Spieltag 3 – Tönisvorster Think Tank

Unser Food-Connect Markt ist in Form eines Supermarktes aufgebaut. Daher liegt er in der Stadt und hat keinen Platz für riesige Felder, auf denen Lebensmittel angebaut werden. Daher haben wir schon vor dem Spieltag grob überlegt, in welcher Form der Anbau in unserem Markt stattfinden soll. Unsere Entscheidung ist auf das Vertical Farming gefallen. Da wir uns jedoch noch nicht viel mit diesem Thema und im Generellen mit Urban Farming auseinandergesetzt hatten, startete der Spieltag für uns erst einmal mit der Informationsbeschaffung.

Nach einigen Recherchen ging es für uns daran einen konkreteren Plan für unsere Anbaufläche zu erstellen. Da wir die Anbaufläche in unserem ursprünglichen Plan des Modells bereits berücksichtigt hatten, benötigten wir die erlaubte Erweiterung des Modells nicht und wir konnten direkt mit der Planung des Anbaus beginnen.

Zunächst entschieden wir uns, den geplanten Keller und die erste Etage im Modell zu bauen, um dem Modell eine Grundstabilität zu verleihen und diese für den nächsten Spieltag bereits umgesetzt zu haben. Danach konnten wir uns voll auf die Anbaufläche konzentrieren.

Für unser Modell entschieden wir uns für das Prinzip der Aquaponik, welche Hydroponik mit Aquakultur verbindet. Bei der Hydroponik werden Pflanzen ohne Erde mithilfe einer Nährstofflösung angebaut. Als Aquakultur bezeichnet man die Aufzucht von Wassertieren. 

In unserem Modell werden Fische am Boden unserer Anbaufläche gehalten. Das, durch das von den Fischen ausgeschiedene Ammonium und Ammoniak, angereicherte Wasser wird mithilfe einer Wasserpumpe mehrere Meter nach oben gepumpt. Dabei durchläuft es einen Behälter mit nitrifizierenden Bakterien, die das Ammonium und Ammoniak erst in Nitrit und später in Nitrat verstoffwechseln. So kann der vorhandene Stickstoff von den Pflanzen als Nährstoff genutzt werden. Von oben durchläuft das nährstoffhaltige Wasser nun nacheinander mehrere NFT-Rohre, in denen Pflanzen angebaut sind. Diese bieten den Vorteil, dass die Belüftung der Pflanzen optimal ist und genug Sauerstoffzufuhr gegeben ist. Nachdem alle Rohre durchlaufen wurden, fließt das Wasser zurück in das Fischbecken. Durch diese Methode mit geschlossenem Wasserkreislauf, werden enorme Mengen an Wasser gespart.

Unterstützt wird unser Anbau mit verschiedenen Elementen:

-              Alle Wände des Gewächshauses sind aus Plexiglas. Dadurch werden die Pflanzen natürlich beleuchtet und genug Licht für optimalen Wachstum ist vorhanden.

-              An den Wänden gibt es manuelle Abdunklungen, die zur Lichtregulierung dienen. So können auch Pflanzen mit geringerem Lichtbedürfnis angebaut werden.

Das smarte Element:

Zur Unterstützung des Anbaus haben wir uns ebenfalls mit Sensorik beschäftigt. Mithilfe eines Temperatur-/Luftfeuchtigkeitssensors und einem Mini-Lüfter wollten wir den Anbau auch smart steuern. Daher haben wir ein Programm geschrieben, welches den Lüfter mithilfe eines Arduino startet, sobald die Temperatur zu hoch ist. Sollte ein Problem in dem System auftreten, wird dieses mithilfe von LED-Warnblinklichtern angezeigt. Zudem haben wir mit einem Flammensensor einen Feueralarm entwickelt, der ebenfalls im Gewächshaus, sowie im ganzen Supermarkt angeschlossen werden kann. Dabei wird bei Gefahrenerkennung ein Ton abgegeben und ein Licht beginnt zu blinken. Die Energie für die smarten Steuerungen liefern die Solarzellen, auf dem Dach des Supermarktes. Diese haben wir zusätzlich noch mit Gestellen ausgestattet, um sie je nach Sonneneinstrahlung zu drehen, sodass die maximale Energieproduktion ermöglicht wird. 

Einbindung der Persona:

Joshuas Wunsch nach einer optisch passenden Anbaufläche haben wir mit den durchsichtigen Wänden und ansehnlichen Anbausystemen gelöst. Unser Gewächshaus ist modern und vereint Technik mit Natur. Menschen können von außen in das Gewächshaus blicken und die Vorgänge des Anbaus mitverfolgen, Wir haben zudem die Begrünung des Daches und der Wände des Supermarktes erweitert.

Für Jonas haben wir ein kleines Gebäude innerhalb des Gewächshauses geplant, in dem er mit den Sensoren für den Anbau experimentieren kann. Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor werden bereits benutzt, für die Zukunft werden auch noch LED-Systeme zur Beleuchtung (auch nachts), Sauerstoffmessungen sowohl im Wasser als auch an den Pflanzen und Nährstoffmessungen (Ammonium, Ammoniak, Nitrit und Nitrat) im Wasser zur Kontrolle der Werte relevant.

Dieses Gebäude wird auch genutzt um die Technik sowie den Anbau außenstehenden Leuten nahezubringen, zum Beispiel bei Schulausflügen. Leute können unser Gewächshaus besichtigen und bekommen einen Einblick in die Anbausysteme, die wir verwenden. Dafür gibt es Wege sowohl im Erdgeschoss als auch in der ersten Etage, die durch die Vertical-Farming-Systeme führen. Zudem bieten wir für Leute wie Amira, die gerne gärtnern, eine Gruppe an, die sich wöchentlich trifft, um in unserem Gewächshaus Pflanzen anzubauen. Dafür wird im Gewächshaus ein Abschnitt für diese Gruppe reserviert, der nach Belieben genutzt werden kann.

Die Ernte aus unserem Gewächshaus wird auf mehrere Weisen genutzt:

1.        Verkauf im Supermarkt: Der Supermarkt wird zu großen Teilen vom angrenzenden Gewächshaus beliefert.

2.        Verteilung an Bedürftige: Ein Teil der Ernte wird bereitgestellt und an Bedürftige verteilt. Auch nicht perfekt aussehende Lebensmittel werden genutzt und nicht weggeworfen.

3.        Verwendung bei Festen oder Ähnlichem: Bei besonderen Events im FoodConnect-Markt wird das Essen aus dem Gewächshaus bereitgestellt. 

Möglichkeiten für lokale Landwirte:

Lokal ansässige Landwirte haben die Möglichkeit, in unserem Gewächshaus eigene Vertical-Farming Elemente zu mieten und dort Pflanzen ihrer Wahl anzubauen. Diese können auch direkt vor Ort verkauft werden. So werden sowohl der FoodConnect-Markt als auch die lokalen Landwirte ökonomisch unterstützt. Der Markt stellt dabei die Anbaufläche und technische Unterstützung, während die Landwirte mehr Möglichkeiten haben, Pflanzen anzubauen. So wird die insgesamte, regionale Wirtschaft gestärkt und Transportwege verkürzt.

Welche Pflanzen bauen wir an?

Natürlich stellt sich die Frage, welche Pflanzen für den Anbau in Vertical-Farming Systemen wie unserem geeignet sind. Kleine, schnell wachsende Pflanzen wären dabei optimal. Blattgemüse ist eine der besten Optionen. Sowohl Salat als auch Spinat sollen in unserem Markt angebaut werden. Auch Kräuter und Mikrogreens sind gut geeignet, in unserem Modell haben wir uns dafür entschieden Kresse anzubauen.

Um für mehr Abwechslung in der Ernte zu sorgen, sind auch Früchte in unserem Markt vorhanden: Erdbeeren und Tomaten schienen die beste Option zu sein (auch Gurken und Paprika werden angebaut). Im Gewächshaus gibt es für verschiedene Pflanzen verschiedene Abschnitte, sodass ein kontrollierter, aber auch vielfältiger Anbau stattfinden kann. Das sorgt für weniger Anfälligkeit gegenüber Krankheiten und Schädlingen und verhilft dem Markt, zusammen mit den gezüchteten Fischen, zu einem großen Sortiment. Jedoch wird weniger auf tierische Produkte gesetzt, um die Nachhaltigkeit des Marktes zu fördern.