WO2018115092A1 - Agrareinheit, agrarmodul, agrarsystem und verfahren zum betrieb eines agrarsystems - Google Patents

Agrareinheit, agrarmodul, agrarsystem und verfahren zum betrieb eines agrarsystems Download PDF

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WO2018115092A1
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agricultural
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housing
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organisms
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Karin Peiter
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    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus therefor
    • A01G31/06—Hydroponic culture on racks or in stacked containers
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
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    • A01G9/143—Equipment for handling produce in greenhouses
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Definitions

  • the invention relates to an agricultural unit for the agricultural cultivation of organisms.
  • the invention further relates to an agricultural module for receiving a plurality of mutually interchangeable agricultural units.
  • the invention also relates to an agricultural system having a plurality of vertically stacked planes, each consisting of a number of mutually interchangeable, especially uniform, agricultural units and / or Agrarmodu- len exist.
  • the invention further relates to a method for operating an agricultural system for the agricultural cultivation of organisms.
  • EP 1 489 898 B1 discloses a stepped plant for plant cultivation as a greenhouse system.
  • the system consists of step-shaped plug-in systems with plant tubs, wherein between each two V- or trapezoidally arranged plug-in systems a Bodenschplatte is arranged; and the plant is provided with a roofing.
  • the sub-area of the plant which is shaded by sunlight, plants for animal breeding or dark plantings may be provided.
  • the usable area is almost doubled compared to conventional agriculture and the plantings in plant pots are independent of the soil conditions.
  • a disadvantage of the system is that the step-shaped arrangement according to EP 1 489 898 B1 no enlargement of the usable area for sunlight-dependent light planting on the base surface of the system is also possible.
  • cultiva plants are difficult to access on the upper levels. Furthermore, it is only possible to react to a limited extent to a fluctuating production demand, since the division into areas for light plantations on the one hand and dark plantings and animal breeding plants on the other hand is fixed.
  • the task is to provide the most cost-effective and easily constructed plant for the agricultural cultivation of organisms, which efficient and flexible production is possible and can be operated as simply as possible.
  • An agricultural unit according to the invention for the agricultural cultivation of organisms comprises at least one cultivation container for holding the organisms and at least one housing, wherein the housing of an agricultural unit can be stacked with a bottom on an upper side of a housing of another agricultural unit.
  • the housing may be designed to carry a number of agglomerated agricultural units and to have a holding system for holding mutually stacked agricultural units against displacement of the agricultural units relative to each other in at least one horizontal direction. If the agricultural units are preferably mounted in a lockable and lockable manner in at least one horizontal direction, this facilitates the maintenance of agricultural modules equipped with agricultural units.
  • agricultural units obstructed by other agricultural units can be sequentially pushed through the agricultural module, preferably by a moving system such as a robot, so that fewer other agricultural units have to be moved to exchange an agricultural unit to be serviced.
  • organisms are to be understood as meaning any agriculturally usable organisms, for example animals, in particular poultry, pigs, cattle, goats, sheep, fish and seafood; Plants, in particular fruit, vegetable, spice, energy and ornamental plants, cereals, grasses and algae and / or fungi.
  • the culture container may be designed for hydroponics, aquaponics, aquaculture and / or algae cultivation.
  • Hydroponics is a form of plant husbandry in which the plants are rooted in an inorganic substrate rather than in soil containing organic matter. The nutrition of the plants takes place via an aqueous solution with, in particular inorganic, nutrient salts.
  • Aquaponics refers to a process that combines techniques of aquaculture fish breeding and crop cultivation in hydroponics. The connection between aquaculture and hydroponics in an agromodul is called aquaponics. In aquaponics, this is a closed-loop water and nutrient cycle, which is managed in automated processes.
  • Aquaculture or Aquafarming is the controlled rearing in the water of living organisms, especially fish, shells, crabs and algae.
  • the mentioned cultivation methods are characterized by a particularly low energy, water and / or fertilizer requirement.
  • aquaponics can be operated with a largely closed water and nutrient cycle, so that the agricultural unit manages with a low use of resources.
  • other forms of cultivation containers for example plant containers, cages and / or stalls filled with soil or another substrate.
  • starting materials of one are preferably used as input substances for the other and are filtered on pollutants, toxins or growth-inhibiting substances with a filter system, so that as few additives as possible have to be added with an adding device for optimum cultivation of the organism.
  • the mating of animals (e.g., carp) and plants (e.g., lettuce) with respect to the respective source and input materials is adjusted to prevent the addition of nutrients or the filtration of e.g. Pollutants and thus reduce the maintenance and costs as possible.
  • An agricultural module according to the invention is designed to accommodate a plurality of interchangeable, in particular inventive, agricultural units.
  • the agricultural module comprises at least one housing, wherein the housing of an agricultural module can be stacked with a lower side on an upper side of a housing of another agricultural module.
  • the housing may be designed to carry a number of stacked agricultural modules and have a holding system for supporting stacked agricultural modules at least against a displacement of the agricultural modules against each other in at least one horizontal direction. This makes it easier to maintain agricultural modules to be serviced by other agricultural modules, as described above with regard to agricultural units.
  • the interchangeability of the agricultural units can be ensured, for example, by the fact that the agricultural units have the same external dimensions and / or connection positions or, in particular, are identical in construction.
  • the fact that the agricultural units are interchangeable, different agricultural units can be used to flexibly adapt the production to the respective needs. Due to the fact that several agricultural units and / or agricultural modules can be stacked on one another, the usable area is multiplied on a given base area.
  • the stackability can be achieved in particular by the fact that the housing of the agricultural units and / or agricultural modules to be stacked essentially has congruent and horizontal boundary surfaces on its upper side and on its lower side.
  • the housing of an agricultural unit or of an agricultural module can carry a number of one, two, three or more agricultural units or agricultural modules in particular statically, it is possible for the agricultural units and / or agricultural modules in a particularly simple way - especially without additional support elements- aufgorizustapeln.
  • the carrying capacity is for example ensured by the housing is at least partially and in particular with respect to the static-carrying elements of the housing made of a sufficiently stable material, such as steel, plastics or materials based on carbon fiber, aluminum, wood, bamboo or a composite material, and / or having corresponding reinforcements and / or support elements.
  • the holding system prevents stacked agrarian units and / or agricultural modules, for example by wind loads, from being shifted against each other in an uncontrolled manner, as a result of which agricultural units and / or agricultural modules could fall down and cause damage.
  • the holding system allows a shift of agglomerated agricultural units and / or Agricultural modules against each other in a horizontal direction.
  • the agricultural units and / or agricultural modules can be arranged in a particularly simple manner in this direction, while at the same time being secured against uncontrolled shifts in other directions.
  • the housing for an agrochemical unit according to the invention and / or an agar module according to the invention can essentially be closed, for example with ventilation openings, preferably at least in sections and / or in a plant growth-favoring spectral region, at least partially transparent, and in particular at least one, preferably at least sections and / or have at least partially transparent, heat-insulating agent in a plant growth-promoting spectral range.
  • ventilation openings preferably at least in sections and / or in a plant growth-favoring spectral region, at least partially transparent, and in particular at least one, preferably at least sections and / or have at least partially transparent, heat-insulating agent in a plant growth-promoting spectral range.
  • a heat-insulating material for example made of heat-insulating foils, foam mats or foam boards, prevents too much cooling and / or heating of the interior of the housing, thereby optimizing the energy consumption in an optimal manner for the growth of the respective organisms.
  • le temperature can be heated and / or cooled.
  • the humidity can be adjusted.
  • the housing may substantially enclose the remaining components of the agricultural unit comprising the housing or the agricultural module comprising the housing.
  • the housing may have at least one, preferably closable, opening, particularly preferably at least one lock.
