DE102016015193B3

DE102016015193B3 - Agrareinheit, Agrarmodul, Agrarsystem und Verfahren zum Betrieb eines Agrarsystems

Info

Publication number: DE102016015193B3
Application number: DE102016015193.5A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: WO2018115092A1; EP3557974A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Agrareinheit (100) zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen (O), wobei die Agrareinheit (100) zumindest einen Kultivierungsbehälter (110) zur Aufnahme der Organismen (O) und zumindest ein Gehäuse (120) umfasst, wobei das Gehäuse (120) einer Agrareinheit (100) mit einer Unterseite (126) auf eine Oberseite (127) eines Gehäuses (120a) einer baugleichen Agrareinheit (100a) stapelbar ist. Das Gehäuse (120) ist zum Tragen einer Anzahl von aufgestapelten baugleichen Agrareinheiten (100) ausgebildet ist und weist ein Haltesystem (124) zur Halterung aufeinander gestapelter Agrareinheiten (100) gegen eine Verschiebung der Agrareinheiten (100) gegeneinander in zumindest einer horizontalen Richtung auf. Die Erfindung betrifft ferner ein Agrarmodul (200) zur Aufnahme einer Mehrzahl gegeneinander austauschbarer Agrareinheiten (100) und ein Agrarsystem (300) mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Ebenen, die jeweils aus einer Anzahl von gegeneinander austauschbaren Agrareinheiten (100) und/oder Agrarmodulen (200) bestehen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren (400) zum Betrieb eines Agrarsystems (300).

