BRPI0708256A2 - estufa, invólucro para estufa, dispositivo de filtro, aparelho de iluminação, dispositivo de condução, emprego e dispositivo de entrada - Google Patents

Abstract

ESTUFA, INVóLUCRO PARA ESTUFA, DISPOSITIVO DE FILTRO, APARELHO DE ILUMINAçãO, DISPOSITIVO DE CONDUçãO, EMPREGO E DISPOSITIVO DE ENTRADA. A presente invenção refere-se a numerosos aspectos para o aperfeiçoamento de estufas, que podem contribuir para um aperfeiçoamento sustentável do sistema climático mundial.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTUFA, IN-VÓLUCRO PARA ESTUFA, DISPOSITIVO DE FILTRO, APARELHO DEILUMINAÇÃO, DISPOSITIVO DE CONDUÇÃO, EMPREGO E DISPOSITI-VO DE ENTRADA".

A presente invenção refere-se a uma estufa, bem como, a uminvólucro, a um dispositivo de filtro, a um aparelho de iluminação, a um dis-positivo de condução, ao emprego de um material e a um dispositivo de en-trada respectivamente, para uma estufa.

Um hábil aproveitamento das energias regenerativas, cresci-mento de plantas também em regiões áridas do mundo e uma redução insis-tente da emissão de CO2 se deslocam cada vez mais para o interesse insis-tente da humanidade.

Uma tecnologia de estufa vantajosa é conhecida da patente DE199 82 011.

À invenção cabe basicamente a tarefa de colocar à disposiçãoum sistema aperfeiçoado.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, esta tarefa ésolucionada por um invólucro transparente de estufa que apresenta um filmede fluorpolímero.

A fim de construir uma estufa de modo mais vantajoso possível,esta precisa possuir um invólucro transparente, que deixe passar, do modomais completo possível, todo o espectro solar.

De acordo com os conhecimentos do inventor, são apropriadospara isto, em particular, filmes de fluorpolímero, uma vez que, de acordocom resultados de experiências, esses filmes deixam passar até 97% detodo fluxo de luz.

Neste caso, de modo particularmente vantajoso atua o baixoíndice de refração óptico η de aproximadamente 1,3 que conduz a pequenasreflexões parciais no lado anterior e posterior dos filmes. Em conseqüênciadisto, uma grande parte da luz é passada, mesmo com, incidência de luz in-clinada sobre o invólucro.

Em particular, é vantajosa a transmissão muito alta na faixa deUVA. Esta transmissão é favorável não somente para as plantas, mas tam-bém contribui para uma longa duração dos filmes, pois a luz de UV rica emenergia não destrói os filmes, quando a luz é transmitida, porém só entãoquando ela é ábsorvida. As cadeias de fluorpolímeros relativamente longaspermanecem estáveis também no caso de irradiação de UV.

Além disso, quimicamente um filme de fluorpolímero é conside-ravelmente inerte, e não tem nenhum agente plasticizante. Em conseqüên-cia das energias superficiais pequenas, além disso, as superfícies estão emcondição de fazer, o mais amplamente possível, a autolimpeza de partículasde sujeira. Estas partículas encontram somente uma pequena força de ade-são na superfície. Além disso, mecanicamente os filmes de fluorpolímerosão muito estáveis, em particular, eventuais rasgos não continuam a se es-tender no filme. Em conseqüência das propriedades mecânicas vantajosasdos filmes de fluorpolímero, podem ser executados invólucros de superfíciesrelativamente grandes, como as que ocorrem em grandes distâncias de su-porte da estufa, também em pequena espessura de filmes. O inventor suge-re uma espessura de filme entre aproximadamente 100 pm e 200 pm.

Neste caso, sob um filme de fluorpolímero como invólucro deestufa é mantido todo o espectro da luz solar terrestre, pelo menos, conside-ravelmente completo, e pode continuar a ser usado de modo visado. Emparticular é possível alimentar o espectro da luz solar como energia útil paradiversas aplicações com sistemas de filtro acoplados e/ou através de sepa-ração seletiva de faixas do espectro individuais.

Uma separação exemplar das faixas do espectro da luz podeser vista na patente DE 199 82 011. Ali são reproduzidas lentes de Fresnelcom imagem do sol em um ou dois eixos em forma de linhas ou de pontos.Estas lentes concentram somente a luz solar direta para um receptor. Estereceptor está equipado, por exemplo, de modo fotovoltaico, térmico ou foto-químico. Em contrapartida, a luz do dia difusa passa através da óptica deFresnel e, com isto, serve para o crescimento das plantas.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, a tarefa apre-sentada é solucionada por um dispositivo de filtro para a filtragem de luz in-cidente em uma estufa com um filtro de fluido, sendo que, o dispositivo defiltro apresenta uma óptica de convergência situada antes do filtro de fluidono trajeto da luz.

Estufas com filtros de fluido são conhecidas. Em uma estufamodelo em Israel foi construído um invólucro para uma estufa de dupla pa-rede de área total. Neste invólucro de dupla parede de grande área foi colo-cada água como com fluido de filtro. Para o espectro solar visível incidente aágua é altamente transparente e absorve bastante a luz a partir de compri-mentos de onda de 1,1 pm em combinação com traços de sal, de metais oude outros materiais de adição apropriados, que são complementares ao es-pectro de absorção da clorofila.

Invólucros duplos de grandes áreas que são atravessados porfluido são, contudo, relativamente propensos a interferências, por exemplo,ao vazamento. Além disso, eles são onerosos e muito pesados. O segundoaspecto da invenção apresentado concentra um filtro de fluido e uma ópticade convergência. Se uma óptica de convergência estiver disposta antes dofiltro de fluido no trajeto de curso da luz, então o filtro de fluido pode ser e-xecutado em pequenas dimensões de espaço, e ainda assim efetuar a filtra-gem desejada. Isto torna o dispositivo de filtro consideravelmente maiscompacto e de custo mais em conta.

É sugerido que, o filtro de fluido seja conduzido em um absorve-dor, em particular, em tubos, cilindros ou esferas. Estes são vedados demodo inerente e, além disso, são bem em conta. Além disso, é necessáriosomente pouco fluido de filtro.

De preferência, o dispositivo de filtro apresenta uma lente deconvergência altamente concentrada. O grau de eficiência da transformaçãoda irradiação em calor aumenta com a concentração da luz.

De preferência, estão previstos meios para o deslocamento dofiltro de fluido em relação à óptica de convergência, em particular, para odeslocamento reversível de um absorvedor em relação a um foco ou a umacáustica.

Quando estiver prevista uma óptica de convergência, esta, porexemplo, as lentes da óptica de convergência, podem ser giradas aleatoria-mente, de tal modo que, por um determinado tempo, todo ou uma parte ele-gível do espectro completo passa para as plantas. De modo alternativo eacumulativo é possível mover os absorvedores para fora do plano focai daóptica de convergência, a fim de obter o mesmo efeito. Deste modo, por e-xemplo, nas horas da manhã e da noite, ou no inverno de sol mais fraco,pode ser passada uma energia da irradiação mais alta para as plantas.

Deste modo, através de um circuito de regulagem fechado, épossível ajustar a relação de luz, entre a óptica e as plantas, em função danecessidade variável das plantas, isto é, em particular, em função de seuestado de crescimento, da estação do ano e de outros parâmetros biológi-cos.

Esta variedade permite regular o sistema, constituído de óptica eplantas, com relação ao efeito principal respectivamente almejado, por e-xemplo, "mais biomassa, menos energia técnica" ou ao contrário.

Em uma execução concreta, nas cáusticas ou nos focos podemser dispostos tubos, esferas, cilindros transparentes ou outros recipientesabsorventes similares para o fluido de filtro. De preferência, eles são adap-tados respectivamente à forma do foco.

Eles são atravessados por um meio, que deixar passar a faixade irradiação de PAR. A faixa de irradiação de PAR tem o valor de aproxi-madamente 10% da irradiação total. O resto deve ser absorvido e transfor-mado em calor. Isto tem como conseqüência que, cerca de 90% da irradia-ção é transformada em calor útil, enquanto que aproximadamente 10% dairradiação serve diretamente para o crescimento das plantas.