  • An opening advantageously allows, for example, cultured organisms, crops, machines, tools and / or users into and out of the housing. If the opening is closed, for example by a door, when not in use, the climatic conditions within the housing can be maintained efficiently. If the opening is designed as a lock, it can be effectively prevented that escape, for example, heat and / or moisture when using the opening.
  • the housing may have at least two, preferably closable, openings, particularly preferably at least two locks, wherein the at least two openings may be arranged in particular on opposite side surfaces of the housing.
  • the supply and / or discharge of, for example, cultured organisms, crops, machines, tools and / or users can be made particularly simple, for example by an opening as an entrance to the housing and a further opening as an exit from the housing is defined. If two openings are arranged on opposite sides of the housing, the openings of juxtaposed and / or successively arranged housing can be in alignment, so that a direct transition from a housing into the respective adjacent housing is possible. In this way, a particularly simple transport of goods through the housing, for example on a rail system is possible.
  • the housing may have rollers for moving the housing, which are retractable and / or motor-driven at the bottom of the housing, preferably in the housing.
  • rollers for moving the housing, which are retractable and / or motor-driven at the bottom of the housing, preferably in the housing.
  • the housing can be easily transported from one place of use to another in order, for example, to adapt a modified profile. to take account of the need for By being retractable into the housing, the rollers do not hinder the stackability of the housing and are protected when not in use.
  • the housing may be substantially cuboid. Housing in cuboid shape, in particular with the same external dimensions, can be arranged in a particularly simple, space-saving manner in many ways and in particular stacked.
  • the holding system for an agricultural unit according to the invention and / or an agricultural module according to the invention can have a number of connectors, in particular recesses, on an underside of the housing comprising the holding system and have a number of counter-connectors, in particular projections, complementary to the connectors on an upper side of the housing. Connectors and mating connectors work together to securely hold stacked enclosures together.
  • the connectors could also be designed as projections and the counterconnectors as recesses.
  • Connectors and mating connectors may have any complementary shapes so that they can be nested, for example, cylindrical protrusions and depressions and / or elongate protrusions and grooves.
  • a combination of elongated projections and grooves offers the particular advantage that stacked housing can be moved in the optimum position against each other and where appropriate, for example, by bolts, can be fixed.
  • the holding system may be at least partially retractable into the housing.
  • a retractable holding system has the advantage that it can be retracted when not in use, for example, during transport of the housing, and thus protected: Furthermore, so stacked housing with retracted holding system can first be brought into the optimum position relative to each other before they together be fixed.
  • An agricultural system comprises a plurality of vertically stacked levels, each consisting of a number of mutually interchangeable agricultural units and / or agricultural modules, for the agricultural cultivation of organisms in a number of cultivation containers.
  • the agricultural system can be a transport system for Transporting a number of cultivating containers with the organisms contained therein.
  • the interchangeability of the agricultural modules can be ensured, for example, by the fact that the agricultural modules have the same external dimensions and / or connection positions or, in particular, are identical in construction.
  • the fact that the agricultural modules are interchangeable, different agricultural modules can be used to flexibly adapt production to the respective needs.
  • the agricultural system may include at least one support system for the static support of a number of agro-units and / or agricultural modules.
  • a carrier system it is also possible to construct configurations of the agricultural system in which not every agricultural unit and / or agricultural module is supported exclusively by further agricultural units and / or agricultural modules.
  • free space can be created, for example for an intralogistics system.
  • a carrier system for example a scaffold, in particular made of metal, a stepped arrangement of agricultural units and / or agricultural modules can be achieved.
  • the agricultural system may in particular be at least partially V-shaped, trapezoidal and / or step-shaped, for example as described in the patent EP 1 489 898 B1 in the paragraphs [0024] to [0071], which are incorporated herein by reference.
  • a V-shape offers the particular advantage of very efficient utilization of the daylight entering the agricultural system from outside for plants cultivated therein.
  • the carrier system can comprise, for example, a number of supports and / or at least one base plate, wherein in particular at least one support can be designed to accommodate at least one supply line.
  • at least one support can be designed to accommodate at least one supply line.
  • a bottom plate can give additional stability to the carrier system.
  • the bottom plate can in particular be elevated so as to create a space separate from the agricultural units and / or agricultural modules.
  • the agricultural system may comprise at least one energy generation system for providing at least part of the energy necessary for operating the agricultural system, wherein the energy recovery system comprises, for example, at least one solar energy system, in particular a thermal solar system and / or a photovoltaic system, wind turbine, hydropower plant and / or biomass plant. Thanks to an energy recovery system, the agricultural system can be operated independently of an external energy supply and can also be operated in remote areas.
  • the biomass converted in a biomass plant is preferably produced in the agricultural system itself, for example in the form of energy crops. The use of renewable energy enables particularly ecological production with the agricultural system.
  • the agricultural system may comprise at least one water supply system for providing at least part of the fresh water necessary for operating the agricultural system, the water supply system comprising, for example, at least one water treatment plant, rainwater harvesting device and / or deep well.
  • the use of rainwater may serve to supply drinking water save up.
  • the rainwater is, for example, derived from collecting surfaces, for example via rainwater collectors and / or rainwater filters, and collected for example in underground rain reservoirs. Thanks to a water supply system, the agricultural system is independent of a public fresh water connection and can also be operated in remote areas.
  • a water treatment plant allows the agricultural system to operate with a largely closed water cycle, reducing the need for fresh water and the associated monetary and environmental costs.
  • the agricultural system may comprise at least one intralogistics system which comprises, for example, at least one further processing device, packaging device and / or transport device for organisms cultured in the agricultural system. Further processing of the organisms in the agricultural system eliminates time-consuming, cost-intensive and / or energy-intensive transport of the organisms, which makes possible a more favorable, faster and / or ecologically more meaningful production.
  • the agricultural system may comprise at least one roof covering at least part of the agricultural system.
  • a roof protects against the effects of the weather and enables a weather-independent operation of the agricultural system.
  • the roofing can be transparent at least in sections and / or comprise a number of, in particular closable, roof openings. At least partially transparent roofing allows daylight into the interior of the agricultural system so that lighting energy can be saved. Through roof openings, excess heat can escape from the agricultural system. If the roof openings, in particular automatically, can be closed, their opening state can be adapted to the prevailing weather conditions, so that the openings are opened only if it is too warm in the
  • the agricultural system may comprise at least one agricultural module, which is designed as an auxiliary module, wherein the auxiliary module, for example, at least parts of an energy recovery system; a water supply system; an intralogistics system and / or a decontamination device, particularly preferably for a supply robot and / or transport robot.
  • the auxiliary module for example, at least parts of an energy recovery system; a water supply system; an intralogistics system and / or a decontamination device, particularly preferably for a supply robot and / or transport robot.
  • the agricultural system may include a number of old and / or handicapped working equipment.
  • Such work equipment makes it possible to ergonomically and flexibly adapt workplaces to the individual needs of older employees and people with different degrees of disability, even during set-up, so that flexible, rapid retrofitting is possible.
  • the working means include, for example, a number of input and / or output devices, in particular tablets, large and / or illuminated displays, traffic light systems, bril- len, fitness bracelets, speech recognition systems, speech output systems, acoustic signal output devices, braille displays, large keyboards, camera systems for gesture recognition and / or headsets who use the electroencephalography method to detect cognitive operator states.
  • the input and / or output devices allow a simple man-machine interaction, especially for disabled people.
  • the working means comprise, for example, a number of load transport means with motorized drive and / or height-adjustable handles and / or a number of lifting aids, in particular cable and / or chain hoists, lifting tables, tilting devices, robotic grippers and / or, in particular mobile, workshop cranes. This also allows people with low physical efficiency to transport and lift loads.
  • the work equipment includes, for example, a number of height-adjustable chairs and / or work surfaces, so that jobs can be customized and ergonomic.