Description

Die Erfindung betrifft eine Agrareinheit zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Agrarmodul zur Aufnahme einer Mehrzahl gegeneinander austauschbarer Agrareinheiten. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gehäuse und ein Haltesystem für eine Agrareinheit und/oder ein Agrarmodul.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Agrarsystem mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Ebenen, die jeweils aus einer Anzahl von gegeneinander austauschbaren, insbesondere gleichförmigen, Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen bestehen. Die Erfindung betrifft ferner eine Versorgungsleitung, ein Beleuchtungsystem, ein Transportsystem, ein Verbindungssystem, ein Versorgungssytem, ein Klimatisierungssystem und eine Steuerungseinheit für eine Agrareinheit, ein Agrarmodul und/oder ein Agrarsystem.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines Agrarsystems zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen.
Bisher ist es üblich, Freilandanbauflächen herkömmlich mit den traditionellen Anbautechniken der Landwirtschaft, zu bearbeiten; auch kombiniert mit dem Anbau unter Glas oder Folie. Beim herkömmlichen Verfahren ist ein bestimmter Ertrag je nach Pflanzensorte, Reihenabstand, Wachstumsbedingungen, Fruchtwechsel, Witterung etc. abhängig und bezogen auf eine Fläche möglich. Der Ertrag wird mit Hilfe einer maschinen- und kostenintensiven Bewirtschaftung gewährleistet, die nicht selten der Marktnachfrage und dem zu erzielten Preis nur mit entsprechenden Zuschüssen und intensiver chemischer Düngung gerecht wird.
Ein gravierender Faktor ist die Boden-, Fruchtwechsel-, Klima-, Wetter- und Gebietsabhängigkeit der Anbauprodukte der Landwirtschaft. Zudem ist eine Ertragssteigerung, abgesehen vom begrenzt möglichen Frucht- oder Sortenwechsel, für einen Agrarbetrieb nur durch einen Zukauf und/oder die Pacht von weiteren Flächen möglich, welcher nicht nur für Klein- u. Nebenerwerbslandwirte und in Gebieten mit wenig Ausdehnungsmöglichkeit schwierig ist.
Eine parallele Nutzung von Tier- und Pflanzenzucht ist auf gleicher Fläche meist unmöglich.
Auch in Ländern der sogenannten „Dritten Welt” ist die Finanzkraft vieler Kleinbauern gering, da sie weder finanzielle Mittel noch Möglichkeit haben, weitere landwirtschaftliche Nutzflächen zu pachten und diese mit kostenintensiven Landmaschinen zu bearbeiten. Ein weiteres Problem ist die fortschreitende Abholzung von Urwaldflächen, mit begrenzter landwirtschaftlicher Nutzungsmöglichkeit, mit der Folge der Versteppung.
Auch in Mitteleuropa ist landwirtschaftlicher Ertrag vor allem vom Bodenwert abhängig, so dass Magerböden, Tagebau- oder Umlandflächen nur aufwendig in den Kreislauf landwirtschaftlicher Nutzung mit einbezogen werden können. Gerade im Bereich der Nahrungsmittelerzeugung und Erzeugung nachwachsender Rohstoffe zur Energiegewinnung oder als chemische Grundstoffe für weitere Produkte wäre eine Ausweitung der landwirtschaftlichen Nutzung auf sonst landwirtschaftlich ungenutzte Flächen von großem Vorteil.
Zudem führt die Klimaerwärmung, mit der Folge regenintensiver oder stürmischer zum einen und extrem trockener Jahreszeiten zum anderen, zu ernteschädigender Wirkung in der herkömmlichen Agrarwirtschaft, mit dem daraus folgenden Bedarf für eine witterungsunabhängige, wirtschaftlich tragfähige Anbautechnik.
Aus der Druckschrift EP 1 489 898 B1 ist eine stufenförmige Anlage zum Anbau von Pflanzen als Gewächshaussystem bekannt. Die Anlage besteht aus stufenförmigen Stecksystemen mit Pflanzwannen, wobei zwischen jeweils zwei V- oder trapezförmig angeordneten Stecksystemen eine Bodenmittelplatte angeordnet ist, und die Anlage mit einer Bedachung versehen ist. Im vom Sonnenlicht abgeschatteten Unterbaubereich der Anlage können Anlagen zur Tierzucht oder Dunkelpflanzungen vorgesehen sein. Dadurch wird die nutzbare Fläche gegenüber konventioneller Landwirtschaft nahezu verdoppelt und die Pflanzungen in Pflanzwannen sind unabhängig von der Bodenbeschaffenheit. Nachteilig an der Anlage ist, dass durch die stufenförmige Anordnung gemäß EP 1 489 898 B1 keine Vergrößerung der nutzbaren Fläche für sonnenlichtabhängige Lichtpflanzungen über die Grundfläche der Anlage hinaus möglich ist. Außerdem sind auf den oberen Stufen kultivierte Pflanzen nur schwer zugänglich. Weiterhin kann nur begrenzt auf einen schwankenden Produktionsbedarf reagiert werden, da die Aufteilung in Flächen für Lichtpflanzungen einerseits sowie Dunkelpflanzungen und Tierzuchtanlagen andererseits fest vorgegeben ist.
Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine möglichst kostengünstige und einfach aufgebaute Anlage zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen bereitzustellen, die eine ressourceneffiziente und flexible Produktion ermöglicht und möglichst einfach betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Agrareinheit gemäß Anspruch 1, ein Agrarmodul gemäß Anspruch 2 und ein Agrarsystem gemäß Anspruch 5 sowie durch die Gegenstände der Ansprüche 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und einem Verfahren zum Betrieb eines Agrarsystems gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Agrareinheit zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen, umfasst zumindest einen Kultivierungsbehälter zur Aufnahme der Organismen und zumindest ein Gehäuse, wobei das Gehäuse einer Agrareinheit mit einer Unterseite auf eine Oberseite eines Gehäuses einer weiteren Agrareinheit stapelbar sein kann. Das Gehäuse kann zum Tragen einer Anzahl von aufgestapelten Agrareinheiten ausgebildet sein und ein Haltesystem zur Halterung aufeinander gestapelter Agrareinheiten gegen eine Verschiebung der Agrareinheiten gegeneinander in zumindest einer horizontalen Richtung aufweisen. Wenn die Agrareinheiten in zumindest einer horizontalen Richtung vorzugsweise aretierbar und dearretierbar verschieblich gelagert sind, erleichtert dies die Wartung der mit Agrareinheiten bestückten Agrarmodule. Insbesondere können von anderen Agrareinheiten verstellte Agrareinheiten der Reihe nach durch das Agrarmodul, vorzugsweise durch ein Bewegungssystem wie einem Roboter, durchgeschoben werden, so dass für den Austausch einer zu wartendenden Agrareinheit weniger andere Agrareinheiten bewegt werden müssen.
Unter Organismen sind im Sinne der vorliegenden Erfindung beliebige landwirtschaftlich nutzbare Organismen zu verstehen, beispielsweise Tiere, insbesondere Geflügel, Schweine, Rinder, Ziegen, Schafe, Fische und Meeresfrüchte; Pflanzen, insbesondere Obst-, Gemüse-, Gewürz-, Energie- und Zierpflanzen, Getreide, Gräser und Algen und/oder Pilze.
Der Kultivierungsbehälter kann für Hydroponik, Aquaponik, Aquakultur und/oder Algenzucht ausgelegt sein. Hydroponik ist eine Form der Pflanzenhaltung, bei der die Pflanzen in einem anorganischen Substrat statt in einem organische Bestandteile enthaltenden Boden wurzeln. Die Ernährung der Pflanzen erfolgt dabei über eine wässrige Lösung mit, insbesondere anorganischen, Nährsalzen. Aquaponik bezeichnet ein Verfahren, das Techniken der Aufzucht von Fischen in Aquakultur und der Kultivierung von Nutzpflanzen in Hydrokultur verbindet. Die Verbindung von Agrokultur und Hydrokultur in einem Agromodul wird als Aquaponik bezeichnet. Bei Aquaponik handelt sich dabei um einen möglichst geschlossenen Wasser- und Nährstoffkreislauf, welcher in automatisierten Abläufen bewirtschaftet wird. Aquakultur oder Aquafarming ist die kontrollierte Aufzucht im Wasser lebender Organismen, insbesondere Fische, Muscheln, Krebse und Algen. Die genannten Kultivierungsmethoden zeichnen sich durch einen besonders geringen Energie-, Wasser- und/oder Düngerbedarf aus. Insbesondere Aquaponik kann mit einem weitgehend geschlossenen Wasser- und Nährstoffkreislauf betrieben werden, sodass die Agrareinheit mit einem geringen Ressourceneinsatz auskommt. Denkbar sind auch andere Formen von Kultivierungsbehältern, beispielsweise mit Erde oder einem anderen Substrat befüllte Pflanzbehälter, Käfige und/oder Ställe. Erfindungsgemäß werden zwischen Tieren und Pflanzen Ausgangsstoffe des einen als Eingangsstoffe des anderen verwendet und ggf. auf Schadstoffe, Toxine oder wachstumshemmende Stoffe mit einer Filteranlage gefiltert, so dass mit einer Zugabeeinrichtung möglichst wenig Beistoffe zur optimalen Kultivierung des Organismus beigegeben werden müssen. Erfindungsgemäß werden die Paarungen von Tieren (z. B. Karpfen) und Pflanzen (z. B. Kopfsalat) bezüglich der jeweiligen Ausgangs- und Eingangsstoffe angepasst, um die Beigabe von Nährstoffen oder die Filterung von z B. Schadstoffen und damit den Wartungsaufwand und die Kosten möglichst zu reduzieren.
Ein erfindungsgemäßes Agrarmodul ist zur Aufnahme einer Mehrzahl gegeneinander austauschbarer, insbesondere erfindungsgemäßer, Agrareinheiten, ausgelegt. Das Agrarmodul umfasst zumindest ein Gehäuse, wobei das Gehäuse eines Agrarmoduls mit einer Unterseite auf eine Oberseite eines Gehäuses eines weiteren Agrarmoduls stapelbar sein kann. Das Gehäuse kann zum Tragen einer Anzahl von aufgestapelten Agrarmodulen ausgebildet sein und ein Haltesystem zur Halterung aufeinander gestapelter Agrarmodule zumindest gegen eine Verschiebung der Agrarmodule gegeneinander in zumindest einer horizontalen Richtung aufweisen. Dies erleichtert die Wartung von durch andere Agrarmodule verstellte zu wartende Agrarmodule analog wie bezüglich der Agrareinheiten vorbeschrieben.
Die Austauschbarkeit der Agrareinheiten kann beispielsweise dadurch sichergestellt werden, dass die Agrareinheiten die gleichen Außenmaße und/oder Anschlusspositionen aufweisen oder insbesondere baugleich sind. Dadurch, dass die Agrareinheiten austauschbar sind, können unterschiedliche Agrareinheiten eingesetzt werden, um die Produktion flexibel an den jeweiligen Bedarf anzupassen.
Dadurch, dass mehrere Agrareinheiten und/oder Agrarmodule aufeinander stapelbar sind, wird die nutzbare Fläche auf einer gegebenen Grundfläche vervielfacht. Die Stapelbarkeit kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Gehäuse der zu stapelnden Agrareinheiten und/oder Agrarmodule an seiner Oberseite und an seiner Unterseite im Wesentlichen kongruente und horizontale Begrenzungsflächen aufweist.
Dadurch, dass das Gehäuse einer Agrareinheit oder eines Agrarmoduls eine Anzahl von einem, zwei, drei oder mehr Agrareinheiten oder Agrarmodulen insbesondere statisch tragen kann, ist es möglich, die Agrareinheiten und/oder Agrarmodule auf besonders einfache Weise – insbesondere ohne zusätzliche Stützelemente – aufeinanderzustapeln. Die Tragfähigkeit wird beispielsweise sichergestellt, indem das Gehäuse zumindest abschnittsweise und insbesondere bezüglich der statisch tragenden Elemente des Gehäuses aus einem ausreichend stabilen Material, wie beispielsweise Stahl, Kunststoffe oder Werkstoffe auf Kohlefaserbasis, Aluminium, Holz, Bambus oder einem Verbundwerkstoff, gefertigt ist und/oder entsprechende Verstärkungen und/oder Stützelemente aufweist.
Das Haltesystem verhindert, dass aufeinandergestapelte Agrareinheiten und/oder Agrarmodule, beispielsweise durch Windlasten, unkontrolliert gegeneinander verschoben werden, wodurch Agrareinheiten und/oder Agrarmodule herabfallen und Schäden verursachen könnten. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform erlaubt das Haltesystem eine Verschiebung aufeinandergestapelter Agrareinheiten und/oder Agrarmodule gegeneinander in einer horizontalen Richtung. Dadurch können die Agrareinheiten und/oder Agrarmodule auf besonders einfache Weise in dieser Richtung aufeinander arrangiert werden, während sie gleichzeitig gegen unkontrollierte Verschiebungen in andere Richtungen gesichert sind.
Das Gehäuse für eine erfindungsgemäße Agrareinheit und/oder ein erfindungsgemäßes Agrarmodul kann im Wesentlichen, beispielsweise mit Lüftungsöffnungen, bevorzugt zumindest abschnittsweise und/oder in einem pflanzwachstumsbegünstigenden Spektralbereich zumindest teilweise transparent ausgestaltet geschlossen sein und insbesondere zumindest ein vorzugsweise zumindest abschnittsweise und/oder in einem pflanzwachstumsbegünstigenden Spektralbereich zumindest teilweise transparenten Wärmedämmmittel aufweisen. Durch ein im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse werden die darin kultivierten Organismen vor Witterungseinflüssen, Diebstahl und Vandalismus geschützt. Ein Wärmedämmmittel, beispielsweise aus Wärmedämmungsfolien, Schaumstoffmatten oder Schaumstoffplatten, verhindert ein zu starkes Auskühlen und/oder Aufheizen des Gehäuseinnenraums, wodurch dieser energieeffizient auf eine für das Wachstum der jeweiligen Organismen jeweils optimale Temperatur geheizt und/oder gekühlt werden kann. Desgleichen kann die Luftfeuchtigkeit eingestellt werden.
