مملكة البحرين - بيت زجاجي بمساحة 1216 مترًا مربعًا - زراعة في بيئة مُتحكَّم بها لإنتاج الطماطم والفراولة على مدار العام

معلومات أساسية عن المشروع

توثق هذه الدراسة حالة مشروع زراعي في بيئة مُتحكَّم بها (CEA) باستخدام البيوت الزجاجية، والذي تم إنجازه في مملكة البحرين. صُمِّم هذا المرفق لزراعة ورعاية الطماطم والفراولة، موفراً بيئة مستقرة ومُتحكَّم بها مناخياً، تدعم إنتاج المحاصيل على مدار العام في أحد أكثر المواقع تحدياً في منطقة الخليج ذات المناخ الحار. تبلغ مساحة البيت الزجاجي حوالي 1216 متراً مربعاً، ويبلغ طوله 76 متراً، وعرضه 16 متراً، وارتفاعه 8 أمتار، مما يوفر حجماً زراعياً كبيراً لإنتاج محاصيل عالية القيمة.

يتراوح نطاق درجة الحرارة المصمم بين 18 و25 درجة مئوية، مع الحفاظ على تجانسها ضمن هامش خطأ ±1.5 درجة مئوية لضمان ظروف نمو متسقة في جميع أنحاء الهيكل. توضح رسومات المشروع تفاصيل هندسة البيت الزجاجي الذي يبلغ طوله 76 مترًا، ومواقع وحدات معالجة الهواء، مما يوفر الأساس البُعدي لاستراتيجية توزيع الهواء المتجانس.

المتطلبات الأساسية للعميل

تُشكّل البيئة الصحراوية الساحلية في البحرين تحدياتٍ جسيمة أمام الزراعة التقليدية في الحقول المفتوحة. فدرجات الحرارة الصيفية مرتفعة للغاية، والإشعاع الشمسي شديد، كما أن الجو المالح يُسرّع من تآكل المعدات الفولاذية العادية. هذه الظروف تجعل من الصعب زراعة محاصيل معتدلة مثل الطماطم والفراولة بشكلٍ مُربح دون بيئة زراعية مُغلقة ومُبرّدة بشكلٍ فعّال. لذلك، طلب العميل نظامًا للبيوت الزجاجية قادرًا على توفير تحكّم دقيق في المناخ، وأداء تبريد موثوق به في ظلّ درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، ومتانة طويلة الأمد في بيئة غنية بالملح.

• التحكم الدقيق في المناخ : الحفاظ على نطاق درجة حرارة مستقر من 18 درجة مئوية إلى 25 درجة مئوية لخلق ظروف نمو مثالية لإنتاج طماطم وفراولة عالية الجودة.

• بيئة نمو موحدة: تحقيق توزيع متسق لدرجة الحرارة عبر مساحة الأرضية البالغة 1216 مترًا مربعًا، مع هدف توحيد يبلغ ±1.5 درجة مئوية.

• مقاومة الظروف الجوية القاسية: تحمل درجات الحرارة العالية والإشعاع الشمسي القوي وملوحة السواحل دون انقطاع في العمليات اليومية.

• موثوقية من الدرجة الصناعية: استخدم مكونات تبريد مثبتة توفر أداءً مستقرًا وفعالًا حتى في ظل ظروف درجات الحرارة العالية القصوى.

• نموذج مرجعي قابل للتطوير: عرض حل زراعي في بيئة خاضعة للتحكم يمكن تكراره في أماكن أخرى في منطقة الخليج.

حلول موجهة

استجابت شركة كيندال للتبريد بحل متكامل لتكييف البيوت الزجاجية، يراعي جميع القيود البيئية والتشغيلية التي تم تحديدها في البحرين. وبدلاً من التعامل مع التبريد والهيكل كعنصرين منفصلين، تم تصميم المشروع كنظام واحد متكامل، حيث يتم تنسيق هندسة البيت الزجاجي، وتوزيع الهواء، وأجهزة التبريد، واستراتيجية التحكم، للحفاظ على استقرار ظروف المحاصيل في ظل درجات الحرارة المرتفعة.

تم تصميم نظام التبريد باستخدام ضواغط بيتزر، المختارة لأدائها الصناعي المتميز في التطبيقات ذات درجات الحرارة المحيطة المرتفعة. جميع وحدات التبريد مزودة بمكثفات تبخيرية كبيرة الحجم، مصممة خصيصًا لتعزيز كفاءة طرد الحرارة عند ارتفاع درجات الحرارة المحيطة. وُضعت هذه المكثفات الكبيرة في مواقع استراتيجية داخل البيت الزجاجي لزيادة طرد الحرارة إلى أقصى حد والحفاظ على أداء تبريد مستقر في جميع أنحاء منطقة الزراعة. تم ضبط درجة حرارة التكثيف على 55 درجة مئوية، وهو تصميم مدروس يسمح للنظام بالتكيف مع مناخ البحرين الحار مع الحفاظ على بيئة نمو تتراوح درجة حرارتها بين 18 و25 درجة مئوية داخل البيت الزجاجي.

