BE1023849B1 - Aquaponische Eenheid - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een landbouwkundige eenheid (100) omvattende: een tanksysteem (110) ingericht om te voorzien in een gecombineerde aquatische omgeving om waterdieren in aquacultuur en planten in hydrocultuur te kweken, waarbij uitscheidingsproducten van genoemde waterdieren rechtstreeks in genoemde aquatische omgeving worden losgelaten om voedingsstoffen te produceren voor de genoemde planten; en een elektrochemische inrichting (130); waarbij de elektrochemische inrichting (130) inzetbaar is in elektrolysemodus om waterstof en zuurstof te produceren waarbij elektrische energie geleverd door een elektrische energiebron wordt verbruikt; waarbij de elektrochemische inrichting verder inzetbaar is in brandstofcelmodus om elektrische energie en warmte te produceren door het oxideren van genoemde geproduceerde waterstof; en waarbij de elektrochemische inrichting inzetbaar gekoppeld is met het tanksysteem om ten minste een deel van genoemde geproduceerde warmte en genoemde geproduceerde zuurstof over te dragen naar genoemde aquatische omgeving. De uitvinding heeft ook betrekking op het gebruik van een dergelijke eenheid.

Description

Aquaponische Eenheid Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een aquaponische eenheid, in het bijzonder een aquaponische eenheid die energetisch onafhankelijk of autonoom is.

Achtergrond

Aquacultuur is een gekende techniek die bestaat uit het kweken van waterdieren zoals slakken, vis, garnalen en kreeften in een kleine en beperkte tank. In aanvulling op het toedienen van voldoende hoeveelheden voedsel, moeten gekende aquacultuursystemen elektrisch aangedreven verwarmingsapparaten gebruiken om de aquatische omgeving op de juiste temperatuur te houden, alsook elektrisch aangedreven beluchtingsapparaten om deze te voorzien van voldoende zuurstof om dierlijk leven in stand te houden. Bovendien, afhankelijk van de diersoort, moeten elektrische pompen worden voorzien om een waterstroom te genereren.

Hydrocultuur is een gekende techniek die bestaat uit het telen van groenten en kruiden in water in plaats van een grondgebonden substraat. Het water moet worden voorzien van voldoende voedingsstoffen om plantaardig leven in stand te houden.

Samenvatting van de uitvinding

Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding, wordt er voorzien in een landbouwkundige eenheid omvattende: een tanksysteem dat is aangepast om een gecombineerde aquatische omgeving te voorzien voor het kweken van waterdieren in aquacultuur en het telen van planten in hydrocultuur, waarbij uitscheidingsproducten van genoemde waterdieren vrijkomen in genoemde aquatische omgeving om voedingsstoffen te produceren voor de genoemde planten; en een elektrochemische inrichting; waarbij de elektrochemische inrichting inzetbaar is in een elektrolysemodus om waterstof en zuurstof te produceren waarbij elektrische energie wordt verbruikt die geleverd wordt door een bron van elektrische energie; en waarbij genoemde elektrochemische inrichting verder inzetbaar is in een brandstofcelmodus om elektrische energie en warmte te produceren door het oxideren van genoemde geproduceerde waterstof; en waarbij de elektrochemische inrichting inzetbaar gekoppeld is met genoemd tanksysteem om ten minste een deel van genoemde geproduceerde warmte en genoemde geproduceerde zuurstof over te dragen naar genoemde aquatische omgeving.

De term "aquaponische eenheid" wordt hier gebruikt om een eenheid aan te duiden die aquacultuurtechnieken combineert met hydrocultuurtechnieken. De term "tanksysteem" wordt hier gebruikt om een enkele houder of een stelsel van meerdere houders aan te duiden die een gecombineerde aquatische omgeving vormen door regelmatige of continue overdracht van water tussen de verschillende onderdelen van het systeem (bijvoorbeeld door het pompen van water tussen de tanks, waardoor afval of voedingsstoffen van de ene tank naar de volgende wordt gedragen, waarbij het water optioneel door geschikte filterbedden en dergelijke passeert).

Het is een voordeel van aquaponische eenheden dat een synergie ontstaat tussen plantaardig leven, dierlijk leven, en bacteriën, dat ondersteund wordt door een gemeenschappelijke aquatische omgeving, in een autonoom systeem.