Das Gehäuse kann die übrigen Komponenten der das Gehäuse umfassenden Agrareinheit oder des das Gehäuse umfassenden Agrarmoduls im Wesentlichen umschließen. Indem die Agrareinheit und/oder das Agrarmodul im Wesentlichen von dem Gehäuse umschlossen sind, können Agrareinheiten und/oder Agrarmodule besonders einfach gegeneinander ausgetauscht werden, ohne dass die Gefahr besteht, nicht umschlossenen Komponenten zu beschädigen.
Das Gehäuse kann zumindest eine, bevorzugt verschließbare, Öffnung, besonders bevorzugt zumindest eine Schleuse, aufweisen. Eine Öffnung erlaubt es vorteilhafterweise, beispielsweise kultivierte Organismen, Erntegut, Maschinen, Werkzeuge und/oder Nutzer in das Gehäuse hinein und daraus heraus zu bringen. Wenn die Öffnung, zum Beispiel durch eine Tür, bei Nichtgebrauch verschlossen wird, können dadurch die klimatischen Bedingungen innerhalb des Gehäuses effizient aufrechterhalten werden. Wenn die Öffnung als Schleuse ausgebildet ist, kann dadurch effektiv verhindert werden, dass beispielsweise Wärme und/oder Feuchtigkeit bei Benutzung der Öffnung entweichen.
Das Gehäuse kann zumindest zwei, bevorzugt verschließbare, Öffnungen, besonders bevorzugt zumindest zwei Schleusen, aufweisen, wobei die zumindest zwei Öffnungen insbesondere an einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Gehäuses angeordnet sein können. Durch zumindest zwei Öffnungen kann die Zu- und/oder Abführung von beispielsweise kultivierten Organismen, Erntegut, Maschinen, Werkzeugen und/oder Nutzern besonders einfach gestaltet werden, indem zum Beispiel eine Öffnung als Eingang zu dem Gehäuse und eine weitere Öffnung als Ausgang aus dem Gehäuse definiert wird. Wenn zwei Öffnungen an einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sind, können die Öffnungen nebeneinander und/oder hintereinander angeordneter Gehäuse in einer Flucht liegen, sodass ein direkter Übergang von einem Gehäuse in die jeweiligen benachbarten Gehäuse möglich ist. Auf diese Weise ist ein besonders einfacher Gütertransport durch die Gehäuse, zum Beispiel an einem Schienensystem möglich.
Das Gehäuse kann an der Unterseite des Gehäuses, vorzugsweise in das Gehäuse einziehbare und/oder motorgetriebene, Rollen zum Verfahren des Gehäuses aufweisen. Durch, insbesondere motorgetriebene, Rollen kann das Gehäuse, auf einfache Weise von einem Einsatzort zu einem anderen transportiert werden, um beispielsweise einem geänderten Produktionsbedarf Rechnung zu tragen. Indem die Rollen in das Gehäuse einziehbar sind, behindern sie nicht die Stapelbarkeit des Gehäuses und sind geschützt, wenn sie nicht gebraucht werden.
Das Gehäuse kann im Wesentlichen quaderförmig sein. Gehäuse in Quaderform, insbesondere mit den gleichen Außenmaßen, können besonders einfach, platzsparend auf vielfältige Weise angeordnet und insbesondere gestapelt werden.
Das Haltesystem für eine erfindungsgemäße Agrareinheit und/oder ein erfindungsgemäßes Agrarmodul kann an einer Unterseite des das Haltesystem umfassenden Gehäuses eine Anzahl von Konnektoren, insbesondere Vertiefungen, aufweisen und an einer Oberseite des Gehäuses eine Anzahl von zu den Konnektoren komplementären Gegenkonnektoren, insbesondere Vorsprünge, aufweisen. Konnektoren und Gegenkonnektoren wirken so zusammen, dass aufeinander gestapelte Gehäuse sicher aneinander gehalten werden. Selbstverständlich könnten auch die Konnektoren als Vorsprünge und die Gegenkonnektoren als Vertiefungen ausgebildet sein. Es ist jedoch vorteilhaft, Vertiefungen nur an der Unterseite des Gehäuses vorzusehen, damit sich darin kein Schmutz und/oder Wasser sammeln kann. Konnektoren und Gegenkonnektoren können beliebige zueinander komplementäre Formen haben, sodass sie ineinander gesteckt werden können, zum Beispiel zylinderförmige Vorsprünge und Vertiefungen und/oder längliche Vorsprünge und Nuten. Eine Kombination aus länglichen Vorsprüngen und Nuten bietet den besonderen Vorteil, dass aufeinander gestapelte Gehäuse in die optimale Position gegeneinander verschoben und dort gegebenenfalls, beispielsweise durch Bolzen, fixiert werden können.
Das Haltesystem kann zumindest teilweise in das Gehäuse einziehbar sein. Ein einziehbares Haltesystem bietet den Vorteil, dass es bei Nichtgebrauch, beispielsweise beim Transport des Gehäuses, eingezogen werden kann und somit geschützt ist. Weiterhin können so aufeinander gestapelte Gehäuse mit eingezogenem Haltesystem zunächst in die optimale Position relativ zueinander gebracht werden, bevor sie aneinander fixiert werden.
Ein erfindungsgemäßes Agrarsystem umfasst mehrere vertikal übereinander angeordnete Ebenen, die jeweils aus einer Anzahl von gegeneinander austauschbaren Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen bestehen, zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen in einer Anzahl von Kultivierungsbehältern. Das Agrarsystem kann ein Transportsystem zum Transport einer Anzahl von Kultivierungsbehältern mit den darin enthaltenen Organismen umfassen.
Die Austauschbarkeit der Agrarmodule kann beispielsweise dadurch sichergestellt werden, dass die Agrarmodule die gleichen Außenmaße und/oder Anschlusspositionen aufweisen oder insbesondere baugleich sind. Dadurch, dass die Agrarmodule austauschbar sind, können unterschiedliche Agrarmodule eingesetzt werden, um die Produktion flexibel an den jeweiligen Bedarf anzupassen.
Indem die Organismen mit ihren Kultivierungsbehältern transportiert werden, wird ein besonders effizienter Betrieb ermöglicht, da die Organismen, insbesondere automatisch, zu verschiedenen Stationen innerhalb des Agrarsystems, beispielsweise für Anzucht, Wachstum und/oder Ernte, transportiert werden können und dabei durch die Kultivierungsbehälter geschützt sind.
Das Agrarsystem kann zumindest ein Trägersystem zur statischen Unterstützung einer Anzahl von Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen umfassen. Mit Hilfe eines Trägersystems können auch Konfigurationen des Agrarsystems konstruiert werden, bei denen nicht jede Agrareinheit und/oder jedes Agrarmodul ausschließlich von weiteren Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen unterstützt wird. So kann zum Beispiel unterhalb von Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen Freiraum, beispielsweise für ein Intralogistiksystem, geschaffen werden. Außerdem kann mit einem Trägersystem, beispielsweise einem Gerüst, insbesondere aus Metall, auch eine stufenförmige Anordnung von Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen erreicht werden.
Das Trägersystem kann beispielsweise eine Anzahl von Stützen und/oder zumindest eine Bodenplatte umfassen, wobei insbesondere zumindest eine Stütze zur Aufnahme von zumindest einer Versorgungsleitung ausgelegt sein kann. Durch die Integration von Versorgungsleitungen in Stützen können die Versorgungsleitungen besonders platzsparend verlegt werden, sodass mehr Raum für die Kultivierung von Organismen bleibt. Eine Bodenplatte kann dem Trägersystem zusätzliche Stabilität verleihen. Die Bodenplatte kann insbesondere aufgeständert sein, sodass darunter ein von den Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen getrennter Raum entsteht.
Das Agrarsystem kann zumindest ein Energiegewinnungssystem zur Bereitstellung zumindest eines Teils der zum Betrieb des Agrarsystems notwendigen Energie umfassen, wobei das Energiegewinnungssystem beispielsweise zumindest eine Solarenergieanlage, insbesondere eine thermische Solaranlage und/oder eine Photovoltaikanlage, Windenergieanlage, Wasserkraftanlage und/oder Biomasseanlage umfasst. Durch ein Energiegewinnungssystem kann das Agrarsystem unabhängig von einer externen Energiezufuhr und kann auch in entlegenen Gebieten betrieben werden. Die in einer Biomasseanlage umgewandelte Biomasse wird vorzugsweise in dem Agrarsystem selbst erzeugt, beispielsweise in Form von Energiepflanzen. Durch die Nutzung erneuerbarer Energie ist eine besonders ökologische Produktion mit dem Agrarsystem möglich.
Das Agrarsystem kann zumindest ein Wasserbereitstellungssystem zur Bereitstellung zumindest eines Teils des zum Betrieb des Agrarsystems notwendigen Frischwassers umfassen, wobei das Wasserbereitstellungssystem beispielsweise zumindest eine Wasseraufbereitungsanlage, Regenwassersammeleinrichtung und/oder Tiefbohrung umfasst. Die Nutzung von Regenwasser, beispielsweise als Betriebswasser, kann dazu dienen, Trinkwasser zu sparen. Das Regenwasser wird dazu zum Beispiel von Sammelflächen, beispielsweise über Regenwassersammler und/oder Regenwasserfilter abgeleitet und beispielsweise in unterirdischen Regenspeichern gesammelt. Durch ein Wasserbereitstellungssystem ist das Agrarsystem unabhängig von einem öffentlichen Frischwasseranschluss und kann auch in entlegenen Gebieten betrieben werden. Durch eine Wasseraufbereitungsanlage kann das Agrarsystem mit einem weitgehend geschlossenen Wasserkreislauf betrieben werden, sodass der Frischwasserbedarf und die damit verbundenen monetären und ökologischen Kosten gering sind.
Das Agrarsystem kann zumindest ein Intralogistiksystem umfassen, das beispielsweise zumindest eine Weiterverarbeitungseinrichtung, Verpackungseinrichtung und/oder Transporteinrichtung für in dem Agrarsystem kultivierte Organismen umfasst. Durch eine Weiterverarbeitung der Organismen in dem Agrarsystem entfallen zeit-, kosten- und/oder energieintensive Transporte der Organismen, wodurch eine günstigere, schnellere und/oder ökologisch sinnvollere Produktion ermöglicht wird.
Das Agrarsystem kann zumindest eine Bedachung, die zumindest einen Teil des Agrarsystems überspannt, umfassen. Eine Bedachung schützt vor Witterungseinflüssen und ermöglicht einen witterungsunabhängigen Betrieb des Agrarsystems.
Die Bedachung kann zumindest abschnittsweise transparent ist und/oder eine Anzahl von, insbesondere verschließbaren, Dachöffnungen umfassen. Eine zumindest abschnittsweise transparente Bedachung lässt Tageslicht in das Innere des Agrarsystems, sodass Beleuchtungsenergie gespart werden kann. Durch Dachöffnungen kann überschüssige Wärme aus dem Agrarsystem entweichen. Wenn die Dachöffnungen, insbesondere automatisch, verschließbar sind, kann ihr Öffnungszustand an die jeweiligen Witterungsbedingungen angepasst werden, sodass die Öffnungen nur dann geöffnet werden, wenn es in dem Agrarsystem zu warm ist.
Das Agrarsystem kann zumindest ein Agrarmodul, welches als Hilfsmodul ausgelegt ist umfassen, wobei das Hilfsmodul beispielsweise zumindest Teile eines Energiegewinnungssystems; eines Wasserbereitstellungssystems; eines Intralogistiksystems und/oder einer Dekontaminationseinrichtung, insbesondere bevorzugt für einen Versorgungsroboter und/oder Transportroboter umfasst. Dadurch, dass die genannten Systeme in Hilfsmodule integriert sind, die insbesondere wie andere Agrarmodule stapelbar sind, kann das Agrarsystem besonders einfach aufgebaut werden. Eine Dekontaminationseinrichtung kann vorteilhaft verhindern, dass Stoffe aus einer Kultur in eine andere Kultur übertragen werden, wo diese schädlich wirken könnten.
Das Agrarsystem kann eine Anzahl von alten- und/oder behindertengerechte Arbeitsmitteln umfassen. Solche Arbeitsmittel ermöglichen es, dass Arbeitsplätze bereits bei der Einrichtung ergonomisch und flexibel an die individuellen Bedürfnisse des vor allem älteren Mitarbeiters und an Menschen mit unterschiedlich schweren Behinderungsformen angepasst werden, sodass eine flexible schnelle Umrüstung möglich ist.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl von Ein- und/oder Ausgabegeräten, insbesondere Tablets, große und/oder beleuchtete Anzeigen, Lichtsignalanlagen, Datenbrillen, Fitnessarmbänder, Spracherkennungssysteme, Sprachausgabesysteme, akustische Signalausgabegeräte, Braillezeilen, Großtastaturen, Kamerasysteme zur Gestenerkennung und/oder Headsets, die das Verfahren der Elektroenzephalografie für das Erfassen kognitiver Bedienerzustände nutzen. Die Ein- und/oder Ausgabegeräte erlauben eine einfache Mensch-Maschine-Interaktion, insbesondere auch für behinderte Menschen.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl von Lastentransportmitteln mit motorisiertem Antrieb und/oder höhenverstellbaren Griffen und/oder eine Anzahl von Hebehilfen, insbesondere Seil- und/oder Kettenzüge, Hebetische, Kippgeräte, Robotergreifer und/oder, insbesondere mobile, Werkstattkräne. Dadurch können auch Menschen mit geringer körperlicher Leistungsfähigkeit Lasten transportieren und heben.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl höhenverstellbarer Stühle und/oder Arbeitsflächen, sodass Arbeitsplätze individuell und ergonomisch angepasst werden können.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl blendfreier und/oder flackerfreier Beleuchtungsmittel, sodass ein für die Augen ermüdungsarmes Arbeiten möglich ist.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl mobiler Trennwandsysteme, um Arbeitsplätze mit der nötigen Ruhe und Privatsphäre für ein entspanntes Arbeiten zu schaffen.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl von Bild- und/oder Schreibtelefonen, sodass auch Menschen mit Sprach- oder Hörbehinderung barrierefrei kommunizieren können.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl von Haltehilfen, insbesondere Sterngriffe, Handräder, Schnellspanner, elektrische Bedienelemente und/oder Prothesenwerkzeuge, sodass auch Menschen mit beschränkter Greif- und/oder Haltefähigkeit ohne Einschränkungen arbeiten können.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl von Maschinen mit Linkshandbedienung, verstellbaren Griffen, leisem und/oder schwingungsarmem Antrieb, geringem Gewicht und/oder wendigen Lenkrollen, um die Arbeit für die Nutzer der Maschinen möglichst belastungsarm zu gestalten.
