Vertical Farming beschreibt die Pflanzenzucht in senkrechter Anordnung von Anbauflächen. Eine platzsparende Idee, die in der Landwirtschaft im Trend liegt. Warum? Sie kann einen wesentlichen Beitrag zur besseren Versorgung der Menschen in Großstädten mit Nahrungsmitteln leisten. Vertical-Farming-Anlagen benötigen effiziente Energieversorgungen und intelligente Regelsysteme. Ein Fall für Phoenix Contact? „Absolut!“, findet eine Gruppe dual Studierender und zeigt, dass Phoenix Contact alles hat, um ein starker Partner für Vertical-Farming-Projekte zu sein.

Dieser Beitrag beleuchtet die Projektarbeit eines Teams aus vier Studentinnen und Studenten dualer Studiengänge von Phoenix Contact. Mit ihren Fertigkeiten und ihrem Wissen haben sie ein innovatives und komplexes Bauvorhaben realisiert. Die Arbeit vernetzte Mitarbeitende unterschiedlicher Fachrichtungen, förderte Vielfalt, aktivierte Wissen und erzeugte Innovation und Motivation für neues Lernen.

Moderne Technologie anschaulich gemacht

Wie kann sich Phoenix Contact im Bereich Vertical Farming einbringen? Dieser Frage gingen vier Studierende der Bereiche Mechatronik und Elektronik nach. Die Gruppe erhielt zum Ende ihres ersten Ausbildungsjahrs den Projektauftrag, eine kleine Vertical-Farming-Anlage für eine Messepräsentation zu bauen. Das Gewächshaus sollte auf der Grundfläche einer Euro-Palette stehen und höchstens zwei Meter hoch sein, damit es mit einem Hubwagen gut zu transportieren ist.

„Im Grunde drehte es sich um eine besondere Form der Haustechnik. Nur steht nicht der Komfort von Menschen im Fokus, sondern die optimalen Lebensbedingungen für Pflanzen“, erläutert die Projektsprecherin Sarah Lorenz. „Vertical Farming ist eine platzsparende Methode der Landwirtschaft: Pflanzen werden in übereinander angeordneten Ebenen angebaut, innerhalb eines geschlossenen Systems mit künstlichem Licht und kontrolliertem Klima. Das ist besonders für den Anbau in Städten interessant. Ein Bereich, der viel Potenzial hat. Wir wollten zeigen, dass Phoenix Contact schon jetzt Komponenten und Lösungen für dieses Thema hat.“ 

Kolleginnen und Kollegen auf der gleichen Wellenlänge

Die Studentin blickt stolz auf die Anlage. „Je tiefer wir in die Aufgabe eintauchten, desto detaillierter wurden die technischen Planungen. So machten wir zuerst 2-D- und dann auch 3-D-Pläne am Computer. Ein kniffeliger Auftrag. Wenn man sich mit Sensoren und Schaltungen beschäftigt, tun sich immer wieder neue Welten auf. Wie ist die Eingangsspannung, wie das Ausgangssignal? Alles musste zueinanderpassen oder passend gemacht werden. Wir hatten Grundlagen gelernt, brauchten aber trotzdem Rat von außen“, erzählt Sarah Lorenz. „So kamen wir in Kontakt mit Kolleginnen und Kollegen aus Fachabteilungen. Wir haben gelernt, dass in unserem Unternehmen viele interessierte und offene Menschen arbeiten, die auf unserer Wellenlänge sind. Mit denen sind wir nun vernetzt“, freut sie sich. „Uns alle verbindet die Freude an der Technik.“

Immer wieder Alternativen finden

„Zu Beginn haben wir ermittelt, was wir brauchen. Viele der technischen Komponenten konnten wir aus dem Angebot von Phoenix Contact nutzen. Aber es gab natürlich auch Elemente, die wir einkaufen mussten. Und das wurde kompliziert“, erzählt die Studentin. Wegen der gestörten Lieferketten kamen manche Bestellungen sehr viel später als erwartet. Andere kamen gar nicht. „Also mussten wir immer wieder den Fortgang der Bestellungen prüfen, manchmal die Reißleine ziehen und Alternativen finden, umplanen und neu ordern. „Am Ende hatten wir zehn lange Listen mit Bestellungen. Das alles im Blick zu behalten, war komplex.“ 

Aber sie fanden immer Lösungen. Sarah Lorenz erinnert sich: „Das ging nur durch viel Austausch innerhalb der Gruppe. Aber alle haben sich intensiv engagiert. Das Projekt war eine schöne Erfahrung, nach einer langen Lernphase das neue Wissen anzuwenden und etwas Sinnvolles praktisch aufzubauen.“ Das schweißt zusammen. „Ich fühle mich dadurch mehr als Teil des Unternehmens“, erklärt Sarah Lorenz. „Und wir haben das Gewächshaus rechtzeitig fertiggestellt.“ Schließlich hatte das Team einen konkreten Zieltermin: Das Projekt „Vertical Farm“ wurde Ende März beim AgriTech Day 2023 in Schieder präsentiert.

Fruchtbare Telefonzelle  

Viele Besucherinnen und Besucher nutzten die Gelegenheit, sich das Gewächshaus anzusehen und sich den Aufbau und die Funktionsweise erklären zu lassen: Im oberen Bereich des aus Aluprofilen gerahmten Kastens ist hinter Glas die Pflanzebene. „Das Gewächshaus hat etwa die Maße einer Telefonzelle. Weil der Raum sehr begrenzt ist, haben wir nur eine Ebene angelegt. Einen zweiten, dritten oder vierten Pflanzbereich darüber zu setzen, wäre aber kein Problem,“ erklärt Sarah Lorenz. Die Pflanzebene besteht aus vier waagerecht nebeneinander laufenden Kunststoffröhren mit Löchern an den Oberseiten, in denen nun Salatpflanzen wachsen. Erde? Fehlanzeige! Die ist nicht nötig. 

Dem Salat beim Wachsen zusehen

Die Wurzeln reichen in den Röhren in eine Nährlösung. Sensoren überwachen den pH-Wert der Flüssigkeit. „Wir haben Richtwerte mit der für Salatpflanzen günstigsten Mischung eingegeben, die die Steuerung des Gewächshauses mit den Istwerten abgleicht. Gibt es eine Abweichung, tritt die Technik im untersten Teil des Gewächshauses in Aktion.“ 

Dort befinden sich der Schaltschrank, die Steuereinheit, die Pumpen und die Flüssigkeitsbehälter der Anlage. Von außen kann man die Apparatur durch ein Sichtfenster sehen. Sarah Lorenz erklärt die Funktionsweise: „Bei abweichenden Messwerten werden durch Pumpen Wasser, Düngemittel, pH-Senker- oder Heber über Schläuche zugeführt, bis der Sollwert wieder erreicht ist. Mehrere spezielle UV-Leuchten sorgen zudem für genug Licht. Dann funktioniert die Photosynthese auch an dunkleren Tagen. So haben die Pflanzen alles, was sie zum Wachstum brauchen.“ Das Ergebnis ist ein nahezu autonom arbeitendes Gewächshaus. „Der Mensch pflanzt und schließt das Gewächshaus an Wasser und Strom an. Dann kann man dem Salat beim Wachsen zusehen“, schmunzelt die Studentin: „Nur ernten muss man wieder von Hand.“

Sophie Heil

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