De preferência, o fluido de filtro pode deixar passar o espectrode PAR da luz, pelo menos, de 50%, de preferência, pelo menos de 80%,mas absorve um excesso acima do espectro de PAR de, pelo menos, 50%,de preferência, pelo menos, de 80%.

Deste modo, por um lado, às plantas é oferecida a luz ótima pa-ra a fotossíntese. Por outro lado, é extraído calor excedente. Este calor podeser armazenado e, em noites frias, pode ser reconduzido, por exemplo, àsplantas como calor de aquecimento. As plantas necessitam de temperaturasde crescimento o mais constante possível, de preferência, em torno de a-proximadamente 20°C.

De acordo com um terceiro aspecto da invenção, a tarefa colo-cada é solucionada por um dispositivo de filtro para a filtragem da luz inci-dente para uma estufa, sendo que, o dispositivo de filtro apresenta um refle-tor na faixa espectral e um refletor secundário, sendo que, o refletor na faixaespectral está equipado de tal modo que, ele reflete no filtro uma faixa doespectro de PAR para o refletor secundário, sendo que, a luz restante podepassar através do refletor na faixa espectral para uma faixa de plantas, e aluz refletida no filtro pelo refletor secundário é desviada para a área da planta.

Com um sistema óptico de dois estágios deste tipo é possívelrefletir uma faixa da luz incidente. Aquela luz, que é deixada passar conse-gue chegar à área da planta. Aquela luz que é refletida pelo filtro, portantopelo refletor da faixa espectral, possui um trajeto para percorrer mais longo.Devido ao trajeto para percorrer mais longo é possível tratar esta faixa doespectro de modo visado. Somente após este tratamento esta faixa do es-pectro de PAR também deve ser desviada para a área da planta.

Uma óptica dupla deste tipo pode ser particularmente bem-empregada, então, se o refletor na faixa espectral refletir, pelo menos, umaparte do espectro entre aproximadamente 500 nm e aproximadamente 580nm, de preferência, pelo menos, entre aproximadamente 520 nm e 560 nm.

O inventor descobriu que, a luz verde somente contribui em me-dida praticamente insignificante para a fotossíntese, embora nesta faixa doespectro de PAR incida a parte de energia relativamente maior. A luz verdepode ser encontrada na faixa entre aproximadamente 500 nm e aproxima-damente 580 nm, em particular, entre aproximadamente 520 nm e aproxi-madamente 560 nm.

Por isto, o crescimento das plantas pode ser consideravelmenteexigido, quando bem-sucedido, desacoplar, de modo seletivo, a faixa verdee em seguida prosseguir o tratamento.De preferência, o filtro na faixa espectral é transparente à luz atéaproximadamente 500 nm. De acordo com os conhecimentos do inventor, aluz nesta faixa é muito útil para o crescimento das plantas. O mesmo valepara a luz a partir de aproximadamente 580 nm.

De preferência, o dispositivo de filtro está equipado para subme-ter a luz refletida no filtro a uma comutação de fase ("phase-shifting").

Se estiver previsto um processo de comutação de fase, é possí-vel deslocar a luz refletida no filtro para aquela faixa do espectro de PARque é de maior utilidade para o crescimento das plantas. Neste caso, emparticular é sugerido transformar a luz refletida no filtro no processo de co-mutação de fase tipicamente em um processo de fluorescência, em luz a-marelo-vermelha. De preferência, após a comutação de fase esta luz é con-duzida, do mesmo modo, à área de plantas.

De preferência, a comutação de fase conduz para á luz de maisque 600 nm, em particular, de mais que 680 nm.

O dispositivo de filtro tem uma aptidão particular, se a luz inci-dente percorrer uma óptica de convergência, e o refletor na faixa espectralestiver disposto inclinado em relação a um eixo óptico da óptica de conver-gência, em particular, sob um ângulo de aproximadamente 40° até aproxi-madamente 50°.

Em uma constelação deste tipo é possível desviar para fora dorestante do percurso de irradiação a luz refletida no filtro pelo refletor na fai-xa espectral somente através da posição inclinada do refletor na faixa es-pectral, de tal modo que, em particular, o refletor secundário possa ser dis-posto fora do restante do percurso de irradiação. Isto não só aumenta a li-berdade durante a disposição dos elementos individuais na estufa, mastambém mantém o percurso de irradiação principal livre o maior tempo pos-sível, de tal modo que, a energia da luz pode ser usada, se possível, nãoreduzida.

De preferência, o refletor na faixa espectral pode estar dispostoentre a óptica de convergência e seu foco. Isto conduz a uma óptica triplaconstituída de óptica de convergência, de refletor na faixa espectral e derefletor secundário, sendo que, no trajeto de curso da luz somente do outrolado do refletor na faixa espectral está situado o foco da óptica de conver-gência, de tal modo que, ali pode estar disposto um absorvedor, por exem-plo, como descrito anteriormente nesta requisição de patente, na forma deum filtro de fluido em um tubo, em um cilindro ou em uma esfera.

De preferência, o refletor na faixa espectral apresenta um focosecundário para a luz refletida no filtro. Em uma execução do refletor na fai-xa espectral deste tipo a continuação do tratamento da luz refletida no filtropode ser efetuada com uma disposição construtiva mantida bem-compacta.De preferência, em seu lado iluminado pelo refletor na faixa espectral, o re-fletor secundário apresenta um. revestimento vermelho e/ou amarelo, emparticular, com um corante de fluorescência.

Assim, seja imaginado, em particular, um dispositivo de filtro, noqual, pelo menos, abaixo de uma óptica de convergência esteja previsto umfiltro, que serve como refletor na faixa espectral, pelo fato de que até 500 nmele é transparente, entre 500 nm e 580 nm ele reflete e acima de 580 nm eleé de novo transparente. Este filtro pode ser instalado sob uma inclinação emrelação ao eixo óptico antes do plano focai da óptica de convergência, de talmodo que, seu foco secundário de luz verde se forma fora do feixe de irradi-ação primária, enquanto que a luz restante vai para um tubo do absorvedorcom líquido de filtro através de um filtro. Em experiências do inventor, reve-lou-se como bastante apropriado, por exemplo, um filtro dicróico apropriadocom uma inclinação de 45°.

Na área do foco secundário para a luz verde pode estar dispos-ta, por exemplo, uma placa suspensa horizontalmente, cujo lado inferior é,então, iluminado com verde, sendo que, esta placa é revestida, por exem-plo, com o corante de fluorescência vermelho-chama de TeS. Isto conduz aofato de que, a placa transforma a luz verde na luz amarelo-vermelha deseja-da. Em seguida esta luz é enviada para o espaço das plantas como irradia-ção de Lambert de forma melhorada.

De preferência, na luz refletida no filtro está disposto um conver-sor, em particular, uma célula solar.Deste modo, por exemplo, pode ser imaginado colocar abaixoda placa, que serve como refletor secundário, uma célula solar particular-mente eficiente para luz verde, ou um outro conversor apropriado para luzverde, de tal modo que, possa ser produzida corrente elétrica adicional oupossam ser obtidos outros efeitos desejados, por exemplo, reações foto-químicas.

Com a disposição descrita é possível para a fotossíntese filtrarde modo seletivo a faixa espectral praticamente não efetiva sem interferên-cia de outras faixas espectrais, de tal modo que, à planta possa ser condu-zida mais luz preferida do que sob condições normais. Isto leva a um au-mento considerável da produtividade das plantas.

Tradicionalmente é conhecido introduzir pigmentos fluorescen-tes em um invólucro transparente da estufa. Em uma experiência em Israel,isto conduziu a uma produtividade aumentada de aproximadamente 20% nocultivo de tomates. Neste caso, certamente deve ser levado em conta que,as faixas espectrais apropriadas para a planta também são enfraquecidas.Além disso, para o tratamento do invólucro é necessário bastante do corantede fluorescência oneroso. Além disso, no caso de uma diminuição, condi-cionada ao envelhecimento, do efeito do corante de fluorescência, somentepuder ser trocado o invólucro total da estufa, o que é muito oneroso. Emcontrapartida, mesmo no caso de uma diminuição, condicionada ao enve-lhecimento, dos efeitos desejados, o sistema descrito anteriormente conse-gue revestir de novo somente uma pequena superfície do dispositivo de ir-radiação amarelo e vermelho.

