Das Innovationsprojekt "Entwicklung eines solarbetriebenen Gewächshauses ("Smart Solar Greenhouse PV") für energieeffizientes Urban Farming mit nachhaltiger CO2-Einsparung" wird kofinanziert über EU-Fördermittel aus dem Programm Interreg EnerPRO. Niederländisches Partnerunternehmen in diesem Kooperationsprojekt ist Brite Solar Technologies B.V.

INTERREG Innovationsprojekt Smart Solar Greenhouse PV: Easy Urban Farming & Smart Gardening als deutsch-niederländische Projektkooperation (EnerPRO)

Februar 2023: Wow! Wir sind im EnerPRO "Best Practice Book" der HSD Hochschule Düsseldorf (ZIES Zentrum für innovative Energiesysteme") mit unserem Innovationsprojekt zu "semitransparenten PV-Solarmodulen" im Bereich Urban Farming! Lesen Sie mehr unter Aktuelles!

Teiltransparente PV-Solarmodule sollen die Flächennutzungskonkurrenz zwischen Stromproduktion und Nutzpflanzenanbau lösen. Unsere Lösung fokussiert insbesondere urbane Lebensräume. 

Erfahren Sie im EnerPRO "Best Practice Book" der HSD Hochschule Düsseldorf (ZIES Zentrum für innovative Energiesysteme") mehr über unsere innovativen Produktentwicklungen. Gemeinsam mit unserem niederländischen Projektpartner Brite Solar Technologies B.V. arbeiten wir an verschiedenen Konzepten zur dauerhaften Reduzierung von Energieeinsparpotenzialen. "Das innovative Produktkonzept „Smart Solar Greenhouse PV“ der Firma 3D InnovaTech aus Mönchengladbach setzt bei seinem intelligenten Gewächshaus auf Energieerzeugung/-einsparung, CO₂-Reduzierung und Freude am urbanen Gärtnern." 

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Innovationsprojekt Smart Solar Greenhouse PV: Easy Urban Farming & Smart Gardening

Das Smart Solar Greenhouse PV ist ein intelligentes Outdoor-Gewächshaus, speziell entwickelt für den Einsatz in Kleingärten und auf Balkonen bzw. Terrassen in urbanen Lebensräumen. Mit integrierten Solarzellen in den Glasmodulen unterstützt es eine autarke Energieversorgung für intelligente Smart Gardening Features. 

Auf der Oberfläche des Smart Solar Greenhouse PV befinden sich Solarzellen, welche in das Glaselement integriert sind. Die integrierten Solarzellen sorgen für eine leichte Verschattung und schützen die Nutzpflanzen vor zu starker Sonneneinstrahlung. 

Über die Rückseite kann das Outdoor-Gewächshaus bequem geöffnet werden. Es stehen verschiedene Varianten zur Auswahl: Eine große Einzeltüre (wie abgebildet) oder eine Doppeltüre (siehe Abbildung weiter unten auf dieser Seite). 

Health & Lifestyle: Abenteuer Natur in urbanen Lebensräumen

In heutigen Zeiten von aktuellen Megatrends wie Nachhaltigkeit sowie Health & Lifestyle, wünschen sich viele Menschen gesunde Ernährung mit zusätzlichen Mehrwerten wie abwechslungsreicher Geschmacksvielfalt und nachhaltigem Naturerlebnis. Das innovative Produktkonzept „Smart Solar Greenhouse PV“ setzt auf Energieeffizienz und CO2-Einsparungen, es eignet sich für den heimischen Anbau verschiedener Obst- und Gemüsesorten sowie für Küchenkräuter und Microgreens. Gönnen Sie sich jeden Tag gesunden Frischegenuss in Bio-Qualität und genießen Sie die Nähe zur Natur mit Ihren selbst angebauten Nutzpflanzen! 

PV-Solarmodule liefern bis zu 190W Leistung
Die geometrischen Maße von ca. 1,7m x 1m wurden optimiert für einen ressourceneffizienten Einsatz in Kleingärten und auf Sonnenterrassen. Das stromerzeugende Solarmodul besitzt einen Neigungswinkel von ca. 30°. Die in das Dach integrierten Solarzellen erzeugen eine maximale Systemleistung von bis zu 190W. 

Auch Off-Grid: Autarke Energieversorgung 
Das Smart Solar Greenhouse PV umfasst integrierte Photovoltaik-Solarmodule auf den Oberflächen. Über die PV-Module wird auf dezentrale Weise elektrischer Strom erzeugt. Dieser dient der Unterstützung einer autarken Energieversorgung der smarten Gardening-Features, sodass auch netzferne Off-Grid-Lösungen denkbar sind.

Effizient: Hydroponisches System
Das innovative Produktkonzept "Smart Solar Greenhouse PV" nutzt zur Pflanzenzucht ein hydroponisches System. Hydroponik beschreibt die Kultivierung von Zier- und Nutzpflanzen in einem wasserbasierten System mit mineralischer Nährstofflösung. Dadurch ist keine Erde als Wachstumsmedium erforderlich. 

Anreise zu "Wageningen Plant Research" in den Niederlanden. Die Wageningen University gehört weltweit zu den besten Universitäten im Bereich Agriculture & Forestry.

Bei den Photovoltaik-Solarmodulen von unserem niederländischen INTERREG-Partnerunternehmen Brite Solar Technologies B.V. handelt es ich um semi-transparente Agrivoltaics. 

Der Transportumfang umfasst mehrere Agrivoltaics-Solarmodule in verschiedenen Ausführungen, welche sich in den Dimensionen, der PV-Solarleistung und dem Grad der Transparenz unterscheiden. 