  • the working means include, for example, a number of glare-free and / or flicker-free lighting means, so that a fatigue-free working for the eyes is possible.
  • the work equipment includes, for example, a number of mobile partition systems to provide jobs with the necessary peace and privacy for a relaxed work.
  • the tools include, for example, a number of picture and / or text phones, so that people with speech or hearing impairment can communicate barrier-free.
  • the working means include, for example, a number of holding aids, in particular
  • the work equipment includes, for example, a number of machines with left-hand operation, adjustable handles, quiet and / or low-vibration drive, low weight and / or maneuverable castors to make the work for the users of the machine as possible low stress.
  • the working means comprise, for example, a number of protective means, in particular protective goggles, helmets, protective hoods, soundproofing means and / or light signal barriers, in order to protect the users of the agricultural system at work and / or to reduce stress.
  • the agricultural unit, the agricultural module and / or the agricultural system may each have a number of utility lines; at least one lighting system, at least one transport system, at least one supply system, at least one air-conditioning system; at least one Control unit and / or at least one for a user of the agricultural unit and / or agricultural module accessible maintenance room.
  • Supply lines allow a simple, and in particular automatic, supply of the agricultural unit, the agricultural module and / or the agricultural system and / or devices and / or organisms contained therein with the necessary resources such as energy, water or nutrients.
  • a lighting system organisms can be cultivated independent of daylight. As a result, it is also possible to cultivate organisms for whose growth the daylight at a given location and / or at a given season is insufficient. Furthermore, by a lighting system, the yield can be increased.
  • phototrophic organisms such as green plants, can also be cultivated in agricultural units and / or agricultural modules, which are closed off from daylight, for example in a stack of agricultural units and / or agricultural modules by other agricultural units and / or agricultural modules. As a result, the area available for the cultivation of phototrophic organisms increases considerably.
  • organisms and devices in particular automatically, can also be transported to hard-to-reach agricultural units and / or agricultural modules.
  • the cultivation of the organisms in particular automatically be performed.
  • An air-conditioning system makes it possible to produce the optimal climatic conditions for the cultivated organisms, irrespective of weather and / or climate, and thus to increase the yield and / or to enable the cultivation of certain organisms at a given location and / or at a given season ,
  • control unit By a control unit, the operation of the agricultural unit, the agricultural module and / or the agricultural system, in particular automatically controlled.
  • the maintenance space accessible to a user of the agricultural unit and / or the agricultural module may include a free area within the agricultural unit and / or the agricultural module.
  • the user can carry out maintenance work on the agricultural unit and / or the agricultural module without having to stay outside of it, for example on a scaffolding.
  • the maintenance rooms of neighboring agricultural units and / or Agricultural modules merge into each other, so that there is a continuous maintenance, through which the user can reach all connected through the maintenance aisle agricultural units and / or agricultural modules.
  • a supply line for an agricultural unit, an agricultural module and / or an agricultural system may be designed for the transport of fresh water, wastewater, gases, pesticides, nutrient solutions, nutrient suspensions, heat, energy and / or control signals and / or have a connection system.
  • a connection system supply lines of agricultural units, agricultural modules and / or an agricultural system can be advantageously connected to each other, so that a plurality of agricultural units and / or agricultural modules can be supplied by the connected supply lines.
  • An illumination system for an agricultural unit, an agricultural module and / or an agricultural system can be designed to illuminate at least a part of a number of organisms and in particular comprise a number of lamps, for example LED lamps and / or gas discharge lamps.
  • the use of LED luminaires enables particularly energy-efficient lighting.
  • the areas can, for example, a daylight area, in which from the outside into the agricultural system incident daylight alone is sufficient to illuminate the plants cultivated there, an artificial light area in which the lighting needs of the plants cultivated there is essentially covered by artificial light, and a transition area between daylight area and Include artificial light area.
  • gas discharge lamps can be used in the daylight area and / or transitional area as well as LED lights in the transition area and / or the artificial light area.
  • the investment costs are kept low by the use of inexpensive gas discharge lamps in a part of the agricultural system.
  • energy efficiency and operating costs are minimized by using efficient LED luminaires in areas that require frequent or permanent artificial lighting.
  • At least one luminaire may have an emission spectrum adapted to the growth conditions of a number of the organisms. Different organisms show optimal growth with different lighting spectra. By illuminating with an emission spectrum adapted to the growth conditions, a particularly high and / or high-quality yield can be achieved.
  • a transport system for an agricultural unit, an agricultural module and / or an agricultural system may be used to transport organisms, cultivation containers, lights, supply robots, observation means, seeds, crops, animal products. Be designed fertilizer, feed, tools and / or machinery. By the transport system, the objects mentioned can be brought quickly, easily and / or automatically to their respective destination.
  • the transport system comprises, for example, at least one conveyor belt, an elevator, a chute, a pipe conveying system, in particular pneumatically driven, and / or a number of guide rails.
  • the transport system may comprise at least one tube conveying system for a substantially vertical transport section and at least one conveyor belt for a substantially horizontal transport section.
  • the transport system can comprise at least two, preferably parallel, conveyer belts, one of which is designed for transporting harvested plants and / or plant parts and the other for transporting seedlings and / or seeds.
  • the transport system may comprise at least one seedling container, which is designed to gently transport seedlings, in particular on a conveyor belt and / or in a tube conveying system.
  • the seedling container may, for example, comprise a number of, in particular articulated, interconnected seedling compartments for accommodating at least one seedling or one cultivating container with a number of seedlings.
  • the seedling container can also be transported in a transport system with tight curve radii, for example within a tube conveying system, at a transition from a tube conveying system to a conveyor belt and / or at a transition between a vertical and a horizontal section of the transport system.
  • the seedling compartments are advantageously designed so that the seedling are protected therein against mechanical stress, for example by a padded inner surface and / or a lid, which may be designed in particular for automated, such as magnetic, opening.
  • the transport system may comprise at least one transport robot which is designed to move along the guide rails. With the help of a transport robot especially fragile goods can be transported not only safely and efficiently, but also safely picked up at the starting point of the transport and sold safely at the end of the transport.
  • At least one guide rail may have a connection system.
  • guide rails of agricultural units, agricultural modules and / or an agricultural system can advantageously be connected to one another so that a plurality of agricultural units and / or agricultural modules can be reached via the connected guide rails.
  • At least one guide rail can be designed to receive at least one supply line. By integrating supply lines in guide rails, the supply lines can be laid in a particularly space-saving manner, leaving more room for the cultivation of organisms.
  • At least one guide rail may be parallel to a portion of the at least one
  • a connection system for a supply line and / or a guide rail can be designed for the non-destructive detachable connection of at least one supply line and / or guide rail of an agricultural unit, an agricultural module and / or an agricultural system with a further supply line and / or guide rail of an agricultural unit of an agricultural module and / or an agricultural system be, wherein the interconnected supply lines and / or guide rails merge into each other.
  • the connection system thus creates a continuous supply line or guide rail at the connection point.
  • connection system may include a number of connectors. By means of connectors, supply lines or guide rails can be connected to one another particularly easily.
  • connection system may have a number of Connectors, for example, projections, and a number of complementary Jacobkon- nectors, for example, wells include.
  • connection system may be at least partially retractable into the housing of the agricultural unit or module comprising the connection system.
  • the connection system is protected when not in use and is not a hindrance, for example in the arrangement of agricultural units and / or agricultural modules.
  • connection system may comprise at least one securing means, for example a safety valve and / or a safety switch, the safety means preventing a flow of energy or matter in the unconnected state from the supply line comprising the connection system.
  • the securing means avoids dangers due to an uncontrolled flow of energy or matter from unconnected supply lines.