Die Arbeitsmittel umfassen beispielsweise eine Anzahl von Schutzmitteln, insbesondere Schutzbrillen, Helme, Schutzhauben, Schalldämmmittel und/oder Lichtsignalschranken, um die Nutzer des Agrarsystems bei der Arbeit zu schützen und/oder Stress zu reduzieren.
Die Agrareinheit, das Agrarmodul und/oder das Agrarsystem kann jeweils eine Anzahl von Versorgungsleitungen; zumindest ein Beleuchtungssystem, zumindest ein Transportsystem, zumindest ein Versorgungssystem, zumindest ein Klimatisierungssystem; zumindest eine Steuerungseinheit und/oder zumindest einen für einen Nutzer der Agrareinheit und/oder des Agrarmoduls begehbaren Wartungsraum umfassen.
Versorgungsleitungen ermöglichen eine einfache, und insbesondere automatische, Versorgung der Agrareinheit, des Agrarmoduls und/oder des Agrarsystems und/oder darin enthaltener Geräte und/oder Organismen mit den notwendigen Ressourcen wie beispielsweise Energie, Wasser oder Nährstoffen.
Durch ein Beleuchtungssystem können Organismen tageslichtunabhängig kultiviert werden. Dadurch können auch Organismen kultiviert werden, für deren Wachstum das Tageslicht an einem gegebenen Standort und/oder zu einer gegebenen Jahreszeit nicht ausreicht. Weiterhin kann durch ein Beleuchtungssystem der Ertrag gesteigert werden. Insbesondere können phototrophe Organismen, wie Grünpflanzen, auch in Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen kultiviert werden, die beispielsweise in einem Stapel von Agrareinheiten und/oder Agramodulen durch andere Agrareinheiten und/oder Agrarmodule vom Tageslicht abgeschlossen sind. Dadurch steigt die zur Kultivierung phototropher Organismen verfügbare Fläche erheblich.
Durch ein Transportsystem können Organismen und Geräte, insbesondere automatisch, auch in schwer zugängliche Agrareinheiten und/oder Agrarmodule transportiert werden. Durch ein Versorgungssystem kann die Kultivierung der Organismen, insbesondere automatisch, durchgeführt werden.
Ein Klimatisierungssystem erlaubt es, unabhängig von Witterung und/oder Klima die optimalen klimatischen Bedingungen für die kultivierten Organismen herzustellen und so den Ertrag zu erhöhen und/oder die Kultivierung bestimmter Organismen an einem gegebenen Standort und/oder zu einer gegebenen Jahreszeit erst zu ermöglichen.
Durch eine Steuerungseinheit kann der Betrieb der Agrareinheit, des Agrarmoduls und/oder des Agrarsystems, insbesondere automatisch, gesteuert werden.
Der für einen Nutzer der Agrareinheit und/oder des Agrarmoduls begehbarer Wartungsraum kann einen freien Bereich innerhalb der Agrareinheit und/oder des Agrarmoduls umfassen. Dadurch kann der Nutzer Wartungsarbeiten an der Agrareinheit und/oder dem Agrarmodul durchführen, ohne sich außerhalb davon, beispielsweise auf einem Gerüst aufhalten zu müssen. Insbesondere können die Wartungsräume benachbarter Agrareinheiten und/oder Agrarmodule ineinander übergehen, sodass sich ein durchgehender Wartungsgang ergibt, durch den der Nutzer alle durch den Wartungsgang verbundenen Agrareinheiten und/oder Agrarmodule erreichen kann.
Eine Versorgungsleitung für eine Agrareinheit, ein Agrarmodul und/oder ein Agrarsystem kann zum Transport von Frischwasser, Abwasser, Gasen, Pflanzenschutzmitteln, Nährstofflösungen, Nährstoffsuspensionen, Wärme, Energie und/oder Steuersignalen ausgelegt sein und/oder ein Verbindungssystem aufweisen. Durch ein Verbindungssystem können Versorgungsleitungen von Agrareinheiten, Agrarmodulen und/oder einem Agrarsystem vorteilhaft miteinander verbunden werden, sodass eine Mehrzahl von Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen durch die verbundenen Versorgungsleitungen versorgt werden kann.
Ein Beleuchtungssystem für eine Agrareinheit, ein Agrarmodul und/oder ein Agrarsystem kann zur Beleuchtung von jeweils zumindest einem Teil einer Anzahl der Organismen ausgelegt sein und insbesondere eine Anzahl Leuchten, beispielsweise LED-Leuchten, umfassen.
Durch die Verwendung von LED-Leuchten ist eine besonders energieeffiziente Beleuchtung möglich.
Zumindest eine Leuchte kann ein an die Wachstumsbedingungen einer Anzahl der Organismen angepasstes Emissionsspektrum aufweisen. Unterschiedliche Organismen zeigen ein optimales Wachstum bei jeweils unterschiedlichen Beleuchtungsspektren. Durch eine Beleuchtung mit einem an die Wachstumsbedingungen angepassten Emissionsspektrum kann ein besonders hoher und/oder qualitativ hochwertiger Ertrag erreicht werden.
Ein Transportsystem für eine Agrareinheit, ein Agrarmodul und/oder ein Agrarsystem kann zum Transport von Organismen, Kultivierungsbehältern, Leuchten, Versorgungsrobotern, Beobachtungsmitteln, Saatgut, Erntegut, Tierprodukten, Düngemittel, Futter, Werkzeugen und/oder Maschinen ausgelegt sein. Durch das Transportsystem können die genannten Objekte schnell, einfach und/oder automatisch an ihren jeweiligen Bestimmungsort gebracht werden. Insbesondere ist es möglich, dass beispielsweise eine Leuchte, ein Versorgungsroboter und/oder ein Beobachtungsmittel jeweils in mehreren Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen abwechselnd eingesetzt wird. Dadurch verringern sich die Investitionskosten, da nicht für jede Agrareinheit und/oder jedes Agrarmodul jeweils ein Gerät vorgehalten werden muss. Das Transportsystem umfasst beispielsweise zumindest ein Förderband, einen Aufzug, eine Rutsche und/oder eine Anzahl von Führungsschienen.
Das Transportsystem kann zumindest einen Transportroboter umfassen, der zu einer Bewegung entlang der Führungsschienen ausgelegt ist. Mit Hilfe eines Transportroboters können insbesondere fragile Transportgüter nicht nur sicher und effizient transportiert werden, sondern auch am Ausgangspunkt des Transports sicher aufgenommen und am Endpunkt des Transports sicher abgesetzt werden.
Zumindest eine Führungsschiene kann ein Verbindungssystem aufweisen. Durch ein Verbindungssystem können Führungsschienen von Agrareinheiten, Agrarmodulen und/oder einem Agrarsystem vorteilhaft miteinander verbunden werden, sodass eine Mehrzahl von Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen über die verbundenen Führungsschienen erreichbar ist.
Zumindest eine Führungsschiene kann zur Aufnahme zumindest einer Versorgungsleitung ausgelegt sein. Durch die Integration von Versorgungsleitungen in Führungsschienen können die Versorgungsleitungen besonders platzsparend verlegt werden, sodass mehr Raum für die Kultivierung von Organismen bleibt.
Zumindest eine Führungsschiene kann parallel zu einem Abschnitt des zumindest einen Förderbands verlaufen. Durch die parallele Verlegung ergeben sich besonders übersichtliche und somit einfach zu steuernde Transportwege.
Ein Verbindungssystem für eine Versorgungsleitung und/oder eine Führungsschiene kann zur zerstörungsfrei lösbaren Verbindung zumindest einer Versorgungsleitung und/oder Führungsschiene einer Agrareinheit, eines Agrarmoduls und/oder eines Agrarsystems mit einer weiteren Versorgungsleitung und/oder Führungsschiene einer Agrareinheit eines Agrarmoduls und/oder eines Agrarsystems ausgelegt sein, wobei die miteinander verbundenen Versorgungsleitungen und/oder Führungsschienen ineinander übergehen. Durch das Verbindungssystem entsteht also an der Verbindungsstelle eine durchgehende Versorgungsleitung oder Führungsschiene.
Das Verbindungssystem kann eine Anzahl von Steckverbindern umfassen. Durch Steckverbinder können Versorgungsleitungen oder Führungsschienen besonders einfach miteinander verbunden werden. Insbesondere kann das Verbindungssystem eine Anzahl von Konnektoren, zum Beispiel Vorsprünge, und eine Anzahl dazu komplementärer Gegenkonnektoren, zum Beispiel Vertiefungen umfassen.
Das Verbindungssystem kann zumindest teilweise in das Gehäuse der Agrareinheit oder des Agrarmoduls, die oder das das Verbindungssystem umfasst, einziehbar sein. Dadurch wird das Verbindungssystem bei Nichtgebrauch geschützt und stellt keine Behinderung, beispielsweise bei der Anordnung von Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen dar.
Das Verbindungssystem kann zumindest ein Sicherungsmittel, beispielsweise ein Sicherungsventil und/oder einen Sicherungsschalter umfassen, wobei das Sicherungsmittel einen Energie- oder Materiefluss im unverbundenen Zustand aus der Versorgungsleitung, die das Verbindungssystem umfasst, unterbindet. Durch das Sicherungsmittel werden Gefahren durch einen unkontrollierten Energie- oder Materiefluss aus unverbundenen Versorgungsleitungen vermieden.
Ein Versorgungssystem für eine Agrareinheit, ein Agrarmodul und/oder ein kann zur Aussaat, zum Setzen, zur Pflege, zur Bewässerung, zur Düngung, und/oder zur Ernte von Pflanzen und/oder Pilzen; zur Pflege und/oder zur Fütterung von Tieren und/oder zur Schädlingsbekämpfung ausgelegt sein und beispielsweise zumindest einen Versorgungsroboter umfassen. Mit Hilfe eines Versorgungsroboters kann die Versorgung automatisch und besonders effizient erfolgen.
Das Versorgungssystem kann zumindest eine Mischeinheit zur Herstellung pflanzenspezifischer Nährstofflösungen und/oder Nährstoffsuspensionen aus einer Anzahl universeller Ausganslösungen, Ausgangssuspensionen und/oder Feststoffe umfassen. Dadurch kann jeder Pflanze eine angepasste Nährstofflösung verabreicht werden, um den Ertrag zu optimieren, während gleichzeitig nur eine begrenzte Anzahl von Ausgangsstoffen vorgehalten werden muss, wodurch sich die Kosten für Lagerhaltung und Logistik verringern.
Ein Klimatisierungssystem für eine Agrareinheit, ein Agrarmodul und/oder ein Agrarsystem kann zur Regulierung einer Temperatur durch Kühlung oder Erwärmung, einer Luftfeuchtigkeit und/oder einer Atmosphärenzusammensetzung in einer Umgebung einer Anzahl der Organismen ausgelegt sein und beispielsweise zumindest eine Wärmerückgewinnungseinrichtung und/oder zumindest eine Wärmepumpe, insbesondere eine Erdwärmepumpe umfassen. Das Klimatisierungssystem kann ein, beispielsweise wasserführendes, Röhrensystem zum Wärmetransport umfassen. Durch eine Wärmerückgewinnungseinrichtung, beispielsweise einen Wärmetauscher, und/oder eine Wärmepumpe ist eine besonders energieeffiziente Klimatisierung möglich.
Eine Steuerungseinheit für eine Agrareinheit, ein Agrarmodul und/oder ein Agrarsystem kann zur Steuerung eines Beleuchtungssystems, eines Versorgungssystems, eines Klimatisierungssystems, eines Transportsystems, eines Energiegewinnungssystems, eines Wasserbereitstellungssystems, eines Intralogistiksystems und/oder einer zumindest teilweise öffenbaren Bedachung der Agrareinheit, des Agrarmoduls und/oder des Agrarsystems ausgelegt sein.
Die Steuerungseinheit umfasst beispielsweise eine Anzahl von Beobachtungsmitteln, insbesondere Kameras, zur Beobachtung einer Anzahl der Organismen; zumindest eine Auswertungseinheit zur Auswertung des Zustands der beobachteten Organismen; zumindest eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Steuersignalen; zumindest eine Eingabeeinheit zur Eingabe von Bedienbefehlen; zumindest eine Anzeigeeinheit zur Anzeige von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen und/oder zumindest eine Speichereinheit zur Speicherung von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen. Durch eine erfindungsgemäße Steuerungseinheit ist eine umfassende Steuerung und Überwachung des Agrarsystems möglich, um optimierte Erträge und die Rückverfolgbarkeit der Organismen und daraus hergestellter Produkte sicherzustellen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Agrarsystems zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen umfasst zumindest folgende Schritte:

a. Heranziehen einer Anzahl von Pflanzen, beispielsweise aus Setzlingen und/oder Samen, in zumindest einem transportablen Kultivierungsbehälter in einer Anzuchtstation;
b. Transportieren des Kultivierungsbehälters von der Anzuchtstation in eine Wachstumsstation;
c. Kultivieren der Pflanzen in der Wachstumsstation, die beispielsweise als Agrareinheit und/oder Agrarmodul ausgebildet ist, und
d. Ernten von zumindest Teilen der Pflanzen.

Durch eine räumliche Trennung von Heranziehen und Kultivieren in der Anzuchtstation einerseits und der Wachstumsstation andererseits können für beide Verfahrensschritte unabhängig voneinander optimale Bedingungen geschaffen werden. Beispielsweise erfordert das Heranziehen häufig manuelle Eingriffe, sodass eine gute Zugänglichkeit der Pflanzen wichtig ist, während das Kultivieren weitgehend ohne manuelle Eingriffe auskommt, sodass hier eine optimale Raumausnutzung wichtiger ist. Außerdem können Einrichtungen, die nur für das Heranziehen oder nur für das Kultivieren benötigt werden, in der Anzuchtstation oder Wachstumsstation verbleiben. Indem die Pflanzen mit ihrem Kultivierungsbehälter transportiert werden, sind sie während des Transports optimal geschützt.
Das Verfahren kann zumindest einen der folgenden Verfahrensschritte umfassen:

a. Transportieren des Kultivierungsbehälters von der Wachstumsstation in eine Erntestation;
b. Ernten von zumindest Teilen der Pflanzen in der Erntestation;
c. Transportieren des Kultivierungsbehälters von der Erntestation in eine Wiederaufbereitungsstation;
d. Wiederaufbereiten des Kultivierungsbehälters, beispielsweise in einer Wiederaufbereitungsstation;
e. Wiederverwenden des Kultivierungsbehälters gemäß den vorangegangenen Verfahrensschritten und/oder
f. Weiterverarbeiten der geernteten Pflanzen und/oder Pflanzenteile.

Eine räumliche Trennung von Kultivieren und Ernten kann ebenso vorteilhaft sein, wie die oben beschriebene räumliche Trennung von Heranziehen und Kultivieren. Durch ein Wiederverwenden des Kultivierungsbehälters muss dieser nicht für jeden Kulturzyklus neu hergestellt werden, wodurch Ressourcen eingespart werden. Eventuell muss der Kultivierungsbehälter zum Wiederverwenden wiederaufbereitet, beispielsweise gereinigt, werden. Wenn das Wiederaufbereiten in einer Wiederaufbereitungsstation geschieht, wird dabei kein Platz in einer anderen Station blockiert.
In dem Verfahren kann das Agrarsystem eine Anzahl von Bewirtschaftungsstationen und zumindest ein mobiles Bewirtschaftungsmittel umfassen. Das Bewirtschaftungsmittel kann je nach Bedarf an Bewirtschaftungsart und/oder Bewirtschaftungsdauer durch ein Transportsystem von einer Bewirtschaftungsstation zu einer anderen Bewirtschaftungsstation transportiert wird, wobei die Bewirtschaftungsstation beispielsweise eine Anzuchtstation, eine Wachstumsstation und/oder eine Erntestation ist und das Bewirtschaftungsmittel beispielsweise eine Leuchte, ein Versorgungsroboter und/oder ein Transportroboter ist. Durch die Verwendung eines Bewirtschaftungsmittels in mehreren Bewirtschaftungsstationen werden weniger Bewirtschaftungsmittel benötigt, was Investitions- und Betriebskosten reduziert.
Das Verfahren kann ein Dekontaminieren und/oder Aufbereiten des Bewirtschaftungsmittels zwischen der Verwendung in verschiedenen Bewirtschaftungsstationen umfassen. Dadurch wird sichergestellt, dass von dem Bewirtschaftungsmittel keine dort schädlichen Stoffe in eine Bewirtschaftungsstation transportiert werden.
Das Verfahren kann ein Steuern eines Beleuchtungssystems, eines Versorgungssystems, eines Klimatisierungssystems, eines Transportsystems, eines Energiegewinnungssystems, eines Wasserbereitstellungssystems, eines Intralogistiksystems und/oder einer zumindest teilweise öffenbaren Bedachung der Agrareinheit, des Agrarmoduls und/oder des Agrarsystems umfassen, wobei das Steuern zumindest folgende Verfahrensschritte umfasst:

a. Beobachten einer Anzahl der Organismen;
b. Auswerten des Zustands der beobachteten Organismen und
c. Ausgeben von Steuersignalen.

Durch das erfindungsgemäße Steuern kann der aktuelle Zustand der Organismen ausgewertet und darauf reagiert werden, beispielsweise durch eine Anpassung von Wasser- und/oder Nährstoffzufuhr, Beleuchtung und/oder klimatischen Bedingungen und/oder das Auslösen von Pflegemaßnahmen und/oder der Ernte.
Das Verfahren kann folgende zusätzliche Verfahrensschritte umfassen:

a. Eingeben von Bedienbefehlen;
b. Anzeigen von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen und/oder
c. Protokollieren von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen

Durch das Protokollieren kann eine Rückverfolgbarkeit der Kultivierungsbedingungen zur Optimierung und/oder Qualitätssicherung sichergestellt werden.
Die technische Innovation geht über reine Agrar- und Vertikal-Farming Systeme hinaus, die visionäre Idee ist ein ganzheitliches, nachhaltiges Agrarsystem mit weiteren, integrativen, inklusiven Systemkonzepten/Systemkomponenten aus dem Bereich Arbeiten und Wohnen.
Das System beruht auf innovativen Schlüsseltechnologien, die sich durch Spitzentechnologie im Bereich Konstruktion-Produktions- und Verfahrenstechnik, sowie im Smart Bereich der Steuerungs- und Robotertechnik, Infrastruktur und Pflanzenversorgung sowie der Arbeitsplätze unter dem Aspekt Industrie 4.0 auszeichnet. Dabei sind die Komponenten der jeweiligen Aufgabenstellung funktional angepasst, und das Systemkonzept ist ebenso an den jeweiligen Anwendungsbereich bzw. Standort anpassbar.
Die Innovation beinhaltet ein Agrarsystem, das aufgrund der beispielsweise V- oder stufenförmigen Gesamtkonstruktion, als variables Stecksystem, beinhaltet, dass die Pflanz- bzw. Nutzfläche deutlich größer als die Bodenfläche ist und die Bodenfläche unabhängig von der Pflanzfläche anderweitig genutzt werden kann. Die Bedeutung dieses Systems liegt in seiner hohen Flächen- und Ressourceneffizienz, der speziellen, beispielsweis stufenförmigen, Formgebung und der damit verbundenen hohen Produktions- und Ernteeffizienz.
Durch eine stufenförmige Konstruktionsart ist ein hoher Lichteinfall gegeben, der durch LED ergänzt werden kann. Das Agrarsystem basiert auf einem neuartigen Hydroponik-/Aquaponik-/Robotik-/Intralogistiksystem.
Ökologische Zielsetzung ist eine autarke Energie-Pluseinheit mit Kreislaufsystem, ebenfalls gefördert durch die spezifische Formgebung, da im Bereich der Energie- und Wasserversorgung ressourcenschonende Techniken wie Photovoltaik, Regenwassersammelbecken und Tiefenbohrungen zum Einsatz kommen können. Neben der Nutzung von Regenwasser ist für das Bewässerungssystem und die Düngung auch die Verwertung von (behandeltem) Abwasser und Abfällen möglich. Je nach finalem Systemdesign kann Kreislaufführung, Recycling von Grauwasser, Gelbwasser, Struvit, Gärresten und/oder Kompost in einer Abwasseraufbereitungsanlage wie beispielsweise einer Naturkläranlage, erfolgen.
Ein Plusenergiehaus ist ein dem Nullenergiehaus ähnelndes Haus, dessen jährliche Energiebilanz positiv ist: es gewinnt mehr Energie, als es von außen (zum Beispiel in Form von Elektrizität, Gas, Heizöl oder Holzbrennstoffen) bezieht. Die benötigte Energie für Heizung und Warmwasser wird im oder am Haus selbst gewonnen, durch Tageswärme Erdwärme thermische Solaranlagen und/oder Photovoltaikanlagen.
Die Energie soll beispielsweise vor Ort über Photovoltaik sowie über Energiepflanzen und Sekundärrohstoffen (z. B. organische Abfälle) der Produktion, der Kantine und/oder der Haushalte generiert werden und – sofern sich der Standort dazu eignet – durch Erdwärme unterstützt werden. Mit dem Primat der Ernährungssicherung, sowie von der Rohstoffproduktion bis zur Erstellung von Vorleistungen und Sekundärrohstoffen sind die ökologischen Zielmärkte der Produktion beispielsweise im Bereich Food, Energie, Pharmazie, Chemie, Medizin, Biotechnologie.
Die Kombination mit der Bodenfläche eröffnet die Möglichkeit auf gleichem Raum eine Pflanzenproduktion je nach Kombination von Tier,- Fisch,- und-/oder Algenzucht, sowie weiterer Produktionsflächen.
Mit dem Agrarsystem können Energie- und/oder Materialkreisläufe berücksichtigt und eine eigene Energie- und Lebensmittelversorgung sichergestellt werden. Die Versorgung kann dabei ökologisch und die Lebensmittelversorgung biologisch erfolgen.
In einer an das Agrarsystem angeschlossenen Wohnwelt kann eine sozial durchmischte Lebensgemeinschaft mit Menschen aus verschiedenen Alters- und Berufsgruppen in verschiedenen individuellen Wohnformen aufgebaut werden, wobei das Agrarsystem den Versorgungsmittelpunkt darstellen kann.
Das Agrarsystem kann Arbeitsplätze, landwirtschaftliche Produkte, Energie und/oder Lebensmittel für die Bewohner der Wohnwelt zur Verfügung stellen. Die Wohnwelt kann mit verschiedenen Wohneinheiten, Einfamilienhäusern und/oder Mehrfamilienhäusern kombiniert werden, sodass Menschen aller Altersstrukturen bis schwerstbehinderte Menschen in dieser Wohnwelt wohnen können.
Ausgehend von der Humanwissenschaft (Bereich Menschen mit geistiger und/oder körperlicher Behinderung) ist ein zentrales Ziel der Erfindung, die landwirtschaftliche Produktion mit einer Wohn-, Lebens- und Arbeitsgemeinschaft zu kombinieren, z. B. als Genossenschaftsmodell, gGmbH o. ä. Dies kann kombiniert werden mit Dienstleistungs- und Technologieelementen, welche die Unterstützung aller Altersgruppen in ihrer spezifischen regionalen Umwelt sicherstellt. Die Entwicklung dieses Konzeptes zielt darauf ab, die Versorgungswelt in einer polyzentrischen Verantwortungsstruktur übertragbar zu gestalten, sodass in Zukunft in Verdichtungsräumen wie auch in kleineren Kommunen, die Versorgung mit Lebensmitteln, Wohnraum, Pflege und Energie sichergestellt ist.
Durch die fortschreitende Einführung von Industrie 4.0-Technologien entsteht eine Umkehr der Produktionslogistik- der Mitarbeiter steuert nicht mehr das Werkstück, sondern der Rohling steuert selbst durch die digitale Vernetzung seine Fertigstellung. Erdinungsgemäß werden der Informationsfluss für schwerbehinderte Menschen in Wort, Schrift oder Bild mit anpassbaren Anzeigemitteln aufnehmbar und verständlich zugänglich zu machen, so dass ihr Zugang zu Fertigungsprozessen verbessert wird.
Eine wichtige Maßnahme und Handlungsansatz ist das integrative Arbeitsplatzkonzept des Agrarsystems. Bereits beim Bau des Agrarsystems und der Intralogistikanlage können Arbeitsplätze und Produktionsabläufe so entwickelt werden, dass sie unter dem Aspekt der Mensch-Roboter-Interaktion im Rahmen von Industrie 4.0 für alle Mitarbeiter, also auch für Menschen mit schwersten Behinderungen, im Rahmen der Arbeitsplatzanpassung flexibel ausgestaltet werden. Darin besteht die Chance, für Menschen mit schweren Behinderungen Produktions- und Industriearbeitsplätze zugänglich zu machen und somit ihren Zugang zu den Fertigungsprozessen des Agrarsystems zu verbessern und gleichzeitig den ökonomischen Aspekt für Unternehmer zu verbessern, wenn Arbeitsplätze flexibel an den jeweiligen Mitarbeiter angepasst werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die mit Hilfe der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 schematisch eine beispielhafte Agrareinheit;
2 schematisch ein beispielhaftes Agrarmodul;
3 schematisch ein beispielhaftes Agrarsystem;
4 schematisch ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb eines Agrarsystems;
5 schematisch eine Seitansicht eines beispielhaften Agrarsystems und
6 schematisch eine Schrägansicht einer beispielhaften Agrareinheit.
1 zeigt schematisch eine beispielhafte Agrareinheit 100, in der eine Anzahl von, beispielsweise zwei, Kultivierungsbehältern 110, zum Beispiel in Form von Hydroponikbehältern, angeordnet ist. Die Agrareinheit 100 ist von einem Gehäuse 120, zum Beispiel aus Metall umschlossen, das mit seiner Unterseite 127 auf die Oberseite 126 einer weiteren Agrareinheit 100 stapelbar ist. Das Gehäuse kann ein Haltesystem 124, beispielsweise eine Anzahl von Steckverbindern, umfassen, um aufeinander gestapelte Agrareinheiten 100 gegen ein Verschieben gegeneinander zu sichern.
2 zeigt schematisch ein beispielhaftes Agrarmodul 200, in dem eine Anzahl von, beispielsweise zwei, Agrareinheiten 100 angeordnet ist. Das Agrarmodul 200 ist von einem Gehäuse 120, zum Beispiel aus Metall umschlossen, das mit seiner Unterseite 127 auf die Oberseite 126 eines weiteren Agrarmoduls 200 stapelbar ist. Das Gehäuse kann ein Haltesystem 124, beispielsweise eine Anzahl von Steckverbindern, umfassen, um aufeinander gestapelte Agrarmodule 200 gegen ein Verschieben gegeneinander zu sichern.
3 zeigt schematisch ein beispielhaftes Agrarsystem 300. Das Agrarsystem besteht aus einer Anzahl von, im dargestellten Beispiel zwei, vertikal übereinander angeordneten Agrarmodulen 200, die beispielsweise jeweils zumindest eine Agrareinheit 100 enthalten, die wiederum eine Anzahl von, beispielsweise zwei, Kultivierungsbehältern 110 enthält. Das Agrarsystem 300 umfasst weiterhin ein Transportsystem 310 für Kultivierungsbehälter 110, beispielsweise in Form eines Förderbandes.
4 zeigt schematisch ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Betrieb eines Agrarsystems 300. Zunächst erfolgt ein Heranziehen 401 von Pflanzen in einem mobilen Kultivierungsbehälter 110, beispielsweise aus Setzlingen, in einer Anzuchtstation. Dann folgt ein Transportieren 404 des Kultivierungsbehälters 110 in eine Wachstumsstation. In der Wachstumsstation folgt das Kultivieren 402 der Pflanzen bis zum Ernten 403. Danach kann ein Weiterverarbeiten 407 des Ernteguts erfolgen und der Kultivierungsbehälter kann ein Wiederaufbereiten 406 erfahren, um wiederverwendet zu werden.
5 zeigt schematisch eine Seitansicht eines beispielhaften Agrarsystems 300. Das dargestellte Agrarsystem 300 umfasst eine Mehrzahl von Agrarmodulen 200, die in fünf Ebenen übereinander V-förmig angeordnet sind, um eine möglichst hohe Tageslichtausnutzung zu erreichen. Jedes dargestellte Agrarmodul 200 besteht aus 28 Agrareinheiten, die zum Beispiel in sieben Ebenen übereinander und vier Fächern nebeneinander angeordnet sind. Das Agrarsystem 300 umfasst ein Trägersystem 320 mit einer Anzahl von Stützen 321, die als Hohlrohre ausgebildet sein können, um Versorgungsleitungen aufzunehmen. Die Stützen 321 können ferner, beispielsweise vertikal ausgerichtete, Solarthermie- oder Photovoltaikmodule tragen. Die die Agrarmodule nach unten begrenzende Bodenplatte 322 kann aufgeständert sein, um darunter beispielsweise für ein Intralogistiksystem 350 nutzbaren Raum zu schaffen. Das Agrarsystem 300 verfügt über eine Bedachung 360 zum Schutz vor Witterungseinflüssen. Die Breite, Höhe und Tiefe des Agrarsystems können beispielsweise 80 m, 50 m respektive 150 m betragen, um bei einer Grundfläche von 12000 m² eine Anbaufläche von 200000 m² bereitzustellen.
6 zeigt schematisch eine Schrägansicht einer beispielhaften Agrareinheit 100. Die dargestellte Agrareinheit 100 umfasst zwei Kultivierungsbehälter 110, beispielsweise Hydroponikbehälter, mit einer Anzahl von Pflanzen P. Die Pflanzen P können von einem an Führungsschienen 311 verfahrbaren Versorgungsroboter 171 versorgt werden. Insbesondere kann der Versorgungsroboter 171 die Pflanzen P ernten und an ein Transportsystem 310, beispielsweise in Form eines Förderbandes, übergeben. Die Agrareinheit 100 umfasst ferner einen Wartungsraum 199, in dem sich ein Nutzer, beispielsweise zu Wartungszwecken aufhalten kann. Das Gehäuse 120 der Agrareinheit 100 ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Merkmale, die im Kontext eines Beispiels dargestellt sind, können erfindungsgemäß auch anders kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