Teiltransparente PV-Solarmodule ermöglichen die Produktion von elektrischem Strom bei gleichzeitigem Anbau von Nutzpflanzen: Die teiltransparenten PV-Solarmodule von Brite Solar Technologies B.V. umfassen verschiedene Ausführungen. Je höher die installierte PV-Solarleistung, desto geringer die Transparenz.

Abgebildet sind Solarmodule mit 110Wp (BSG-110), 240Wp (BSG-240) und 390Wp (BSG-390). Bei 390Wp ist eine Transparenz des PV-Solarmoduls von 5% gegeben.  Der Lichtsättigungspunkt der jeweiligen Nutzpflanze entscheidet, wie viel Verschattung für den jeweiligen Anwendungsfall "Sinn ergibt".

RAPID PROTOTYPING: Die Prototypenentwicklung umfasst neben semitransparenten Agrivoltaics ebenfalls Verbindungselemente aus dem 3D-Druck sowie Naturholz (Bambus)

Der Lichtsättigungspunkt bestimmt, welche Nutzpflanzen sich für den Anbau unter Agrivoltaics eignen. Ein geeignetes Beispiel wäre u.a. Broccoli. 

Zu den verwendeten Materialien für die Konstruktion des Prototyps zählen u.a. Bambus und PLA-Kunststoff (additiv gefertigte Verbindungselemente). 

Neben einem Agrivoltaics-Modul mit 110Wp liefert eine "Extended Version" mit +300mm eine PV-Solarleistung von bis zu 240Wp (bei geringerer Transparenz). 

Stegplatten aus Polycarbonat dienen als Hülle für das Gewächshaus. Elemente aus dem 3D-Druck verbinden die Bambusrohe für die Konstruktion. 

Die PV-Solarmodule von Brite Solar Technologies B.V. sind erhältlich in 390, 240 und 110Wp. Die Transparenz richtet sich nach der Leistung. 

Die Module sind gerahmt und zwischen ca. 170cm (bei 110 Wp) und 200cm lang (bei 240Wp, 130Wp und 390Wp) mit einer Breite von ca. 100cm.

Für ein zeiteffizientes Prototyping wird ein Raspberry Pi  mit angeschlossener Sensorik verwendet. In dem 3D-gedruckten Pflanztopf befindet sich Petersilie. 

Der Raspberry Pi nimmt Sensordaten auf u.a. über einen LDR sowie über Feuchtigkeitssensoren. Als Aktoren werden Ventilatoren zur Belüftung gesteuert sowie eine Wasserpumpe. 

Integrierte PV-Solarmodule erzeugen Strom aus Erneuerbaren Energien

Das Smart Solar Greenhouse PV umfasst integrierte Photovoltaik-Solarmodule auf den Oberflächen. Über die PV-Module wird auf dezentrale Weise elektrischer Strom erzeugt. Dieser dient der Unterstützung einer autarken Energieversorgung der smarten Gardening-Features, sodass auch netzferne Off-Grid-Lösungen denkbar sind. Hierzu zählen unter anderem eine automatische Wasserversorgung des eingebauten Hydrokultursystems, sowie sensorgesteuerte Belüftungsmechanismen und eine energieeffiziente Beleuchtung mit LED-Wachstumslicht. Auf der Oberfläche befinden sich Glaselemente mit integrierten Photovoltaikmodulen zur Stromerzeugung. Eine wesentliche Innovation ist, dass die PV-Module in einer Art und Weise integriert sind, dass sie zeitgleich durchlässig sind für Sonnenlicht, sodass das LED-Wachstumslicht bei ausreichender Sonneneinstrahlung zur Energieeinsparung bedarfsgerecht deaktiviert werden kann und das Pflanzenwachstum überwiegend mit natürlichem Sonnenlicht erreicht wird. Gleichzeitig schützt eine leichte Verschattung durch die Solarmodule die Pflanzen vor zu starker Sonneneinstrahlung. 

Ein "digitaler grüner Daumen" sorgt für maximalen Komfort

Es handelt sich um ein modulares, komponentenbasiertes System, welches für den Kunden einfach erweiterbar ist. Dadurch können mehrere Outdoor-Gewächshäuser zu einem größeren Gesamtsystem zusammengeschaltet werden. Kunden profitieren von einer größeren Anbaufläche für Nutzpflanzen und einem höheren Autarkiegrad im Hinblick auf die Stromversorgung des intelligenten Gewächshauses. Für die Produktfertigung sollen einfach recycelbare und biologisch abbaubare Materialien verwendet werden, um zusätzlich den CO2-Fußabdruck zu senken. Nach dem Motto "Connected to Nature" ermöglicht das Produktkonzept „Smart Solar Greenhouse PV“ urbaner Bevölkerung mehr Nähe zur Natur und macht das "Abenteuer Food-Production" im eigenen Kleingarten oder sogar auf dem Balkon bzw. der Terrasse möglich. Intelligente Steuerungs- und Regelungstechnik sorgt für einen „digitalen grünen Daumen“ und übernimmt die automatische Bewässerung und Belüftung des Systems. Verschiedene Obst- und Gemüsesorten sowie Küchenkräuter können einfach und komfortabel selbst angebaut werden.

Das Smart Solar Greenhouse PV ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Erfahren Sie in Kürze mehr! 

Rapid Prototyping Insights: Die Produktentwicklung erfolgt mittels additiver Fertigungsverfahren (3D-Druck)