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ENVELOPE POWER GREENHOUSE (EPG) SOLABUNDANCE SYSTEM

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Nachhaltige Produktion von Lebensmitteln und Energie im Gewächshaus in Kombination mit einem Stromspeichersystem

PROJEKT EPG SOLABUNDANCE SYSTEM

AUF EINEN BLICK

Das EPG-Solabundance System ist ein autarkes System. Es nutzt die Sonne zur Erzeugung von Energie und gewinnt Wasser aus der Atmosphäre. Technisch ist es eine Synthese aus einem Gewächshaus – dem EPG – und einer thermochemischen Speichereinheit für Sonnenenergie bestehend aus zwei miteinander verbundenen Hydridreaktoren dem Solabundance System. Das EPG-Solabundance System ist die konsequente Umsetzung einer multifunktionalen Sonnenenergiestation.

Project

HERAUSFORDERUNGEN

BEI DER ENERGIE- UND NAHRUNGSMITTELPRODUKTION

Gegenwärtig konkurrieren die landwirtschaftliche und die technische Nutzung der Solarenergie um die benötigten Flächen. Bei den derzeitigen mittleren Erträgen der landwirtschaftlichen Produktion werden 0,4 Hektar Land benötigt, um eine Person zu ernähren. Und jeden Tag etwa 5000 Liter Wasser, um diese Fläche zu bewässern. Multipliziert man die wachsende Zahl der Erdbewohner mit diesen Bedarfszahlen, versteht man, dass die Grenzen der Verfügbarkeit für Land und Wasser erreicht und oft schon überschritten sind.

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DAS KONZEPT

DES EPG SOLABUNDANCE SYSTEMS

Im Energy Power Greenhouse teilt ein Filtersystem das Sonnenstrahlungsspektrum in zwei Bereiche auf. Der eine ist das ideale Pflanzenlicht, bei dem die Pflanzen stressfrei und optimal gedeihen. Der zweite, größere Teil des Sonnenspektrums trägt nicht zum Pflanzenwachstum bei. Er wird genutzt, um verschiedene Formen von technischer Energie zu erzeugen: Strom, Wärme, Kälte.

Das EPG-Gewächshaus vereint also ein System für optimales Pflanzenwachstum und ein Solarkraftwerk unter einer Hülle.

Durch die Einkopplung der im Energieteil des EPG erzeugten Hochtemperaturwärme in das thermochemische Speicher- und Wärmepumpensystem "Solabundance" stehen Strom, Kälte und Wärme rund um die Uhr zur Verfügung.

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SO FUNKTIONIERT'S

SCHRITT FÜR SCHRITT ERKLÄRT

DAS SOLABUNDANCE SYSTEM

Unter der transparenten Abdeckung des Gewächshauses konzentrieren Fresnel-Linsen (2) am Tag das direkte Sonnenlicht auf Empfängerröhren (2a). 

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Geschmolzenes Salz in den Empfängerröhren transportiert 500° heisse Sonnenwärme in den Hochtemperaturreaktor des Solabundance Systems.

Die Hitze schiebt Wasserstoff in den Niedertemperaturreaktor (4).

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In der Nacht extrahiert der Solabundance Kältereaktor Wärme aus der Umgebungsluft.

Das im Niedertemperaturhydrid gebundene Wasserstoffgas wird durch die Niedertemperaturwärme der Umgebungsluft wieder frei, und strömt zurück in den Hochtemperaturreaktor. Das ist mit zwei Effekten verbunden:

1. Erzeugt das in den Hochtemperaturreaktor rückströmende Wasserstoffgas durch erneute Anbindung an das Hochtemperaturhydrid wieder Hochtemperaturwärme. So ist der Hochtemperaturreaktor rund um die Uhr 500°C heiß, und kann daher ununterbrochen entweder den Stirlingmotor zur Stromerzeugung betreiben und/ oder Wärme zum Braten, Kochen, Backen liefern (typisch Bäckerei) liefern.

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2. Da zum Austreiben des Wasserstoffgases aus dem Niedertemperaturhydrid der Umgebung Wärme entzogen wird, entsteht Kälte, typisch bis -10°C, zum Betrieb von einem Kühlhaus und gleichzeitig kondensiert atmosphärischer Wasserdampf zu flüssigem Trinkwasser. 

Das Solabundance System liefert somit völlig sauber, emissionsfrei und selbstregulierend rund um die Uhr Wärmeenergie von 500°C und Kälteenergie von -10°C. 

THE EPG SYSTEM

Die Fresnellinse konzentriert das direkte Licht der Sonneneinstrahlung (PR) auf der Empfängerröhre und erzeugt 500 °C heisses geschmolzenes Salz.

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Die diffusen Lichtanteile der Strahlung (PR) durchdringt die Fresnel-Linse und erreicht die die Pflanze

Auf diese Weise wird 80% des eintretenden Lichtes zur Erzeugung von Prozesswärme genutzt und 20% erhellen die Pflanze auf ideale diffuse Weise. Dies entspricht der von den Fresnel-Linse erzeugten Verteilung von direktem und diffusem Licht. 

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Im Frühjahr 2022 wird im TTT in Portugal ein Musterprojekt eines EPG Solabundance Systems aufgebaut mit einem Gewächshaus von 100m².

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