COMPETENCE IN TEXTILES Hohenstein Innovationsbörse Textile Hightech-Unterstützung für den Grünen Daumen Dr. Anja Gerhardts, Hohenstein Institute

Landwirtschaft im Wandel Weltbevölkerung wächst schnell Konkurrenz der Anbauflächen (z.B. Baumwolle vs. Nahrung) hoher Energieverbrauch (z.B. Gewächshaus) Quelle: Wikipedia

Vertical farming Zukunftsstrategien zur Ernährung der Weltbevölkerung 2050 leben 80 % der Weltbevölkerung in urbanen Ballungszentren Bedarf an urbaner Landwirtschaft Nachhaltige Produktion von Nahrung Recycling von Wasser und Energie Ganzjähriger Pflanzenbau Quelle: Wikipedia

Heiztextilien für Anwendungen im Agrarsektor Energiesparpotential in Gewächshäusern > 80 % Keimung, Pflanzenwachstum und Reife steuerbar Variable Temperaturprofile in einem Gewächshaus Frostschutz im Winter vorhernachher

ZIM Forschungsprojekt Ziele: stabiles Temperaturprofil variables Heizen von ca. 5 °C bis 40 °C niedriger Energieverbrauch (10-20 kWh*m - ²*Woche -1 ) mechanisch belastbar und wasserfest Antifouling, wird im Boden nicht zersetzt Partner:

roma-Strickstoff-Fabrik Rolf Mayer Ein leitfähiges Garn wird mit einer Rundstrickmaschine zu einem leitfähigen Stoff verstrickt. Foto: Jürgen Reichart

Stoffentwicklung Stoffmuster aus Silber-galvanisiertem Garn Edelstahl-Einfachgarn Edelstahl-Kreuzgarn Leitfähig durch mit Silber galvanisiertes Garn Leitfähig durch Zwirn mit einem Edelstahlfaden Leitfähig durch Zwirn mit zwei über Kreuz eingezwirnten Edelstahlfäden Grundmaterial: Polyester Leistung/m² (24 V): 680 WLeistung/m² (24 V): 440 WLeistung/m² (24 V): 870 W Steifigkeit: 66,55 °Steifigkeit: 55,40 °Steifigkeit: 97,54 ° Foto: Jürgen Reichart

Stoffentwicklung Die Zuschnittgröße kann an unterschiedliche Spezifikationen angepasst werden. Die Kontaktierung erfolgt über ein dünnes gewebtes Metallband, das mittels einer speziell entwickelten Nähtechnik mit dem Stoff vernäht wird. Foto: Jürgen Reichart

Textilprüfungen Schnelle und gleichmäßige Aufheizung, starke mechanische Belastbarkeit 25,3 °C 25,8 °C 9 V, 2 min 9 V, 60 min nach Belastungszyklen Neuzustand

Textilprüfungen Stabilität gegen mikrobielle Zersetzung antimikrobielle Wirksamkeit Erdeingrabetest (Freiland) Baumwollekomplett abgebaut Neuzustand 7 Monate in Erde 21 Monate in Erde 7 Monate in Erde

Textilprüfungen Funktionskontrollen und Keimungsexperimente 4 °C, mit Heiztextil4 °C, ohne Heiztextil 22 °C, dunkel 22 °C, hell Luft Erde  Weitere Arbeiten mit den Edelstahl-Garnkonstruktionen

Staatsschule für Gartenbau und Landwirtschaft Versuchshäuser: 1.) Gewächshaus Nr. 5 - Rolltische - Ebbe-Flut-System (Nährlösung wird angestaut) - Winterbetrieb (Rohrheizung auf 5 °C, Lüftung auf 12 °C) 2.) Allwetterhaus / Folienhaus - freistehende Tische - manuelles Gießen - keine Heizung (Innentemperatur = Außentemperatur)

Feldversuche Winter 2012/2013 Feldversuche im Winter 2012/2013 zeigten keine Wirkungsunterschiede zwischen Edelstahl-Einfachgarn und Edelstahl-Kreuzgarn Edelstahl-Einfachgarn bei gleicher Anwendung geringerer Stromverbrauch Ebbe-Flut-SystemAllwetterhaus

Feldversuche Winter 2012/2013 Korrosion durch Salzablagerungen im Ebbe-Flut-System  Prüfung filmbildender Beschichtungen im Laborversuch (Korrosionssimulation mit Dünger) unbeschichtet Beschichtung A Beschichtung C Beschichtung B

Feldversuche Winter 2013/2014 Feldversuche mit beschichteten Flächen der Variante Edelstahl-Einfachgarn im Ebbe-Flut-System und im Allwetterhaus nach Heizbetrieb für ca. 10 Wochen im Ebbe-Flut-System Versuchsaufbau

Feldversuche Winter 2013/2014 Ebbe-Flut-System, Ergebnisse nach 14 Wochen (li: beheizt / re: unbeheizt)

Feldversuche Winter 2013/2014 Allwetterhaus, Ergebnisse nach 14 Wochen Pelargonien („Geranien“) beheizt, unbeheizt, beheizt

Feldversuche Winter 2013/2014 Allwetterhaus, Ergebnisse nach 14 Wochen Calibrachoa Cultivars beheizt, unbeheizt, beheizt

Stoffentwicklung Nach 14 Wochen Heizbetrieb zeigten sich Defekte bei allen Heizelementen durch Salzablagerungen und Verkrustungen  Laminierung mit einer Spezialfolie  Optimierung an den Kontaktierungsstellen durch Flachbettlaminierung bzw. Laminierung über Heißklebesystem Foto: Jürgen Reichart

Weitere Feldversuche – aktueller Einsatz Staatsschule für Gartenbau und Landwirtschaft, Stuttgart-Hohenheim Fleischle Gartenbau GbR, Vaihingen/Enz Foto: Jürgen Reichart

Fazit und Ausblick Mögliche Einsatzbereiche aus heutiger Sicht: a.Unbeheizte Gewächshäuser können im Winter genutzt werden b.In beheizten Gewächshäusern Energieeinsparungen bei Teilbelegung Temperaturdifferenzierung in einem Gewächshaus Winterschutz von mehrjährigen Solitärpflanzen Foto: Jürgen Reichart

Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Anja Gerhardts Web: