Industrie 4.0 - Elektrotechnik

Bioäpfel mit Technologie aus der HTLBioäpfel mit Technologie aus der HTL
  • 2018-10-18T10:39:00+02:00

Elektrotechnik und Industrie 4.0 in der modernen BIO-Landwirtschaft

Die Familie Buchinger betreibt einen Familienbetrieb in St. Pölten-Ratzersdorf und produziert seit 2003 Bio-Obst. Derzeit bewirtschaftet sie eine Gesamtfläche von 14 ha Bioäpfel, das entspricht in etwa 36.000 Bäume. Die Fläche verteilt sich auf 4 Plantagen, die sich auf unterschiedlichen Seehöhen, im Umkreis von 3 km befinden. Die jährlichen Kontrollen des Betriebes und der Früchte geben ihnen die Gewissheit, dass sie Produkte von höchster Qualität erzeugen. Aufgrund der klimatischen Bedingungen der letzten Jahre, 2012 Frost im Mai, 2016 Frost im April mit anschließender Hitzewelle im Sommer und 2017 mit Frost im April und Temperaturen im August mit annähernd 40°C, haben sie sich für einen Schutz und für die Erhaltung der Biotafelapfelproduktion in unserer Region entschieden.

 Die Frostabwehr wird mittels einer Überkronenbewässerung durchgeführt.Ziel dabei ist es, eine schützende Eisschicht (Eispanzer) an der Oberfläche der Pflanze zu erzeugen, um das vollständige Auffrieren der Pflanze zu verhindern. Die, beim Phasenübergang des Wassers von flüssigen in festen Aggregatszustand, freiwerdende Wärme beheizt die Pflanze. Der ideale Ein- und Ausschaltzeitpunkt der Frostabwehr ist für die Kosten und Qualität von fundamentaler Bedeutung.  Der Einschaltzeitpunkt wird durch die Trocken- und Feuchttemperatur bestimmt. Wird die Temperatur von 1°C Feuchttemperatur unterschritten, muss die Frostbewässerung in Betrieb genommen werden. Dabei ist es wichtig, eine Überwachung der genannten Faktoren vor Ort zu haben um im Ernstfall gewarnt zu werden. Dabei ist die Information wann die Temperatur ins Plus steigt essentiell wichtig. Dies definiert den richtigen Abschaltzeitpunkt um Wasser- und Pumpkosten zu sparen. Vor dieser Diplomarbeit der Abteilung Elektrotechnik an HTL St. Pölten, verbrachten die Bewirtschafter viele Nächte damit, von einer Plantage zur nächsten zu fahren, um die verschiedenen Temperaturen vor Ort zu überprüfen. Die Nächte waren entsprechend sehr kurz. Im Zuge einer Diplomarbeit wurde eine technische Lösung realisiert. Der Testbetrieb läuft seit 5.April 2018 einwandfrei.

Technische Realisierung:
Mittels energieautarkem Microcontrollersystem werden Lufttemperatur, Blattfeuchte, feuchte Temperatur, Behälterfüllstand, Niederschlagsmengen, Akkuspannung etc. gemessen und mittels GSM-Modem auf einen Server übermittelt. Die Messdaten sind als Funktion der Zeit über ein APP oder über Web-Zugang abrufbar. Je nach Parametrierung des Systems werden unterschiedliche Warnungen über Tweeter bzw. SMS direkt an den BIO-Landwirt gesendet. Dieser kann alle system-relevanten Parameter am Smartphon zu jeder Zeit einsehen. Dieses System sichert zum einen den idealen Einsatz der Frostsicherung, optimiert zusätzlich auch den Einsatz der dafür notwendigen Ressourcen und garantiert somit eine kostenminimale Bewirtschaftung hinsichtlich Frostsicherung. Durch die lückenlose Überwachung aller systemrelevanten Parameter entfallen die nächtlichen Kontrollfahrten des BIO-Bauern womit die damit verbunden CO2-Emissionen (100kg CO2/Frostnacht) eingespart werden – aktiver Umweltschutz.