Deze drie groepen van levende entiteiten doen elk een beroep op de andere om te leven: de bacteriën verteren het visafval en houden daardoor het water schoon voor de vissen; de vissen, hierin geholpen door de bacteriën, voorzien de planten van een bruikbare vorm van voedingsstoffen; en de planten helpen om het water waarin de vissen leven te reinigen. Daardoor bieden aquaponische eenheden een zeer efficiënte werkwijze voor het kweken van voedsel (in het bijzonder voor menselijke consumptie), met een minimum aan water en ruimte, en waarbij gezonde vis (een bron van eiwitten) en groenten (een bron van voedingsvezels en vitaminen) worden opgeleverd. Bijkomend verminderen aquaponische eenheden de noodzaak om afvalwater in het milieu los te laten, wat doorgaans plaatsvindt in de traditionele aquacultuur.

De aquaponische eenheid volgens de onderhavige uitvinding heeft als bijkomend voordeel dat het systeem op een continue wijze functioneert, zelfs wanneer de bron van elektrische energie op een onregelmatige wijze of slechts cyclisch beschikbaar is. In dergelijke gevallen is een capaciteit om energie op te slaan vereist om de perioden van onbeschikbaarheid van de elektrische energiebron te overbruggen. Door het opslaan van waterstof tijdens productieve periodes van de bron, creëert de elektrochemische inrichting een buffer waardoor efficiënte productie van energie tijdens onproductieve periodes van de bron wordt toegelaten.

De aquaponische eenheid volgens de onderhavige uitvinding heeft als bijkomend voordeel dat de productiviteit in termen van waterdieren op een spectaculaire wijze wordt gestimuleerd, door het inbrengen van zowel warmte als zuurstof door de elektrochemische inrichting in de aquatische omgeving. De beschikbaarheid van zuurstof zorgt voor de beluchting van de aquatische omgeving op een manier die veel efficiënter is dan door lucht (aangezien omgevingslucht slechts ongeveer 20% zuurstof bevat, is de laatste slecht oplosbaar in water), en dit zonder complexe elektrische pompsystemen te vereisen.

In een uitvoeringsvorm omvat de landbouwkundige eenheid volgens de onderhavige uitvinding verder een hernieuwbare-energieconversiemiddel dat gekoppeld is aan genoemde elektrochemische inrichting als genoemde bron van elektrische energie.

Bekende bronnen van hernieuwbare energie (zonne-, wind-, golfenergie) hebben de neiging om cyclische (bijvoorbeeld, overdag) of onregelmatige beschikbaarheid te hebben. Deze hernieuwbare energiebronnen hebben daarom bijzonder voordeel bij de energie buffercapaciteit (in de vorm van waterstof) van de elektrochemische inrichting zoals voorzien door de onderhavige uitvinding.

In een bijzondere uitvoeringsvorm omvat het genoemde hernieuwbare-energieconversiemiddel fotovoltaische cellen. In een andere bijzondere uitvoeringsvorm omvat genoemde hernieuwbare-energieconversiemiddel een turbine aangedreven door de wind. In nog een andere bijzondere uitvoeringsvorm omvat genoemde hernieuwbare-energieconversiemiddel een turbine aangedreven door getijdekrachten en/of golfenergie.

Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding, wordt voorzien in het gebruik van de landbouwkundige eenheid zoals hierboven beschreven voor de productie van waterdieren. Deze kunnen onder meer zoetwatervis omvatten, zoals tilapia, karper, koi karper, forel, meerval, barramundi, jade baars, blue gill, en schaaldieren zoals rivierkreeft en zoetwater garnaal.

Er werd ondervonden dat deze soorten bijzonder geschikt zijn om te worden gekweekt in aquacultuur. Deze soorten hebben verder voordeel van de aquatische omgeving waarin wordt voorzien door de eenheid volgens de onderhavige uitvinding, die verwarming en beluchting heeft verbeterd. Met het oog op het delen van de aquatische omgeving met plantaardig leven, is het een verder voordeel dat de genoemde waterdieren in zoet water leven, aangezien slechts enkele commercieel interessante planten kunnen groeien in zout of brak water.

Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding is voorzien in het gebruik van de landbouwkundige eenheid zoals hierboven beschreven voor de productie van planten gekozen uit: rood blad, rucola, radicchio, sla, Chinese kool, andijvie, waterkers, cichorei, watermeloen, meloen, suikermeloen, komkommers, tomaten, okra, Chinese erwten, peultjes, courgette, zomer squash, basilicum, oregano, peterselie, kervel, koriander, groene uien, en tijm.

Er werd ondervonden dat deze soorten bijzonder geschikt zijn om te worden geteeld in hydrocultuur. Deze soorten hebben verder voordeel van de aquatische omgeving voorzien door de eenheid volgens de onderhavige uitvinding, die verwarming en voeding heeft verbeterd.

Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding is voorzien in het gebruik van de landbouwkundige eenheid zoals hierboven beschreven, waarbij de verhouding tussen de hoeveelheid van de waterdieren en de hoeveelheid van de planten wordt gestuurd teneinde een voorafbepaalde voedingstoevoerverhouding te handhaven.

De hoeveelheid van diervoeder geleverd aan het systeem en geconsumeerd door de waterdieren bepaalt de hoeveelheid voedingsstoffen voor planten die zal worden losgelaten in de aquatische omgeving. Het balanceren van de hoeveelheid van de waterdieren en de hoeveelheid van de planten op een zodanige manier dat de hoeveelheid voedingsstoffen die voor planten wordt geproduceerd gelijk is aan de hoeveelheid dat de planten kunnen opnemen, zorgt voor een duurzame gezonde aquatische omgeving. De geschikte hoeveelheden kunnen worden bepaald door de voedingstoevoerverhouding, welke de hoeveelheid diervoeder die moet geleverd worden, verbindt aan de begroeide oppervlak die moet bemest worden.

Bondige beschrijving van de figuren

Deze en andere technische effecten en voordelen van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zullen nu worden beschreven onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: - Figuur 1 schematisch een landbouwkundige eenheid toont volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; - Figuur 2 schematisch de stikstofcyclus toont die ten grondslag ligt aan de biologische processen die voorkomen in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding; en - Figuur 3 een als voorbeeld dienend zonnepaneelsamenstel toont dat kan worden gebruikt als een bron van elektrische energie in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvoeringsvormen

Een landbouwkundige eenheid volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zal hierna worden beschreven onder verwijzing naar Figuur 1.

De landbouwkundige eenheid 100 omvat een tanksysteem 110 aangepast om een aquatische omgeving te voorzien voor het kweken van waterdieren in aquacultuur en het telen van planten in hydrocultuur. Zonder verlies van algemeenheid, is de tank 110 afgebeeld als omvattende twee aparte tanks: een vistank (links) en een plantentank van het "diep water cultuur" (DWC) type (rechts). De lezer zal begrijpen dat het alternatief ook mogelijk is voor een landbouwkundige eenheid 100 volgens de uitvinding om te werken met een enkele tank of met meerdere tanks die verschillende functies kunnen hebben. Alternatieve tanksysteemregelingen (niet afgebeeld) kunnen één of meer kweektanks omvatten voor het kweken en het voeden van vis, een opvangtank gelegen op het laagste punt in het systeem waar water wordt opgevangen en vanwaar het wordt herverdeeld, een tank voor kleine vissen ("fingerling") voor het kweken van vis, een biofilter waar nitrificatiebacteriën kunnen groeien en ammoniak omzetten in nitraten en een hydrocultuur trog waar planten groeien die overtollige voedingsstoffen uit het water absorberen.

Zoals eerder is aangegeven, zorgt een dergelijk "aquaponisch System" voor een synergie tussen plantaardig leven, dierlijk leven, en bacteriën. Aldus komen uitscheidingsproducten van de waterdieren vrij in de aquatische omgeving om voedingsstoffen te produceren voor de planten: met name nitrificerende bacteriën, die van nature in de bodem, water en lucht leven, converteren ammoniak eerst tot nitriet en vervolgens tot nitraat dat door planten geconsumeerd kan worden, zie Figuur 2.

