Greenhouse Village
Exhibit Category / Catégorie de l'expo: City
Location/Emplacement: The Netherlands
Dates: 2007
Designers/Concepteurs: Innovatie Netwerk
Clients: n/a
More Information/Plus d'informations: n/a
Image Credits/Crédits d'images: J. G. de Wilt, Innovatie Netwerk
Project Description: (version française ci-dessous)
The Dutch greenhouse business, known for the cultivation of flowers, plants and vegetables, uses leading edge technologies for energy, water and climate control. Nevertheless, Dutch commercial greenhouses account for almost 10% of the national natural gas consumption for heating. The Innovation Network has proposed integrating greenhouse technologies into a closed-loop, greenhouse-powered neighbourhood with decentralised water and wastewater facilities, named “Greenhouse Village”.
The greenhouse can supply tap water, treat wastewater and produce electricity. The aim is to achieve self-sufficiency in energy and water and recycle nutrients and carbon so that there would be no external energy supply required for heating, cooling, or electricity. Only low volumes of external water would be needed (for which rain water can be used) and wastewater and green wastes would be locally treated and reused. In this way the carbon and the nutrient cycles can be closed and the environmental benefits are significant.
THE ENERGY SYSTEM
All of the energy used would come from renewable energy sources (solar and biomass). Moreover, the excess heat from the greenhouse can be stored in underground aquifers and used for warming the greenhouse at night or during the winter. Calculations suggest that there would be sufficient energy to also heat a large number of houses. A 2 ha (5 acre) greenhouse may heat up to 200 homes. Excess heat in the summer would be harvested from the greenhouse and this thermal energy stored as warm groundwater in underground aquifers. Very efficient (patented) heat exchangers would be used to raise the groundwater temperature from 11°C to 25-27°C while maintaining the greenhouse air temperature at a maximum of 30°C.
THE WATER SYSTEM
The wastewater from the households would be separated into grey water from the shower and kitchen, and black water from toilets. Grey water would be purified in an aerobic bioreactor and used for irrigation in the greenhouse. When plants evaporate the irrigation water, the condensed vapour is of high quality water and can be collected and used as tap water.
CARBON CYCLE
Black water and organic waste from the greenhouse and dwellings would be collected in an anaerobic digester near the greenhouse. Bacteria convert this biowaste into biogas, which is combusted in a gas turbine creating electricity. The wastes are also used: digester effluents can be separated into liquid waste which is added to the grey water treatment system and eventually ends up as irrigation water in the greenhouse, and solid material, which is composted and can be used as a peat substitute in the greenhouse. The CO2 that results from combustion can be used to improve growing conditions in the greenhouse.
THE NUTRIENT SYSTEM
The liquid coming from the digester is rich with nutrients such as nitrogen, phosphorous, potassium, which are essential for healthy plant growth. Therefore, the digester liquid would be added to the grey water before treatment in the bioreactor and eventual use for irrigation in the greenhouse.
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Description du Projet:
Aux Pays-Bas, l’utilisation des serres, connue pour la culture de fleurs, de plantes et de légumes, repose sur des technologies de pointe en matière d’énergie, d’eau et de climatisation. Néanmoins, les serres commerciales néerlandaises consomment près de 10 % de la consommation nationale de gaz naturel pour le chauffage. Le Innovation Network a récemment présenté un projet d’intégration des techniques de serre dans un circuit fermé pour alimenter un quartier en énergie, avec des réseaux décentralisés pour l’approvisionnement en eau et le traitement des eaux usées. Cet aménagement porte le nom de « Greenhouse Village ».
Le système serre serait en mesure de fournir de l’eau courante, de traiter les eaux usées et de produire de l’électricité. L’objectif est d’atteindre l’autosuffisance en énergie et en eau et de recycler les éléments nutritifs et le carbone de manière à n’avoir aucun besoin dapport enénergie de l’extérieur pour le chauffage, la climatisation ou l’électricité. Les besoins en eau extérieure seraient minimes (et pourraient être comblés par la récupération de l’eau de pluie), alors que les eaux usées et les déchets organiques seraient traités et réutilisés localement. De cette manière, les cycles du carbone et des nutriments peuvent être fermés, ce qui offre d’importants avantages environnementaux.
LE SYSTÈME ÉNERGÉTIQUE
La consommation d’énergie au sein du Greenhouse Village ne dépendrait uniquement que de sources renouvelables telles que le soleil et la biomasse. De plus, l’excédent de chaleur produit par la serre durant l’été pourrait être emmagasiné dans des aquifères souterrains et utilisé pour réchauffer la serre pendant l’hiver. Des échangeurs très performants (et brevetés) transforment la température de l’eau du sol de 11°C à 25-27°C, tout en maintenant l’air à l’intérieur de la serre à une température maximum de 30°C. Les calculs suggèrent que la production d’énergie serait suffisante pour chauffer plusieurs maisons. En effet, une serre de 2ha (5 acres) a le potentiel de fournir du chauffage à 200 maisons.
LE SYSTÈME HYDRAULIQUE
Les eaux usées des habitations seraient séparées en eaux grises, provenant des douches et de la cuisine, et eaux noires, provenant des sanitaires. Les eaux grises seraient traitées par un bioréacteur aérobique et réutilisées pour irriguer la serre. L’eau d’irrigation que dégagent les plantes sous forme de vapeur concentrée est de très haute qualité et peut ainsi être recueillie et réutilisée pour les usages domestiques.
LE CYCLE CARBONE
Les eaux noires et les déchets organiques des serres et habitations seraient récupérés dans un digesteur anaérobique situé près de la serre. Selon ce procédé, des bactéries transforment ces déchets en biogaz qui est brûlé dans une turbine à gaz, créant ainsi de l’électricité. Les déchets sont également réutilisés: les résidus du digesteur peuvent être séparés en déchets liquides, qui sont ajoutés au système de traitement des eaux grises pour l’irrigation, et en matériaux solides, lesquels sont compostés et utilisés comme substitut de terreau dans la serre. Le CO2 rejeté pendant la combustion peut aider à améliorer les conditions de culture dans la serre.
LE SYSTEME DES NUTRIMENTS
Les liquides provenant du digesteur sont riches en substances nutritives comme l’azote, le phosphore et le potassium, qui sont essentiels pour la bonne croissance des plantes. Les liquides du digesteur peuvent donc être ajoutés aux eaux grises avant le traitement dans le bioréacteur et ensuite réutilisées pour l’irrigation de la serre.
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