Experiment 2
Kräutergärten werden traditionell mit Steinen eingefasst, damit es die Pflanzen wärmer haben.
Ich habe mich schon immer gefragt, wie wirksam das ist. Nachts geben die Steine natürlich Wärme ab, morgens speichern sie aber die Kälte.
Lohnt es sich das Chilibeet mit Steinen einzufassen?
Lohnt es sich Wasserkanister zwischen die Chilis zu legen?
Mit dem Raspberry Pi konnte ich jetzt das Rätsel lösen!
Ein 5 Liter Wasserkanister, nach unten isoliert auf meinem Balkonkasten.
Gemessen wird die Wassertemperatur und die Lufttemperatur mit Abstand zu dem Wasserkanister.
Das Ergebnis:
Wie man sieht, schien nur am 12. und 23. Oktober bis ca. 14 Uhr die Sonnen. Ansonsten war der Himmel immer stark bewölkt.
Sobald die Sonne schien, hat sich der Wasserkanister aufgewärmt und dann die Wärme über viele Stunden abgegeben. Ohne Sonnenschein hat der Kanister nur die Temperaturschwankungen etwas ausgeglichen.
Der Kanister hat sich morgens, besonders bei Sonnenschein, sehr schnell erwärmt und die Wärme dann über einen sehr langen Zeitraum konstant abgegeben. Daher sind die positiven Effekte (Wärmeabgabe) viel stärker als die negativen Effekte (Aufnahme von Wärme am Morgen.)
Am 12. Oktober war der Kanister um 15:00 Uhr 18 Grad wärmer als um 8:00 Uhr morgens am nächsten Tag. Die gespeicherte Energie hat der Kanister also in 18 Stunden wieder abgegeben.
Wasser kann sehr viel Energie speicher. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist 4,182
J/(g K)
1 Liter = 1000
gramm; Temperaturdiffferenz = 18
Kelvin
---> 4,18 * 1000 * 18 = 75240
Joule (=Ws = Watt Sekunden) /3600 = 20,91 Wh (watthour)
20,9 Wh * 5 Liter = 104,5 Wh
Die freigesetzte Wärme des Kanisters beträgt 104,5 Wh.
Das entspricht einer Heizung von:
104,55/18 =
5,8 W Heizung für 18 Stunden.
Bei 100 Liter =
116,2 Watt Heizung für 18 Stunden
Unglücklich wart natürlich, dass die Sonne nur bis 14:00 Uhr schien und es am nächsten Morgen überhaupt keinen Sonnenschein gab. Wenn man davon ausgeht, dass zwischen dem Sonnenuntergang und dem kältesten Zeitpunkt der Nacht 12 Stunden liegen, dann kommt man auf folgende Werte.
104,55/12 =
8,7 W Heizung für 12 Stunden.
Bei 100 Liter =
174,2 Watt Heizung für 12 Stunden
Ein Kanister bringt mit 6 bis 9 Watt Wärmeabgabe pro Stunde nicht viel, andererseits ist die Energie kostenlos. Der durchschnittliche Temperaturunterschied zwischen Nord- und Süddeutschland beträgt nur ca. 1 Grad. Ein klein bisschen Wärme kann schon deutlich das Pflanzenwachstum beeinflussen.
Besonders interessant finde ich das Ergebniss für Teibhäuser. Wer in Töpfen kultiviert, der hat zwischen den Töpfen meist viel Platz für Wasserflaschen und Kanister. Wenn der komplette freie Raum mit Wasserbehältern gefüllt wird, kommt man schnell weit über 100 Liter. Das Wasser würde während des Tages, wo häufig die Temperaturen zu hoch sind, als Kühlung dienen und nachts als Heizung.
In Kürze werde ich das Experiment mit einem schwarzen Kanister wiederholen.
Wen es interessiert, die spezifische Wärmekapazität von:
· Wasser (20 °C): 4,182
· Luft: 1,005
· Gartenerde: 1,000
· Erde feucht: 2,000
· Kies: 0,840
· Sand: 0,835
· Ziegel: 0,920
· Granit: 0,790
· Basalt: 1,000
· Beton: 0,879
· Holz: 1,7
· Glas: 0,6–0,8