Grundsätzliche Überlegungen
Um unseren Ansatz messtechnisch zu untermauern, führen wir Klimamessungen durch.
Im Internet finden sich viele messtechnische Anwendungen, um einen Bienenstock mehr oder weniger perfekt zu überwachen. Hier seien das Hobos-Projekt um Prof. Tautz erwähnt, sowie das Projekt beelogger. Hier werden mit hohem Aufwand wissenschaftliche Daten gewonnen. Es ist technisch reizvoll, die Messdaten direkt auf einen PC zu übertragen, hierzu bieten sich verschiedene Verfahren an, Bluetooth, WLAN und 433 Mhz Funkübertragung sind wohl die häufigsten Übertragungstechnologien. Manchmal scheint es so zu sein, dass die Freude an der Technik das Interesse für das Insekt überwiegt. Im Wesentlichen werden folgende Parameter überwacht:
- Temperatur, viele Lebensvorgänge spielen sich optimal bei Temperaturen um 36 Grad ab
- Feuchtigkeit, hier gibt es unterschiedliche Präferenzen von Milben und Bienen
- Masse des Bienenstocks, hierauf basieren Systeme zur Schwarmerkennung
- Frequenzanalyse, hier schließt man aus Schalldruck und Frequenz auf das Verhalten der Bienen
- Ein- und Ausflugsfrequenz, hier wird mit Lichtschranken auf die Bienenaktivität geschlossen
- Bildanalyse mit Kameras, z.B. zur Varroenerkennung
Wir haben uns für ein einfaches System auf Basis eines Arduino entschlossen, der Temperatur-und Feuchtigkeitsdaten auf SD Karte speichert. Eine handelsübliche SD-Karte kann mehr als die Messwerte eines ganzen Jahres speichern und die elektromagnetische Strahlung, die von einem einfachen Datenspeichersystem ausgeht, ist sicher geringer, als die, die durch eine Funkverbindung entsteht.
Die Wirkung elektromagnetischer Strahlung auf die Biene ist umstritten; siehe hierzu: https://bees4life.org/de/bienensterben/6-gruende-fuer-das-bienensterben/wlan.
Ein reines Datenloggersystem hat zudem einen geringeren Energieverbrauch als ein System, dass Funksignale ausstrahlt. Wir haben uns auch die Frage gestellt, ob es wirklich sinnvoll ist, sekundenaktuell die Temperatur im Bienenstock auf dem Handy abrufbar zu haben.
Möglicherweise ist es sinnvoller verschiedene Beuten/Völker/Standorte/Tageszeiten im Nachhinein über einen längeren Zeitraum zu betrachten, als dem Augenblick und dem statistischen Rauschen hinterher zu jagen. Der einzige Grund, der eine online Überwachung ökonomisch rechtfertigt, ist die Schwarmerkennung. Das ist wichtig für den professionellen Imker, wir verzichten vorläufig auf diesen Aufwand.
Praktische Messungen
Materialvergleich
Wir wollen verschiedene Materialien, die für den Beutenbau in Frage kommen, objektiv vergleichen. In der Literatur finden sich viele bauphysikalische Tabellen, für Holz ist naturgemäß (im doppelten Sinn des Wortes) ein großer Range angegeben und für unsere Art der Isolation mit Sägemehl kann es gar keine genauen Literaturwerte geben, da die Dichte, die Partikelgröße und die Holzart variieren können. Selbst für die Baustoffe Polystyrol Hartschaum und Porenbeton weichen die Herstellerangaben voneinander ab.
Als Vorversuch sollen in einem einfachen Vergleich die beiden häufigsten Beutenbaustoffe miteinander verglichen werden: Es werden Sensoren in geometriegleiche Blöcke unterschiedlicher Materialien eingebracht und einer äußeren Temperaturänderung ausgesetzt:
Blau ist der nackte Sensor, rot ist Styropor und gelb ist Holz. Man sieht, dass sich eine Temperaturschwankung zunächst trivialerweise auf den nackten Sensor auswirkt, dann auf das Styropor, dann auf das Holz. Spontan würde man erwarten, dass das Styropor die Temperatur am besten hält, dem ist aber nicht so. Die gespeicherte Wärme im Holz ist größer! Das bedeutet in der Praxis, dass Holz besser puffert, d.h. dass sich ein plötzlicher Kälteeinbruch oder eine heisse Mittagsstunde im Inneren der Holzbeute weniger auswirkt, als in einer Styroporbeute.
Aber welche Materialien erfordern geringe Heizleistung bei den Bienen? Hierzu wird der Versuchsaufbau modifiziert: In eine kleine Holzschachtel geringer Wandstärke wird ein elektrisches Heizelement mit 1 Watt Leistung eingebracht sowie ein Temperatursensor. Die Schachtel wird dann umhüllt mit den zu vergleichenden Materialien:
In einem ersten Durchgang werden direkt miteinander verglichen:
- Sensor 1: Polystyrol Hartschaum mit einer Dichte von 36 gramm/liter
- Sensor 2 : Sägespäne, wie sie auch zur Füllung des NorthCube dienen
- Sensor 3: Porenbeton „Yton“
- Sensor 4: Fichtenholz