  • a supply system for an agricultural unit, an agricultural module and / or an agricultural system may be used for sowing, setting, care, irrigation, fertilization, and / or harvesting of plants and / or fungi; be designed for the care and / or feeding of animals and / or for pest control and include, for example, at least one supply robot. With the help of a supply robot, the supply can be automatic and very efficient.
  • the supply robot can be designed in particular for harvesting plants or plant parts from a cultivation container and / or for setting and / or sowing plant seeds or plant seeds into a cultivation container.
  • the supply robot can comprise at least one gripping device for harvesting and setting plants, which in particular, preferably automatically, are mounted on the supply robot so as to be interchangeable with one another. Due to the generally very different size and shape of seedlings on the one hand and crops on the other hand, it is advantageous to hold for different gripping devices.
  • the supply system may comprise at least one mixing unit for producing plant-specific nutrient solutions and / or nutrient suspensions from a number of universal starting solutions, starting suspensions and / or solids. This allows each plant to be given a customized nutrient solution to optimize its yield. while keeping only a limited number of raw materials at the same time, reducing the cost of warehousing and logistics.
  • An air conditioning system for an agricultural unit, an agricultural module and / or an agricultural system may be designed for air conditioning, in particular for regulating a temperature by cooling or heating, a humidity and / or an atmospheric composition, a surrounding environment of a number of organisms and, for example, at least one heat recovery device and / or at least one heat pump, in particular a geothermal heat pump.
  • the air-conditioning system may include, for example, a water-carrying tube system for heat transport.
  • a heat recovery device such as a heat exchanger, and / or a heat pump, a particularly energy-efficient air conditioning is possible.
  • the air-conditioning system may include a pre-drying device, for example a fan, in particular for hot air, for pre-drying harvested plants or parts of plants.
  • a pre-drying device for example a fan, in particular for hot air, for pre-drying harvested plants or parts of plants.
  • the predrying device can also be used for air conditioning.
  • a control unit for an agricultural unit, an agricultural module and / or an agricultural system may be used to control a lighting system, a supply system, an air conditioning system, a transport system, an energy recovery system, a water supply system, an intralogistics system and / or an at least partially disclosed roofing of the agricultural unit, Agricultural module and / or the agricultural system.
  • the control unit comprises, for example, a number of observation means, in particular cameras, for observing a number of the organisms; at least one evaluation unit for evaluating the state of the observed organisms; at least one output unit for outputting control signals; at least one input unit for inputting operating commands; at least one display unit for displaying observation data, evaluation results and / or control signals and / or at least one memory unit for storing observation data, evaluation results and / or control data ersignalen.
  • a control unit according to the invention makes comprehensive control and monitoring of the agricultural system possible in order to ensure optimized yields and the traceability of the organisms and products produced therefrom.
  • a method according to the invention for operating an agricultural system for the agricultural cultivation of organisms comprises at least the following steps:
  • the cultivating container can be transported, for example, in a seedling container in the sense of the invention.
  • transporting the cultivation container from the growing station to a growing station may comprise at least one of the following steps:
  • substantially vertically transporting the cultivation container for example with a pipe conveying system, to an input end face of a production rail from a number of agrarian units and / or agricultural modules arranged horizontally one behind the other;
  • b essentially horizontally transporting the cultivation container, for example with a conveyor belt, within the production rail and / or c. Transferring the seedlings from the transportable cultivation container into a cultivation container of the growth station, for example with a supply robot.
  • the horizontal transporting of a first cultivation container can take place up to an output front side of the production rail opposite the input end side.
  • a subsequent culture container can then be transported up to the first cultivation container and so on until an entire length of the production rail is filled with cultivation containers.
  • the conveyor belt in particular automatically, stop, so that the seedlings can be implemented from the now immobile transportable cultivation containers in cultivation container of the production rail.
  • the method may comprise at least one of the following method steps:
  • Harvesting may in particular comprise at least one of the following steps:
  • a Determining a harvest maturity of the plants of a production rail, for example by inspecting the plants by a human observer and / or by a control system, in particular with an image recognition algorithm, b. Releasing the production line for harvesting at harvest maturity;
  • Pre-drying the plants or plant parts for example in an air flow of a blower; Transferring the plants or plant parts, for example with a supply robot, to a section of a transport system, for example a conveyor belt; substantially horizontally transporting the plants or plant parts to an output end face of the production rail with the transport system;
  • Transferring the plants or plant parts to a further section of the transport system for example by dropping the plants or plant parts from a conveyor belt into a transport container of a tube conveying system;
  • Spatial separation of cultivating and harvesting may be as beneficial as the spatial separation of growing and culturing described above.
  • By reusing the culture tank it does not need to be re-produced for each culture cycle, saving resources.
  • the culture container must be recycled for reuse, for example, cleaned.
  • reprocessing is done in a reprocessing station, no space is blocked in another station.
  • the agricultural system may include a number of management stations and at least one mobile management tool.
  • the management agent can be transported by a transport system from one management station to another management station, depending on the need for management and / or management time, the management station, for example, a breeding station, a growth station and / or a harvesting station and the management agent, for example, a light, a Supply robot and / or a transport robot is.
  • the method may include decontaminating and / or conditioning the management agent between use in different management stations. This ensures that the management agent does not transport harmful substances into a management station.
  • the method may include controlling a lighting system, a supply system, an air conditioning system, a transport system, an energy recovery system, a water supply system, an intralogistics system and / or an at least partially disclosed roofing of the agricultural unit, the agricultural module and / or the agricultural system, wherein the controlling at least the following method steps include:
  • the current state of the organisms can be evaluated and reacted to, for example, by an adjustment of water and / or nutrient supply, lighting and / or climatic conditions and / or triggering of care measures and / or harvest.
  • the method may comprise the following additional method steps:
  • the technical innovation goes beyond pure agricultural and vertical farming systems, the visionary idea is a holistic, sustainable agricultural system with further, integrative, inclusive system concepts / system components from the area of working and living.
  • the system is based on innovative key technologies that are backed by cutting-edge technology in the area of construction, production and process engineering, as well as in the smart area of control and robot technology, infrastructure and plant supply as well as jobs under the aspect of Industry 4.0.
  • the components of the respective task are functionally adapted, and the system concept can also be adapted to the respective application area or location.
  • the innovation includes an agricultural system, which due to the example V-shaped or stepped overall construction, as a variable plug-in system, includes that the plant or useful area is significantly larger than the floor surface and the floor surface can be used independently of the planting area.
  • the importance of this system lies in its high area and resource efficiency, the special, for example step-shaped, shaping and the associated high production and harvest efficiency.
  • a step-like construction type is given a high incidence of light, which can be supplemented by LEDs.
  • the agricultural system is preferably based on a novel hydroponic / aquaponic / robotic intralogistics system.
  • Ecological objective is a self-sufficient energy plus unit with circulation system, also promoted by the specific shaping, since in the range of the energy and water supply resource-saving techniques like photovoltaic, rain water collection basin and deep drilling can be used.
  • the utilization of (treated) wastewater and waste is also possible for the irrigation system and fertilization.
  • recycling, greywater, yellow water, struvite, digestate and / or compost can be recycled in a wastewater treatment plant such as a natural wastewater treatment plant.
  • a plus-energy house is a house resembling a zero-energy house, whose annual energy balance is positive: it gains more energy than it receives from the outside (for example in the form of electricity, gas, heating oil or wood fuels).
  • the energy required for heating and hot water is obtained in or at the house itself, through daytime heat, geothermal energy, solar thermal systems and / or photovoltaic systems.
  • the energy should be generated locally via photovoltaics as well as energy crops and secondary raw materials (eg organic waste) from production, canteens and / or households and, if the site is suitable, supported by geothermal energy.
  • Supply can be organic and food supply can be organic.
  • a socially mixed community of life can be built up with people from different age groups and occupations in different individual forms of living, whereby the agricultural system can be the center of supply.