De eenheid 100 omvat verder een elektrochemische inrichting 130, die inzetbaar is in een elektrolysemodus om waterstof en zuurstof te produceren, waarbij elektrische energie geleverd door een bron 120 van elektrische energie wordt verbruikt; en inzetbaar in een brandstofcelmodus om elektrische energie en warmte te produceren door het oxideren van genoemde geproduceerde waterstof. Een waterstoftank kan worden gekoppeld met de elektrochemische inrichting 130 om het geproduceerde waterstofgas op te slaan voor later gebruik. Deze elektrochemische inrichting 130 is inzetbaar gekoppeld met het tanksysteem 110 zodat ten minste een deel van de geproduceerde warmte en de geproduceerde zuurstof kan worden overgebracht naar de aquatische omgeving.

Zonder verlies van algemeenheid, is de bron 120 van elektrische energie zoals getoond in Figuur 1 een windturbine. De vakman zal begrijpen dat andere soorten elektrische energiebronnen 120, bij voorkeur hernieuwbare energiebronnen kunnen worden gebruikt. Een bijzonder voordelige vorm van hernieuwbare energie die kan worden gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat een samenstel van (fotovoltaische) zonnepanelen die op een beweegbare drager gemonteerd zijn dat door een motor aangedreven wordt, teneinde de panelen in een optimale oriëntatie te houden (naar de zon) gedurende de dag. De drager en de panelen kunnen worden aangebracht op zodanige wijze dat het geheel kan worden samengevouwen in een compacte vorm voor veilige opslag (bijvoorbeeld, in een houder) als ze niet in gebruik zijn. Een voorbeeld van een dergelijk beweegbaar, opvouwbaar zonnepaneelsamenstel is geïllustreerd in Figuur 3.

Bij voorkeur is de elektrochemische inrichting 130 een omkeerbare brandstofcel, die een aantal membraan-elektrodesamenstellen omvat, waarbij ionen-geleidende membranen worden geplaatst tussen opeenvolgende bipolaire elektroden. Geschikte elektrokatalysatorlagen zijn aangebracht tussen de elektroden en de membranen om elektrolyse mogelijk te maken (productie van waterstof en zuurstof uit water en elektriciteit) en energieopwekking (productie van elektriciteit uit waterstof en zuurstof). Een elektrochemische inrichting geschikt voor gebruik als de elektrochemische inrichting volgens de onderhavige uitvinding is de Solenco Powerbox, gecommercialiseerd door Solar Energy Conversion Power Corporation (België). De werking van een dergelijke elektrochemische inrichting wordt beschreven in internationale octrooiaanvrage publicaties WO 2012/028491 Al en WO 2013/190066 Al, waarvan de inhoud hier uitdrukkelijk wordt opgenomen door deze referentie met als doel het onthullen van de bijzonderheden van de elektrochemische inrichting.

Het gebruik van dergelijke elektrochemische inrichting 130 maakt een aquaponische eenheid efficiënter in een verrassende mate. Als invoer heeft de elektrochemische inrichting 130 het overschot van elektriciteit van een bron van elektrische energie, bij voorkeur een bron van hernieuwbare elektriciteit zoals een fotovoltaische zonne-energie-installatie of een windturbine, en water, dat kan worden verkregen uit neerslag, opslagtanks, of een stedelijk waterdistributienetwerk voor zover beschikbaar. Als uitvoer heeft de elektrochemische inrichting 130 elektriciteit, zuurstof, waterstof en warmte.

De elektriciteit die wordt opgewekt door de elektrochemische inrichting 130 dekt de behoeften van het systeem, zonder afhankelijkheid van het elektriciteitsnet. Gezien de inrichting 130 geschikt is voor het opslaan van waterstof, kan elektriciteit worden geproduceerd gedurende de nacht of bij uitval. De elektriciteit kan het elektriciteitsverbruik dekken van de waterpomp(en) , verlichtingssysteem, en gedwongen ventilatiesysteem.

De zuurstof die door de elektrochemische inrichting 130 wordt gegenereerd, wordt geïnjecteerd in het systeem om aan de biologische eisen van het systeem te voldoen. Dit vermindert of voorkomt de behoefte aan lucht pompsystemen.

