Умные теплицы могут снизить затраты на электроэнергию

Согласно исследованию, которое было проведено учёными Университета Джорджии, оптимизация системы освещения теплиц поможет фермерам сократить расходы на электричество. Особенно это актуально для вертикальных комплексов.

Специалистами была создана прогностическая система управления. Благодаря новой технологии, появляется возможность оптимизировать освещение для растений. Система умная, улавливает интенсивность солнечного света, выстраивает прогнозы.

В соответствии с показателями, включаются лампы на ферме, когда это необходимо. Данные исследований показали, что за счет оптимизации, фермеры могут снизить затраты на электроэнергию в своих теплицах на 33%.

Если день дождливый или пасмурный, то на фермах включают дополнительное освещение для растений. Оно восполняет нехватку солнечного света. Лампы могут быть эффективными, но останавливает их стоимость и потребляемое количество энергии.

Министерства энергетики США опубликовало отчёт за 2017 год, в котором указывается, что на освещение в растениеводческих комплексах и на небольших фермах ежегодно расходуется большое количество электроэнергии. Общая сумма составила $600 млн.

Учёные стали экспериментировать с LED-светильниками. По словам Марка Ван Иерсела, профессора Колледжа сельскохозяйственных и экологических наук, светодиодные лампы дают возможность экспериментировать, управлять освещением в теплице. Над системой освещения проводилось множество исследований, но мало кто экспериментировал над интеллектуальным управлением системой.

Вертикальные фермы требуют большого количества электроэнергии. Их расходы можно сократить на 10-30% от общей эксплуатационной стоимости. Учёным поставили задачу снизить затраты, но оптимизация может повлиять на эффективность и стабильность работы фермы. Этого нельзя было допустить.

Команда учёных из Университета Джорджии предлагает инновационную систему освещения. Она могла бы снизить потребность теплицы в электроэнергии без ущерба для растений.

Студентка магистратуры по электротехнике Ширин Афазли работала над системой управления на фермах. Технология включает в себя датчики, которые улавливают погодные условия. Аспирант Саханд Мошарафян и доцент Джавад Мохаммадпур Велни в своих лабораториях разработали алгоритмы, с помощью которых можно прогнозировать освещение.

Если соединить результаты двух исследований, двух технологий, то можно прогнозировать интенсивность солнечного света в будущем и добавить нужное количество света в теплице. В этом состоит идея оптимизации вертикальных ферм с гибридным освещением.

Команда учёных протестировала свою систему в течение различных вегетационных периодов. Эксперименты показали уменьшение расходов. Показатели оптимального развития растений при этом сохраняются. Это сократило расходы на 33% весной, но только на 4% зимой. Меньше всего затрат предприниматель понесёт в весеннее время. Это понятно. Зимой дни короче. Освещение включают на продолжительный период.

По мнению исследователей, фактическая экономия средств может быть еще выше. В экспериментах принималась во внимание фиксированная стоимость электроэнергии. Стоимость энергии в разное время суток неодинаковое. Данные переменные были учтены в ходе исследований. Результаты показали более низкие затраты на электричество.

По мере того как население планеты продолжает расти, поиск способов производить больше продовольствия с меньшими затратами ресурсов становится актуальным.

В 2017 году Ван Иерсел стал соучредителем стартап-компании Candidus. Предприятие было основано на его исследованиях. Компания создает более совершенные системы управления освещением для теплиц.