100: Agrareinheit
110: Kultivierungsbehälter
120: Gehäuse
121: Dämmung
122: Öffnung
123: Schleuse
124: Haltesystem
125: Steckverbinder
126: Oberseite
127: Unterseite
128: Konnektor
129: Gegenkonnektor
130: Versorgungsleitung
140: Verbindungssystem
141: Steckverbinder
142: Sicherungsmittel
160: Beleuchtungssystem
161: Leuchte
170: Versorgungssystem
171: Versorgungsroboter
172: Mischeinrichtung
180: Klimatisierungssystem
190: Steuerungseinheit
199: Wartungsraum
200: Agrarmodul
300: Agrarsystem
310: Transportsystem
311: Führungsschiene
312: Transportroboter
320: Trägersystem
321: Stützelement
322: Bodenplatte
330: Energiegewinnungssystem
340: Wasserbereitstellungssystem
350: Intralogistiksystem
351: Weiterverarbeitungseinrichtung
352: Verpackungseinrichtung
353: Transporteinrichtung
360: Bedachung
370: Arbeitsmittel
400: Verfahren
401: Heranziehen
402: Kultivieren
403: Ernten
404: Transportieren
405: Dekontaminieren
406: Wiederaufbereiten
407: Weiterverarbeiten
410: Steuern
411: Beobachten
412: Auswerten
413: Ausgeben
414: Eingeben
415: Anzeigen
416: Protokollieren

