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Smarte Hydroponik

Interdisziplinäres Projekt in Wirtschaftsingenieurwesen

Im Rahmen des Interdisziplinären Projekts der Hochschule Esslingen wurde am Campus Göppingen im Semester sechs ein Konzept für eine Smarte Hydroponik entworfen. Die Studierenden des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen und Mechatronik richteten dabei den Fokus des Projekts auf die Nachhaltigkeit. Im Rahmen dieses Projekts sollte ein Entwurf für die Eigenversorgung mit Lebensmitteln auf geringem Platz auf Basis eines NFT-Hydroponik-Systems erarbeitet werden.

Auf einer Grundfläche von 1,5m x 0,5m lassen sich durch die vertikale Anordnung bis zu 48 Pflanzen gleichzeitig anbauen. Durch diesen geringen Platzbedarf lässt sich dieses System optimal in ein Tiny-House integrieren und das Konzept des Urban-Farming realisieren. Durch seinen modularen Aufbau kann das System um beliebig viele Rinnen erweitert werden. Dank der angebrachten Transportrollen lässt sich der gesamte Aufbau kinderleicht transportieren.

Ziel des Projekts
Kern dieses Projekts ist das Konzept einer Selbstversorgung mit Lebensmitteln, welche durch ein hydroponisches System realisiert werden soll. In Verbindung mit dem weiteren Projekt, der Realisierung einer Tiny House Siedlung, soll dies die Neustrukturierung der Hochschule vor Allem unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit vorantreiben.

Was bedeutet Hydroponik?
Aus den griechischen Wörtern „hydro“ (Wasser) und „ponos“ (Arbeit) leitet sich das Wort Hydroponik her. Es steht für die Aufzucht und Kultivierung von sowohl Nutz- als auch Zierpflanzen. Die Besonderheit dabei liegt darin, dass hierbei keine Erde verwendet wird. Die Wurzeln der Pflanzen hängen in eine Nährstofflösung, welche aus Wasser und gelösten Nährstoffen besteht.

Welche Vorteile bringt die smarte Hydroponik mit sich?
Ein wesentlicher Vorteil eines hydroponischen Systems ist der deutlich geringere Wasserverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Landwirtschaft Methoden. Das kommt daher, dass das Wasser in den Systemen zirkuliert und die Pflanzen mit genau der Menge der Näherstofflösung versorgt die sie benötigen. Ein Weiterer Vorteil ist, dass ein solches System platzsparend ist, da die einzelnen Pflanzen zum einen weniger Platz benötigen, weil ihre Wurzeln direkt mit genügend Nährstoffen versorgt werden und sie sich nicht in wie in der Erde ausbreiten müssen und zum andern ermöglicht die Hydroponik einen vertikalen Anbau. Außerdem ist diese Art der Selbstversorgung auch in der Stadt realisierbar, da man für den „Anbau“ keine Fläche im Freien benötigt. Und da es sich um Hydroponik handelt und keine Erde im Spiel ist wird es in der Wohnung auch nicht dreckig und gleichzeitig hat man den Vorteil, dass kein Unkraut zwischen den Pflanzen wachsen kann.

Aufgabe des Projektteams
Ziel des Projekts war die Konzeption und Konstruktion eines sogenannten „smarten NFT-Systems“. Smart bedeutet, dass das System sich selbst versorgt durch Sensoren und Aktoren. NFT steht für Nährstoff-Film-Technik und ist eine spezielle Art von Hydroponik System. Hierbei wird in dem System ein Wasserkreislauf eingerichtet, welcher dann die Nährstofflösung zu den Pflanzen führt. Durch den modularen Aufbau finden bis zu 29 verschiedene Pflanzen Platz. Es wurden luftreinigende Pflanzen, wie Grünlilien, aber auch essbare Pflanzen, wie Petersilie, Salat und Basilikum eingesetzt. Bei der Konstruktion wurde darauf geachtet, dass die Pflanzen eine optimale Bewässerung bekommen, um unter optimalen Bedingungen zu wachsen. Ein Beleuchtungskonzept für das Pflanzenwachstum soll auch die Anwendung im Winter ermöglichen. Es aktiviert sich automatisch sobald die Pflanzen zu wenig Licht bekommen. Zudem werden mit der entwickelten Fernüberwachung die Sensorwerte wie Helligkeit, Temperatur, PH-Wert und Füllstand ausgelesen und auf einer App visualisiert. Das System ist so programmiert, dass es feststellt, ob ein Nährstoffmangel herrscht. Wenn dies der Fall ist, führt die Dosierpumpe automatische die fehlenden Nährstoffe zu. Durch eine abschließende Nachhaltigkeits- und Wirtschaftlichkeitsanalyse stellte sich heraus, dass die Kosten zu hoch sind, um sie mit dem Nutzen der Pflanzen zu decken. Aus ökologischer und auch sozialer Sicht sind jedoch viele Vorteile zu erkennen. Der Anwender kann sich mit Salaten und Kräutern selbstversorgen und muss diese Dinge nicht in einem Laden kaufen, wo diese Produkte oft aus großen Gewächshäusern kommen oder nicht lokal eingekauft wurden. Neben diesen Punkten soll ein solches System in der eigenen Wohnung aber auch Freude bringen und kann schnell zu einem neuen Hobby werden.


Lisa-Marie Rusko, Patrick Stang, Sascha Flegel, Felix Maixner, Vladimir Samodelkin, Wend-lassida Elisée Yaméogo

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