Wheatfield Gardens

Forbedre drivhuseffektiviteten med adaptiv lysstyringsteknologi

Projekt på et blik

Firma navn: Wheatfields Gardens

Branche: Landbrug

Beliggenhed: North Tonawanda, NY

Baggrund

Beliggende cirka 10 miles nord for Buffalo i det nordlige Tonawanda, er Wheatfield Gardens en 550,000 ft.² hydroponisk indendørs landbrugsanlæg, der producerer højværdiafgrøder med energieffektiv teknologi. Siden 2015 har Paal Elfstrum, CEO og grundlægger af Wheatfield Gardens arbejdet på at revitalisere anlægget. Da muligheden bød sig for at installere et næste generations, adaptivt lysstyringssystem, tøvede Elfstrum ikke.

Wheatfield Gardens installerede dæmpbare LED'er, der tilbyder en lysspektrumkontrol sammen med en tærskelbaseret controller. Den originale lysstyring var meget omfattende," sagde Elfstrum, "men den var overkonstrueret med det formål at styre lysene og hvad vi ønskede, at den skulle gøre."

Energieffektiv teknologi

New York State Energy Research and Development Authority (NYSERDA) ydede finansiering til en Candidus adaptiv belysningscontroller - en teknologi, der styrer mængden af ​​lys, der er nødvendig for at maksimere et drivhusanlægs energieffektivitet. Controlleren blev sat op i en 2,100 ft² testplot bestående af 26 LED-armaturer over en kulturdam, hvor der dyrkes smørhovedsalat.

To plots blev konfigureret til det samme daglige lysintegral (DLI) mål. Den eksisterende controller var programmeret til at slukke midlertidigt, når kombineret sollys og supplerende lys overskred en tærskel på 500 mikromol. Den adaptive belysningscontroller blev oprindeligt programmeret til at prioritere at nå DLI-målet og senere opdateret til maksimal energibesparelse gennem kontrolinstruktioner, der begrænsede lysudbyttet til 50 % før kl. 9:00 for at undgå at overskride DLI.

Elektricitet i hver plot blev målt over en periode på syv måneder for at vurdere den relative energiydelse. Afgrødeydelsen blev uafhængigt overvåget i denne periode, hvilket omfattede fotografidokumentation af afgrøderne under vækst og registrering af salathovedvægt ved høst.

Ud over direkte måling af energiforbruget i hvert plot, blev controllerens energibesparelsespotentiale modelleret ved hjælp af tænd/sluk- og dæmpningssignaler overvåget af Candidus-software. Estimerede energibesparelser blev uafhængigt verificeret, så de stemmer præcist med det målte energiforbrug i testgruppen.

Resultater

Brug af den modellerede kontrolplots baseline viste et betydeligt energibesparelsespotentiale for den adaptive belysningscontroller. Energibesparelserne var ca. 4.4 % i januar, men steg efterhånden som dagene blev længere og nåede til sidst 52.2 % i maj. Energibesparelsespotentialet om vinteren er lavere på grund af begrænset sollys og mindre mulighed for at dæmpe supplerende lys i tændingsperioden. Det supplerende belysningssystem, der fungerede ved fuld intensitet, var utilstrækkeligt til at nå målet DLI, hvilket resulterede i, at både kontrol- og testplottebelysningsarmaturer fungerede ved fuld effekt næsten kontinuerligt i januar.

Resultaterne af analysen indikerede en estimeret årlig energibesparelse på ca. 8.1 kWh/ft², idet der antages en grundlæggende tænd/sluk-lysstyringsstrategi som basislinje. Installation af den adaptive belysningscontroller på en hektar ville give en simpel tilbagebetalingsperiode, der spænder fra cirka 3.6 måneder (med en elpris på $0.05/kWh) til 2.5 måneder (med en elpris på $0.10/kWh).

Resultaterne af afgrødeovervågningen viste ingen signifikante forskelle i det visuelle udseende eller vægt af smørhovedets salathoveder.

Fordele

Elfstrum sagde, at den virkelige fordel ved at installere Candidus-controlleren er evnen til at dæmpe lyset aktivt for at spare omkostninger og energi. "Vi kan konkurrere om vinteren på grund af LED-lys," sagde han. "Når solen kommer frem om vinteren, modtager vi nok lys til, at controlleren automatisk kan slukke lyset og spare energi."

Elfstrum kan også godt lide controllerens evne til at spore trends og lysbrugshistorik. "Controlleren har den funktionalitet, som vi ønskede," sagde han. "Den er mere intuitiv end nogen anden controller, vi overvejede, da den er designet specifikt til vækst. Mange controllere er designet af belysningsfirmaets ingeniører uden landbrugserfaring."

For yderligere detaljer om denne undersøgelse og den adaptive lysstyringsteknologi, besøg venligst NYSERDA's Landbrug .