Pflanzen sind genauso individuell wie Menschen. Ihr Gedeihen hängt von unterschiedlichen Bedingungen ab, zum Beispiel von der Temperatur oder Luftfeuchtigkeit. Und durch Klimatisierungsanlagen in Gewächshäusern können diese Voraussetzungen heutzutage gezielt gesteuert werden. Das ZHAW-Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering (IEFE) untersucht unter dem Namen «H-DisNet» ein neues, effizientes Energieversorgungskonzept für eine sogenannte sorptive Klimatisierungsanlage. Die dazugehörige Versuchsanlage steht auf dem Gelände der ZHAW in Wädenswil. Luca Filippini und Eva Morscher haben in ihrer Bachelorarbeit im Studiengang Maschinentechnik die Steuerung für diese Anlage erarbeitet. 

Damit führen die Absolventin und der Absolvent eine vorangegangene Projektarbeit weiter aus, in der sie das Modell für ihr Steuerungssystem erstellt hatten. Dabei waren sie auf Mitstudierende angewiesen. Diese hatten den Auftrag, die Klimatisierungsanlage auszulegen und zu dimensionieren. «Da die beiden Arbeiten gleichzeitig gemacht wurden, kannten wir anfangs die Dimensionen der Tanks, Ventile und Pumpen nicht», erklärt Eva Morscher. «In der Projektarbeit haben wir deshalb zuerst ein parametrisiertes, mathematisches Modell der Anlage erstellt.» Dieses lässt sich mit verschiedenen Variablen anwenden, sodass es später auf die realen Werte anpassbar ist.

Das Testen der Anlange stellte die Absolventin und den Absolventen vor Herausforderungen. «Die Klimatisierungsanlage in Wädenswil war zuerst noch nicht soweit fertig, dass die Steuerung hätte eingebaut werden können», so Eva Morscher. Luca Filippini ergänzt: «Im langfristigen Betrieb eines Gewächshauses kann man nicht einfach die agierenden Variablen ändern. Sonst würden die Pflanzen absterben.» Daher kann in Zukunft für beliebige Tests das Hardware-in-the-Loop Prinzip genutzt werden, in dem die Anlage im erstellten simulierten Modell abgebildet und durch den Siemens Regler gesteuert wird. Die Basis für die Gewächshausklimatisierung haben Luca Filippini und Eva Morscher nun gelegt. «Der Arbeitsplatz mit den Steuergeräten, wie wir ihn gebaut haben, ist aber nicht nur für diese spezifische Anwendung einsetzbar», so Luca Filippini. «Daher wird die steuertechnische Weiterentwicklung des Systems vermutlich nicht mehr viel mit Pflanzen zu tun haben.»