Wissenschaftler der Hochschule Niederrhein arbeiten am Gewächshaus der Zukunft

QuadrocopterWissenschaftler der Hochschule Niederrhein arbeiten derzeit am Gewächshaus der Zukunft.
Dabei simulieren sie zum einen die klimatischen Bedingungen in einem Treibhaus. Zum anderen entwickeln sie eine Drohne, die in der Lage ist, im Flug relevante klimatische Daten aufzunehmen.
Das Interreg-Projekt heißt Hight Tech Greenhouse 2020. An ihm beteiligen sich 17 Unternehmen und Forschungsinstitute aus Deutschland und den Niederlanden.
Das Gesamtvolumen beträgt 3,4 Millionen Euro, 400.000 Euro davon gehen an die Hochschule Niederrhein.

Genauer: An die Forschungsinstitute iNano und IMH, die ganz unterschiedliche Beiträge zu dem Projekt beisteuern.
Starten wir beim iNano-Institut, wo Studierende unter der Anleitung von Dr. Peter Klauth eine Drohne entwickeln, die auf Knopfdruck zentimetergenau durch ein Gewächshaus fliegen und dabei Daten sammeln soll.
Gemessen werden soll die Verteilung von Licht, Feuchtigkeit und Wärme; außerdem das
Lichtspektrum, da Pflanzen nur blaues und rotes Licht benötigen, grünes Licht
dagegen reflektieren.
Diese Daten sollen mit eigens dafür entwickelten Sensoren im Flug aufgenommen werden.

Das Problem: GPS-gesteuerte Drohnen haben eine Ungenauigkeit von bis zu zwei Metern. Für den Flug im Gewächshaus definitiv zu viel.
Anders als an der ETH Zürich, wo an einem sehr komplexen System mit Kameras im Raum, Radarerkennung und Bildanalyse gearbeitet wird, versucht Peter Klauth eine
Kombination recht einfacher bestehender Systeme.
Das Zauberwort heißt DGPS, ein um Korrektursignale erweitertes GPS.

„Beim GPS werden Signale von der Erde von Satelliten ausgewertet. Das ist im Prinzip hochgenau, wenn nicht in der Atmosphäre, genauer in der Ionosphäre, die Signale verzögert würden, was zu Berechnungsfehlern führen kann, die schon mal Auswirkungen von ein bis zwei Meter Ungenauigkeit haben können“, erklärt Peter Klauth.
Um diese Ungenauigkeiten herauszurechnen, gibt es den kostenpflichtigen Dienst SAPOS, den die Wissenschaftler für ihre Drohne in Anspruch nehmen wollen.

Mittels eines selbst entwickelten DGPS-Empfängers soll die Drohne dann in die Lage versetzt werden, zentimetergenau durch das Gewächshaus zu fliegen – und zwar dank vorheriger Programmierung per Autopilot.
Auch die Sensoren, mit deren Hilfe die Daten aus dem Gewächshaus genommen werden,
entstehen derzeit am iNano-Institut.
„Über eine XBEE-Funkstrecke werden die Daten eingespeist“, erklärt Lars Girschner, Masterstudent im Fach Elektrotechnik, der an dem Projekt mitwirkt.

Auch im IMH-Institut im benachbarten Gebäude forschen unter anderem Studierende am Gewächshaus der Zukunft.
Ihre Aufgabe: Mittels Simulationen am Computer sammeln die Wissenschaftler Daten, die später helfen sollen, den Bau des Gewächshauses zu optimieren.
Es geht um Luftströme, Lichteinstellungen, Feuchtigkeit, Temperaturen. Nichts soll dem Zufall überlassen sein.

„Ziel ist es, die Gleichmäßigkeit von Temperatur, Feuchtigkeit oder Lichteinfall unmittelbar an den Pflanzen auf ein Höchstmaß zu steigern“, sagt Prof. Dr. Peter Farber, Leiter des IMH-Instituts.
Ziel des Projekts ist es, ein Modellgewächshaus in Venlo zu errichten.
Dort und in Kempen bei Gartenbau Hanka sollen nach Ablauf des Projekts Ende 2014 weitere Forschungsarbeiten an Gewächshäusern durchgeführt werden können.
Beteiligt am High Tech Greenhouse 2020 sind:
ISIS-IC GmbH,
Elektro Limburg BV,
Grodan, Hoogendoorn Automatisering BV,
Vostermans Ventilation BV,
Pentair Haffmans BV,
Intelli-labs Deutschland,
Patron AEM BV,
Water IQ BV,
Phenospex GmbH,
Doppelbauer Anlagentechnik,
Innocom-IT,
Hochschule Rhein Waal,
Wageningen UR Glastuinbouw,
Hochschule Niederrhein,
Forschungszentrum Jülich,
TNO, Greenport Venlo Innovation Center und
Regio Venlo Floriade 2012 BV.