De acordo com um quarto aspecto da invenção, a tarefa apre-sentada é solucionada por um dispositivo de iluminação para uma estufacom um fluido do acumulador de luz.

É conhecido introduzir partículas fosforescentes em suspensãoem líquidos apropriados, excitar estas partículas em coletores solares trans-parentes de luz solar, e colocar a luz armazenada no líquido diretamente emespaços escuros ou em reservatórios de líquido, dos quais, em caso de ne-cessidade, ela pode ser conduzida novamente para os espaços e pode ilu-miná-los.

Também é conhecido iluminar de noite as estufas com correnteelétrica, uma vez que, em experiências tem se mostrado que, uma plantacresce com mais eficiência quando, em certos períodos, ela também recebeluz à noite.

O emprego de um fluido do acumulador de luz para um disposi-tivo de iluminação para uma estufa, por sua vez, não é conhecido. Os flui-dos do acumulador de luz armazenam a energia transmitida pela luz exclu-sivamente em faixas espectrais não atraentes para o crescimento das plan-tas. Contudo, o inventor reconheceu que, mesmo o armazenamento da luznão conveniente para o crescimento das plantas pode ser empregado demodo conveniente.

É sugerido que, o fluido do acumulador de luz seja fosforescen-te. Partículas fosforescentes são bem conhecidas. Em experiências do in-ventor tem-se comprovado que, as partículas fosforescentes em combina-ção com óleos de silicone e/ou líquidos de flúor são particularmente apropri-adas, uma vez que, nelas pode ser obtido um meio-tempo da força de ilumi-nação de, em parte, acima de 20 horas. Certamente as partículas iluminamna faixa espectral verde da luz, contudo, ainda podem ser empregadas comsucesso para o crescimento das plantas.

De preferência, está previsto um tanque de armazenamento pa-ra o fluido do acumulador de luz. Em caso de necessidade, deste tanquepode ser retirado fluido do acumulador de luz, em particular, durante os pe-ríodos da noite.

É sugerido que, um emissor de luz esteja previsto em um espa-ço de plantas, o qual possa emitir o fluido do acumulador de luz no espaçode plantas. Com um emissor de luz deste tipo, a luz armazenada pode serconduzida às plantas de modo visado.

De preferência, ao emissor de luz está coordenado um conver-sor de luz vermelho-amarela, que da luz verde emitida pelo fluido do acumu-lador de luz produz luz vermelho-amarela e irradia essa luz para as plantas.

Já foi esclarecido que, em particular, fluidos do acumulador deluz efetivos irradiam na faixa espectral verde da luz. Se1 contudo, estiverprevisto um conversor de luz vermelho-amarela, então a luz verde pode sertransformada em tal luz, que contribui consideravelmente para o crescimen-to das plantas.' O conversor de luz vermelho-amarela pode ficar permanen-temente no espaço de plantas. De modo alternativo pode ser imaginado dis-por o conversor entre as plantas somente durante a alimentação do fluido dearmazenamento que ilumina.

De preferência, o emissor de luz apresenta placas duplas verti-cais. Placas duplas verticais são mais em conta para construir e, em seulado interno, podem ser alimentadas com o fluido de armazenamento de luz.Além disso, podem ser dispostas entre as fileiras da plantação economizan-do espaço.

Em particular, pode ser imaginado um sistema como o seguinte:está previsto um filtro de luz que, por exemplo, é executado como filtro di-cróico e que focaliza a luz azul com um comprimento de onda menor que500 nm para um tubo transparente. Isto pode ocorrer como descrito anteri-ormente, de preferência através de um refletor na faixa espectral colocadoinclinado, que reflete no filtro para este tubo, luz azul com comprimentos deonda abaixo de 500 nm e, de preferência enfeixa para lá. No tubo transpa-rente, em um líquido de suporte apropriado, estão dispostas partículas fosfo-rescentes que são excitadas pela luz azul para a iluminação verde. O líquidocom as partículas fosforescentes iluminadas de verde é bombeado para umreservatório de fluido..

Durante a noite este líquido é bombeado do tanque de armaze-namento para as placas duplas, que estão colocadas no espaço de plantasentre as fileiras de plantas. À direita e à esquerda destas placas duplas, quepodem ser atravessadas, estão colocadas placas finas, que estão revestidascom corantes de fluorescência que convertem a luz verde em luz vermelho-amarela e irradiam esta luz para as plantas que estão em sua vizinhança.

O armazenamento direto apresentado da luz do dia como luzlíquida descrito é uma absoluta novidade, que é em essência, mais econô-mica que a iluminação até hoje através de luz elétrica em estufas.De acordo com um quinto aspecto da invenção, a tarefa apre-sentada é solucionada através de um dispositivo condutor para a conduçãode luz incidente para uma estufa, sendo que, no trajeto de curso da luz, emprimeiro lugar, está disposta uma óptica de convergência, então uma óptica de difusão e, em seguida, um prisma.

Prismas são conhecidos como tal. Um prisma de vidro é um sis-tema óptico que, no caso de raios de luz incidentes da luz solar branca de-compõe esta luz em um espectro de arco-íris. Em essência, a idéia da in-venção em questão prevê ampliar esse princípio conhecido, de tal modoque, antes da introdução no prisma, em primeiro lugar a luz seja concentra-da e então paralelizada. Isto permite enfeixar a energia da luz solar, e commeios limitados espacialmente e, com isto, mais em conta, prever um pris-ma para a decomposição da luz concentrada. No resultado obtém-se luzconcentrada, dividida nas partes espectrais. Em seguida, esta luz pode serrecolhida de modo visado e continuar a ser tratada.

De preferência, a óptica de convergência é parte de um invólu-cro da estufa.

É sugerido que, a óptica de difusão esteja disposta no trajeto decurso da luz pouco antes de um foco da óptica de convergência. A óptica deconvergência enfeixa a luz solar incidente para seu foco. Portanto, poucoantes e pouco depois do foco o percurso da irradiação tem somente umalargura pequena, de tal modo que, pode ser prevista uma óptica de disper-são relativamente pequena, correspondente à largura. Se a óptica de dis-persão estiver antes do foco, então pode ser economizado espaço de cons-trução. Logicamente também é possível dispor a óptica de dispersão fora dofoco.

De preferência, a óptica de difusão paraleliza a luz, de modoideal, sendo que, mesmo com um desvio do percurso da irradiação de, nomáximo, 10° ou de, no máximo, 30° ainda pode existir uma paralelizaçãosuficiente.

Em particular, pode ser imaginado um sistema como a seguir:

Uma lente representada de forma pontual no invólucro de estufaconcentra a luz do dia incidente, por meio da óptica descrita, para um pris-ma de vidro que decompõe a luz altamente concentrada em tiras do espec-tro do arco-íris, no qual a luz colorida também está disponível de forma al-tamente concentrada. Para a decomposição da luz os prismas necessitamde luz paralela em seu lado de entrada. Uma vez que a lente do concentra-dor da óptica de convergência fornece um feixe de raios convergente, elaprecisa ser paralelizada na áreã um pouco antes ou depois do foco. De pre-ferência, isto ocorre com uma lente de dupla concavidade, cuja distânciafocai negativa corresponde à distância focai positiva da óptica de conver-gência primária.

Em seguida, a luz do arco-íris concentrada pode ser usada paraos mais diversos fins. Por exemplo, a luz vermelha e a luz azul, duas faixasdo espectro de PAR, podem ser conduzidas sem problema para as plantas,enquanto que a luz verde incide sobre uma célula solar do concentrador. Porexemplo, também pode ser convertida em luz amarelo-vermelha para umailuminação ótima das plantas. Isto já foi descrito anteriormente.

Uma vez que, em geral, as intensidades nos feixes de irradiaçãocolorida concentrados são muito altas, no percurso da irradiação em princí-pio pode estar previsto um filtro de líquido que produz calor adicional.

Para a conversão particularmente eficiente da luz em correntepodem ser colocados semicondutores correspondentes nas respectivas fai-xas coloridas, cuja distância da faixa efetiva é adaptada à cor da respectivaluz.

