Robotic Urban Farming - Belüftung automatisierter Vertical Farms
- Titel
- Robotic Urban Farming - Belüftung automatisierter Vertical Farms
- Autor/in
- Datierung
- 08.06.2020
- Beschreibung
- Steigende Weltbevölkerung, Ressourcenknappheit, Klimawandel, sowie die bereits heute spürbare
Nahrungsknappheit erfordern neue Lösungen für eine lückenlose Lebensmittelversorgung. Einen Ansatz
bietet Vertical Farming, welches die Pflanzenkultivierung in Räumen unter optimalen künstlich geschaffenen
Bedingungen bezeichnet. So können Ressourcen wie Dünger, Pestizide und Wasser eingespart werden,
erfordern jedoch neue lufttechnische Systeme für ihren Betrieb. Das Start-Up «Growcer» realisiert als erstes
Unternehmen in der Schweiz eine solche Farm. In ihrem Auftrag wird in dieser Arbeit dafür ein
Lüftungskonzept mit Abwärmenutzung entwickelt. Dieses muss die Anforderungen der Pflanzen und die
Modularität bezüglich des Baus von solchen Farms erfüllen. Dabei sind neben den räumlichen
Anforderungen sowohl ökonomische als auch ökologische Aspekte zu berücksichtigen.
Mittels Variantenstudien finden Eingrenzungen und Bewertungen von möglichen Konzeptlösungen statt.
Simulationsanalysen, Energieverbrauchsberechnungen, Investitions- und Betriebskostenermittlungen
begründen deren Wahl. Daraus lässt sich schliessen, dass sich durch den hohen internen Ressourcenbedarf
Umluftanlagen mit Wasserrückgewinnung aus energie- und kostentechnischen Gründen am meisten
durchsetzen. Durch Nutzung von Synergien dieser Anlagen erfolgt die Entwicklung eines Gesamtkonzepts
für die Farm. Abschliessend erfolgt eine Berechnung des Jahresbedarfs und der Betriebskosten errechnen,
sowie eine erste Investitionskostenabschätzungen.
Ausblickend sind je nach Standort der Farm unterschiedliche Energieressourcen zu berücksichtigen und
deshalb Anpassungen an der Technik notwendig. Das erlaubt die möglichst wirtschaftliche und
umweltfreundliche Betreibung einer Vertical Farm und führt zu einem Beitrag gegen den Klimawandel und
einer gesicherten Nahrungsmittelversorgung.
The growing world population, resource scarcity, climate change, as well as the already noticeable food
shortage require new solutions for a complete food supply. One approach is vertical farming, which refers to
the cultivation of plants in rooms under optimal and artificially created conditions. The start-up "Growcer" is
the first company in Switzerland to realise a vertical farm. On their behalf, a ventilation concept with the
utilization of waste heat is being developed for this purpose. The concept must meet the requirements of the
plant and the modularity regarding the construction of such farms. Besides those requirements, likewise both
economic and ecological aspects must be considered.
Studies of variants are used to narrow down and evaluate possible concept solutions. Simulation analyses,
calculations of energy consumption, investment and operating cost calculations justify the choice of concepts
over others. This leads to the conclusion, that due to the high internal resource requirements, air recirculation
systems with water recovery is the best solution due to reasons regarding energy and cost. By utilising the
synergies of these systems, an overall concept for the vertical farm is developed. Finally, the annual
requirements and operating costs are being calculated and an initial investment cost analysis is made.
In a next phase, depending on the location of the farm, different energy resources must be considered to
ensure the most economical and environmentally friendly operation of a vertical farm. Thus, adjustments to
the proposed technology are necessary in order to provide a contribution against climate change in the food
supply.
