Schermleveranciers hebben ieder hun eigen methode om de energiebesparing van schermen te bepalen. Gevolg is dat de teler ze niet kan vergelijken. Daar komt nu verandering in. Wageningen University & Research heeft samen met schermproducenten een objectieve meetmethode ontwikkeld.
Er bestaan veel soorten verschillende schermdoeken. Van volledig transparant tot helemaal donker. Van geweven tot gebreid, met open of dichte structuren en al of niet voorzien van aluminium componenten. Ook hun doel varieert: energiebesparing, vermindering instraling, licht diffuus maken of verduistering. Maar wat hun doel ook is: zodra je een scherm dichttrekt, heeft dat energiebesparing tot gevolg.
Je zou zeggen dat het lastig is om zo’n veelheid aan doeken te vergelijken op het energiebesparend effect. Toch is dat niet zo. De besparing hangt af van een aantal natuurkundige fenomenen en die zijn bij alle doeken te meten. Wanneer iedereen dat echter op zijn eigen houtje doet, volgens zelf bepaalde criteria, zijn de inzichten niet met elkaar te vergelijken.
Drie componenten
Het probleem wordt al langer gevoeld in de sector en in het verleden hebben Wageningen University & Research, TNO en twee schermfabrikanten een methode ontwikkeld om de emissiewaarde van schermen objectief te bepalen. Dat is echter niet voldoende om de energiebesparing in beeld te krijgen.
“De mate van energiebesparing van een doek hangt af van drie componenten: de stralingsuitwisseling door het doek (doorgang en emissie), de luchtdoorlaat en het vochttransport door het doek. Als je die drie eigenschappen kunt meten, zijn schermmaterialen te vergelijken”, zegt Silke Hemming, hoofd onderzoeksteam Greenhouse Technology. Ze is leider van het project waaraan behalve Wageningen University & Research ook Cultilene, Ludvig Svensson, Low & Bonar en Novavert meededen; het is mede gefinancierd door het programma Kas als Energiebron.
Emissiemeter
“De fabrikanten hebben 29 materialen aangeleverd. Omdat het gaat om de ontwikkeling van een meetprotocol hebben we er 7 uitgekozen die onderling sterk verschillen, bijvoorbeeld van zeer dicht tot zeer doorlatend. Die hebben we gebruikt om goede meetmethoden te ontwikkelen”, vertelt ze.
Dat resulteerde in een zoektocht, waarbij het Lichtlab van de onderzoeksinstelling zelf een apparaat moest doorontwikkelen om één van de kenmerken te kunnen bepalen. “We zijn begonnen met de stralingsuitwisseling. Daarvoor is wel een apparaat beschikbaar, namelijk een emissiemeter van TNO. De totale emissie (uitstraling) hangt af van de doorgang (transmissie) van warmtestraling door het doek, de reflectie van straling aan de onderkant, en de absorptie en emissie van straling aan de bovenkant”, vertelt ze.
Bepaalde schermmaterialen laten veel warmtestraling door, een sterk gealuminiseerd doek juist niet. De combinatie van een lage doorgang van warmtestraling en een lage emissie aan de bovenkant, leidt ertoe dat de warmtestraling goed binnenblijft. Dan is de energiebesparing optimaal en koelt het gewas weinig af.
Luchtdoorgang
Het tweede onderdeel van het meetprotocol is de luchtdoorgang. Als het in de kas warm is en buiten koud, betekent luchtdoorgang altijd energieverlies (van voelbare en latente warmte). Meting van deze eigenschap had nogal wat voeten in de aarde. Hemming: “Eerst hebben we in kassen onderzocht om wat voor luchtsnelheden het gaat. Die bleken heel laag te zijn, waardoor metingen in een windtunnel niet geschikt zijn. Daarom heeft ons Lichtlab zelf een apparaat doorontwikkeld, een ‘air suction device’ of Permeabiliteitsmeter.”
Dat bestaat uit een ronde stalen buis waarin kleine rondjes van het schermmateriaal kunnen worden geklemd. Lucht wordt door het materiaal getrokken met verschillende snelheden, waardoor een klein drukverschil wordt opgebouwd. Door meting van de luchtdruk aan beide zijden van het materiaal kun je de doorlatendheid kwantificeren.