De volgende beschrijving van een uitvoeringsvorm van de landbouwkundige eenheid volgens de onderhavige uitvinding is voorzien om verschillende functies en opties te illustreren die onafhankelijk kunnen worden toegepast om specifieke technische effecten en voordelen te verkrijgen.

Een illustratieve eenheid is ontworpen met het oog op energiebesparing, gebruik makende van hernieuwbare energie en een gereduceerd aantal pompen door het water zo veel mogelijk naar beneden te laten stromen (met behulp van de zwaartekracht). Bij voorkeur maakt het systeem gebruik van een enkele waterpomp, die de volgende waterbewegingen uitvoert: - water wordt opgepompt uit een opvangtank (een illustratief volume van de opvangtank kan 500 liter zijn) naar een vistank (een illustratief volume van de vistank kan 1000 liter zijn); - van de vistank gaat het water door een door een met medium gevuld bed, dat als een biofilter functioneert; - groeibedden (DWC) en torenplanten (NFT) ontvangen het water (deze kunnen een illustratieve watercapaciteit hebben van ongeveer 500 liter), gevuld met voedingsstoffen verkregen uit het visafval; - Beiden draineren terug naar het opvangsubsysteem.

De uitvinder heeft berekend dat de pompvereisten voor een systeem met de illustratieve volumes kan worden voldaan door een pomp met een nominaal vermogen van 90 W.

De elektrochemische inrichting, zoals een Solenco Powerbox, injecteert zuivere zuurstof naar de opvangtank en de vistanks (10 mg/1 opgeloste zuurstof).

In een eenheid volgens de uitvinding kan de vistank worden gevuld met maximaal 40 kg vis per 1 m3 water (als referentiepunt, dit komt overeen met een volwassen tilapia per 12 liter water); dit is ongeveer het dubbele van de typische dichtheid van huidige aquacultuursystemen en deze stijging wordt veroorzaakt door de sterk verbeterde beluchting en waterzuivering verschaft door de onderhavige uitvinding. Dienovereenkomstig kan de opbrengst bij dieren en bij een plantaardige productie in een eenheid volgens de onderhavige uitvinding tot twee keer die van een conventionele eenheid van een vergelijkbare grootte zijn.

Om optimaal gebruik te maken van het beschikbare zonlicht, kan de volledige eenheid of ten minste het deel van de eenheid dat de planten bevat worden voorzien in een kas. De verwarmings-/koelingseisen voor de kas kunnen worden bepaald met het oog op de gewenste binnentemperatuur en de verwachte reeks buitentemperaturen. Een binnentemperatuur van ongeveer 22°C wordt verondersteld geschikt te zijn voor vele soorten gewassen.

De elektrochemische inrichting 300 produceert warm water als onderdeel van het energieproductieproces. Dit warme water kan worden gecirculeerd en door de vistanken gestuurd. Het warme water leidingcircuit gaat in de kas en loopt naar een warmtewisselaar, die de vorm van een radiator kan aannemen met een geschikt gedimensioneerde ventilator. Hierdoor wordt de warmte van het warme water naar de lucht overgedragen en uitgeblazen in de kas. Voor koeling kan warme lucht worden getrokken uit de kas en geleid door een ondergrondse warmtewisselaar die toelaat warmte af te voeren naar de koelere omgeving.

De plantenteelt (hydrocultuur) zijde van het systeem volgens de onderhavige uitvinding kan gebruik maken van bekende regelingen zoals met media gevulde bedden, de nutriënt filmtechniek (NFT), en diep water cultuur (DWC): - Met media gevulde bedden maken gebruik van houders gevuld met een rotsmedium van geëxpandeerde klei. Water uit de vistank wordt gepompt over de met media gevulde bedden, en planten groeien in de bedden. Het medium biedt fysieke ondersteuning en een locatie voor de bacteriën om te leven. Dit systeem kan fungeren als een natuurlijke biofilter wat de nood voor mechanisch filteren kan verminderen of overbodig maken. Om voldoende oxygenatie van het medium te verkrijgen ten behoeve van het wortelsysteem van de planten en het bacterieleven, kunnen de mediabedden zijn voorzien van heen en weer gaande waterhoogte sturende middelen zoals sifons of getimede pompen. - In NFT-systemen wordt voedselrijk water gepompt naar ingesloten goten, waarbij een dunne laag wordt gevormd (de "nutriënt film"). Planten zijn gerangschikt in kleine plastic bekers waarbij hun wortels toegang tot het water hebben en de voedingsstoffen kunnen absorberen. NFT is bijzonder geschikt gebleken voor groene bladgroenten, waarvan de wortels een beperkte ruimtelijke omvang hebben en die niet erg zwaar worden gedurende hun ontwikkeling. - In DWC-systemen drijven planten op een wateroppervlak, zodat de wortels in het water hangen. Water uit de vistank kan doorheen een filtreersysteem (zoals een met media gevuld bed) worden gepompt, en vervolgens in lange kanalen waarin vlotten gevuld met planten drijven op het wateroppervlak, waardoor de planten de voedingsstoffen kunnen extraheren. Er dient opgemerkt te worden dat het ook mogelijk is om een plantdragend vlot direct te laten drijven op het wateroppervlak van de vistank, waardoor de noodzaak om meerdere waterreservoirs te hebben en pompsystemen daartussen wordt vermeden.