Células solares tradicionais têm camadas para as diversas fai-xas espectrais montadas umas sobre as outras perpendicularmente, para ailuminação com luz mista branca. No caso do emprego da técnica sugeridaaqui, as diversas camadas de semicondutor para as diversas faixas espec-trais podem ser dispostas uma ao lado da outra, em particular, em um plano.Isso impede não apenas perdas de luz nas camadas que ficam sobrepostasde modo tradicional, mas também leva a uma montagem de custos maisfavoráveis.

O dispositivo condutor de luz sugerido possibilita a decomposi-ção da luz em faixas espectrais de cor altamente concentrada, simplesmen-te através do emprego e da combinação apropriada de sistemas ópticos co-nhecidos, isto é, de um sistema óptico do concentrador primário, por exem-plo, de uma lente de Fresnel, de uma lente côncava dupla para a paraleliza-ção e de um prisma. Revestimentos ópticos ou dispositivos similares dis-pendiosos não são necessários.

De acordo com um sexto aspecto da invenção, a tarefa apresen-tada é solucionada pelo emprego de fluorpolímeros como material para umalente de convergência, em particular, para uma lente de Fresnel, para umfilme suspenso sob uma óptica de convergência de uma estufa, para umtrocador de calor e/ou para um isolamento térmico transparente.

Com auxílio do invólucro de estufa, já foi mencionado anterior-mente, quais vantagens existem no emprego de fluorpolímeros como mate-rial. Estas são, em particular, uma transparência muito alta na área de UVAimportante para estufas, uma alta estabilidade mecânica e térmica, inérciaquímica e autolimpeza em conseqüência de pouca aderência de superfície.

Tais propriedades são de grande importância para uma lente deFresnel ou geralmente para um óptica de convergência. Atualmente as len-tes de convergência são fabricadas quase exclusivamente de PMMA. Deacordo com experiências do inventor, as ópticas de convergência, concre-tamente lentes de convergência, todavia, também podem ser fabricadas defilme de fluorpolímero. Em relação às lentes de PMMA, estas são conside-ravelmente mais estáveis por longo tempo. Além disso, a luz de UVA na par-te difusa pode penetrar diretamente nas plantas, o que é de grande impor-tância para o sabor de frutas ou verduras, para a cor e para a esterilizaçãonatural. A luz de UV direta é enfeixada, pode ser acoplada em volta atravésde um filtro seletivo e pode ser irradiada ou adicionalmente no espaço deplantas, ou ser utilizada para tarefas especiais, por exemplo, esterilização deágua potável, para reações fotoquímicas ou similares.

As mesmas vantagens podem ser obtidas no caso de um filmesuspenso sob as lentes, como o que é conhecido, por exemplo, no caso dosmódulos de invólucro da estufa em forma de almofada da patente DE 19982 011. Também para um trocador de calor, como descrito a seguir nesserequerimento, o material pode ser empregado de modo excelente.

Além disso, em estufas muitas vezes são dispostos isolantestérmicos transparentes sobre o filme suspenso sob as lentes de convergên-cia. Um isolante térmico transparente cria um clima mais constante na estu-fa com transmissão simultânea de UVA. Também pode ser empregado umisolante térmico transparente desse tipo na chaminé do ar de exaustão. Es-sa chaminé será esclarecida posteriormente no contexto desse requerimen-to de patente.

Uma estufa com uma coberta de filme de fluorpolímero tem pro-priedades excelentes em relação ao crescimento de plantas, à esterilizaçãonatural e a uma longa vida útil. Se o filme de fluorpolímero for empregadonão apenas para o invólucro externo, mas também para componentes den-tro da estufa, podem ser obtidos efeitos técnicos de sinergia. Também o ma-terial pode ser adquirido com custos favoráveis, e precisa ser preparadomenos espaço de armazenamento para filme sobressalente ou materiaissobressalentes.

De acordo com um sétimo aspecto da invenção, a tarefa apre-sentada é solucionada por uma estufa com chaminé de vento ascendente.

Uma chaminé de vento ascendente solar pode garantir a circu-lação de ar na estufa periodicamente ou continuamente sem energia estra-nha. Estufas tradicionais abrem, em contrapartida, válvulas de ventilação naestufa mediante o emprego de ventiladores adicionais.

A estufa pode ser mantida fechada hermeticamente com umachaminé de vento ascendente com exceção da seção transversal de saídade ar e de uma seção transversal de aspiração de ar. Essas aberturas deentrada e de saída bem-definidas, portanto, a seção transversal de aspira-ção de ar e a seção transversal de saída de ar podem permanecer abertaspermanentemente ao longo de períodos ou o tempo todo, sendo que, de-vem estar protegidas contra bichos com uma tela de malha estreita, por e-xemplo, com uma tela contra moscas. É conhecido que, por exemplo, amosca branca de frutos pode destruir grande parte da colheita de tomate.Em estufas tradicionais o fechamento com telas, em virtude deválvulas de ventilação de difícil acesso, de grande movimento é muito one-roso e nem sempre pode ser garantida a segurança de operação.

De preferência, está previsto um sistema de canal subterrâneo,para a aspiração de ar. Através de um sistema desse tipo, o ar pode ser res-friado no verão ou preaquecido no inverno.

É sugerido prever uma umidificação de ar para o ar aspirado.Isto pode ocorrer, por exemplo, em um canal subterrâneo, se estiver dispo-nível um canal desse tipo. De preferência, é pulverizada névoa de água noar aspirado. A água evaporada pode causar um resfriamento adiabático daestufa.

De preferência, acima ou abaixo na chaminé de vento ascen-dente está previsto um trocador de calor de água e ar.

No caso de estufas tradicionais, a água, que é empregada parao resfriamento adiabático, é perdida. Isto é um dos problemas logísticos eeconômicos essenciais de estufas em zonas da terra quentes. Com um tro-cador de calor de água e ar, em particular, com um trocador de calor de con-tracorrente esse problema pode ser evitado. O trocador de calor deve ser omembro de ligação entre o ar no interior da estufa e a coluna de ar ascen-dente devido ao aquecimento solar na chaminé de vento ascendente. A co-luna de ar ascendente produz um vácuo, que puxa o ar úmido no interior daestufa através de canais de ar do trocador de calor de contracorrente.

Se o trocador de calor de água e ar apresentar meios de retornoda água, a água pode ser impedida, pelo menos, de modo considerável, dedeixar a estufa através da chaminé de vento ascendente. Assim, em umaforma de execução particularmente simples, o trocador de calor pode serdisposto inclinado em relação à horizontal, enquanto que nos canais de con-tracorrente circula água, cuja temperatura se situa abaixo da temperatura doar úmido. Isto conduz ao fato de que, o teor de água do ar é condensado ena extremidade inferior do trocador de calor de contracorrente e pode serrecuperado.

Nesse processo, a energia térmica do ar é introduzida automati-camente na água e, por conseguinte, pode ser utilizada de outra maneira. Otrocador de calor de contracorrente apresenta, por conseguinte, representaum recuperador combinado de água e calor.

Erri princípio, o resfriamento adiabático da estufa também podeser obtido por meio de evaporação de água salgada ou de água usada. Nes-te caso, o trocador de calor de contracorrente preenche a função adicionalde uma obtenção de água doce.

A parte do sistema em questão que aciona dinamicamente é acoluna de ar quente ascendente na chaminé. A fim de otimizar esse efeito ésugerido que, a chaminé de vento ascendente apresente um escurecimento,em particular, parcial e, de preferência, coberto por um isolante térmico. Emparticular, é sugerido pintar de preto o meio-lado da chaminé banhado pelosol, e prover o lado frontal com um isolante térmico transparente.

O meio-lado que fica na sombra apresenta, de preferência, umcolorido claro ou um reflexo, em particular, parcial e, de preferência, cobertopor um isolante térmico. Uma execução clara ou com reflexo gera uma e-missão de calor pequena.

É sugerido prever um dispositivo de regulagem para a correntede massa de ar em um canal de aspiração da estufa. Dessa forma, a colunade ar quente pode manter permanentemente sua elevação na chaminé devento ascendente sem intervenção incômoda.

A chaminé de vento ascendente preenche as funções apresen-tadas sem energia auxiliar fóssil ou elétrica e pode ser empregada, em par-ticular, em ligação com o recuperador de água e calor de modo particular-mente vantajoso.