Vochtdoorlatendheid
Voor de twee voorgaande eigenschappen (emissie en luchtdoorlatendheid) bestaat geen norm. Voor de derde eigenschap – vochtdoorlatendheid – is dat wel zo (ASTM E96). Die komt uit de textielwereld en wordt bijvoorbeeld gebruikt bij de ontwikkeling van vochtdoorlatende kleding. Hij wordt bepaald met de cup method. “Maar die norm bleek voor kassen niet relevant. In een kas heb je niet alleen een verschil in vochtconcentratie aan beide zijden van het scherm, maar ook altijd een temperatuurverschil. De cup method onderschat daarom de vochtdoorlatendheid in kassituaties. Bovendien heb je te maken met condensatie op het doek. Daarom hebben we het Zweedse instituut Swerea ingeschakeld, die alle relevante kenmerken van vochttransport door textielmaterialen heen kan meten”, vertelt de projectleider.
Energiebesparing
De verschillen zijn groot. Er zijn doeken die heel veel vocht doorlaten. Dat is gunstig voor de teler die op deze manier vocht wil afvoeren. Van de andere kant bespaart een doek dat helemaal geen vocht doorlaat, veel energie. “Dat vergt wel dat je op een andere manier gericht het vocht kunt afvoeren zoals met een mechanisch ontvochtigingssysteem”, geeft ze aan.
De drie materiaaleigenschappen zijn niet helemaal onafhankelijk. Een volledig nat doek is namelijk ondoorlatend voor warmtestraling; daarmee is rekening gehouden. De ontwikkeling van herhaalbare meetmethoden was het belangrijkste doel van het project. Als fabrikanten deze methoden standaard gaan gebruiken en de meetgegevens aan hun klanten doorgeven, kan elke teler een meer gefundeerde keuze voor het juiste doek maken. Naar verwachting levert alleen al een bewustere keuze 5% energiebesparing op.
Materiaaleigenschappen
De onderzoekers hebben na de ontwikkeling van de meetmethoden de resultaten ingevoerd in het klimaat- en energiemodel KASPRO om de totale energiebesparing per scherm in beeld te krijgen. Als voorbeeldgewas hebben ze tomaat genomen; er werd alleen in de nachturen geschermd om alle materialen in een standaardsituatie met elkaar te kunnen vergelijken. “Jaarrond bespaarde het best scorende scherm zo’n 26 procent ten opzichte van de referentie (= niet schermen); het minst besparende scherm kwam uit op ongeveer 9 procent. Dat kwam omdat het veel lucht en vocht doorliet. Als we de besparing alleen tijdens de schermuren in de nacht bekeken, kwam het hoogst scorende scherm uit op bijna 50 en het laagste op 13 procent”, zegt ze.
Het gaat om de materiaaleigenschappen. De daadwerkelijke energiebesparing in de praktijk hangt sterk af van de manier waarop de teler het scherm inzet (aantal schermuren en moment van dichttrekken) en de scherminstallatie. “Als je louter naar de energiebesparing kijkt, is een doek dat geen warmtestraling, vocht en lucht doorlaat het beste. Maar zonder aanpassingen krijg je in zo’n situatie vocht op het gewas. De teler zal altijd een match maken tussen energiebesparing en de hoeveelheid vocht die hij door het doek wil afvoeren”, geeft Hemming aan.
Nieuwe inzichten
De onderzoekers adviseren aan de schermproducenten om de volgende materiaaleigenschappen standaard in hun productinformatie op te nemen: emissiewaarde, doorlatendheid voor warmtestraling, luchtdoorlatendheid, vochttransport en een kengetal voor de totale energiebesparing. Nu staat in de folders vaak nog het maximaal haalbare: de energiebesparing in de koudste nacht van het jaar. De nieuwe methode maakt het mogelijk een realistische en vergelijkbare energiebesparing te presenteren.
Hemming verwacht dat het nieuwe meetprotocol veel effect zal hebben: telers kunnen beter kiezen en de fabrikanten hebben nieuwe inzichten gekregen; de luchtdoorgang bijvoorbeeld was slecht in beeld. Daar gaan ze zeker rekening mee houden bij de ontwikkeling.
Samenvatting
Onderzoekers hebben in samenwerking met schermproducenten een objectieve meetmethode ontwikkeld om energiebesparing van schermdoeken te bepalen. De methode bestaat uit drie deelmetingen: de stralingsuitwisseling, de luchtdoorlaat en het vochttransport door het doek. Als fabrikanten de methode tot standaard verheffen, kunnen telers in het vervolg een bewustere keuze voor een type doek maken.
Tekst: Tijs Kierkels. Foto’s: Wilma Slegers