Om een effectieve verwijdering van vast afval, het toevoegen van basen om zuren te neutraliseren, wateroxygenatie te handhaven en vergelijkbare functies mogelijk te maken, kan een eenheid volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding worden gegroepeerd in verschillende componenten en subsystemen. De functies van deze componenten kunnen worden geregeld door het meten van bepaalde eigenschappen van de aquatische omgeving, zoals het meten van de hoeveelheid van bepaalde stoffen die aanwezig zijn in het water (bijvoorbeeld calciumcarbonaat, chloor, ammoniak, nitraat, nitriet, zuurstof, microbiële contaminanten) , temperatuur en pH. Op basis van deze metingen kunnen systemen worden gestuurd om gewenste (biologisch optimale) condities te verkrijgen en te handhaven, bijvoorbeeld: - Een temperatuur rond 22 ° C (de doeltemperatuur kan variëren naargelang de diersoort); - Een pH in het gebied tussen 7 en 7,5; - Een gehalte aan opgeloste zuurstof in het water van ongeveer 10 mg/1 (de streefwaarde kan afhankelijk zijn van de diersoort, zie hieronder); - Een nitraatgehalte onder 150 mg/liter (ammoniak, een bestanddeel van dierlijke uitwerpselen, wordt omgezet in nitraten door de stikstofcyclus van bacteriën);

Minimale aanwezigheid van chloor, waarvan de overmaat wordt verwijderd door filtratie of geneutraliseerd door additieven en/of lucht- en zonlichtbehandeling; - Hard water met hoge niveaus calciumcarbonaat kan worden behandeld met fosforzuur alvorens te worden toegevoegd aan het systeem; - Water met een risico op microbiële verontreiniging kan worden gefiltreerd met zand en blootgesteld aan behandeling met ultraviolet licht.

Zoals hierboven aangegeven, is het noodzakelijk om het zuurstofgehalte of opgeloste zuurstofgehalte hoog genoeg te houden om dierlijk leven (vis en schaaldieren) en bacteriële activiteit in stand te houden. Zuurstof lost slecht op in water en aquatische soorten besteden bijgevolg veel energie om de kleine hoeveelheid opgeloste zuurstof te herwinnen van het water. Temperatuur, luchtdruk en zoutgehalte zijn allemaal direct van invloed op zuurstofconcentraties in zowel lucht als water. Bovendien heeft elke soort variërende toleranties voor lage niveaus van opgeloste zuurstof. Zalmachtigen (zoals forel) vereisen, als groep, 6,0-8,0 mg/1 opgeloste zuurstof. Voor meerval en tilapia, kunnen de toegestane minimumniveaus teruglopen tot 2,0 of 3,0 mg/1, alhoewel de aanbevolen niveaus 5,0-6,0 mg/1 zijn.

Het is een voordeel van de onderhavige uitvinding dat het gehalte aan opgeloste zuurstof in de aquatische omgeving kan worden verhoogd tot het gewenste niveau door de zuurstof die door de elektrochemische inrichting wordt geproduceerd in het water te injecteren (in het bijzonder in de opvangbak - indien aanwezig - en/of direct in de vistank).