  • the agricultural system can provide jobs, agricultural products, energy and / or food for the inhabitants of the housing world.
  • the living world can be combined with various residential units, single-family homes and / or multi-family houses, so that people of all ages can live to the severely disabled in this living environment.
  • a central aim of the invention is to combine agricultural production with a living, living and working community, e.g. as cooperative model, gGmbH o.ä.
  • This can be combined with service and technology elements that ensure the support of all age groups in their specific regional environment.
  • the development of this concept aims to make the world of care transferable in a polycentric responsibility structure, so that in the future in densely populated areas as well as in smaller communities, the supply of food, housing, care and energy is ensured.
  • the information flow for severely handicapped people in word, writing or image is preferably accessible and comprehensible accessible with adaptable display means, so that their access to manufacturing processes is improved.
  • An important measure and approach is the integrative workplace concept of the agricultural system. As early as the construction of the agricultural system and in particular of an intralogistics system, workplaces and production processes can be developed in such a way that under the aspect of human-robot interaction in the context of Industry 4.0 for all employees, including people with the most severe disabilities, within the scope of the Workplace adaptation can be made flexible. This provides an opportunity for people with severe disabilities to access production and industrial workplaces, thereby improving their access to the agricultural system's manufacturing processes, and at the same time improving the economic aspect for entrepreneurs, as jobs can be flexibly adapted to the individual employee.
  • Fig. 1 shows schematically an exemplary agricultural unit
  • Fig. 2 shows schematically an exemplary agricultural module
  • FIG. 3 shows schematically an exemplary agricultural system
  • FIG. 4 shows schematically an example method for operating an agricultural system
  • Fig. 5 shows schematically a side view of an exemplary agricultural system
  • Fig. 6 shows schematically an oblique view of an exemplary agricultural unit.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary agricultural unit 100 in which a number of, for example two, cultivation containers 110, for example in the form of hydroponics containers, are arranged.
  • the agricultural unit 100 is enclosed by a housing 120, for example made of metal, which is stackable with its underside 127 on the upper side 126 of a further agricultural unit 100.
  • the housing may include a retention system 124, such as a number of connectors, for securing agricultural units 100 stacked against each other against displacement.
  • FIG. 2 schematically shows an exemplary agricultural module 200 in which a number of, for example two, agricultural units 100 are arranged.
  • the agricultural module 200 is enclosed by a housing 120, for example made of metal, which can be stacked with its underside 127 on the upper side 126 of a further agricultural module 200.
  • the housing can be a holding System 124, for example, a number of connectors, to secure stacked agricultural modules 200 against sliding against each other.
  • the agricultural system 300 consists of a number of, in the example shown two, vertically stacked agricultural modules 200, for example, each contain at least one agricultural unit 100, which in turn contains a number of, for example two, cultivation containers 1 10 ,
  • the agricultural system 300 further comprises a transport system 310 for cultivation containers 110, for example in the form of a conveyor belt.
  • FIG. 4 schematically shows an exemplary method 400 for operating an agricultural system 300.
  • 401 plants are grown in a mobile cultivation container 110, for example from seedlings, in a growing station.
  • a transport 404 of the cultivation container 110 into a growth station follows.
  • the growing station is followed by cultivating 402 the plants until harvest 403.
  • further processing 407 of the crop may occur and the culturing bin may undergo reprocessing 406 to be reused.
  • FIG. 5 schematically shows a side view of an exemplary agricultural system 300.
  • the illustrated agricultural system 300 comprises a plurality of agricultural modules 200, which are arranged in five planes one above the other in a V shape in order to achieve the highest possible utilization of daylight.
  • Each agricultural module 200 shown consists of 28 agricultural units, which are arranged, for example, in seven levels one above the other and four compartments next to each other.
  • Agricultural system 300 includes a support system 320 having a number of supports 321 that may be configured as hollow tubes for receiving supply lines.
  • the supports 321 may also carry, for example, vertically oriented solar thermal or photovoltaic modules.
  • the bottom plate 322, which bounds the agricultural modules downwardly, may be elevated to provide space therefor, for example, for an intralogistics system 350.
  • the Agrarian System 300 has a roof 360 for protection against weather conditions.
  • the width, height and depth of the agricultural system for example, 80 m, are 50 m respectively 150 m, to provide a cultivated area of 200 000 m 2 at a base of 12, 000 rn. 2
  • FIG. 6 schematically shows an oblique view of an exemplary agricultural unit 100.
  • the illustrated agricultural unit 100 comprises two cultivating containers 110, for example hydroponics containers, with a number of plants P.
  • the plants P can be produced from an agricultural unit 100.
  • 31 1 movable supply robot 171 are supplied.
  • the supply robot 171 can harvest the plants P and transfer them to a transport system 310, for example in the form of a conveyor belt.
  • the agricultural unit 100 further comprises a maintenance room 199, in which a user, for example, for maintenance purposes, can stop.
  • the housing 120 of the agricultural unit 100 is not shown for clarity.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Agrareinheit (100) zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen, wobei die Agrareinheit (100) zumindest einen Kultivierungsbehälter (110) zur Aufnahme der Organismen 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 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

AGRAREINHEIT, AGRARMODUL, AGRARSYSTEM UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES AGRAR-
SYSTEMS
BESCHREIBUNG
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 außerdem ein Agrarsystem mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Ebenen, die jeweils aus einer Anzahl von gegeneinander austauschbaren, insbesondere gleichförmigen, Agrareinheiten und/oder Agrarmodu- len bestehen. 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, Reihenab- stand, Wachstumsbedingungen, Fruchtwechsel, Witterung etc. 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 Möglichkeiten haben, weitere landwirtschaftliche Nutzflächen zu pachten und diese mit kostenintensiven Landmaschinen zu bearbeiten. Ein weiteres Problem ist die fortschreitende Abholzung von Urwaldflächen, mit begrenzter landwirtschaft- licher Nutzungsmöglichkeit, mit der Folge der Versteppung.
Auch in Mitteleuropa ist landwirtschaftlicher Ertrag vor allem vom Bodenwert abhängig, so dass Magerböden, Tagebau - oder Uniandflächen nur aufwendig in den Kreislauf landwirtschaftlicher Nutzung mit einbezogen werden können. Gerade im Bereich der Nahrungsmit- telerzeugung 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 Pflan- zen 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 Flä- che 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 Anla- ge zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen bereitzustellen, die eine ressour- ceneffiziente und flexible Produktion ermöglicht und möglichst einfach betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Agrareinheit gemäß Anspruch 1 , ein Agrarmodul gemäß An- spruch 4 und ein Agrarsystem gemäß Anspruch 8 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Agrarsystems gemäß Anspruch 26 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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 arretierbar 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 Bewegungssys- tem 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 Aquakultur und Hydrokultur in einem Agromodul wird als Aquaponik be- zeichnet. 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 vorzugsweise 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 vorzugsweise 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 verstellten 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 Wesent- liehen 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 Wei- se— 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 ent- sprechende 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 könn- ten. 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 Ag- rarmodul 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 transparentes, 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, ver- hindert ein zu starkes Auskühlen und/oder Aufheizen des Gehäuseinnenraums, wodurch dieser energieeffizient auf eine für das Wachstum der jeweiligen Organismen jeweils optima- le 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, ins- besondere motorgetriebene, Rollen kann das Gehäuse, auf einfache Weise von einem Einsatzort zu einem anderen transportiert werden, um beispielsweise einem geänderten Pro- duktionsbedarf 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. Selbstverständ- lieh 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 Posi- tion 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 Agrarsystem kann insbesondere zumindest abschnittsweise V- förmig, trapezförmig und/oder stufenförmig aufgebaut sein, beispielsweise wie in der Patentschrift EP 1 489 898 B1 in den Absätzen [0024] bis [0071] beschrieben, die hier durch Bezugnahme aufgenommen sind. Eine V-Form bietet den besonderen Vorteil einer sehr effizienten Ausnutzung des von außen in das Agrarsystem einfallenden Tageslichts für darin kultivierte Pflanzen.
