동적 조명으로 온실 에너지 비용 절감

사진: 시그니파이

오늘날 에너지 가격은 매우 높으며 이는 재배자의 조명 설치에 반영됩니다. HPS 램프는 꺼지고 더 경제적일 뿐만 아니라 밝기를 조절할 수 있는 LED 조명으로 교체되고 있습니다. 여전히 인공 조명을 사용해야 하지만, 이를 더 스마트하게 사용하면 품질 저하 없이 제품 1kg당 상당한 비용 절감을 달성할 수 있습니다.

조명에 대한 새로운 접근 방식의 핵심은 비용 효율성과 유연성이라는 두 가지 개념입니다. 식물이 자라기 위해서는 광합성 활성 방사선(PAR)이 필요합니다. 결국 비결은 식물이 잘 자랄 수 있도록 가능한 최저 비용으로 올바른 구성(스펙트럼 및 강도)으로 충분한 PAR 조명을 제공하는 것입니다. 그리고 전기 비용이 일정하지 않고 시간마다 달라질 수 있는 것처럼 식물의 조명 요구 사항도 일정하지 않습니다. 연구와 실습을 통해 빛을 역동적인 성장 인자로 취급하는 것이 식물 발달과 에너지 비용 모두에 유익할 수 있다는 사실이 이미 입증되었습니다. 항상 고정된 시간에 최대 출력으로 조명 설비를 가동하던 시대는 곧 과거의 일이 될 것입니다. 왜냐하면 항상 모든 에너지 입력 단위에 대해 생산을 최적화하려고 하기 때문입니다.

비용 효율성은 하루 또는 주당 제공되는 PAR 합계, 자연광을 보충하는 데 필요한 LED 조명의 양과 같은 다양한 변수가 있는 역동적인 게임으로 간주될 수 있습니다. 가능한 한 경제적으로 이러한 양을 달성하려면 조명 기간의 분포와 조명 기간을 하루와 주 동안 고려하는 것도 중요합니다. 최고 수준의 에너지 효율성을 달성하려면 제공되는 스펙트럼을 다양화하여 효율성은 떨어지지만 때로는 필요하거나 바람직한 색상(예: 원적외선 및 녹색/백색광)의 사용을 최대한 최소화할 수 있습니다. 물론 이를 위해서는 조명 설치와 소프트웨어가 적합해야 합니다. 마지막으로 어떤 범위를 활용할 수 있는지, 실제로 어떤 절감 효과를 얻을 수 있는지 입증하기 위한 실질적인 연구와 경험이 필요합니다.

재배자가 완벽한 조광 가능 LED 설치와 이를 제어할 수 있는 올바른 프로그램을 통해 지금 어떻게 비용을 절감할 수 있습니까? 우선, 고정된 패턴에 작별을 고하는 것입니다. 이미 이용 가능한 작물과 일광에 따라 자신을 인도하고 필요에 따라 이를 보충하십시오. 빛을 온도와 마찬가지로 역동적인 성장 인자로 생각하십시오. 이를 통해 이른 아침이나 늦은 오후, 그리고 상대적으로 전기요금이 저렴한 주말에는 조명을 더 많이 사용하는 대신 밤, 낮 중 특정 시간 등 저렴한 시간에 최대 전력으로 조명을 사용할 수 있습니다. .

지난 시즌 비교 시험에서 Signify 팀은 토마토 작물의 에너지 가격을 기준으로 타이밍과 조명 합계의 조합을 테스트했습니다. 이는 매주 동일한 빛의 양을 받는 두 개의 구획에서 수행되었습니다. 구획 1은 220 μmol/m2/초의 일정한 광도와 18시간의 낮 길이로 조명되었습니다. 인접한 구획에는 300μmol/m2/sec의 최대 광도에서 동적 조명이 제공되었지만 또한 어두워졌습니다. 조명 기간 동안의 최소 광량은 항상 50 µmol/m2/s였습니다. 이 최소값은 무엇보다도 품종, 작물 위치 및 식물 부하에 따라 달라지며, 단계 및 부하에 따라 약간 더 높을 수 있습니다. 전기 요금에 따라 제어되었으며 주말과 밤에는 가장 높은 조명 강도가 사용되었습니다. 이는 당시 가장 높은 온실 온도에도 도달했음을 의미합니다. 이것이 현재의 재배방식과 다른 점이다. 실제로 목표는 오후에 최고 기온을 달성하는 것인 경우가 많습니다. 파일럿에서는 동적 조명 범위를 단계별로 정의하기 위해 조명 제어가 실제로 평소보다 조금 더 극단적입니다.

재배 과정에서 우리는 작물 결과에 차이가 있음을 확인했습니다. 조명을 얼마나 엄격하게 제어하느냐에 따라 에너지 비용은 최대 8% 절감되었으며, 작물의 생산량과 품질 측면에서는 비슷한 성과를 거두었습니다. 하루 중 비용이 덜 드는 시간에 작물이 빛에 노출되었기 때문에 kWh당 평균 가격이 더 낮고 밝기를 어둡게 하면 조명 장치도 더 효율적이 됩니다. 이는 총 에너지 소비를 줄입니다. 우리는 광합성 활동의 차이를 관찰하지 못했으며, 이는 성장 잠재력이 동일하다는 결론을 내리게 합니다. 또 다른 눈에 띄는 점은 동적으로 제어되는 구획에서 작물의 생식적 성장을 좀 더 쉽게 관리할 수 있어 이 작물의 균형이 약간 더 좋아졌다는 것입니다. 그러나 이로 인해 생산량에 차이가 발생하지는 않았습니다. 또한 동적으로 조명이 켜진 구획에서 증발량이 약간 더 높았지만 이로 인해 품질이 변경되지는 않았습니다. 마지막으로, 우리는 생산이 동일하게 유지되었음에도 불구하고 재배하는 동안 두 구획 사이에서 과일 무게가 다르다는 것을 확인했습니다. 분명히 동화 균형은 조명 일정의 영향을 받습니다.