温室智能照明控制降低成本
乔治亚大学研究人员的一项研究表明,用于温室的新型联网照明系统可以大幅降低农民的电费。
最近发表于植物 ,该研究表明,预测照明控制系统可以通过预测阳光并仅在需要时才运行灯光来优化植物的照明。数据显示,通过优化灯光,农民可以将温室用电成本降低多达 33%。
在雨天或阴天,植物被给予补充照明以弥补阳光不足。这些灯虽然有效,但价格昂贵、效率低下并且消耗大量电力。美国能源部 2017 年的一份报告估计,园艺照明每年消耗价值 6 亿美元的电力。
农业与环境科学学院教授 Marc Van Iersel 说:“当 LED 灯首次进入市场时,它们让我们有机会将温室照明控制在以前无法实现的水平。” “当时,很多研究都在优化灯光本身,但几乎没有人致力于照明系统的智能控制。”
“用于照明的电力是温室运营成本的 10% 到 30%,”Van Iersel 说。 “我们的研究始于这样一个想法,即如果我们能够降低成本,我们可以很快对温室的效率和可持续性产生影响。”
电气工程硕士生 Shirin Afazli 建立了一个控制系统,该系统使用传感器来测量当前的天气状况,并获得博士学位。学生 Sahand Mosharafian 和副教授 Javad Mohammadpour Velni 在他们的实验室中开发了光预测算法。结合起来,该系统可以预测未来的阳光量。这使它能够优化温室内的灯光,并为植物提供正确的光照量。
温室主要在冬季和春季使用,因此该团队在两个生长季节都测试了他们的系统。两项实验都显示成本降低,同时保持植物生长,然而,新系统在春季产生了更大的影响。它在春季将成本降低了 33%,但在冬季仅降低了 4%。在阳光明媚的时候,该系统可以节省最多的费用。由于冬季的白天较短,因此需要更频繁地开灯。
据研究人员称,实际节省的成本可能更高。他们的实验假设电力成本是固定的,但在现实世界中,农场的定价是可变的。该团队已经对系统进行了编程以解释这个变量,并计划发布未来的研究,显示更高的储蓄率。随着地球人口的不断增加,寻找用更少资源生产更多食物的方法变得越来越重要。
传感器