Seralarda Enerji Dengesi

Sera, bitkisel üretim için çevre koşullarının iyileştirilmesi amacıyla ışık geçirgen bir yapı olarak tasarımlanır. Sera tarımı, genellikle orta büyüklükteki aile işletmeleri tarafından uygulanır. Seracılık yüksek yatırım ve endüstriyel etkinlik gerektirir. Sebze, meyve ve süs bitkilerini sezon dışında üretmek amacıyla, bitkileri olumsuz çevre koşullarından korumak için kullanılan tarımsal yapıların tarihi uzun yıllar öncesine dayanır. Roma döneminde örtü altında gül yetiştiriciliği yapıldığı bildirilmektedir. Bitkisel üretimde kullanılan tarımsal yapıların etkinliğini artırmak için, uzun yıllardan günümüze kadar bir çok araştırma yapılmıştır. Bu araştırmalarda, özellikle ışık geçirgenliğinin artırılmasına özel önem verilmiştir. Bununla birlikte, modern teknoloji yardımıyla sera tasarımına ilişkin önemli gelişmeler sağlanmıştır. Işık geçirgenliği yüksek, kısmen ucuz sera tasarımları geliştirilmiştir. Bitki büyüme ve gelişmesini etkileyen değişik çevresel etmenlerin sürekli ve otomatik olarak kontrol sağlanmıştır.
Seralarda ısıtma ve havalandırma gereksinimlerini belirlemek için genellikle, kararlı durumdaki ısıl analizler uygulanır. Son zamanlarda, iç ve dış ortam sıcaklıklarındaki geçici değişimleri ve seradaki yapı elemanları, bitkiler ve toprağın ısı depolama etkisini de dikkate alan, dinamik özellikte kararsız durumda ısıl analiz yöntemleri geliştirilmiştir. Dinamik özellikteki bu analizler ile tasarım parametrelerindeki değişimler değerlendirilir.
Serada gündüz süresince güneş ışınımından ısı kazancı ile doğal olarak oluşan sıcaklık artışı ve üretim açısından istenilen ortam sıcaklığının sağlanması için gerekli olan enerji tüketiminin belirlenmesinde, seranın ısıl davranışının bilinmesi gerekir. Seranın ısıl davranışının incelenmesinde, sera ortamında gerçekleşen ısı ve kütle geçişi ilkeleri önemlidir. Bu nedenle aşağıdaki bölümlerde, öncelikle seranın ısı ve kütle dengesinde etkili ısı ve kütle geçişi ilkeleri incelenmiştir.