لحماية الهيكل والمكونات من بيئة الصحراء الساحلية، تم بناؤها من الفولاذ المقاوم للصدأ، الذي يتحمل درجات الحرارة العالية والإشعاع الشمسي والملوحة بكفاءة عالية. يُعدّ اختيار هذه المادة أساسيًا لمتانة المنشأة على المدى الطويل، مما يقلل من مخاطر توقف العمل والصيانة بسبب التآكل. تم تحسين توزيع الهواء بعناية بالتزامن مع تصميم البيت الزجاجي الذي يبلغ 76 مترًا × 16 مترًا، بحيث يصل الهواء المُكيّف إلى كل منطقة نمو، مما يدعم هدف توحيد درجة الحرارة عند ±1.5 درجة مئوية على كامل مساحة 1216 مترًا مربعًا.

النتائج الكمية

تم إنجاز المشروع بنجاح وتشغيله وفقًا لمواصفات الأداء المصممة له. يوفر المرفق الآن بيئة مستقرة ومبردة بشكل فعال تدعم إنتاج الطماطم والفراولة على مدار العام في منطقة تُحدّ فيها الحرارة والملوحة بشدة من زراعة هذه المحاصيل في الحقول المفتوحة.

• تم تشغيل مساحة زراعة في البيوت الزجاجية تبلغ 1216 مترًا مربعًا، بأبعاد 76 مترًا × 16 مترًا × 8 أمتار.

• يتم الحفاظ على نطاق درجة حرارة مستقر من 18 درجة مئوية إلى 25 درجة مئوية لزراعة الطماطم والفراولة.

• تم تحقيق تجانس في درجة الحرارة بمقدار ±1.5 درجة مئوية في جميع أنحاء منطقة النمو تحت ظروف الحرارة الشديدة.

• أتاح الإنتاج على مدار العام زراعة الطماطم والفراولة في مناخ البحرين الصحراوي الساحلي الحار.

• تم توفير تحكم دقيق في المناخ لتحقيق النمو الأمثل للنباتات وجودة الثمار.

• تم عرض نموذج زراعي قابل للتطوير في بيئة خاضعة للتحكم في منطقة الخليج الأوسع.

من خلال توفير بيئة زراعية قابلة للتحكم، يحوّل البيت الزجاجي أحد القيود المناخية إلى ميزة إنتاجية. يحصل العميل على جودة محاصيل مضمونة واستمرارية في الإمداد، بينما يُعدّ هذا المشروع نفسه مرجعًا لمشاريع مماثلة لأنظمة الزراعة البيئية الخاضعة للتحكم في المناخ الجاف في جميع أنحاء الشرق الأوسط.

تنفيذ المشاريع والتركيب وخدمة ما بعد البيع

أُنجز مشروع البيت الزجاجي بنجاح تحت إشراف شركة كيندال للتبريد. وخلال مرحلة التركيب الحاسمة، تواجد مهندسو تركيب معتمدون من الخارج مباشرةً في الموقع للإشراف على جميع عمليات التكامل الميكانيكي والكهربائي. وقد حرصوا على الالتزام التام ببروتوكولات التركيب الخاصة بشركة كيندال، وتأكدوا من تركيب كل مكون وفقًا لرسومات التصميم، وقاموا بتشغيل النظام لضمان تحقيقه لأهداف الأداء المحددة. وقد ضمن هذا الإشراف المباشر تسليم البيت الزجاجي في حالة تسمح بتوفير بيئة نمو مثالية تتراوح درجة حرارتها بين 18 و25 درجة مئوية بدقة ±1.5 درجة مئوية.

بعد بدء التشغيل، يحظى المشروع بدعم من بنية خدمات ما بعد البيع لشركة كيندال للتبريد. تتيح إمكانيات التشخيص والمراقبة عن بُعد للمورد مساعدة المشغلين المحليين في أداء النظام، وتحديد الأعطال، والصيانة الوقائية. يُعد هذا الدعم المستمر ذا قيمة خاصة للمنشآت الخارجية، حيث قد تكون المعرفة المتخصصة المحلية محدودة، وتساعد استجابة المورد السريعة في ضمان استمرارية المحاصيل، والحفاظ على بيئة النمو المصممة بين 18 و25 درجة مئوية، وضمان عائد الاستثمار الأصلي.