Risparmia sui costi dell'energia serra con l'illuminazione dinamica

Foto: Significare

Oggi i prezzi dell'energia sono molto alti e questo si riflette nelle installazioni luminose dei coltivatori. Le lampade HPS vengono spente e sostituite con luci a LED, che non solo sono più economiche, ma possono anche essere regolate. Dobbiamo ancora utilizzare la luce artificiale, ma utilizzandola in modi più intelligenti possiamo ottenere risparmi significativi sui costi per chilogrammo di prodotto senza compromettere la qualità.

Due concetti sono centrali nel nuovo approccio all'illuminazione: convenienza e flessibilità. Le piante hanno bisogno della radiazione fotosintetica attiva (PAR) per crescere. Il trucco, dopo tutto, sta nel fornire alle piante abbastanza luce PAR nella giusta composizione (spettro e intensità) al minor costo possibile per ottenere buone prestazioni. E proprio come i costi dell'elettricità non sono costanti, ma possono variare di ora in ora, anche il fabbisogno di luce di una pianta non è costante. La ricerca e la pratica hanno già dimostrato che può essere vantaggioso sia per lo sviluppo delle piante che per le bollette energetiche considerare la luce come un fattore di crescita dinamico. I giorni in cui gli impianti luminosi funzionavano sempre a piena potenza in orari prestabiliti saranno presto un ricordo del passato, perché si cerca sempre di ottimizzare la produzione per ogni unità di energia immessa.

L'efficacia dei costi può essere considerata come un gioco dinamico con diverse variabili, come la somma PAR da fornire al giorno o alla settimana, la quantità necessaria di luce LED per integrare la luce naturale fino a tali importi. È anche importante considerare la distribuzione dei periodi di illuminazione e della durata dell'illuminazione nel corso della giornata e della settimana per raggiungere tali importi nel modo più economico possibile. Per ottenere il massimo livello di efficienza energetica, è possibile variare lo spettro offerto, riducendo al minimo l'uso di colori meno efficienti ma talvolta necessari o desiderabili (ad esempio, luce rossa lontana e verde/bianca), nella massima misura possibile. Naturalmente l'impianto di illuminazione e il software devono essere adeguati a questo scopo. Infine, abbiamo bisogno di ricerca pratica ed esperienza per dimostrare quale autonomia può essere utilizzata e quali risparmi possono effettivamente essere ottenuti.

Come potrebbero i coltivatori risparmiare sui costi in questo momento con un'installazione LED dimmerabile senza soluzione di continuità e il giusto programma per controllarla? Innanzitutto dicendo addio agli schemi fissi. Lasciati guidare dal raccolto e dalla luce del giorno già disponibile e integrala secondo necessità. Pensa alla luce come a un fattore di crescita dinamico, proprio come la temperatura. Ciò consente di utilizzare l'illuminazione, alla massima potenza disponibile, nelle ore poco costose, come la notte e in alcune ore della giornata, anziché al primo mattino e nel tardo pomeriggio, e anche maggiormente nei fine settimana quando i prezzi dell'elettricità sono relativamente bassi .

La scorsa stagione, in prove comparative, il nostro team di Signify ha testato la combinazione di tempistica e somma leggera in base al prezzo dell’energia nelle colture di pomodoro. Ciò è stato fatto in due comparti che ricevevano la stessa somma leggera su base settimanale. Il compartimento 1 era illuminato con un'intensità luminosa costante di 220 μmol/m2/sec e una durata del giorno di 18 ore. Nel compartimento adiacente è stata fornita un'illuminazione dinamica con un'intensità luminosa massima di 300 μmol/m2/sec, ma anche attenuata. L'intensità luminosa minima durante il periodo di illuminazione è stata sempre di 50 µmol/m2/s. Questo minimo dipende, tra l'altro, dalla varietà, dalla posizione della coltura e dal carico delle piante e può essere leggermente superiore a seconda dello stadio e del carico. Era controllato in base alle tariffe elettriche, con le intensità luminose più elevate utilizzate durante i fine settimana e di notte. Ciò significava che in quei periodi venivano raggiunte anche le temperature più elevate della serra. È qui che differisce dall'attuale metodo di coltivazione. In pratica, l'obiettivo è spesso quello di raggiungere un picco di temperatura nel pomeriggio. Nel pilota, il controllo dell'illuminazione è un po' più estremo del solito nella pratica, in modo da definire passo dopo passo la gamma dell'illuminazione dinamica.

Nel corso della coltivazione, abbiamo notato differenze nei risultati del raccolto. A seconda del controllo rigoroso dell’illuminazione, i costi energetici erano inferiori fino all’8% mentre il raccolto aveva prestazioni simili sia in termini di produzione che di qualità. Poiché il raccolto è stato esposto alla luce in orari meno costosi della giornata, il prezzo medio per kWh è inferiore e anche gli impianti diventano più efficienti quando si attenua. Ciò riduce il consumo energetico totale. Non abbiamo osservato alcuna differenza nell'attività fotosintetica, il che ci porta a concludere che il potenziale di crescita è uguale. Un'altra cosa che mi ha colpito è che la crescita generativa del raccolto nel compartimento controllato dinamicamente poteva essere gestita un po' più facilmente, quindi questo raccolto aveva un equilibrio leggermente migliore. Ciò non ha tuttavia comportato alcuna differenza nella produzione. Abbiamo anche notato che l'evaporazione era leggermente maggiore nel vano illuminato dinamicamente, ma ciò non ha comportato alcun cambiamento nella qualità. Infine, abbiamo visto che il peso dei frutti differiva tra i due compartimenti durante la coltivazione, anche se la produzione rimaneva la stessa. A quanto pare, il bilancio assimilato è influenzato dal programma di illuminazione.