Para o resfriamento da água no trocador de calor de contracor-rente, em particular, dois processos diferentes são de especial vantagem:

Por um lado, é possível proteger uma área parcial da superfícieem torno da estufa durante o dia contra a luz solar, por meio de Iamelas deespelho dobráveis (ou de um filme de espelho que pode ser enrolado ousimilar). Isto impede que, o solo ou a areia que fica embaixo seja aquecidopor meio de irradiação.À noite o refletor é deslocado, de tal modo que o calor do soloirradia no frio céu noturno. De acordo com experiências do inventor, issofunciona sobretudo em regiões áridas e semi-áridas com claro céu noturnode modo particularmente bom. No caso de um protótipo o inventor pode de-terminar potências de irradiação de até aproximadamente 100 W/m2.

Um registro de subsolo de tubos atravessados por água, dessaforma, pode providenciar o abaixamento almejado da temperatura no troca-dor de calor de contracorrente abaixo do ponto de condensação.

De modo alternativo é possível que, um registro do tubo de águaseja conduzido àté uma certa profundidade na terra, e ali a água é resfriadaaté a temperatura necessária.

A primeira alternativa apresentada, contudo, de acordo com es-timativa atual do inventor, deve ser a preferida, uma vez que nas próximasregularmente pode-se contar com um resfriamento suficiente.

De acordo com um oitavo aspecto da invenção, a tarefa apre-sentada é solucionada por uma estufa, na qual estão previstos meios deremoção de calor, que descarregam o calor das células do concentradorfotovoltáico em um sistema de aquecimento do acumulador de geotermiae/ou em um sistema de aquecimento do acumulador de fluido.

O princípio de acoplamento de uma estufa com calor do solo éconhecido. Ao invés de calor do solo também pode ser empregado um acu-mulador de água grande, bem-isolado termicamente, melhor um denomina-do Hot-Lake, no qual a superfície voltada para o sol obtém adicionalmentecalor do sol ativo.

O aspecto da invenção sugerido aqui se baseia no conhecimen-to que, o calor da estufa (portanto, em particular, a água de resfriamento dascélulas fotovoltáicas) precisa de uma redução de calor, portanto, um acumu-lador de água ou uma camada de solo mais fria, porém essa camada é car-regada termicamente e, com isso, contribui ativamente para o aquecimentodo acumulador de água.

De acordo com um nono aspecto da invenção, a tarefa apresen-tada é solucionada por um dispositivo de entrada, para a entrada de dióxidode carbono em uma estufa, sendo que, estão previstos meios para a obten-ção de do carbonato de cálcio.

O dióxido de carbono também é conduzido a estufas tradicio-nais, a fim de causar um crescimento aumentado das plantas. O dióxido decarbono é retirado parcialmente de garrafas de gás, e parcialmente de ga-ses de exaustão de usinas ou de motores, e a partir dali é conduzido às estufas.

Todavia, esse processo é muito dispendioso e oneroso. O inven-tor reconheceu que, em relação a isso o carbonato de cálcio é mais favorá-vel para providenciar e armazenar, e que o carbonato de cálcio libera pron-tamente seu dióxido de carbono. Esse dióxido de carbono pode ser empre-gado para a excitação do crescimento das plantas.

De preferência, os meios para a obtenção de dióxido de carbonoapresentam uma óptica focai para a queima de carbonato de cálcio. A quei-ma de carbonato de cálcio é parte do denominado circuito de calcário. Porexemplo, o carbonato de cálcio pode ser levado por meio de uma esteiratransportadora para o foco de um espelho focai. Neste caso, a energia solarde um receptor de espaço oco pode ser concentrada em um leito de vibra-ção, e com forma apropriada e irradiação solar suficiente, pode aquecer ocarbonato de cálcio até que o calcário seja queimado. Neste caso, com aliberação de dióxido de carbono surge o calcário queimado (CaO).

O dióxido de carbono liberado durante a queima é soprado paraa estufa, onde ele excita as plantas ao crescimento multiplicado.

De preferência, está previsto um transporte de circuito, quetransporta o calcário queimado para o ar exterior para a extração ali de dió-xido de carbono livre. Quando o calcário queimado for exposto à atmosferalivre, isto causa uma redução do teor de dióxido de carbono da atmosfera.

Além disso, o calcário queimado é transformado novamente emcarbonato de cálcio, de tal modo que o circuito de substância pode iniciar denovo.

Também é considerado o fato de que, está previsto um trans-porte de circuito, que conduz o calcário queimado para uma extinção e, emseguida, continua a transportar para o ar exterior para a extração ali de dió-xido de carbono livre. Se o calcário queimado for extinto com água, forma-secarbonato de cálcio hidrogenado em uma reação exotérmica forte. O calcá-rio extinto absorve, em seguida, dióxido de carbono da atmosfera outra vez,e com isso, é transformado novamente em carbonato de cálcio, de tal modoque, dessa forma, o circuito pode iniciar de novo.

De preferência, durante a extinção de calcário, o calor exceden-te é conduzido a uma máquina termodinâmica. O calor surgido mesmo as-sim durante a extinção pode, dessa forma, servir para a operação de umamáquina, por exemplo, com um trocador de calor externo, ou para o carre-gamento de um acumulador de calor.

Com o processo sugerido, o dióxido de carbono é retirado daatmosfera por meio de energia solar, através do circuito de calcário, e é in-corporado em biomassa. Adicionalmente surge calor de processamento útil.

De acordo com um nono aspecto da invenção, a tarefa apresen-tada é solucionada por componentes de plantas, que cresceram em umaestufa, como adicional em elementos de construção.

Em particular, é pensado em plantas, que são cultivadas comextração de dióxido de carbono da atmosfera.

Se - por exemplo, como descrito anteriormente - for extraído di-óxido de carbono livre da atmosfera e for incorporado em biomassa, então aduração da fixação do dióxido de carbono depende do tipo da utilização dabiomassa. Se a biomassa for ingerida, portanto, por exemplo, as verdurasou as frutas forem comidas, o dióxido de carbono através dos processos dedigestão do ser humano ou do animal consegue chegar completamente denovo na atmosfera. O processo todo, portanto, é neutro de dióxido de car-bono.

Contudo é vantajoso se, a biomassa, pelo menos, em parte esti-ver na situação insistente de ligar o dióxido de carbono. Isto é possível atra-vés de um emprego visado da biomassa. Assim, materiais de plantas apro-priados, em geral fibras de plantas, podem ser incorporados, por exemplo,em materiais de construção de vida longa ou em materiais de estrutura.Também são possíveis sobretudo tijolos de barro reforçados com fibras deplantas, ou materiais de construção leve reforçados com fibras de plantaspara autos, aeronaves, etc.

O èfeito estufa, dessa forma, pode ser reduzido de forma insis-tente. Atualmente é discutido publicamente, em geral, depositar o dióxido decarbono de usinas ou do trânsito em cavernas subterrâneas ou no mar. Oaspecto apresentado da invenção apresenta em contrapartida um métodoativo, para extrair o dióxido de carbono da atmosfera e empregar de formaapropriada, sendo que, isto pode ocorrer operado adicionalmente de modopuramente solar, portanto, sem qualquer emissão.

A invenção apresentada contribui ao todo para efeitos substan-ciais para frear ou impedir a alteração climática que começa a se desenvol-ver mundo afora.

A invenção será esclarecida em detalhes, a seguir, com referên-cia ao desenho. Nele são mostrados:

figura 1 uma representação simultânea do espectro solar terres-tre e da irradiação fotossintética ativa (PAR),

figura 2 esquematicamente, um filtro de luz verde,

figura 3 em um diagrama, a característica de reflexão do filtro deluz verde da figura 2,

figura 4 em um diagrama, a característica de reflexão do filtro deluz vermelho chama,

figura 5 esquematicamente, um sistema para o armazenamentoda luz em uma estufa,

figura 6 esquematicamente, uma estufa com uma ventilação dechaminé,

figura 7 esquematicamente, uma depressão de terreno de friocom um pedaço de terra ativamente resfriado,

figura 8 esquematicamente, a irradiação de calor do pedaço deterra terreno ativamente resfriado da figura 7 durante a noite,

figura 9 esquematicamente, um Hot-Lake e

figura 10 esquematicamente, um circuito de calcário para umaestufa.

O diagrama 1 na figura 1 mostra sobre sua abscissa 2 o com-primento de onda da luz em nm. Na ordenada 3 está representada a inten-sidade do respectivo comprimento de onda.

