Slimme lichtregelingen voor kassen Lagere kosten

Een nieuw, op internet aangesloten verlichtingssysteem voor kassen zou de elektriciteitsrekening van een boer sterk kunnen verlagen, volgens een onderzoek van onderzoekers van de Universiteit van Georgia.

Onlangs gepubliceerd in Planten , toonde de studie aan dat een voorspellend lichtregelsysteem de verlichting voor planten kan optimaliseren door zonlicht te voorspellen en alleen de lichten te laten branden wanneer dat nodig is. Uit de gegevens bleek dat boeren hun elektriciteitskosten in de kas met maar liefst 33% konden verlagen door hun verlichting te optimaliseren.

Op regenachtige of bewolkte dagen krijgen planten extra verlichting om het gebrek aan zonlicht te compenseren. Hoewel ze effectief zijn, kunnen deze lampen duur en inefficiënt zijn en enorme hoeveelheden elektriciteit verbruiken. Een rapport uit 2017 van het Amerikaanse ministerie van Energie schatte dat tuinbouwverlichting elk jaar $ 600 miljoen aan elektriciteit verbruikte.

"Toen LED-lampen voor het eerst op de markt kwamen, gaven ze ons de mogelijkheid om kasverlichting te regelen op een niveau dat voorheen niet mogelijk was", zegt Marc Van Iersel, professor aan het College of Agricultural and Environmental Sciences. “Destijds werd er veel onderzoek gedaan om de lampen zelf te optimaliseren, maar bijna niemand werkte aan een slimme aansturing van het verlichtingssysteem.”

"De elektriciteit die voor de verlichting wordt gebruikt, varieert van 10% tot 30% van de kosten van het runnen van een kas", zegt Van Iersel. "Ons onderzoek begon met het idee dat, als we deze kosten kunnen verlagen, we heel snel een impact kunnen hebben op de efficiëntie en duurzaamheid van kassen."

Masterstudent elektrotechniek Shirin Afazli bouwde een besturingssysteem dat sensoren gebruikt om de huidige weersomstandigheden te meten, en Ph.D. student Sahand Mosharafian en universitair hoofddocent Javad Mohammadpour Velni ontwikkelden lichtvoorspellende algoritmen in hun laboratoria. In combinatie kan het systeem de hoeveelheid zonlicht in de toekomst voorspellen. Hierdoor kan het de verlichting in de kas optimaliseren en planten de juiste hoeveelheid licht geven.

Kassen worden voornamelijk in de winter en de lente gebruikt, dus het team heeft hun systeem tijdens beide groeiseizoenen getest. Beide experimenten lieten lagere kosten zien terwijl ook de plantengroei behouden bleef, maar het nieuwe systeem had een grotere impact tijdens het voorjaar. Het verlaagde de kosten met 33% in het voorjaar, maar slechts 4% in de winter. Het systeem levert de meeste besparingen op als de zon schijnt. Omdat de wintermaanden kortere dagen hebben, moeten de lichten vaker aan zijn.

Volgens de onderzoekers kan de werkelijke kostenbesparing nog hoger uitvallen. Hun experimenten gingen uit van vaste kosten voor elektriciteit, maar in de echte wereld zijn boerderijen onderhevig aan variabele prijzen. Het team heeft het systeem al geprogrammeerd om rekening te houden met deze variabele en is van plan om toekomstig onderzoek te publiceren dat hogere besparingen laat zien. Naarmate de wereldbevolking blijft toenemen, wordt het steeds belangrijker om manieren te vinden om meer voedsel te produceren met minder hulpbronnen.