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 zumin- dest 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 ent- legenen Gebieten betrieben werden. Die in einer Biomasseanlage umgewandelte Biomasse wird vorzugsweise in dem Agrarsystem selbst erzeugt, beispielsweise in Form von Ener- giepflanzen. 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 zu- mindest 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 Agrarsys- tems überspannt, umfassen. Eine Bedachung schützt vor Witterungseinflüssen und ermöglicht einen witterungsunabhängigen Betrieb des Agrarsystems. Die Bedachung kann zumindest abschnittsweise transparent sein und/oder eine Anzahl von, insbesondere verschließba- ren, 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 Öff- nungen 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 Dekon- taminationseinrichtung, 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 Mitar- beiters 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, Datenbril- len, 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 körper- licher 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, Versor- gung 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 Agrarmodulen 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 optima- len 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 ausge- legt sein und insbesondere eine Anzahl Leuchten, beispielsweise LED-Leuchten und/oder Gasentladungsleuchten, umfassen. Durch die Verwendung von LED-Leuchten ist eine besonders energieeffiziente Beleuchtung möglich. Insbesondere können in unterschiedlichen Bereichen des Agrarsystems in Art und/oder Anzahl unterschiedliche Leuchten bzw. Belichtungen, beispielsweise nach Wellenlängenbereich, Intensität und Zeitverlauf der Belichtung, eingesetzt sein. Die Bereiche können zum Beispiel einen Tageslichtbereich, in dem von außen in das Agrarsystem einfallendes Tageslicht allein zur Beleuchtung der dort kultivierten Pflanzen ausreicht, einen Kunstlichtbereich, in dem der Beleuchtungsbedarf der dort kultivierten Pflanzen im Wesentlichen durch Kunstlicht gedeckt wird, und einen Übergangsbereich zwischen Tageslichtbereich und Kunstlichtbereich umfassen. Vorteilhafterweise können Gasentladungsleuchten im Tageslichtbereich und/oder Übergangsbereich sowie LED- Leuchten im Übergangsbereich und/oder Kunstlichtbereich eingesetzt sein. Dadurch werden einerseits die Investitionskosten durch die Verwendung kostengünstiger Gasentladungsleuchten in einem Teil des Agrarsystems gering gehalten. Andererseits werden der Energieverbrauch und die Betriebskosten durch die Verwendung effizienter LED-Leuchten in Berei- chen, die häufige oder dauerhafte künstliche Beleuchtung erfordern, minimiert.
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 Be- leuchtung 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 Agrar- modulen 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, ein, insbesondere pneumatisch angetriebenes, Rohrfördersystem und/oder eine Anzahl von Führungsschienen. Besonders vorteilhaft kann das Transportsystem zumindest ein Rohrfördersystem für einen im Wesentlichen vertikalen Transportabschnitt und zumindest ein Förderband für einen im Wesentlichen horizontalen Transportabschnitt umfassen.
Das Transportsystem kann zumindest zwei, vorzugsweise parallel verlaufende, Förderbän- der umfassen, von denen eines zum Abtransport geernteter Pflanzen und/oder Pflanzenteile und das andere zum Antransport von Setzlingen und/oder Saatgut ausgelegt ist. Dadurch ist eine besonders schnelle Aberntung und Neubepflanzung einer Agrareinheit bzw. eines Ag- rarmoduls möglich, ohne dass sich Erntegut einerseits und Setzlinge bzw. Saatgut andererseits vermischen könnten.
Das Transportsystem kann zumindest einen Setzlingsbehälter umfassen, der dazu ausgelegt ist, Setzlinge, insbesondere auf einem Förderband und/oder in einem Rohrfördersystem schonend zu transportieren. Der Setzlingsbehälter kann beispielsweise eine Anzahl von, insbesondere gelenkig, miteinander verbundenen Setzlingsabteilen zur Aufnahme je zumin- dest eines Setzlings oder eines Kultivierungsbehälters mit einer Anzahl von Setzlingen umfassen. Durch eine gelenkige Verbindung kann der Setzlingsbehälter auch in einem Transportsystem mit engen Kurvenradien, beispielsweise innerhalb eines Rohrfördersystems, an einem Übergang von einem Rohrfördersystem zu einem Förderband und/oder an einem Übergang zwischen einem vertikalen und einem horizontalen Abschnitt des Transportsys- tems, transportiert werden. Die Setzlingsabteile sind vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass der Setzling darin vor mechanischen Belastungen geschützt sind, beispielsweise durch eine gepolsterte Innenfläche und/oder einen Deckel, der insbesondere zur automatisierten, beispielsweise magnetischen, Öffnung ausgelegt sein kann.
Das Transportsystem kann zumindest einen Transportroboter umfassen, der zu einer Bewe- gung 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 Verbin- dungssystem 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 Gegenkon- nektoren, 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 Siche- rungsventil 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 Agrarsystem 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 Versor- gungsroboter umfassen. Mit Hilfe eines Versorgungsroboters kann die Versorgung automatisch und besonders effizient erfolgen.
Der Versorgungsroboter kann insbesondere zum Ernten von Pflanzen oder Pflanzenteilen aus einem Kultivierungsbehälter und/oder zum Setzen und/oder Säen von Pflanzensetzlin- gen bzw. Pflanzensamen in einen Kultivierungsbehälter ausgelegt sein. Der Versorgungsroboter kann beispielsweise zumindest je eine Greifvorrichtung zum Ernten und zum Setzen von Pflanzen umfassen, die insbesondere, vorzugsweise automatisiert, gegeneinander austauschbar an dem Versorgungsroboter angebracht sind. Aufgrund der in der Regel stark unterschiedlichen Größe und Form von Setzlingen einerseits und Erntepflanzen andererseits ist es vorteilhaft, dafür unterschiedliche Greifvorrichtungen vorzuhalten.
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 opti- mieren, 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 Klimatisierung, insbesondere zur Regulierung einer Temperatur durch Kühlung o- der Erwärmung, einer Luftfeuchtigkeit und/oder einer Atmosphärenzusammensetzung, 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 was- serführendes, Röhrensystem zum Wärmetransport umfassen. Durch eine Wärmerückgewinnungseinrichtung, beispielsweise einen Wärmetauscher, und/oder eine Wärmepumpe ist eine besonders energieeffiziente Klimatisierung möglich.
Das Klimatisierungssystem kann eine Vortrocknungseinrichtung, beispielsweise ein Gebläse, insbesondere für Warmluft, zur Vortrocknung von geernteten Pflanzen oder Pflanzenteilen umfassen. Werden Pflanzen beispielsweise aus einem Hydroponikbehälter geerntet, sind die Wurzeln der Pflanzen tropfnass. Damit kein Wasser unkontrolliert in dem Agrarsystem verteilt wird, ist es vorteilhaft, geerntete Pflanzen vor einem Abtransport vorzutrocknen, das heißt, zumindest so weit zu trocknen, dass kein Wasser mehr von den Pflanzen abtropft. Besonders vorteilhaft kann die Vortrocknungseinrichtung auch zur Klimatisierung genutzt werden.