Om de ophoping van een overmaat of een tekort aan voedingsstoffen te voorkomen, moeten de aantallen dieren en planten en de grootte van de biofilter allen worden afgewogen. Het is gekend uit de literatuur dat elk 50-80 g voer dat dagelijks in het systeem wordt gevoerd en wordt verbruikt door de dieren 1 m2 plantgroeiende oppervlakte kan bemesten (deze verhouding is gekend als de voedingstoevoerverhouding). De vereiste grootte van de dierenpopulatie kan dus gemakkelijk worden berekend uit de hoeveelheid voer die overeenkomt met de totale plantgroeiende oppervlakte die bemest kan worden overeenkomstig de voedingstoevoerverhouding.

Hoewel de uitvinding hierboven is beschreven met verwijzing naar specifieke uitvoeringsvormen, gebeurde dit om de uitvinding te illustreren en niet om de uitvinding te limiteren, waarbij de reikwijdte bepaald dient te worden op basis van de bijgaande conclusies.

Claims (9)

1. Conclusies

   1. Landbouwkundige eenheid (100) omvattende: - een tanksysteem (110) ingericht om een gecombineerde aquatische omgeving te voorzien om waterdieren in aquacultuur te kweken en planten in hydrocultuur te telen, waarbij uitscheidingsproducten van genoemde waterdieren direct in genoemde aquatische omgeving worden vrijgegeven om voedingsstoffen te produceren voor genoemde planten; en - een elektrochemische inrichting (130); waarbij genoemde elektrochemische inrichting (130) inzetbaar is in een elektrolysemodus om waterstof en zuurstof te produceren waarbij elektrische energie geleverd door een bron (120) van elektrische energie verbruikt wordt; waarbij genoemde elektrochemische inrichting (130) verder inzetbaar is in een brandstofcelmodus om elektrische energie en warmte te produceren door het oxideren van de geproduceerde waterstof; en waarbij genoemde elektrochemische inrichting (130) inzetbaar gekoppeld is met genoemd tanksysteem (110) om tenminste een deel van de geproduceerde warmte en de geproduceerde zuurstof over te dragen naar de aquatische omgeving.
2. 2. Landbouwkundige eenheid (100) volgens conclusie 1, verder omvattende een hernieuwbare-energieconversiemiddel (120), gekoppeld aan genoemde elektrochemische inrichting (130) als genoemde bron van elektrische energie.
3. 3. Landbouwkundige eenheid (100) volgens conclusie 2, waarbij genoemd hernieuwbare-energieconversiemiddel (120) fotovoltaische cellen omvat.
4. 4. Landbouwkundige eenheid (100) volgens conclusie 2, waarbij genoemd hernieuwbare-energieconversiemiddel (120) een turbine aangedreven door wind omvat.
5. 5. Landbouwkundige eenheid (100) volgens conclusie 2, waarbij genoemd hernieuwbare-energieconversiemiddel (120) een turbine aangedreven door getijdekrachten en/of golfenergie omvat.
6. 6. Gebruik van de landbouwkundige eenheid (100) volgens één der conclusies 1-5 voor de productie van waterdieren, waarbij de waterdieren zoetwatervissen omvatten, zoals: tilapia, karper, koi karper, forel, meerval, barramundi, jade baars, en blue gill.
7. 7. Gebruik van de landbouwkundige eenheid (100) volgens één der conclusies 1-5 voor de productie van waterdieren, waarbij de waterdieren schaaldieren omvatten, zoals: rivierkreeft en zoetwater garnaal.
8. 8. Gebruik van de landbouwkundige eenheid (100) volgens één der conclusies 1-5 voor de productie van planten gekozen uit: rood blad, rucola, radicchio, sla, Chinese kool, andijvie, waterkers, cichorei, watermeloen, meloen, suikermeloen, komkommers, tomaten, okra, Chinese erwten, peultjes, courgette, zomersquash, basilicum, oregano, peterselie, kervel, koriander, groene uien, en tijm.
9. 9. Gebruik van de landbouwkundige eenheid (100) volgens één van de conclusies 1-5, waarbij de verhouding tussen de hoeveelheid van de waterdieren en de hoeveelheid van de planten wordt geregeld teneinde een voorafbepaalde voedingstoevoerverhouding te handhaven.