Uma primeira curva 4 descreve, por meio de dados de medição,o espectro solar terrestre. Uma segunda curva 5 mostra a irradiação fotos-sintética ativa PAR.

Ao mesmo tempo, o espectro solar é dividido em seções A, B,C, D e E. Na área A domina a irradiação de UV-A. Esta não tem nenhumaatuação sobre ó crescimento das plantas, contudo é responsável por coresmais intensas, aroma mais forte e por uma esterilização natural.

Nas faixas espectrais BeD pode ser encontrada a parte maisatuante do espectro para a fotossíntese das plantas.

A irradiação nas áreas CeE produz apenas um pequeno valorpara a fotossíntese.

O fato de que a luz solar só pode ser aproveitada conveniente-mente em parte para o crescimento das plantas é aproveitado pela instala-ção 6 em uma estufa (não representada no todo) na figura 2.

Um invólucro da carcaça 7 é constituído de ópticas de conver-gência 8 (caracterizadas exemplarmente) colocadas uma após a outra demodo modular, de tal modo que, a irradiação solar direta é introduzida enfei-xada na estufa. No percurso da irradiação de um feixe de raios 9 convergen-te (caracterizado exemplarmente) está disposto um filtro de líquido 11 sobum ângulo de aproximadamente 45° em relação a um eixo óptico 10 do in-vólucro da carcaça 7 que serve como óptica de convergência. Este filtro éatravessado pelos raios de luz do feixe de raios 9 antes que esse filtro al-cance o seu foco 12. O tamanho do filtro de líquido 11 é determinado exa-tamente, de tal modo que, também os raios das áreas de borda 13, 14 inci-dem sobre o filtro de líquido 11.

Na faixa entre aproximadamente 400 nm e aproximadamente500 nm o filtro de líquido 11 é praticamente transparente, do mesmo modoque na faixa acima de aproximadamente 570 nm. Somente a faixa espectralentre aproximadamente 500 nm e aproximadamente 570 nm reflete quasecompletamente o filtro de líquido 11. A curva de medição 15 na figura 3mostra isto bem claramente. O diagrama 16 na figura 3 mostra a reflexão daluz em pontos percentuais sobre a ordenada 17 através do comprimento deonda da luz sobre a abscissa 18.

Com isto, o filtro de líquido 11 serve como refletor da luz verde.

Devido à convergência do feixe de raios 9 antes do filtro de lí-quido 11 e de sua superfície 19 planar, a luz verde refletida é refletida paraum foco secundário 20. Com isto surge um feixe de luz verde 21 (caracteri-zado exemplarmente).

O feixe de luz verde 21 tem seu foco secundário 20 fora do feixede raios 9 da luz solar incidente. Com isto é possível, dispor um refletor se-cundário 22 ainda antes de alcançar o foco secundário 20, mas fora do feixede raios 9. O refletor secundário 22 é uma placa suspensa aproximadamen-te paralela ao invólucro da estufa 7, cuja dimensão, por sua vez, é ajustadaà largura do feixe de luz verde 21 neste ponto. Em um lado inferior 23 ela érevestida com vermelho chama.

A característica de reflexão do vermelho chama está marcadano diagrama 24 na figura 4 com auxílio da intensidade de fluorescência rela-tiva (sem padrão) sobre a ordenada 25 através do comprimento de onda daluz em nm sobre a abscissa 26. Um espectro de emissão de fluorescência éexcitado, em particular, com um comprimento de onda 27 de 510 nm. Umpico pode ser encontrado sobre um comprimento de onda de aproximada-mente 590 nm. Um espectro de excitação de fluorescência 20 está situadosobre a ordenada 25 aproximadamente com uma intensidade de 70.

Através das propriedades de reflexão do filtro de líquido 11 e daplaca revestida com vermelho chama do refletor secundário 22 é emitidauma luz de dispersão 30 (caracterizada exemplarmente) em um espaço deplantas 31 na forma de luz amarelo-vermelha.

Com isto, no espaço de plantas 31 chegam não somente a luzde difusão da luz do dia (pois esta luz não é focada no invólucro da estufa 7para o foco 12), porém também aquele espectro de luz que atravessou ofiltro de líquido 11 e, adicionalmente, a luz 30 convertida amarelo-vermelhado refletor secundário.

Na estufa 40 na figura 5 está amplamente convertido o princípiodescrito anteriormente em um dispositivo de entrada da luz 41. Sob um invó-lucro de estufa 42, que é composto de elementos ópticos modulares e nosquais um sistema óptico pode conduzir um foco 43 ao sol, ou que estão dis-postos, de tal modo que, eles podem desviar permanentemente a luz solardireta incidente em um feixe de raios 44 para o foco 43, está previsto umfiltro dicróico 45. O filtro dicróico 45 está situado no percurso da irradiaçãodo feixe de raios 44 e ainda antes do foco 43. No foco 43 está disposto umtubo do absorvedor 46, que desvia a parte desejada da luz solar em umaradiação difusa 47 em uma espaço de plantas 48.

O filtro dicróico 45 reflete no filtro a luz azul 49 sobre um tubo 50transparente, que conduz pigmentos 51 (caracterizados exemplarmente)com iluminação verde, fosforescentes em um líquido de transporte 52 emum tubo 53. O tubo 53 conduz a um tanque de armazenamento 54 que, comisto, está em condições de armazenar luz com forte iluminação verde aolongo do dia ou em geral ao longo do período de tempo da irradiação solar.

Em um instante qualquer, em particular, durante os períodos danoite, através de uma bomba 55 a luz com iluminação verde pode ser con-duzida a um circuito de iluminação 56. O circuito de iluminação 56 conduz olíquido com iluminação verde, entre outros, através de três placas duplas 57,que estão no espaço de plantas 48, e que separam uma da outra, diferentesfileiras de plantas 58, 59, como corpos planos estendidos longitudinalmente.

Entre cada corpo de parede duplo 57, que está ligado ao circuito56, e as fileiras de plantas 58, 59 estão dispostas placas de fluorescência60, 61, 62, 63, de tal modo que, as fileiras de plantas 58, 59 não possam seralcançadas diretamente pela luz fosforescente, com iluminação verde, po-rém pela luz amarelo-vermelha 64 (caracterizada exemplarmente). Isto elevao crescimento das plantas também durante os períodos da noite.

A estufa 70 na figura 6 emprega uma chaminé 71 para uma cir-culação do ar 72 (caracterizada exemplarmente).Sob um invólucro de fluorpolímero 73 externo com uma espes-sura entre 120 pm e 140 μ m estão dispostas ópticas 74 solares (caracteri-zadas exemplarmente). Estas ópticas concentram a luz direta em receptores75 fotovoltaicos e/ou térmicos (caracterizados exemplarmente).

Através de um condutor de água quente 76 é bombeada, comuma bomba 77, água de resfriamento dos receptores 75 térmicos para umtrocador de energia geotérmica 78.

Tudo isto ocorre ainda acima de um invólucro de fluorpolímero79 interno, que tem uma espessura de menos de 50 μιτι.

O trocador de energia geotérmica 78 está situado dentro de umgrande acumulador de energia geotérmica 80. Este acumulador é projetadotipicamente para operação no inverno e no verão, portanto, ele usa o sol doverão para o aquecimento no inverno.

A fim de alimentar com corrente de ar 72 um espaço interno 81da estufa 70, no qual estão dispostas plantas 82 (caracterizadas exemplar-mente), a chaminé 71 de ar convectivo é pintada de preto em seu lado vol-tado para o sol, e em seu lado afastado do sol na posição do meio dia ele éespelhado. Ao mesmo tempo, é colocado um isolamento térmico 83, 84 nolado externo da chaminé 71. Tudo isto leva a um aquecimento máximo do arem um espaço interno 85 da chaminé 71.

Com isto, surge uma sucção do ar permanente, direcionada pa-ra cima na chaminé 71, que na resistência à corrente somente precisa ven-cer uma tela fina 86 contra insetos nocivos.

A sucção de ar que sobe verticalmente para cima proporcionaum vácuo no espaço interno 81 da estufa 70, o ar 87 dali é puxado e, de talmodo que, por sua vez, este ar puxa ar externo 88 através de uma entradade ar 89 em canais da terra 90 planos e através destes canais para o espa-ço interno 81.