Eine Steuerungseinheit für eine Agrareinheit, ein Agrarmodul und/oder ein Agrarsystem kann zur Steuerung eines Beleuchtungssystems, eines Versorgungssystems, eines Klimatisie- rungssystems, eines Transportsystems, eines Energiegewinnungssystems, eines Wasserbereitstellungssystems, eines Intralogistiksystems und/oder einer zumindest teilweise offenbaren 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 Zustande der beobachteten Organismen; zumindest eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Steuersignalen; zumindest eine Eingabeeinheit zur Eingabe von Bedienbefehlen; zumindest eine Anzeigeeinheit zur Anzeige von Beobachtungsda- ten, Auswertungsergebnissen und/oder Steuersignalen und/oder zumindest eine Speichereinheit zur Speicherung von Beobachtungsdaten, Auswertungsergebnissen und/oder Steu- ersignalen. Durch eine erfindungsgemäße Steuerungseinheit ist eine umfassende Steuerung und Überwachung des Agrarsystems möglich, um optimierte Erträge und die Rückverfolg- barkeit 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 Wachs- tumsstation;
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. Der Kultivierungsbehälter kann beispielsweise in einem Setzlingsbehälter im Sinne der Erfindung transportiert werden. Das Transportieren des Kultivierungsbehälters von der Anzuchtstation in eine Wachstumsstation kann insbesondere zumindest einen der folgenden Schritte umfassen:
a. im Wesentlichen vertikales Transportieren des Kultivierungsbehälters, zum Beispiel mit einem Rohrfördersystem, an eine Eingangsstirnseite einer Produktionsschiene aus einer Anzahl von horizontal hintereinander angeordneten Agrareinheiten und/oder Agrarmodulen;
b. im Wesentlichen horizontales Transportieren des Kultivierungsbehälters, zum Beispiel mit einem Förderband, innerhalb der Produktionsschiene und/oder c. Umsetzen der Setzlinge aus dem transportablen Kultivierungsbehälter in einen Kultivierungsbehälter der Wachstumsstation, beispielsweise mit einem Versorgungsroboter.
Insbesondere kann das horizontale Transportieren eines ersten Kultivierungsbehälters bis zu einer der Eingangsstirnseite gegenüberliegenden Ausgangsstirnseite der Produktionsschiene erfolgen. Ein nachfolgender Kultivierungsbehälter kann dann bis an den ersten Kultivierungsbehälter heran transportiert werden und so weiter, bis eine gesamte Länge der Produktionsschiene mit Kultivierungsbehältern gefüllt ist. Dann kann beispielsweise das Förderband, insbesondere automatisch, anhalten, sodass die Setzlinge aus den nunmehr unbewegten transportablen Kultivierungsbehältern in Kultivierungsbehälter der Produktionsschiene umgesetzt werden können.
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 oder der Wachstumsstation;
c. Transportieren des Kultivierungsbehälters von der Erntestation oder der Wachstumsstation, 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.
Das Ernten kann insbesondere zumindest einen der folgenden Schritte umfassen:
a. Feststellen einer Erntereife der Pflanzen einer Produktionsschiene, beispielsweise durch ein Inspizieren der Pflanzen durch einen menschlichen Beobachter und/oder durch ein Steuerungssystem, insbesondere mit einem Bilderkennungsalgorithmus, b. Freigeben der Produktionsschiene zur Ernte bei festgestellter Erntereife;
c. Entnehmen einer Anzahl von Pflanzen oder Pflanzenteilen aus einem Kultivierungsbehälter, beispielsweise mit einem Versorgungsroboter;
d. Vortrocknen der Pflanzen oder Pflanzenteile, beispielsweise in einem Luftstrom eines Gebläses; Ubergeben der Pflanzen oder Pflanzenteile, beispielsweise mit einem Versorgungsroboter, an einen Abschnitt eines Transportsystems, beispielsweise ein Förderband; im Wesentlichen horizontales Transportieren der Pflanzen oder Pflanzenteile an eine Ausgangsstirnseite der Produktionsschiene mit dem Transportsystem;
Übergeben der Pflanzen oder Pflanzenteile an einen weiteren Abschnitt des Transportsystems, beispielsweise, indem die Pflanzen oder Pflanzenteile von einem Förderband in einen Transportbehälter eines Rohrfördersystems fallen;
im Wesentlichen vertikales Transportieren der Pflanzen oder Pflanzenteile von der Ausgangsstirnseite der Produktionsschiene auf die Höhe einer Weiterverarbeitungseinrichtung, beispielsweise mit einem Rohrfördersystem, und/oder
insbesondere manuelles Weiterverarbeiten der Pflanzen oder Pflanzenteile in der Weiterverarbeitungseinrichtung.
Besonders vorteilhaft kann jeweils abwechselnd ein Entnehmen einer Anzahl von Pflanzen oder Pflanzenteilen aus einem Kultivierungsbehälter der Produktionsschiene und ein Umsetzen einer Anzahl von Setzlingen in den Kultivierungsbehälter stattfinden, sodass der Kultivierungsbehälter jederzeit möglichst vollständig mit Pflanzen bestückt ist. Ferner ergibt sich so eine besonders effiziente Nutzung eines Versorgungsroboters, da dieser keine unnötigen Leerfahrten ausführen muss.
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 werden, wobei die Bewirtschaftungsstation beispielsweise eine Anzuchtstation, eine Wachstumsstation und/oder eine Erntestation ist und das Bewirtschaftungsmittel beispiels- weise 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 offenbaren Bedachung der Agrareinheit, des Agrarmoduls und/oder des Agrarsys- tems umfassen, wobei das Steuern zumindest folgende Verfahrensschritte umfasst:
a. Beobachten einer Anzahl der Organismen;
b. Auswerten des Zustande 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 je- weiligen 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 vorzugsweise 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 Pro- duktion 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 Technologieele- menten, 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. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise der Informationsfluss für schwerbehinderte Menschen in Wort, Schrift oder Bild mit anpassbaren Anzeigemitteln aufnehmbar und verständlich zugänglich, so dass ihr Zugang zu Fertigungsprozessen verbessert wird. Eine wichtige Maßnahme und ein Handlungsansatz ist das integrative Arbeitsplatzkonzept des Agrarsystems. Bereits beim Bau des Agrarsystems und insbesondere einer Intralogistik- anlage 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:
Fig. 1 schematisch eine beispielhafte Agrareinheit;
Fig. 2 schematisch ein beispielhaftes Agrarmodul;
Fig. 3 schematisch ein beispielhaftes Agrarsystem;
Fig. 4 schematisch ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb eines Agrarsystems;
Fig. 5 schematisch eine Seitansicht eines beispielhaften Agrarsystems und
Fig. 6 schematisch eine Schrägansicht einer beispielhaften Agrareinheit.
Figur 1 zeigt schematisch eine beispielhafte Agrareinheit 100, in der eine Anzahl von, beispielsweise zwei, Kultivierungsbehältern 1 10, 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.
Figur 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 Halte- System 124, beispielsweise eine Anzahl von Steckverbindern, umfassen, um aufeinander gestapelte Agrarmodule 200 gegen ein Verschieben gegeneinander zu sichern.
Figur 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 1 10 enthält. Das Agrarsystem 300 umfasst weiterhin ein Transportsystem 310 für Kultivierungsbehälter 1 10, beispielsweise in Form eines Förderbandes.
Figur 4 zeigt schematisch ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Betrieb eines Agrarsystems 300. Zunächst erfolgt ein Heranziehen 401 von Pflanzen in einem mobilen Kultivierungsbehälter 1 10, beispielsweise aus Setzlingen, in einer Anzuchtstation. Dann folgt ein Transportieren 404 des Kultivierungsbehälters 1 10 in eine Wachstumsstation. In der Wachstumsstati- on 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.
Figur 5 zeigt schematisch eine Seitansicht eines beispielhaften Agrarsystems 300. Das dar- gestellte 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 Photovoltaikmo- dule tragen. Die die Agrarmodule nach unten begrenzende Bodenplatte 322 kann aufge- ständert sein, um darunter beispielsweise für ein Intralogistiksystem 350 nutzbaren Raum zu schaffen. Das Agrarsystem 300 verfügt über eine Bedachung 360 zum Schutz vor Witte- rungseinflüssen. Die Breite, Höhe und Tiefe des Agrarsystems können beispielsweise 80 m, 50 m respektive 150 m betragen, um bei einer Grundfläche von 12 000 rn2 eine Anbaufläche von 200 000 m2 bereitzustellen.
