Умные системы управления освещением для теплиц снижают затраты

Согласно исследованию Университета Джорджии, новая подключенная к Интернету система освещения для теплиц может резко сократить расходы фермера на электроэнергию.

Недавно опубликовано в разделе Plants , исследование показало, что система прогнозирующего управления освещением может оптимизировать освещение для растений, предсказывая солнечный свет и включая свет только тогда, когда это необходимо. Данные показали, что фермеры могут сократить расходы на электроэнергию в теплицах на целых 33 %, оптимизировав освещение.

В дождливые или пасмурные дни растениям дают дополнительное освещение, чтобы компенсировать недостаток солнечного света. Хотя эти лампы эффективны, они могут быть дорогими, неэффективными и потреблять огромное количество электроэнергии. Согласно отчету Министерства энергетики США за 2017 год, ежегодно садоводческое освещение потребляет электроэнергии на 600 млн долларов США.

«Когда светодиодные светильники впервые появились на рынке, они дали нам возможность управлять освещением теплиц на уровне, который раньше был невозможен», — сказал Марк Ван Ирсел, профессор Колледжа сельскохозяйственных наук и наук об окружающей среде. «В то время проводилось много исследований по оптимизации самого освещения, но почти никто не работал над интеллектуальным управлением системой освещения».

«Электричество, используемое для освещения, составляет от 10% до 30% стоимости содержания теплицы», — сказал Ван Ирсел. «Наше исследование началось с идеи о том, что если мы сможем снизить эти затраты, мы сможем очень быстро повлиять на эффективность и устойчивость теплиц».

Студентка магистратуры по электротехнике Ширин Афазли построила систему управления, которая использует датчики для измерения текущих погодных условий, и доктор философии. студент Саханд Мошарафян и доцент Джавад Мохаммадпур Велни разработали алгоритмы предсказания освещенности в своих лабораториях. В сочетании система может прогнозировать количество солнечного света в будущем. Это позволяет оптимизировать освещение внутри теплицы и обеспечить растениям правильное количество света.

Теплицы в основном используются зимой и весной, поэтому команда тестировала свою систему в течение обоих вегетационных периодов. Оба эксперимента показали снижение затрат при сохранении роста растений, однако новая система оказала большее влияние весной. Это снизило затраты на 33% весной и только на 4% зимой. Система обеспечивает наибольшую экономию, пока светит солнце. Поскольку в зимние месяцы дни короче, свет необходимо включать чаще.

По мнению исследователей, фактическая экономия средств может быть еще выше. В их экспериментах предполагалась фиксированная стоимость электроэнергии, но в реальном мире цены на фермы варьируются. Команда уже запрограммировала систему для учета этой переменной и планирует опубликовать будущие исследования, показывающие более высокие нормы сбережений. Поскольку население планеты продолжает расти, поиск способов производить больше еды с меньшими ресурсами становится все более важным.