Os canais da terra 90 planos possuem uma profundidade de,por exemplo, 2m a 4 m abaixo de uma superfície terrestre 91 e possuemuma superfície de enchimento da água 92 de grande área, de tal modo que,em seu trajeto de corrente 72 o ar é umedecido para dentro no espaço in-terno 82 da estufa 70 e pode causar um resfriamento de evaporação.

Para o controle da corrente de ar 72 está prevista uma válvula93 na entrada de ar 89 que, à parte disso, está provida somente de uma telade proteção contra insetos.

Durante o fluxo para fora do espaço interno 81 da corrente de ar72 da estufa 70 para dentro da chaminé 71, no trajeto da corrente de ar 72está instalado um recuperador de água e calor 94. Este recuperador é res-friado com água fria do trocador de energia geotérmica 87, através de umaalimentação de água de resfriamento 95, de tal modo que, a umidade do ardo espaço interno 87 é eliminada no recuperador 94. O recuperador 94 estáinstalado inclinado, de tal modo que, os escoamentos de água correm paraum coletor de água 96. Do coletor de água 96 está instalado um condutor derecirculação 97 para a água de condensação que conduz para os canais daterra 90 planos na direção das superfícies de água 92. Deste modo, a águade resfriamento de todo o sistema da estufa 70 não é perdida com a corren-te de ar 72 que corre para fora.

Ao condutor de água quente 76 entre as células fotovoltaicas 75e o trocador de energia geotérmica 78 está ligado um condutor de extraçãode água quente 98. Esse condutor pode ser empregado tipicamente para,por exemplo, conduzir água quente a aproximadamente 30°C como aqueci-mento do solo sob as plantas 82, a fim de aquecer o solo das plantas tam-bém no inverno, por exemplo, para cerca de 20°C.

Entre o invólucro de fluorpolímero 73 externo e o invólucro defluorpolímero 79 interno estão previstos, de preferência, uma ventilação eum aquecimento ativos do espaço intermediário. Isto impede um não alcan-ce do ponto de condensação do orvalho com condensação de gotículas cominfluência negativa sobre a transparência óptica do invólucro e sobre o cres-cimento das plantas.

Durante a irradiação com luz solar (compare com a figura 7), oterreno 100 resfriado ativamente nas figuras 7 e 8 é coberto com coberturas101 reflexivas (caracterizadas exemplarmente). Estas coberturas são ali-nhadas de tal modo que, a luz solar 102 (caracterizada exemplarmente) érefletida para um foco 103, que está situado acima do solo. Ali pode estardisponível um tubo 104 que apresenta um coletor solar, a fim de usar a e-nergia refletida.

Ao lado das coberturas 101 está disposta uma estufa 105. Estaestufa está ligada com o terreno 100 através de uma remoção de calor 106,e conduz a um condutor de circuito (não representado) no solo do terrenoque passa sob as coberturas 101. Em seguida, ele conduz de volta sob aestufa 105 e dali, através de um condutor de afluência 107 de volta para ointerior da estufa 105.

Durante o período da noite (compare com a figura 8) as cobertu-ras 101 podem ser abertas, por exemplo, colocadas na vertical. O terreno100 aquecido durante o dia pela estufa 105 agora pode fornecer seu caloratravés de irradiação de calor 109 para o claro céu noturno 108, que justa-mente nas regiões áridas é relativamente frio.

O Hot-Lake 110 na figura 9 é provido em volta com um isola-mento térmico 111, por exemplo, de vidro com espuma. Em um isolamentotérmico 112 flutuante superior está colocado um saco de água 113. Estesaco está coberto com um isolamento térmico 114 transparente.

Entre a água no espaço interno do Hot-LHO e o saco de água113 situado acima do isolamento térmico 112 flutuante superior está previstauma bomba 115, que pode ser controlada de modo arbitrário.

O sistema do circuito de calcário na figura 10 transporta, atravésde uma esteira rolante 116, carbonato de cálcio (CaCO3) para um receptorde espaço oco 117 em formato de caixa, que está disposto no foco de umespelho de foco fixo 118, e que está disposto em uma caixa vibratória doabsorvedor 120 que vibra perpendicular à direção de rolamento da esteira 119.

Assim, no receptor de espaço oco 117 o carbonato de cálcio émuito aquecido até que seja queimado. Podem ser alcançadas temperaturasacima de 1000°C. Enquanto isto, o carbonato de cálcio é vibrado, a fim deafofar o seu derramamento, e a fim de obter uma transmissão de calor doleito de vibração.Durante a queima é eliminado dióxido de carbono (CO2) do car-bonato de cálcio. Este é extraído do processo através de um ventilador deaspiração 121, e é conduzido através de um trocador de calor 122, a fim deeventualmente poder extrair calor. A corrente eventualmente resfriada dedióxido de carbono é, em seguida, conduzida para uma estufa 123, para oaumento do crescimento das plantas.

O calcário queimado 124 continua a ser transportado da esteirarolante 116 para a direção de transporte 119, de tal modo que, ele conseguechegar ao espaço livre e ali extrai o dióxido de carbono da atmosfera. Emseguida ele pode ser conduzido novamente ao circuito e, para isto, é condu-zido novamente como carbonato de cálcio ao receptor de espaço oco 117.

Claims (52)

1. Invólucro de estufa transparente, caracterizado pelo fato deque ele apresenta um filme de fluorpolímero.

2. invólucro de estufa de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado pelo fato de que o filme de fluorpolímero apresenta uma espessurade filme entre aproximadamente 100 pm e aproximadamente 200 pm.

3. Dispositivo de filtro para a filtragem de luz incidente para umaestufa com um filtro de fluido, em particular, de acordo com uma das reivin-dicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, o dispositivo de filtro apre-senta uma óptica de convergência situada antes do filtro de fluido no trajetode curso da luz.

4. Dispositivo de filtro de acordo com a reivindicação 3, caracte-rizado pelo fato de que o filtro de fluido é conduzido em um absorvedor, emparticular, em tubos, cilindros ou esferas.

5. Dispositivo de filtro de acordo com a reivindicação 3 ou 4, ca-racterizado pelo fato de que, ele apresenta uma lente de convergência alta-mente concentrada.

6. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicações de-3 a 5, caracterizado pelo fato de que, estão previstos meios para o deslo-camento do filtro de fluido em relação à óptica de convergência, em particu-lar, para o deslocamento reversível de um absorvedor em relação a um fo-co.

7. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicações de-3 a 6, caracterizado pelo fato de que, o fluido de filtro pode deixar passar umespectro PAR da luz, pelo menos, de 50%, mas absorve um excesso acimado espectro PAR de, pelo menos, 50%.

8. Dispositivo de filtro para a filtragem da luz incidente para umaestufa, em particular, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracte-rizado pelo fato de que, o dispositivo de filtro apresenta um refletor na faixaespectral e um refletor secundário, sendo que, o refletor na faixa espectralestá equipado de tal modo que, ele reflete uma faixa do espectro PAR parao refletor secundário, sendo que, a luz restante pode passar através do re-fletor na faixa espectral para uma faixa de planta, e a luz refletida com filtropelo refletor secundário é desviada para a faixa de plantas.

9. Dispositivo de filtro de acordo com a reivindicação 8, caracte-rizado pelo fato de que o refletor na faixa espectral reflete, pelo menos, umaparte do espectro entre aproximadamente 500 nm e aproximadamente 580nm, de preferência, pelo menos, entre aproximadamente 520 nm e 560 nm.

10. Dispositivo de filtro de acordo com a reivindicação 8 ou 9,caracterizado pelo fato de que, o filtro na faixa espectral é transparente à luzaté 500 nm.

11. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicaçõesde 8 a 10, caracterizado pelo fato de que, o filtro na faixa espectral é trans-parente à luz a partir de aproximadamente 580 nm.

12. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicaçõesde 8 a 11, caracterizado pelo fato de que, ele está equipado para submetera luz refletida com filtro a uma comutação de fase.

13. Dispositivo de filtro de acordo com a reivindicação 12, carac-terizado pelo fato de que, a comutação de fase para luz conduz de mais queaproximadamente 600 nm, de preferência, de mais que aproximadamente 680 nm.

14. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicações 8a 13, caracterizado pelo fato de que, a luz incidente percorre uma óptica deconvergência e o refletor na faixa espectral está disposto inclinado em rela-ção a um eixo óptico da óptica de convergência, em particular, sob um ân-gulo de aproximadamente 40° até aproximadamente 50°.

15. Dispositivo de filtro de acordo com a reivindicação 14, carac-terizado pelo fato-de que, o refletor na faixa espectral está disposto entre aóptica de convergência e seu foco.

16. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicaçõesde 8 a 15, caracterizado pelo fato de que, o refletor na faixa espectral apre-senta um foco secundário para a luz refletida com filtro.

17. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicaçõesde 8 a 16, caracterizado pelo fato de que, a luz que passa pelo refletor nafaixa espectral está concentrada em um absorvedor.

18. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicaçõesde 8 a 17, caracterizado pelo fato de que, em seu lado iluminado pelo refle-tor na faixa espectral, o refletor secundário apresenta um revestimento ver-melho e/ou amarelo, em particular, com um corante de fluorescência.

19. Dispositivo de filtro de acordo com uma das reivindicaçõesde 8 a 18, caracterizado pelo fato de que, na luz refletida pelo filtro está dis-posto um conversor, em particular, uma célula solar.

20. Dispositivo de iluminação para uma estufa, em particular,com invólucro e/ou dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a-19, caracterizado por um fluido do acumulador de luz.

21. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de que, o fluido do acumulador de luz é fosforescente.

22. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de que, está previsto um tanque de armazenamentopara o fluido do acumulador de luz.

23. Dispositivo de iluminação de acordo com uma das reivindica-ções de 20 a 22, caracterizado pelo fato de que, o fluido do acumulador de luzpode ser armazenado em um emissor de luz em um espaço de plantas.

24. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de que, ao emissor de luz está coordenado um con-versor de luz vermelho-amarela, que da luz verde emitida pelo fluido do a-cumulador de luz produz luz vermelho-amarela e irradia essa luz para asplantas.

25. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 23ou 24, caracterizado pelo fato de que, o emissor de luz apresenta placasduplas verticais.

26. Dispositivo de iluminação de acordo com uma das reivindi-cações de 20 a 25, caracterizado pelo fato de que, está previsto um filtro deluz, que desvia a luz azul para o fluido do acumulador de luz.

27. Dispositivo condutor paira a condução de luz incidente parauma estufa, em particular, em ligação com um invólucro, com um dispositivode filtro e/ou um dispositivo de iluminação de acordo com uma das reivindi-cações 1 a 26, caracterizado pelo fato de que, no trajeto de curso da luz, emprimeiro lugar, está disposta uma óptica de convergência, então uma ópticade difusão e, em seguida, um prisma.

28. Dispositivo condutor de acordo com a reivindicação 27, ca-racterizado pelo fato de que, a óptica de convergência é parte de um invólu-cro da estufa.

29. Dispositivo condutor de acordo com a reivindicação 27 ou 28, caracterizado pelo fato de que, a óptica de difusão está disposta no tra-jeto de curso da luz pouco antes de um foco da óptica de convergência.

30. Dispositivo condutor de acordo com uma das reivindicações 27 a 29, caracterizado pelo fato de que, a óptica de difusão paraleliza a luz,de preferência, com um desvio do percurso de irradiação, no máximo, 10°.

31. Dispositivo condutor de acordo com uma das reivindicações 27 a 30, caracterizado pelo fato de que, um filtro de fluido está disposto emuma área de reflexão de faixas de luz colorida concentradas.

32. Dispositivo condutor de acordo com uma das reivindicações 27a 31, caracterizado pelo fato de que, diversas células solares do semicondutorestão dispostas nas diversas faixas de luz colorida, em particular, planares.

33. Emprego de fluorpolímeros como material para uma lente deconvergência, em particular, para uma lente de Fresnel, para um filme sus-penso sob uma óptica de convergência em uma estufa, para um trocador decalor e/ou para um isolamento térmico transparente.

34. Estufa, em particular, com um invólucro, com um dispositivode filtro, com um dispositivo de iluminação e/ou com um dispositivo condutorde luz de acordo com uma das reivindicações 1 a 33, caracterizada por umachaminé de vento ascendente.

35. Estufa de acordo com a reivindicação 34, caracterizada pelofato de que, a chaminé de vento ascendente.

36. Estufa de acordo com a reivindicação 34 ou 35, caracteriza-da pelo fato de que, uma seção transversal de aspiração de ar está abertapermanentemente e está protegida contra animais com uma tela de malhaestreita.

37. Estufa de acordo com uma das reivindicações 34 a 36, ca-racterizada pelo fato de que, está previsto um sistema de canal subterrâneo,para a aspiração de ar.

38. Estufa de acordo com uma das reivindicações 34 a 37, ca-racterizada pelo fato de que, está prevista uma umidificação de ar do ar as-pirado.

39. Estufa de acordo com uma das reivindicações 34 a 38, ca--1.0 racterizada pelo fato de que, está previsto um trocador de calor de água e arna ou dentro da chaminé de vento ascendente.

40. Estufa de acordo com a reivindicação 39, caracterizada pelofato de que, o trocador de calor de água e ar apresenta meios de retorno daágua.

41. Estufa de acordo com uma das reivindicações de 34 a 40,caracterizada pelo fato de que, a chaminé de vento ascendente apresentaum escurecimento, em particular, parcial, de preferência, coberto por umisolante térmico.

42. Estufa de acordo com uma das reivindicações de 34 a 41,caracterizada pelo fato de que, a chaminé de vento ascendente apresentaum colorido claro ou reflexo, em particular, parcial, de preferência, cobertopor um isolante térmico.

43. Estufa de acordo com uma das reivindicações de 34 a 42,caracterizada pelo fato de que, está previsto um dispositivo de regulagemem um canal de aspiração para a corrente de massa de ar.

44. Estufa, em particular, de acordo com uma das reivindicaçõesde 34 a 43, e/ou com um invólucro, com um dispositivo de filtro, com umdispositivo de iluminação e/ou com um dispositivo condutor de luz de acordocom uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que, es-tão previstos meios de remoção de calor, que descarregam o calor das célu-las do concentrador fotovoltáico em um sistema de aquecimento do acumu-Iador de geotermia e/ou de fluido.

45. Dispositivo de entrada para a entrada de dióxido de carbono(CO2) em uma estufa, em particular, em uma estufa com um invólucro, comum dispositivo de filtro, com um dispositivo de iluminação e/ou com um dis-positivo condutor de luz de acordo com uma das reivindicações 1 a 44, ca-racterizado pelo fato de que, estão previstos meios para a obtenção de dió-xido de carbono do carbonato de cálcio.

46. Dispositivo de entrada de acordo com a reivindicação 45,caracterizado pelo fato de que, os meios para a obtenção de dióxido de car-bono apresentam uma óptica focai para a queima de carbonato de cálcio.

47. Dispositivo de entrada de acordo com a reivindicação 45 ou-46, caracterizado pelo fato de que, durante a queima ele alimenta dióxido decarbono que é liberado em um espaço de plantas.

48. Dispositivo de entrada de acordo com uma das reivindica-ções 45 a 47, caracterizado pelo fato de que, está previsto um transporte decircuito, que transporta o calcário queimado para o ar exterior para a extra-ção ali de dióxido de carbono livre.

49. Dispositivo de entrada de acordo com uma das reivindica-ções 45 a 48, caracterizado pelo fato de que, está previsto um transporte decircuito, que conduz o calcário queimado para uma extinção e, em seguida,continua a transportar para o ar exterior para a extração ali de dióxido decarbono livre.

50. Dispositivo de entrada de acordo com uma das reivindica-ções 45 a 49, caracterizado pelo fato de que, durante a hidratação de calcá-rio o calor excedente é conduzido a uma máquina termodinâmica.

51. Uso de componentes de plantas, que cresceram em umaestufa, como adicional em elementos de construção.

52. Uso de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelofato de que, mediante extração de dióxido de carbono da atmosfera, asplantas são cultivadas, em particular, em uma estufa com um invólucro, comum dispositivo de filtro, com um dispositivo de iluminação, com um dispositi-vo condutor de luz e/ou com um dispositivo de entrada de acordo com umadas reivindicações anteriores.