Figur 6 zeigt schematisch eine Schrägansicht einer beispielhaften Agrareinheit 100. Die dargestellte Agrareinheit 100 umfasst zwei Kultivierungsbehälter 1 10, beispielsweise Hydroponikbehälter, mit einer Anzahl von Pflanzen P. Die Pflanzen P können von einem an Füh- rungsschienen 31 1 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, auf- halten 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
1 10 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
31 1 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
41 1 Beobachten
412 Auswerten
413 Ausgeben
414 Eingeben
415 Anzeigen
416 Protokollieren
P Pflanze

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Agrareinheit (100) zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen, wobei die Agrareinheit (100) zumindest einen Kultivierungsbehälter (110) zur Aufnahme der Organismen 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, Aqua- ponik, Aquakultur und/oder Algenzucht ausgelegt ist und/oder insbesondere a. mit 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).
Agrarmodut (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 Ag- rarmodulen (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 gekennzeich net, 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 bevozugt 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 gekennzeich net, 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 einem der Ansprüche 1 bis 3, und/oder Agrarmodulen (200), bevorzugt gemäß Anspruch 4 oder 5, bestehen, zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen in einer Anzahl von Kultivierungsbehältern (1 10),
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
ein Transportsystem (310) zum Transport einer Anzahl von Kultivierungsbehältern (1 10) mit den darin enthaltenen Organismen, insbesondre 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,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
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
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
zumindest ein Intralogistiksystem (350), das bevorzugt zumindest eine Weiterverarbeitungseinrichtung (351 ), Verpackungseinrichtung (352) und/oder Transporteinrichtung (353) für in dem Agrarsystem (300) kultivierte Organismen umfasst und/oder
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
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 eine Anzahl von alten- und/oder behindertengerechte Arbeitsmitteln (370), bevorzugt umfassend:
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.
Versorgungsleitung (130) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1, ein Agrar- modul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem (300) gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeich net, 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 , ein Agrar- modul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem (300) gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeich net, dass
das Beleuchtungssystem (160) zur Beleuchtung von jeweils zumindest einem Teil einer Anzahl der Organismen 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 angepasstes Emissionsspektrum aufweist.
Transportsystem (310) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1 , ein Agrarmo- dul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeich net, dass
das Transportsystem (310) zum Transport von Organismen, 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 (31 1 ) umfasst, wobei insbesondere
a. das Transportsystem (310) zumindest einen Transportroboter (312) umfasst, der zu einer Bewegung entlang der Führungsschienen (31 1 ) ausgelegt ist; b. zumindest eine Führungsschiene (31 1 ) ein Verbindungssystem (140) aufweist; c. zumindest eine Führungsschiene (31 1 ) zur Aufnahme zumindest einer Versorgungsleitung (130) ausgelegt ist und/oder
d. zumindest eine Führungsschiene (31 1 ) parallel zu einem Abschnitt des zumindest einen Förderbands (313) verläuft.
Verbindungssystem (140) für eine Versorgungsleitung (130) und/oder eine Führungsschiene (31 1 ) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1 , ein Agrarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem (300) gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
das Verbindungssystem (140) zur zerstörungsfrei lösbaren Verbindung zumindest einer Versorgungsleitung (130) und/oder Führungsschiene (31 1 ) einer Agrareinheit (100), eines Agrarmoduls (200) und/oder eines Agrarsystems (300) mit einer weiteren Versorgungsleitung (130a) und/oder Führungsschiene (31 1 a) einer Agrareinheit (100), eines Agrarmoduls (200) und/oder eines Agrarsystems (300) ausgelegt ist, wobei die miteinander verbundenen Versorgungsleitungen (130, 130a) und/oder Führungsschienen (31 1 , 31 1 a) 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 (300) gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeich net, 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.
2. Klimatisierungssystem (180) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1 , ein Ag- rarmodul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem (300) gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeich net, dass
das Klimatisierungssystem (180) zur Regulierung einer Temperatur durch Kühlung oder Erwärmung, einer Luftfeuchtigkeit und/oder einer Atmosphärenzusammensetzung einer Umgebung einer Anzahl der Organismen ausgelegt ist und bevorzugt a. zumindest eine Wärmerückgewinnungseinrichtung und/oder
b. zumindest eine Wärmepumpe, besonders bevorzugt eine Erdwärmepumpe umfasst.
3. Steuerungseinheit (190) für eine Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1 , ein Agrarmo- dul (200) gemäß Anspruch 2 und/oder ein Agrarsystem (300) 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 offenbaren 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;
b. zumindest eine Auswertungseinheit zur Auswertung des Zustande 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 umfasst.
Verfahren (400) zum Betrieb eines Agrarsystems (300), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, zur landwirtschaftlichen Kultivierung von Organismen mit zumindest folgenden Schritten:
a. Heranziehen (401 ) einer Anzahl von Pflanzen (P), bevorzugt aus Setzlingen und/oder Samen, in zumindest einem transportablen Kultivierungsbehälter (1 10), in einer Anzuchtstation;
b. Transportieren (404) des Kultivierungsbehälters (1 10) von der Anzuchtstation in eine Wachstumsstation;
c. Kultivieren (402) der Pflanzen (P) in der Wachstumsstation, die bevorzugt als Agrareinheit (100) gemäß Anspruch 1 und/oder Agrarmodul gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist, und
d. Ernten (403) von zumindest Teilen der Pflanzen (P)
und bevorzugt zumindest einem Ver folgenden Verfahrensschritte:
e. Transportieren (404) des Kultivierungsbehälters (1 10) von der Wachstumsstation in eine Erntestation;
f. Ernten (403) von zumindest Teilen der Pflanzen (P) in der Erntestation oder der Wachstumsstation;
g. Transportieren (404) des Kultivierungsbehälters (1 10) von der Erntestation oder der Wachstumsstation in eine Wiederaufbereitungsstation;
h. Wiederaufbereiten (406) des Kultivierungsbehälters (1 10), bevorzugt in einer Wiederaufbereitungsstation;
i. Wiederverwenden des Kultivierungsbehälters (1 10) gemäß den vorangegangenen Verfahrensschritten und/oder
j. Weiterverarbeiten (407) der geernteten Pflanzen (P) und/oder Pflanzenteile, wobei besonders bevorzugt das Agrarsystem (300) eine Anzahl von Bewirtschaftungsstationen und zumindest ein mobiles Bewirtschaftungsmittel umfasst, wobei meist bevorzugt
i. das Bewirtschaftungsmittel je nach Bedarf an Bewirtschaftungsart und/oder Bewirtschaftungsdauer durch ein Transportsystem (310) von einer Bewirtschaftungsstation zu einer anderen Bewirtschaftungsstation transportiert wird,
ii. die Bewirtschaftungsstation bevorzugt eine Anzuchtstation, eine
Wachstumsstation und/oder eine Erntestation ist und/oder iii. das Bewirtschaftungsmittel eine Leuchte (161 ) ein Versorgungsroboter (171 ) und/oder ein Transportroboter (312) ist;
k. Dekontaminieren und/oder Aufbereiten (405) des Bewirtschaftungsmittels zwischen der Verwendung in verschiedenen Bewirtschaftungsstationen;
I. 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 offenbaren Bedachung (360) der Agrareinheit (100), des Agrarmoduls (200) und/oder des Agrarsystems (300), wobei das Steuern (406) folgende Verfahrensschritte umfasst:
i. Beobachten (41 1 ) einer Anzahl der Organismen;
ii. Auswerten (412) des Zustande der beobachteten Organismen und iii. Ausgeben (413) von Steuersignalen
und insbesondere 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.
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