El consumo principal de energía en los invernaderos se realiza en el
movimiento de grandes motores eléctricos, 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 automáticos
(controladores).
Tanto los controladores como los seres humanos administran el uso de los
motores dentro de los invernaderos; un controlador representa grandes ventajas
en producción y ahorro de energía en comparación con un operario humano.
Consumo de energía
El tiempo de florecimiento (cosecha) decrece mientras la temperatura del
interior del invernadero incrementa; refiriéndonos a incremento de temperatura
como obtención de las condiciones óptimas ambientales dentro del invernadero
para cada tipo de cultivo. Por otra parte, el consumo de energía por día
incrementa cuando la temperatura interior aumenta, especialmente en temporada de
invierno.
Instalación eléctrica
La instalación eléctrica consta de dos partes principales " ” iluminación y
sistemas de potencia (motores). La iluminación 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 fenómeno de fotosíntesis en el cultivo, haciendo que éste siga
su proceso aún cuando ya no hay luz solar disponible. En el caso de la
iluminación para los seres humanos ésta sólo se ocupa para supervisión 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 distribución de cargas eléctricas, está establecida
debido al diseño del invernadero. La distribución de motores eléctricos en la
estructura del invernadero determina la forma de conexión eléctrica necesaria
para el sistema.
La distribución del cableado en el invernadero va sobre la estructura y no
sobre el suelo, debido a que el plástico que recubre los alambres puede liberar
contaminantes que afecten al cultivo o a la salud de los consumidores de ese
cultivo, ya que éstos pueden entrar en contacto con las sustancias químicas de
insecticidas o fertilizantes y provocar reacciones en el plástico de protección
de los alambres, causando daños
a la salud del cultivo o a la salud de consumidores.
Alimentación eléctrica
La alimentación de todos los sistemas eléctricos del invernadero es por medio
de energía alterna; en algunos casos se utilizan rectificadores para obtener
alimentación en forma de corriente directa para motores pequeños que puedan
estar colocados para mover pequeñas cargas mecánicas.
Cuando se utilizan controladores en invernaderos, el cableado de las señales
provenientes de los sensores son protegidas por tubos de PVC los cuales aíslan a
los cables de señales de los cables de potencia. Se utiliza una instalación
eléctrica 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 corrosión.
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 energía
por el día, puede ser reducido debido a que el consumo de energía es una función
lineal entre la diferencia de la temperatura exterior y la interior.
Pérdida de energía
Los principales métodos de pérdida de energía provenientes del invernadero y
la contribución relativa a las pérdidas generales de energía se muestran en la
Figura 1.
La contribución 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
medición de temperatura en el interior del invernadero. Los primeros tres
métodos de pérdida de energía son:
Conducción y convección de calor por medio de la cubierta del
invernadero;
Infiltraciones de aire
Conducción de calor hacia el suelo.
Éstos son una función lineal entre la temperatura interior del invernadero y
la temperatura exterior, sumando el 80% de las pérdidas totales de energía en
estos sistemas de cultivo.
Las pérdidas por radiación hacia el cielo, también tienden a seguir la
temperatura del aire, pero no más cerca. Esto significa que el consumo de
energía por día de los invernaderos incrementa de forma lineal en mayor o menor
medida mientras la temperatura del invernadero incrementa.
,
