El consumo principal de energia en los invernaderos se realiza en el movimiento de grandes motores electricos, los cuales son utilizados para el movimiento de aireaciones, el bombeo de agua, fertilizantes e insecticidas, calefactores y ventiladores/extractores. El uso de los motores es controlado, ya sea de forma manual (operarios humanos) o por sistemas automaticos (controladores).
Tanto los controladores como los seres humanos administran el uso de los motores dentro de los invernaderos; un controlador representa grandes ventajas en produccion y ahorro de energia en comparacion con un operario humano.
Consumo de energia
El tiempo de florecimiento (cosecha) decrece mientras la temperatura del interior del invernadero incrementa; refiriendonos a incremento de temperatura como obtencion de las condiciones optimas ambientales dentro del invernadero para cada tipo de cultivo. Por otra parte, el consumo de energia por dia incrementa cuando la temperatura interior aumenta, especialmente en temporada de invierno.
Instalacion electrica
La instalacion electrica consta de dos partes principales ” iluminacion y sistemas de potencia (motores). La iluminacion artificial puede ser utilizada para fines de trabajo humano o para acortar el tiempo para cosechar el cultivo sembrado, ya que al manipular la cantidad e intensidad de luz, se genera de forma forzada el fenomeno de fotosintesis en el cultivo, haciendo que este siga su proceso aun cuando ya no hay luz solar disponible. En el caso de la iluminacion para los seres humanos esta solo se ocupa para supervision del cultivo ya que no se realizan trabajos en el invernadero durante la noche.
Los invernaderos son construidos con materiales prefabricados y con diseños establecidos, por lo que la distribucion de cargas electricas, esta establecida debido al diseño del invernadero. La distribucion de motores electricos en la estructura del invernadero determina la forma de conexion electrica necesaria para el sistema.
La distribucion del cableado en el invernadero va sobre la estructura y no sobre el suelo, debido a que el plastico que recubre los alambres puede liberar contaminantes que afecten al cultivo o a la salud de los consumidores de ese cultivo, ya que estos pueden entrar en contacto con las sustancias quimicas de insecticidas o fertilizantes y provocar reacciones en el plastico de proteccion de los alambres, causando daños
a la salud del cultivo o a la salud de consumidores.
Alimentacion electrica
La alimentacion de todos los sistemas electricos del invernadero es por medio de energia alterna; en algunos casos se utilizan rectificadores para obtener alimentacion en forma de corriente directa para motores pequeños que puedan estar colocados para mover pequeñas cargas mecanicas.
Cuando se utilizan controladores en invernaderos, el cableado de las señales provenientes de los sensores son protegidas por tubos de PVC los cuales aislan a los cables de señales de los cables de potencia. Se utiliza una instalacion electrica diferente y el controlador es colocado en una de las esquinas del invernadero cerca de los sistemas de control de motores utilizados para diversas aplicaciones.
Los controladores y sensores en invernaderos deben cumplir con normas ya que no se pueden utilizar sensores convencionales para el interior del invernadero, debido a que los materiales de los sensores y del controlador se encuentran bajo condiciones severas de humedad e incluso de corrosion.
Las señales provenientes de sensores son de niveles muy bajos de corriente para que el efecto resistivo de los grandes cables utilizados para conectar los sensores al controlador no afecten a su funcionamiento. El consumo de energia por el dia, puede ser reducido debido a que el consumo de energia es una funcion lineal entre la diferencia de la temperatura exterior y la interior.
Perdida de energia
Los principales metodos de perdida de energia provenientes del invernadero y la contribucion relativa a las perdidas generales de energia se muestran en la Figura 1.
La contribucion relativa de cada uno de los factores mencionados es calculada utilizando una base de datos del clima ambiental actual y el uso de sistemas de medicion de temperatura en el interior del invernadero. Los primeros tres metodos de perdida de energia son:
Conduccion y conveccion de calor por medio de la cubierta del invernadero;
Infiltraciones de aire
Conduccion de calor hacia el suelo.
estos son una funcion lineal entre la temperatura interior del invernadero y la temperatura exterior, sumando el 80% de las perdidas totales de energia en estos sistemas de cultivo.
Las perdidas por radiacion hacia el cielo, tambien tienden a seguir la temperatura del aire, pero no mas cerca. Esto significa que el consumo de energia por dia de los invernaderos incrementa de forma lineal en mayor o menor medida mientras la temperatura del invernadero incrementa.