Klimanøytral veksthusproduksjon ved bruk av et Smart Environmental Control System

The main goal is to develop, test, and assure a sustainable (semi-) closed greenhouse system for year round profitable production of fresh, high-quality foods. This is realized through a patented Environmental Control System (ECS) that consists of CO2 capture and reclamation, energy and heat recovery as well as air conditioners for dehumidification and water re-use. The ECS system will through energy-efficient reuse and capture of CO2 optimize CO2 supply to the plants. The air management system will simultaneously dehumidify air, preserve and reuse condensation water as well as optimize the CO2 absorption mechanism in the system. The energy recovery system recovers surplus heat from the air and CO2 capture. Furthermore, this system is also connected to the greenhouse's waterborne heating system, and retrieves/emits energy from this as well. Based on the new capabilities of the ECS-System, greenhouse regulation in greenhouses is adapted to increased plant production and product quality. The link between the ECS-System and plant production system will be developed, tested and quality assured and will facilitate the transition to a forward-thinking (semi-) Closed Greenhouse Production System, with increased energy efficiency and zero emission of greenhouse gases. This research and development project is conducted by GREENCAP Solutions in cooperation with the Norwegian Institute for Bioeconomics (Nibio), MT Solutions, Gartnerforbundet and an end user group consisting of several of Norway's largest gardeners: Ola Sunde, Jøran Wiig, Johannes Wiig and Tom Arild Bekkerheien. The project team thus covers the entire chain of innovation and ensures that development results in a commercial product with potential to reach a large field of national and international impact. This is being substantiated by a carefully developed business plan built on solid market research and unique market insights. Status: As of today, the project has been completed, with the following activities being done: - Extended functional requirements and design input - Quality-assured design of air handling unit - Quality-assured design of heat recovery unit - Interaction between the three units clarified technical level - Utilization of Zeolite over 70% - Construction of prototype - Factory Acceptance Test (FAT) - System optimized for pilot greenhouses - Test results from summer production - Test results from winter production - Design input and completion of system Even though the project has been completed, we at GreenCap want to carry out further research on the technology. In collaboration with NIBIO, we will in 2021 try to optimize the experiment. Among other things, we will look at: The optimization options around hybrid TOP lighting (50% LED and 50% SON-T) The optimization options around the number of peaks (measured in m2) Defoliation optimization options (how many blades to remove between each cluster)

Resultatene fra sommerproduksjonen har vist seg tilfredsstillende og viser en økt produksjon ved bruk av GreenCap-teknologi. Vi har fått utmerkede resultater gjennom verifikasjonsforsøk gjennomført ved NIBIOs forskningsstasjon på Særheim og Klepp. Testresultatene fra 2020 har vist seg å være tilfredsstillende sammenlignet med resultatene fra 2019. Vi har ikke tatt med tomattypene og grunnstamme i forsøket i 2020. Resultatene fra 2020 viser at temperaturen i GreenCap-avdelingen holdt seg i snitt 0,85 grader lavere, luftfuktigheten var 0,24 g/m3 høyere og CO2-konsentrasjonen holdt seg i snitt 512ppm høyere enn kontrollavdelingen. ECS styrer klima uten problemer, også i norsk sommervær. LED mellombelysning holdt seg på 118%, samme nivå som i forsøket i 2019 mens ECS (GreenCap) gikk opp med 2%, fra 130% i 2019 til 132% i 2020.

Klimavennlig sesonguavhengig produksjon krever et lukket system hvor man kan kontrollere klima, vanning og gjødsling samt plantenes produksjon og produktkvalitet for optimalisering av produksjonforholdene. Veien til et lukket vekstsystem krever teknologiutvikling og forskning på flere fronter hvor en av disse er klimakontroll. Klimakontroll for optimalisert plantevekst krever at man balanserer CO2-tilførsel, luftfuktighet og varme etter plantenes behov. Dette kan man oppnå på flere måter og gjøres aktivt i dag i de aller fleste veksthus. Utfordringen er at dagens metoder er svært energikrevende, lite bærekraftige og ikke tilrettelagt fremtidens lukkede vekstsystemer. Dagens primitive metoder begrenser også evnen til å optimalisere samspillet mellom de tre elementene (CO2, luftfuktighet og varme) slik at man ikke får utnyttet vekstpotensialet. GreenCap Solutions skal i samarbeid med NIBIO, MT-Solutions og Ola Sunde (gartner) utvikle Environmental Control System (ECS) bestående av CO2-fangst og resirkulasjon, energi og varmegjenvinning samt luftbehandling for luftavfukting og gjenbruk av vann. ECS Systemet vil gjennom energieffektiv gjenbruk og fangst av CO2 optimalisere CO2-tilførsel til plantene. Bruk av systemet vil føre til blant annet følgende fordeler for garterne: 1. Økning i plantevekst med 15 % på grunn av optimaliserte klimaforhold med tanke på varme, luftfuktighet og CO2-tilførsel 2. Redusert energibehov med 50 % 3. Redusert vannforbruk med 60 % 4. Eliminerte kostnader relatert til innkjøp/produksjon av CO2 i tillegg til redusert utslipp av CO2 til atmosfæren.