית מחייב שילוב של מספר רכיבים המבוססים על העקרונות הבאים: 1. ספיגת האנרגיה מהשמש (במהלך היום), 2. אחסון האנרגיה והימנעות מאיבוד אנרגיה לסביבה ו -3 שימוש באנרגיה בלילה.
קליטת אנרגיית השמש מוגברת על ידי כיסוי האדמה ביריעת פלסטיק שקופה. האדמה הרטובה מסוגלת לאגור כמות גדולה של אנרגיית חום. שיטה נוספת לקליטה ואגירת אנרגיה סולארית היא הצבת צינורות מים שקופים אופקיים ואנכיים (פוליאתילן) במנהרות החממה (איורים 3 ו -4). שימוש ב- PE שחור לבניית צינורות המים מאפשר ספיגת חום גדולה יותר מהצינורות השקופים הנפוצים.
כיוון החממה יכול גם להגביר את ספיגת אנרגיית השמש. מנהרה ממוקמת במזרח-מערב תספוג הרבה יותר אנרגיה מאשר מבנה דומה שממוקם בצפון-דרום. הצבת צינורות המים האנכיים התומכים בעצמם בצד הצפוני כ"קיר מים "מגדילה את קליטת האנרגיה ואגירתם ולכן מעלה את טמפרטורות הלילה של החממה בישראל עד 16 C0, בהתאם לקרינה המקומית ולתנאי האקלים.
אובדן האנרגיה לסביבה מצטמצם על ידי כיסוי החממה בשכבה כפולה של יריעות פלסטיק עם סתימת IR, עם מרווח אוויר בין הסדינים או על ידי שימוש במסכים תרמיים או שמיכות בידוד. מאז השקיעה כאשר אין יותר הצטברות של חום, צינורות המים והאדמה משחררים אנרגיית חום לנפח החממה.
יישומים מעשיים דומים של עקרונות אלה משמשים במקומות אחרים בעולם. בחלקים מסין אנרגיית השמש מאוחסנת בקיר עבה עשוי לבוץ או לבני חרס. בישראל יישמנו עקרונות אלה במנהרות מעבר לגידול בזיליקום. השילוב של רכיבים אלה אפשר לנו לגדל בזיליקום (יבול קיץ) בחורף, תוך הגדלת הייצור, מניעת מחלות צמחים ושיפור האיכות תוך הפחתת עלויות ופליטת גזי חממה.
שימוש בצינורות מים אופקיים אינו שיטה חדשה שכן ניסו לפני שנים. למרות שלצינורות האופקיים יש תרומה מסוימת לחימום החממה, הם ממוקמים במקום הגרוע ביותר בחממה, המקום הקר והמוצל ביותר, והם חשופים לנזק מכני. פיתרון ייחודי של סידור צינורות המים בצורה אנכית הוא פיתרון טוב ויעיל לבעיות צינורות המים האופקיים. הם עומדים באופן עצמאי הם אינם נתמכים על ידי מבנה החממה. יש להם מסגרת נוקשה העשויה משרוול גיליון מתכת, או נתמכת באמצעות שרוול העשוי רשת תיל.
הצינורות האנכיים חשופים לשמש והם אינם בדרכם של העובדים בחממה. אפשר לאחסן נפח מים גדול בהרבה בחממה כדי לאפשר אחסון גדול יותר של אנרגיית חום. מיקום הצינורות האנכיים נכון מפחית את בעיות ההצללה בחורף ומתאים לחממות מרובות טווח ולכיווני צפון-דרום במנהרות מעבר.
לכיוון המנהרה יש השפעה רבה על ספיגת אנרגיית השמש. האוריינטציה מזרח-מערב מאפשרת להכניס הרבה יותר אור שמש לחממה. בחורף, כשהשמש נמוכה, קרני השמש פוגעות בזווית חדה בכיסוי הפלסטיק של מנהרת הכניסה הצפונית-דרום. כתוצאה מכך משתקף חלק מהקורה. קרני השמש הפוגעות בכיוון מזרח-מערב הן כמעט בזווית ישרה, מה שגורם לאור הרבה יותר להיכנס למנהרה, מה שמוביל לתשואות גבוהות יותר.
ידע זה פינה את מקומו לפיתוח ובניית החממה "עדן". החממה "עדן" מכוונת מזרח - מערב והצינורות האנכיים ממוקמים בצד הצפוני. הם יוצרים "קיר מים". למיקום זה יתרון בכך שאין הצללה על היבול ואין הפרעה פיזית לעובדים. ניתן לשמור על כמות גדולה יחסית של מים בהליכה במנהרה (8 מ"ק מים במנהרת הליכה באורך 3 מ '). "קיר המים" סופג את אנרגיית השמש בימים החמים יחסית ומשחרר את החום במהלך הלילה, ויוצר טמפרטורות אופטימליות לייצור היבול.
הסיבה לשימוש במים בצינורות היא החום הספציפי הגבוה של מים בהשוואה לחומרים אחרים. מים זמינים ולא יזהמו את האדמה אם הצינורות נפגעו. תמונה תרמית שצולמה בלילה מציגה את החום המאוחסן בדופן המים ואת ההשפעה על טמפרטורת הצמח. התשואה של יבול הבזיליקום הייתה בחורף גבוהה משמעותית במנהרות תאורה מצוידות בקיר מים.
לסיכום, פיתחנו מערכת פליטה פשוטה, בת קיימא, ללא זיהום, ללא גידול גידולי קיץ בחורף על ידי העלאת הטמפרטורה באמצעות אנרגיה סולארית בלבד. ניתן לגדל גידולי בזיליקום בחורף בישראל באמצעות: חיפוי PE, צינורות מים, מסכים תרמיים ושכבות כפולות של חומר כיסוי PE. התוצאות הטובות ביותר הושגו על ידי שימוש בקיר של צינורות מים שחורים מסוג PE שעמד בצד הצפוני של המנהרה המכוונת מזרח-מערב.
לכיוון המנהרה בכיוון מזרח-מערב יש יתרון ניכר על פני מנהרות מכוונות מצפון-דרום. שיטה זו אפשרה לגדל בזיליקום ללא מחלות חורף מבלי להזדקק לריסוס כימי של קוטלי פטריות. בהתאם לתנאי האקלים קיימת אפשרות להשתמש רק בחלק מהשיטות הנ"ל כדי לייצר תשואות גבוהות באיכות מעולה.