Trend im Pflanzenschutz: Funktion und Nutzen von Pulsweitenmodulation

Die Pulsweitenmodulation oder kurz PWM stellt einen wichtigen Trend in der Pflanzenschutz-Applikationstechnik dar. Dabei spritzen die Düsen der Feldspritze nicht permanent und je nach Geschwindigkeit mit unterschiedlichem Druck, sondern werden mit hoher Frequenz über ein Magnetventil an- und ausgeschaltet. Das nennt man pulsen und es bringt einige Vorteile.

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Bei der Pulsweitenmodulation im Pfanzenschutz wird über die Frequenz und den so genannten Duty Cycle (DC) die Menge beziehungsweise der Volumenstrom der Düse bei konstantem Druck geregelt.Gängige Frequenzen für PWM-Ventile liegen in einem Bereich von 10 bis 30 Hertz.

Die Einheit Hertz beschreibt, wie oft das PWM-Ventil pro Sekunde öffnet und schließt. Je höher die Frequenz, desto kürzer ist die Öffnungszeit pro Zyklus (auf - zu). Die Frequenz der Ventile ist entweder vom Hersteller der Spritze vorgegeben oder wird in den Grundeinstellungen festgelegt. Für die Düsenwahl ist die Frequenz jedoch nicht entscheidend.

Der Duty Cycle (DC) auch als Pulsweite bezeichnet, beschreibt das Verhältnis von Ventil offen und zu in Prozent und ist eine wichtige Größe für eine gute Quer und Längsverteilung der Spritzflüssigkeit. Bei Duty Cycle 100 Prozent ist das Ventil dauerhaft offen, wie beim „normalen“ Spritzen. Der halbe Volumenstrom einer Düse bei konstantem Druck wird bei Duty Cycle 50 Prozent erreicht.

Ein Beispiel: Bei 100 Prozent DC und einer montierten 06er-Düse in grau, appliziert diese dann bei 50 Prozent DC die Menge einer 03er-Düse (blau). Die meisten PWM-Ventile werden in einem Bereich von 30 Prozent bis 100 Prozent eingesetzt.

Die Vorteile der PWM-Technik kommen bei folgenden Anwendungen zum Tragen

• Einzeldüsensteuerung mit variablem Volumenstrom
• Konstante Tropfengröße und Aufwandmenge bei variabler Arbeitsgeschwindigkeit
• Abdriftreduktion und gleichbleibende Benetzungsqualität bei konstanter Tropfengröße
• Kurvenkompensation zur Vermeidung von Unter- und Überdosierung am äußeren und inneren Teil des Gestänges zum Beispiel beim Umfahren von Hindernissen ist möglich
• Variation der Ausbringmenge bei teilflächenspezifischer Applikation, bei gleichem Tröpfchenspecktrum
• Großer Regelbereich des Volumenstromes einer Düse, ohne die Tropfengröße wesentlich zu verändern
• Spot Spraying – für das kleinräumige Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln auf den Punkt

In einem umfangreichen Prüfprogramm wurden Lechler Agrardüsen mit PWM-Ventilen getestet. Auch bei JKI Anerkennungsprüfungen wurde die Eignung unterschiedlicher Düsenbauarten im Einsatz mit PWM Ventilen bestätigt. Entsprechende JKI Eintragungen im Verzeichnis Verlustmindernde Technik liegen vor. Grundsätzlich eignen sich Lechler Flachstrahldüsen ohne Injektor wie die Baureihen LU, AD, XDT und auch Flüssigdüngerdüsen FD/FS für PWM. Die Baureihen mit Injektor (ID3, IDTA, IDK, IDKT) erreichen ein hohe Abdriftminderung mit der PWM-Technik.

Wir haben für diesen Beitrag nach aktuellen Düsentrends bei Lechler nachgefragt. Vergleichbar Düsen gibt es auch bei den Herstellern Agrotop, Hardi, Teejet und anderen.

Eine Übersicht über aktuelle Düsen vom JKI (Julius-Kühn-Institut) finden sie hier: https://www.julius-kuehn.de/at/richtlinien-listen-pruefberichte-und-antraege/