- Steigende Weltbevölkerung, Ressourcenknappheit, Klimawandel, sowie die bereits heute spürbare
- Urheberrechtshinweis
- Heutschi Jonas, Epp Yannick, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
HSLU
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
Werk
- Titel
- Robotic Urban Farming - Belüftung automatisierter Vertical Farms
- Beschreibung
- Steigende Weltbevölkerung, Ressourcenknappheit, Klimawandel, sowie die bereits heute spürbare
Nahrungsknappheit erfordern neue Lösungen für eine lückenlose Lebensmittelversorgung. Einen Ansatz
bietet Vertical Farming, welches die Pflanzenkultivierung in Räumen unter optimalen künstlich geschaffenen
Bedingungen bezeichnet. So können Ressourcen wie Dünger, Pestizide und Wasser eingespart werden,
erfordern jedoch neue lufttechnische Systeme für ihren Betrieb. Das Start-Up «Growcer» realisiert als erstes
Unternehmen in der Schweiz eine solche Farm. In ihrem Auftrag wird in dieser Arbeit dafür ein
Lüftungskonzept mit Abwärmenutzung entwickelt. Dieses muss die Anforderungen der Pflanzen und die
Modularität bezüglich des Baus von solchen Farms erfüllen. Dabei sind neben den räumlichen
Anforderungen sowohl ökonomische als auch ökologische Aspekte zu berücksichtigen.
Mittels Variantenstudien finden Eingrenzungen und Bewertungen von möglichen Konzeptlösungen statt.
Simulationsanalysen, Energieverbrauchsberechnungen, Investitions- und Betriebskostenermittlungen
begründen deren Wahl. Daraus lässt sich schliessen, dass sich durch den hohen internen Ressourcenbedarf
Umluftanlagen mit Wasserrückgewinnung aus energie- und kostentechnischen Gründen am meisten
durchsetzen. Durch Nutzung von Synergien dieser Anlagen erfolgt die Entwicklung eines Gesamtkonzepts
für die Farm. Abschliessend erfolgt eine Berechnung des Jahresbedarfs und der Betriebskosten errechnen,
sowie eine erste Investitionskostenabschätzungen.
Ausblickend sind je nach Standort der Farm unterschiedliche Energieressourcen zu berücksichtigen und
deshalb Anpassungen an der Technik notwendig. Das erlaubt die möglichst wirtschaftliche und
umweltfreundliche Betreibung einer Vertical Farm und führt zu einem Beitrag gegen den Klimawandel und
einer gesicherten Nahrungsmittelversorgung.
The growing world population, resource scarcity, climate change, as well as the already noticeable food
shortage require new solutions for a complete food supply. One approach is vertical farming, which refers to
the cultivation of plants in rooms under optimal and artificially created conditions. The start-up "Growcer" is
the first company in Switzerland to realise a vertical farm. On their behalf, a ventilation concept with the
utilization of waste heat is being developed for this purpose. The concept must meet the requirements of the
plant and the modularity regarding the construction of such farms. Besides those requirements, likewise both
economic and ecological aspects must be considered.
Studies of variants are used to narrow down and evaluate possible concept solutions. Simulation analyses,
calculations of energy consumption, investment and operating cost calculations justify the choice of concepts
over others. This leads to the conclusion, that due to the high internal resource requirements, air recirculation
systems with water recovery is the best solution due to reasons regarding energy and cost. By utilising the
synergies of these systems, an overall concept for the vertical farm is developed. Finally, the annual
requirements and operating costs are being calculated and an initial investment cost analysis is made.
In a next phase, depending on the location of the farm, different energy resources must be considered to
ensure the most economical and environmentally friendly operation of a vertical farm. Thus, adjustments to
the proposed technology are necessary in order to provide a contribution against climate change in the food
supply.
- Steigende Weltbevölkerung, Ressourcenknappheit, Klimawandel, sowie die bereits heute spürbare
- Autor/in
- Externe Praxispartner
- Growcer AG
Dufourstrasse 11
4052 Basel
- Growcer AG
- Datierung
- 08.06.2020
- Format
- 261 Seiten
- Ort
- Sprache
Rechte
- Urheberrecht
- Heutschi Jonas, Epp Yannick, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Hinweis zu Rechtsgrundlagen
- Lizenzierung
- Klassifikation