Системы автономного поддержания процессов роста культурных растений все чаще используются на фермерских хозяйствах. Новые технологии на данном этапе не просто позволяют оптимизировать процессы ухода и контроля, но и создавать оптимальные условия в средах, где наблюдается дефицит важных ресурсов.
Специалисты Национального университета Сингапура разработали прототип парника SmartFarm, который позволяет генерировать влагу для полива прямо из воздуха без каких-либо централизованных источников.
Активный компонент
Процесс улавливания влаги из воздуха реализуется за счет гидрогеля на основе меди. Этот материал хорошо адсорбирует и впитывает в себя водяной пар. Структура данного гидрогеля такова, что он может удерживать объемы жидкости, в 300 раз превышающие его собственную массу. В час один грамм гидрогеля способен выделять 2,24 грамма жидкости. О том, что материал увлажнился до оптимального уровня, будет свидетельствовать смена его цвета – с коричневого на темно-зеленый.
Устройство парника
В состав SmartFarm помимо гидрогеля входят следующие компоненты:
- Контейнер с подвижной крышкой.
- Плоский прямоугольный лоток для размещения гидрогеля.
- Двигатели и направляющие для движения крышки в процессе полива.
- Панель управления.
- Таймер для контроля положения крышки.
- Солнечные панели для поддержания функционирования устройства.
- Акриловые дворники для сбора капель конденсата.
В комплексе данные элементы теплицы обеспечивают высокую автономнось, что минимизирует расходы на обслуживание хозяйства.
Принцип действия
Ночью крышка парника открывается, что обеспечивает доступ гидрогеля к прохладному воздуху, из которого собирается водяной пар. В дневное время крышка закрывается, позволяя удерживать образованную жидкость.
Под действием солнечных лучей происходит нагрев гидрогеля, после чего влага испаряется и конденсируется на верхней поверхности контейнера изнутри. Крышка может открываться несколько раз за день, в результате чего скопившийся конденсат снимается краями контейнера. Капли стекают по поверхности стенки, далее попадая в слой почвы с растениями.
На данном этапе SmartFarm представляет собой прототип серийной версии теплицы, причем ее функциональность и конструкция еще будут улучшаться. Например, разработчики рассматривают возможность добавления конденсатора с воздушным охлаждением, системы обогрева, а также возможности подключения к беспроводной сети.
