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Matten aus Phasenwechselmaterial: Warme Socken für Kulturpflanzen

Im Pflanzenanbau bringen frühe Erntezeiten aufgrund verkürzter Vegetationszeiten Marktvorteile. Forscher der Hochschule Zwickau haben jetzt eine Latentwärmespeicher-Matte aus Phase-Change-Material (PCM) entwickelt, die die Wurzeltemperaturen erhöht, ohne selbst mit Energie versorgt werden zu müssen.

Latentwärmespeicher im Pflanzenanbau Bildquelle: © WHZ/ Helge Gerischer

Prof. Dr. Silke Heßberg mit einer Wärmespeichermatte für Pflanzen, die zu einer Optimierung von Wurzeltemperaturen von Pflanzen und damit zur Verkürzung der Vegetationszeit führen können.

Für Gewächshäuser existieren verschiedene Heizsysteme wie Fußbodenheizungen, Warmwasser-, sowie Elektro- oder Gasheizungen, denen konventionell Energie zugeführt werden muss. Prof. Dr. Silke Heßberg von der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) arbeitet an einem passiven Heizsystem, dass ohne zusätzliche Energiezufuhr auskommt.

Hierbei führt sie das Wissen aus verschiedenen Bereichen zusammen und entwickelt mit Projektpartnern spezielle Matten aus Phase Change Materials (PCM) zum Wärmen und Regulieren der Pflanzenwurzel-Temperatur.

Wärmespeicher aus Phasenwechselmaterial (engl. Phase-Change-Material, PCM), die sogenannten Latentwärmespeicher reagieren auf Energiezufuhr zunächst nicht mit einer Temperaturänderung, sondern mit einem Phasenwechsel. Hat das Material den Phasenwechsel insgesamt durchlaufen, kann es Wärme durch erneuten Phasenwechsel abgeben. Das Prinzip ist vielen von Wärmekissen bekannt, deren Inhalt (Natriumacetat-Trihydrat) durch Kochen flüssig wird und die aufgenommene Schmelzwärme erst durch einen Druck-Impuls bei gleichzeitigem Erstarren wieder abgibt.

In Gewächshäusern des Institutes für Textil- und Ledertechnik (ITL) der Westsächsischen Hochschule wurden Matten aus PCM beim Anbau von Feldsalat und Gurken sowie später beim Spargelanbau getestet. Dabei konnte eine Ernteverfrühung festgestellt werden, die auf eine optimierte Wurzeltemperatur zurückgeführt wird. Bis zum Ende des Jahres werden die PCM-Matten weiter optimiert. Da sie ihre wachstumsfördernden Effekte ohne Schadstoffe und Verringerung der Kulturfläche erreichen, könnten sie künftig eine Chance auf dem Markt haben.