Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web


cs:designs:hydroponics

Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

Odkaz na výstup diff

Obě strany předchozí revize Předchozí verze
Předchozí verze
cs:designs:hydroponics [2018/10/19 15:37]
cs:designs:hydroponics [2020/03/28 23:19] (aktuální)
kaklik [Řízené parametry živného roztoku]
Řádek 1: Řádek 1:
 +====== Hydroponický systém ======
 +
 +Jde o systém určený pro pěstování rostlin v umělých podmínkách. Ideou celého zařízení je návrh systému, který na rozdíl od současných řešení bude snadno replikovatelný v globálním měřítku.
 +Proto je důležité aby měl tyto parametry: ​
 +
 +  * Použití globálně dostupných materiálů a komponent (globálně normalizované díly, 3D tisknuté komponenty)
 +  * Vysoká spolehlivost a nenáročnost na obsluhu ​
 +  * Minimální spotřeba energií, případně energetická nezávislost
 +  * Možnost instalace do různého prostředí (balkony, zelené střechy, poušť a podobně.)
 +  * Modularita umožňující škálovatelnost
 +
 +Prvním modelovým nasazením takového systému je instalace na balkonech městských bytů a nebo střechách domů ve městech. Tato umístění umožní snížit teplotu ve městech, díky absorpci slunečního záření a uložení energie v podobě chemického potenciálu.
 +Právě snížení teploty by mělo být klíčovým benefitem celého systému. Neboť technologicky dosažitelná řešení hydroponických systémů jsou ekonomicky udržitelná jenom ve velkých instalacích,​ na což doplácí řada technologických firem, která se snaží o využití biotechnologií.
 +
 +Samotná konstrukce pak má dvě varianty lišící se hlavní aplikací. Každá z těchto konstrukcí však obsahuje jednotku přípravy živného roztoku a bloky pro samotný růst rostlin.
 +
 +Zdroje, které systém potřebuje pro svojí činnost jsou živiny, voda a elektrická energie. ​
 +Jako zdroj vody existují metody jejího získání [[cs:​designs:​unicooler|kondenzací vzdušné vlhkosti]]. ​
 +
 +
 +==== Řízené parametry živného roztoku ====
 +
 +  * PH
 +  * Osmolarita
 +  * Teplota
 +
 +Hodnotu PH lze řídit přidáváním roztoků PH- a PH+ pomocí [[https://​www.thingiverse.com/​search?​q=peristaltic+nema&​type=things&​sort=relevant|peristaltické pumpy]]. Měření může být provedeno existující [[cs:​phmet|konstrukcí PHmetru]].
 +
 +
 +===== Pěstování řas =====
 +
 +Pěstováním vhodného typu řas je možné získat [[https://​en.wikipedia.org/​wiki/​Algae_fuel|kvalitní palivo]], které je možné skladovat a dále využívat pro vytápění v zimních měsících nebo výrobu elektrické energie. ​
 +
 +Fotobioreaktory pro pěstování řas mají celou řadu různých konstrukcí od otevřených ploch po ploché panely s mendry.
 +
 +Bioreaktor pro tento případ by zřejmě měl být tvořený [[https://​www.kavalier.cz/​trubice-sp1.html|skleněnými trubicemi]]. Pro zvolenou aplikaci je zřejmě vhodné použít skleněné trubice, neboť vyžadují v porovnání s jinými materiály [[https://​www.schott.com/​english/​news/​press.html?​NID=com4854|méně náročnou údržbu]]. [[https://​en.wikipedia.org/​wiki/​Bubble_column_reactor|Bubble column reactor]] Výhodou také je, že bublinky vzduchu bublají ze spodní části s vyšším tlakem do nižšího tlaku. Tím dochází k rovnoměrnějšímu rozložení hustoty rozpouštěných plynů. ​
 +
 +<WRAP center round todo 60%>
 +Doplinit náčrtek bioreaktoru
 +</​WRAP>​
 +
 +==== Specifika ====
 +
 +  * Je nutné kontrolovat koncentraci řas a stabilizovat jí na optimální úrovni odvedením části populace do sedimentační nádrže
 +  * Do živného roztoku musí být přiváděno CO2 probubláváním ze vzduchu.
 +  * Je zřejmě potřeba řídit [[https://​www.sciencedirect.com/​science/​article/​pii/​S0960852411001830|salinitu roztoku|]].
 +
 +Protože je rozpouštění CO2 ve vodě energeticky náročný proces, který nelze dnešní technologií realizovat efektivněji,​ než probubláváním vzduchu skrz kapalinu. Tak je potřeba zvolit alespoň komponenty s vysokou účinností. ​
 +Pumpa která by tyto požadavky mohla splňovat je například [[http://​alita.com/​airpump/​ac-pressure.php|ALITA AL 80]]. 
 +Dále musí být proud vzduchu rozmělněn na co nejmenší bublinky, které budou probublávat pomalu skrz kapalinu a tím jednak řasy míchat a zároveň se rozpouštět ve vodě. ​
 +Za tímto účelem existují [[http://​alita.com/​literature/​DFA-Membrane-Diffuser.pdf|membránové difusery s vysokým počtem velmi malých dírek]], výhodou tohoto řešení je, že flexibilní membrána má menší tendenci k zanesení, než pevné diffusery. ​
 +
 +
 +Ze sedimentovaných řas může být uvolněn olej [[https://​www.youtube.com/​watch?​v=VZpHixzxHK8|ultrazvukovou sterilizací]].
 +===== Pěstování potravinových rostlin =====
 +
 +Pro případ pěstování rostlin určených pro potravinové účely je vhodné, aby živné roztoky byly uchovávány v racku, neboť každý druh rostliny jsou optimální mírně odlišné parametry roztoku.  ​
 +