Claims

Agrareinheit (100) zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen (O), wobei die Agrareinheit (100) zumindest einen Kultivierungsbehälter (110) zur Aufnahme der Organismen (O) und zumindest ein Gehäuse (120) umfasst, wobei das Gehäuse (120) einer Agrareinheit (100) mit einer Unterseite (126) auf eine Oberseite (127) eines Gehäuses (120a) einer baugleichen Agrareinheit (100a) stapelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (120) zum Tragen einer Anzahl von aufgestapelten baugleichen Agrareinheiten (100) ausgebildet ist und dass das Gehäuse (120) ein Haltesystem (124) zur Halterung aufeinander gestapelter Agrareinheiten (100) gegen eine Verschiebung der Agrareinheiten (100) gegeneinander in zumindest einer horizontalen Richtung aufweist, wobei insbesondere der Kultivierungsbehälter (110) für Hydroponik, Aquaponik, Aquakultur und/oder Algenzucht ausgelegt ist, und/oder insbesondere mit a. einer Anzahl von Versorgungsleitungen (130); b. zumindest einem Beleuchtungssystem (160); c. zumindest einem Transportsystem (310); d. zumindest einem Versorgungssystem (170); e. zumindest einem Klimatisierungssystem (180); f. zumindest einer Steuerungseinheit (190) und/oder g. zumindest einem für einen Nutzer der Agrareinheit (100) begehbaren Wartungsraum (199).
Agrarmodul (200) zur Aufnahme einer Mehrzahl gegeneinander austauschbarer Agrareinheiten (100), wobei das Agrarmodul (200) zumindest ein Gehäuse (120) umfasst, wobei das Gehäuse (120) eines Agrarmoduls (200) mit einer Unterseite (126) auf eine Oberseite (127) eines Gehäuses (120a) eines baugleichen Agrarmoduls (200a) stapelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (120) zum Tragen einer Anzahl von aufgestapelten baugleichen Agrarmodulen (200) ausgebildet ist und dass das Gehäuse (120) ein Haltesystem (124) zur Halterung aufeinander gestapelter Agrarmodule (200) zumindest gegen eine Verschiebung der Agrarmodule (200) gegeneinander in zumindest einer horizontalen Richtung aufweist, insbesondere mit a. einer Anzahl von Versorgungsleitungen (130); b. zumindest einem Beleuchtungssystem (160), c. zumindest einem Transportsystem (310), d. zumindest einem Versorgungssystem (170), e. zumindest einem Klimatisierungssystem (180); f. zumindest einer Steuerungseinheit (190) und/oder g. zumindest einem für einen Nutzer des Agrarmoduls (200) begehbaren Wartungsraum (199).
Gehäuse (120) für eine Agrareinheit (100) nach Anspruch 1 und/oder ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (120) a. im Wesentlichen geschlossen ist und bevorzugt zumindest ein Wärmedämmmittel (121) aufweist; b. die übrigen Komponenten der das Gehäuse (120) umfassenden Agrareinheit (100) oder des das Gehäuse (120) umfassenden Agrarmoduls (200) im Wesentlichen umschließt; c. zumindest eine, bevorzugt verschließbare, Öffnung (122), besonders bevorzugt zumindest eine Schleuse (123), aufweist; d. zumindest zwei, bevorzugt verschließbare, Öffnungen (122), besonders bevorzugt zumindest zwei Schleusen (123), aufweist, wobei die zumindest zwei Öffnungen (122) bevorzugt an einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Gehäuses (120) angeordnet sind; e. an der Unterseite (126) des Gehäuses (120), vorzugsweise in das Gehäuse (120) einziehbare und/oder motorgetriebene, Rollen zum Verfahren des Gehäuses (120) aufweist und/oder f. im Wesentlichen quaderförmig ist.
Haltesystem (124) für eine Agrareinheit (100) nach Anspruch 1 und/oder ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltesystem (124) a. an einer Unterseite (126) des das Haltesystem (124) umfassenden Gehäuses (120) eine Anzahl von Konnektoren (128), bevorzugt Vertiefungen, aufweist und an einer Oberseite (127) des Gehäuses (120) eine Anzahl von zu den Konnektoren (128) komplementären Gegenkonnektoren (129), bevorzugt Vorsprünge, aufweist und/oder b. zumindest teilweise in das Gehäuse (120) einziehbar ist.
Agrarsystem (300) mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Ebenen, die jeweils aus einer Anzahl von gegeneinander austauschbaren Agrareinheiten (100), bevorzugt gemäß Anspruch 1 und/oder Agrarmodulen (200), bevorzugt gemäß Anspruch 2 bestehen, zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen (O) in einer Anzahl von Kultivierungsbehältern (110), bevorzugt gemäß gekennzeichnet durch ein Transportsystem (310) zum Transport einer Anzahl von Kultivierungsbehältern (110) mit den darin enthaltenen Organismen (O), insbesondere mit a. einer Anzahl von Versorgungsleitungen (130); b. zumindest einem Beleuchtungssystem (160), c. zumindest einem Versorgungssystem (170), d. zumindest einem Klimatisierungssystem (180) und/oder e. zumindest einer Steuerungseinheit (190).
Agrarsystem (300) gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch a. zumindest ein Trägersystem (320) zur statischen Unterstützung einer Anzahl von Agrareinheiten (100) und/oder Agrarmodulen (200), wobei das Trägersystem (320) bevorzugt eine Anzahl von Stützen (321) und/oder zumindest eine Bodenplatte (322) umfasst, wobei zumindest eine Stütze (321) besonders bevorzugt zur Aufnahme von zumindest einer Versorgungsleitung (130) ausgelegt ist, und/oder b. zumindest ein Energiegewinnungssystem (330) zur Bereitstellung zumindest eines Teils der zum Betrieb des Agrarsystems (300) notwendigen Energie, wobei das Energiegewinnungssystem (330) bevorzugt zumindest eine Solarenergieanlage, Windenergieanlage, Wasserkraftanlage und/oder Biomasseanlage umfasst, und/oder Agrarsystem (300), und/oder c. zumindest ein Wasserbereitstellungssystem (340) zur Bereitstellung zumindest eines Teils des zum Betrieb des Agrarsystems (300) notwendigen Frischwassers, wobei das Wasserbereitstellungssystem (340) bevorzugt zumindest eine Wasseraufbereitungsanlage, Regenwassersammeleinrichtung und/oder Tiefbohrung umfasst und/oder Agrarsystem (300), und/oder d. zumindest ein Intralogistiksystem (350), das bevorzugt zumindest eine Weiterverarbeitungseinrichtung (351), Verpackungseinrichtung (352) und/oder Transporteinrichtung (353) für in dem Agrarsystem (300) kultivierte Organismen (0) umfasst und/oder Agrarsystem (300) und/oder e. zumindest eine Bedachung (360), die zumindest einen Teil des Agrarsystems (300) überspannt, wobei die Bedachung (360) bevorzugt zumindest abschnittsweise transparent ist und/oder eine Anzahl von, besonders bevorzugt verschließbaren, Dachöffnungen umfasst und/oder Agrarsystem (300) und/oder f. zumindest ein Agrarmodul (200), welches als Hilfsmodul (380) ausgelegt ist, wobei das Hilfsmodul (380) bevorzugt zumindest Teile umfasst: i. eines Energiegewinnungssystems (330); ii. eines Wasserbereitstellungssystems (340); iii. eines Intralogistiksystems (350) und/oder iv. einer Dekontaminationseinrichtung, besonders bevorzugt für einen Versorgungsroboter (171) und/oder Transportroboter (312) und/oder g. eine Anzahl von alten- und/oder behindertengerechte Arbeitsmitteln (370), die bevorzugt i. eine Anzahl von Ein- und/oder Ausgabegeräten, besonders bevorzugt Tablets, große und/oder beleuchtete Anzeigen, Lichtsignalanlagen, Datenbrillen, Fitnessarmbänder, Spracherkennungssysteme, Sprachausgabesysteme, akustische Signalausgabegeräte, Braillezeilen, Großtastaturen, Kamerasysteme zur Gestenerkennung und/oder Headsets, die das Verfahren der Elektroenzephalografie für das Erfassen kognitiver Bedienerzustände nutzen; ii. eine Anzahl von Lastentransportmitteln mit motorisiertem Antrieb und/oder höhenverstellbaren Griffen; iii. eine Anzahl höhenverstellbarer Stühle und/oder Arbeitsflächen; iv. eine Anzahl blendfreier und/oder flackerfreier Beleuchtungsmittel; v. eine Anzahl mobiler Trennwandsysteme; vi. eine Anzahl von Bild- und/oder Schreibtelefonen; vii. eine Anzahl von Hebehilfen, besonders bevorzugt Seil- und/oder Kettenzüge, Hebetische, Kippgeräte, Robotergreifer und/oder, besonders bevorzugt mobile, Werkstattkräne; viii. eine Anzahl von Haltehilfen, besonders bevorzugt Sterngriffe, Handräder, Schnellspanner, elektrische Bedienelemente und/oder Prothesenwerkzeuge; ix. eine Anzahl von Maschinen mit Linkshandbedienung, verstellbaren Griffen, leisem und/oder schwingungsarmem Antrieb, geringem Gewicht und/oder wendigen Lenkrollen und/oder x. eine Anzahl von Schutzmitteln, besonders bevorzugt Schutzbrillen, Helme, Schutzhauben, Schalldämmmittel und/oder Lichtsignalschranken umfassen.
Versorgungsleitung (130) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1, ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (130) a. zum Transport von Frischwasser, Abwasser, Gasen, Pflanzenschutzmitteln, Nährstofflösungen, Nährstoffsuspensionen, Wärme, Energie und/oder Steuersignalen ausgelegt ist und/oder b. ein Verbindungssystem (140) aufweist.
Beleuchtungssystem (160) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1, einem Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem gemäß einem der Ansprüche 5 und 6 Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem (160) zur Beleuchtung von jeweils zumindest einem Teil einer Anzahl der Organismen (O) ausgelegt ist und bevorzugt eine Anzahl Leuchten (161), besonders bevorzugt LED-Leuchten, umfasst, wobei besonders bevorzugt zumindest eine Leuchte (161) ein an die Wachstumsbedingungen einer Anzahl der Organismen (O) angepasstes Emissionsspektrum aufweist.
Transportsystem (310) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1, ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (310) zum Transport von Organismen (O), Kultivierungsbehältern (110), Leuchten (161), Versorgungsrobotern (171), Beobachtungsmitteln (191), Saatgut, Erntegut, Tierprodukten, Düngemittel, Futter, Werkzeugen und/oder Maschinen ausgelegt ist, wobei das Transportsystem (310) bevorzugt zumindest ein Förderband (313), einen Aufzug, eine Rutsche und/oder eine Anzahl von Führungsschienen (311) umfasst, wobei insbesondere a. das Transportsystem (310) zumindest einen Transportroboter (312) umfasst, der zu einer Bewegung entlang der Führungsschienen (311) ausgelegt ist; b. zumindest eine Führungsschiene (311) ein Verbindungssystem (140) aufweist; c. zumindest eine Führungsschiene (311) zur Aufnahme zumindest einer Versorgungsleitung (130) ausgelegt ist und/oder d. zumindest eine Führungsschiene (311) parallel zu einem Abschnitt des zumindest einen Förderbands (313) verläuft.
Verbindungssystem (140) für eine Versorgungsleitung (130) und/oder eine Führungsschiene (311) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1, ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem (140) zur zerstörungsfrei lösbaren Verbindung zumindest einer Versorgungsleitung (130) und/oder Führungsschiene (311) einer Agrareinheit (100), eines Agrarmoduls (200) und/oder eines Agrarsystems (300) mit einer weiteren Versorgungsleitung (130a) und/oder Führungsschiene (311a) einer Agrareinheit (100), eines Agrarmoduls (200) und/oder eines Agrarsystems (300) ausgelegt ist, wobei die miteinander verbundenen Versorgungsleitungen (130, 130a) und/oder Führungsschienen (311, 311a) ineinander übergehen, wobei bevorzugt das Verbindungssystem (140) a. eine Anzahl von Steckverbindern (141) umfasst; b. zumindest teilweise in das Gehäuse (120) der Agrareinheit (100) oder des Agrarmoduls (200), die oder das das Verbindungssystem (140) umfasst, einziehbar ist und/oder c. zumindest ein Sicherungsmittel (142), bevorzugt ein Sicherungsventil und/oder einen Sicherungsschalter umfasst, wobei das Sicherungsmittel (142) einen Energie- oder Materiefluss im unverbundenen Zustand aus der Versorgungsleitung (130), die das Verbindungssystem (140) umfasst, unterbindet.
Versorgungssystem (170) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1, ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungssystem (170) zur Aussaat, zum Setzen, zur Pflege, zur Bewässerung, zur Düngung, und/oder zur Ernte von Pflanzen und/oder Pilzen; zur Pflege und/oder zur Fütterung von Tieren und/oder zur Schädlingsbekämpfung ausgelegt ist und bevorzugt a. zumindest einen Versorgungsroboter (171) und/oder b. zumindest eine Mischeinheit (172) zur Herstellung pflanzenspezifischer Nährstofflösungen und/oder Nährstoffsuspensionen aus einer Anzahl universeller Ausgangslösungen, Ausgangssuspensionen und/oder Feststoffe umfasst.
Klimatisierungssystem (180) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1, ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimatisierungssystem (180) zur Regulierung einer Temperatur durch Kühlung oder Erwärmung, einer Luftfeuchtigkeit und/oder einer Atmosphärenzusammensetzung in einer Umgebung einer Anzahl der Organismen (O) ausgelegt ist und bevorzugt a. zumindest eine Wärmerückgewinnungseinrichtung und/oder b. zumindest eine Wärmepumpe, besonders bevorzugt eine Erdwärmepumpe umfasst.
Steuerungseinheit (190) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1, ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (190) zur Steuerung eines Beleuchtungssystems (160), eines Versorgungssystems (170), eines Klimatisierungssystems (180), eines Transportsystems (310), eines Energiegewinnungssystems (330), eines Wasserbereitstellungssystems (340), eines Intralogistiksystems (350) und/oder einer zumindest teilweise öffenbaren Bedachung (360) der Agrareinheit (100), des Agrarmoduls (200) und/oder des Agrarsystems (300) ausgelegt ist und bevorzugt a. eine Anzahl von Beobachtungsmitteln (191), besonders bevorzugt Kameras, zur Beobachtung einer Anzahl der Organismen (O); b. zumindest eine Auswertungseinheit zur Auswertung des Zustands der beobachteten Organismen (O); c. zumindest eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Steuersignalen; d. zumindest eine Eingabeeinheit zur Eingabe von Bedienbefehlen; e. zumindest eine Anzeigeeinheit zur Anzeige von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen und/oder f. zumindest eine Speichereinheit zur Speicherung von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen umfasst.
Verfahren (400) zum Betrieb eines Agrarsystems (300), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen (O) mit zumindest folgenden Schritten: a. Heranziehen (401) einer Anzahl von Pflanzen (P), bevorzugt aus Setzlingen und/oder Samen, in zumindest einem transportablen Kultivierungsbehälter (110), bevorzugt gemäß Anspruch 2, in einer Anzuchtstation; b. Transportieren (404) des Kultivierungsbehälters (110) von der Anzuchtstation in eine Wachstumsstation; c. Kultivieren (402) der Pflanzen (P) in der Wachstumsstation, die bevorzugt als Agrareinheit (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und/oder Agrarmodul gemäß Anspruch 4 oder 5 ausgebildet ist, und d. Ernten (403) von zumindest Teilen der Pflanzen (P) und/oder zumindest einen der folgenden Verfahrensschritte: e. Transportieren (404) des Kultivierungsbehälters (110) von der Wachstumsstation in eine Erntestation; f. Ernten (403) von zumindest Teilen der Pflanzen (P) in der Erntestation; g. Transportieren (404) des Kultivierungsbehälters (110) von der Erntestation in eine Wiederaufbereitungsstation; h. Wiederaufbereiten (406) des Kultivierungsbehälters (110), bevorzugt in einer Wiederaufbereitungsstation; i. Wiederverwenden des Kultivierungsbehälters (110) gemäß den vorangegangenen Verfahrensschritten und/oder j. Weiterverarbeiten (407) der geernteten Pflanzen (P) und/oder Pflanzenteile. wobei bevorzugt das Agrarsystem (300) eine Anzahl von Bewirtschaftungsstationen und zumindest ein mobiles Bewirtschaftungsmittel umfasst, k. wobei das Bewirtschaftungsmittel je nach Bedarf an Bewirtschaftungsart und/oder Bewirtschaftungsdauer durch ein Transportsystem (310) von einer Bewirtschaftungsstation zu einer anderen Bewirtschaftungsstation transportiert wird, l. wobei die Bewirtschaftungsstation bevorzugt eine Anzuchtstation, eine Wachstumsstation und/oder eine Erntestation ist und das Bewirtschaftungsmittel bevorzugt eine Leuchte (161), ein Versorgungsroboter (171) und/oder ein Transportroboter (312); m. Dekontaminieren und/oder Aufbereiten (405) des Bewirtschaftungsmittels zwischen der Verwendung in verschiedenen Bewirtschaftungsstationen; n. Steuern (410) eines Beleuchtungssystems (160), eines Versorgungssystems (170), eines Klimatisierungssystems (180), eines Transportsystems (310), eines Energiegewinnungssystems (330), eines Wasserbereitstellungssystems (340), eines Intralogistiksystems (350) und/oder einer zumindest teilweise öffenbaren Bedachung (360) der Agrareinheit (100), des Agrarmoduls (200) und/oder des Agrarsystems (300), wobei das Steuern (406) folgende Verfahrensschritte umfasst: i. Beobachten (411) einer Anzahl der Organismen (O); ii. Auswerten (412) des Zustands der beobachteten Organismen (O) und iii. Ausgeben (413) von Steuersignalen und/oder folgende zusätzliche Verfahrensschritte; iv. Eingeben (414) von Bedienbefehlen; v. Anzeigen (415) von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen und/oder vi. Protokollieren (416) von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen.