Slimme verlichtingscontrole verlaagt kasenergierekeningen met tot 33%

Een nieuw, internet-verbonden verlichtingssysteem voor kassen kan de elektriciteitsrekening van een boer aanzienlijk verlagen, volgens een studie van onderzoekers van de Universiteit van Georgia.

Onlangs gepubliceerd in Plants, toonde de studie aan dat een voorspellend verlichtingscontrolesysteem de verlichting voor planten kan optimaliseren door zonlicht te voorspellen en de lichten alleen aan te zetten wanneer nodig. De data toonde aan dat boeren hun kaselektriciteitskosten met zoveel als 33% kunnen verminderen door hun lichten te optimaliseren.

Op regenachtige of bewolkte dagen krijgen planten supplementaire verlichting om het gebrek aan zonlicht te compenseren. Hoewel effectief, kunnen deze lichten duur, inefficiënt zijn en enorme hoeveelheden elektriciteit consumeren. Een rapport uit 2017 van het U.S. Department of Energy schatte dat tuinbouwverlichting $600 miljoen waard van elektriciteit per jaar verbruikte.

„Toen LED-lichten op de markt kwamen, gaven ze ons de mogelijkheid om kasverlichting op een niveau te controleren dat eerder niet mogelijk was,” zei Marc Van Iersel, professor in het College of Agricultural and Environmental Sciences. „Op dat moment werd veel onderzoek gedaan om de lichten zelf te optimaliseren, maar bijna niemand werkte aan slimme controle van het verlichtingssysteem.”

„De elektriciteit die voor de lichten gebruikt wordt, is tussen 10% en 30% van de kosten van het runnen van een kas,” zei Van Iersel. „Ons onderzoek begon met het idee dat, als we deze kosten kunnen verminderen, we heel snel een impact kunnen hebben op de efficiëntie en duurzaamheid van kassen.”

Masterstudent elektrotechniek Shirin Afazli bouwde een controlesysteem dat sensoren gebruikt om de huidige weersomstandigheden te meten, en PhD-student Sahand Mosharafian en associate professor Javad Mohammadpour Velni ontwikkelden lichtvoorspellingsalgoritmes in hun laboratoria. In combinatie kan het systeem de hoeveelheid zonlicht in de toekomst voorspellen. Hierdoor kan het de lichten binnenin de kas optimaliseren en de planten het juiste hoeveelheid licht geven.

Kassen worden voornamelijk gebruikt tijdens de winter en lente, dus het team testte hun systeem tijdens beide groeiseizoenen. Beide experimenten toonden verminderde kosten terwijl de plantengroei behouden bleef, echter, het nieuwe systeem had een grotere impact tijdens de lente. Het verlaagde de kosten met 33% in de lente maar slechts 4% in de winter. Het systeem genereert de meeste besparingen terwijl de zon schijnt. Omdat wintermaanden kortere dagen hebben, moeten de lichten vaker aanstaan.

Volgens de onderzoekers kunnen de werkelijke kostenbesparingen nog hoger zijn. Hun experimenten gingen uit van een vaste prijs voor elektriciteit, maar in de echte wereld zijn boeren onderhevig aan variabele prijzen. Het team heeft het systeem al geprogrammeerd om hier rekening mee te houden en plannet toekomstig onderzoek te publiceren dat hogere besparingspercentages toont. Naarmate de wereldbevolking blijft groeien, wordt het vinden van manieren om meer voedsel te produceren met minder middelen steeds belangrijker.