Ahorre en costos de energía de invernadero con iluminación dinámica

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Los precios de la energía son hoy muy altos y esto se refleja en las instalaciones de iluminación de los productores. Las lámparas HPS se están apagando y sustituyendo por luces LED, que no sólo son más económicas, sino que también pueden atenuarse. Todavía necesitamos usar luz artificial, pero al usarla de manera más inteligente, podemos lograr importantes ahorros de costos por kilogramo de producto sin comprometer la calidad.

Dos conceptos son fundamentales para el nuevo enfoque de la iluminación: rentabilidad y flexibilidad. Las plantas necesitan radiación fotosintética activa (PAR) para poder crecer. Después de todo, el truco consiste en dar a las plantas suficiente luz PAR en la composición adecuada (espectro e intensidad) al menor coste posible para que funcionen bien. Y así como los costes de la electricidad no son constantes, sino que pueden variar de una hora a otra, las necesidades de luz de una planta tampoco lo son. La investigación y la práctica ya han demostrado que tratar la luz como un factor de crecimiento dinámico puede resultar beneficioso tanto para el desarrollo de las plantas como para las facturas de energía. Los días en los que las instalaciones de iluminación siempre funcionaban a máxima potencia en horarios fijos pronto serán cosa del pasado, porque siempre se busca optimizar la producción para cada unidad de energía aportada.

La rentabilidad se puede considerar como un juego dinámico con diferentes variables, como la suma PAR que se debe dar por día o por semana, las cantidades necesarias de luz LED para complementar la luz natural hasta esas cantidades. También es importante considerar la distribución de los períodos de iluminación y la duración de la iluminación a lo largo del día y de la semana para lograr esas cantidades de la forma más económica posible. Para lograr el nivel más alto de eficiencia energética, puede variar el espectro ofrecido, minimizando el uso de colores que son menos eficientes pero que a veces son necesarios o deseables (por ejemplo, luz roja lejana y luz verde/blanca), en la mayor medida posible. Por supuesto, la instalación de iluminación y el software deben ser adecuados para ello. Por último, necesitamos investigación práctica y experiencia para demostrar qué rango se puede utilizar y qué ahorros se pueden lograr realmente.

¿Cómo podrían los productores ahorrar costos ahora mismo con una instalación LED regulable y perfecta y el programa adecuado para controlarla? En primer lugar, diciendo adiós a los patrones fijos. Déjate guiar por el cultivo y la luz natural disponible y complétalo según sea necesario. Piense en la luz como un factor de crecimiento dinámico, al igual que la temperatura. Esto permite utilizar la iluminación, a toda la potencia disponible, durante las horas más económicas, como por la noche y a determinadas horas del día, en lugar de temprano en la mañana y al final de la tarde, y también más los fines de semana, cuando los precios de la electricidad son relativamente bajos. .

La temporada pasada, en pruebas comparativas, nuestro equipo de Signify probó la combinación de sincronización y suma de luz basada en el precio de la energía en cultivos de tomate. Esto se hizo en dos compartimentos que recibían la misma suma ligera semanalmente. El compartimento 1 se iluminó con una intensidad de luz constante de 220 µmol/m2/s y una duración del día de 18 horas. En el compartimento contiguo se proporcionó una iluminación dinámica con una intensidad luminosa máxima de 300 μmol/m2/s, aunque también se atenuó. La intensidad luminosa mínima durante el período de iluminación fue siempre de 50 µmol/m2/s. Este mínimo depende, entre otras cosas, de la variedad, la posición del cultivo y la carga de plantas, pudiendo ser ligeramente superior dependiendo de la etapa y la carga. Se controló en función de las tarifas eléctricas, utilizándose las mayores intensidades de luz durante los fines de semana y por la noche. Esto significó que en esos momentos también se alcanzaran las temperaturas más altas en el invernadero. En esto se diferencia del método de cultivo actual. En la práctica, el objetivo suele ser alcanzar un pico de temperatura por la tarde. En el piloto, el control de la iluminación es un poco más extremo de lo habitual en la práctica, para definir paso a paso el rango de iluminación dinámica.

A lo largo del cultivo, vimos diferencias en los resultados de los cultivos. Dependiendo de cuán estrictamente se controlara la iluminación, los costos de energía eran hasta un 8% más bajos, mientras que el cultivo se comportaba de manera similar tanto en términos de producción como de calidad. Como el cultivo estuvo expuesto a la luz en momentos del día menos costosos, el precio promedio por kWh es menor y las luminarias también se vuelven más eficientes cuando se atenúan. Esto reduce el consumo total de energía. No hemos observado ninguna diferencia en la actividad fotosintética, lo que nos lleva a concluir que el potencial de crecimiento es igual. Otra cosa que destacó fue que el crecimiento generativo del cultivo en el compartimento controlado dinámicamente se pudo gestionar un poco más fácilmente, por lo que este cultivo tuvo un equilibrio ligeramente mejor. Sin embargo, esto no resultó en ninguna diferencia en la producción. También notamos que la evaporación era ligeramente mayor en el compartimento iluminado dinámicamente, pero esto no resultó en ningún cambio en la calidad. Finalmente, vimos que el peso de los frutos difirió entre los dos compartimentos durante el cultivo, aunque la producción siguió siendo la misma. Aparentemente, el equilibrio de los asimilados está influenciado por el horario de iluminación.

Erik Stappers es especialista en plantas de hortalizas en Signify. Su atención se centra en los cultivos de alto riesgo y las verduras de hojas verdes. Erik participa estrechamente en proyectos en Europa occidental y trabaja junto con los productores para crear la solución de iluminación óptima. Vea todas las historias del autor aquí.