Hvordan LED'er er indstillet til at revolutionere højteknologisk drivhusbrug

Det vil ikke komme som en overraskelse at opdage, at forbrugere over hele den udviklede verden i stigende grad efterspørger sæsonbestemte grøntsager hele året rundt, selv når det lokale klima simpelthen ikke tillader den form for vækst. Særligt eftertragtet er tomater, agurker og bladgrøntsager. Derfor er drivhusbrug blevet en vigtig faktor i fødevareforsyningen i den udviklede verden.

Følgelig stiger antallet af kommercielle drivhuse og det areal, de besætter. I Holland fylder drivhuse for eksempel omkring 0,25 procent af hele landets areal. Og Holland er ikke engang den største producent af drivhusgrøntsager i Europa. Den stilling beklædes af Spanien. Og den største producent af drivhusgrøntsager i verden er nu Kina.

Denne form for landbrug har en betydelig indvirkning på miljøet. Kommercielle drivhuse skal oplyses og opvarmes på en måde, der optimerer væksten. Og op til 35 procent af prisen på drivhustomater kommer fra denne opvarmning og belysning.

Så et vigtigt spørgsmål er, hvordan man minimerer den energi, det tager at dyrke disse afgrøder. Et oplagt svar er at konvertere drivhuse fra den traditionelle glødelampe, normalt højtryksnatriumlamper, til mere energieffektive LED'er.

Det kan virke som en økonomisk no-brainer, men industrien har været langsom til at foretage denne ændring på grund af de høje initialomkostninger ved LED'er. Spørgsmålet, som landmændene har overvejet, er, om de nogensinde vil få dækket de forudgående omkostninger ved et helt nyt belysningssystem.

I dag får de svar takket være Devesh Singhs og venners arbejde ved Hannover Center for Optiske Teknologier ved Universitetet i Hannover i Tyskland. Disse fyre har sammenlignet livscyklusomkostningerne for traditionelle højtryksnatriumlamper med dem for LED'er til drivhusbelysning.

Og de siger, at fordelene er klare. De beregner, at de kumulative omkostninger for højtryksnatriumlamper overgår LED'ernes akkumulerede omkostninger efter blot syv år, og at efter 16 år er de kumulerede omkostninger for højtryksnatriumlamper mere end det dobbelte af de tilsvarende omkostninger for LED'er.

Det er ikke svært at se, hvor denne besparelse kommer fra. Selvom højtryksnatriumlamper individuelt er billigere end LED'er, skal de skiftes hvert år sammenlignet med hvert 19. år for LED'er. Og selvfølgelig bruger LED'er betydeligt mindre elektricitet og spilder lidt som varme.

Men den mest interessante del af Singh og co's analyse er LED'ernes potentiale til at ændre den måde, grøntsager dyrkes på. Højtryksnatriumlamper udsender lys over hele den synlige del af spektret og godt ind i det infrarøde, hvor meget energi går tabt som varme. Derimod kan LED'er justeres til at udsende lys i meget specifikke dele af spektret.

Plantefysiologer har længe vidst, at klorofyl hovedsageligt absorberes i de blå, grønne og røde dele af spektret, men absorberer lidt i de orange og gule. Så det giver mening kun at producere lys i disse dele af spektret. Det er selvfølgelig nemt med LED'er, men umuligt med natriumlamper

Samtidig har forskellige forskere vist, at blomstrings- og spiringsmønstre er påvirket af grønt lys, og at lysfrekvensen også har indflydelse på visse planters biomasse samt deres næringsindhold.

For eksempel øger højere niveauer af rødt lys tomatudbyttet og C-vitaminindholdet i sennep, spinat og grønne løg. Grønt lys bidrager også til planternes vækst og udvikling, siger Singh og co.

Præcis hvordan lys af forskellige frekvenser påvirker plantevækst, biomasse og næringsindhold er ikke godt forstået. Det er grunden til, at planteforskere over hele verden i øjeblikket studerer dette fænomen i et forsøg på at udnytte det i fremtiden.

I øjeblikket virker strategien for drivhusbønder klar: konverter til LED-belysning så hurtigt som muligt. Investeringen skal betale sig tilbage inden for få år, og de fordele, der burde være mulige ved at påvirke udbyttet og kvaliteten af ​​outputtet, skulle begynde at blive tydelige i løbet af de næste par år.

Dette er et komplekst emne med mange finesser. Der mangler ikke på argumenter for at spise lokalt dyrket mad på grund af de lavere transportomkostninger. Drivhuse giver mulighed for et bredere udvalg af frugt og grøntsager til et givet klima. LED'er giver landmænd større fleksibilitet til en lavere pris og et mindre miljømæssigt fodaftryk. Det er helt sikkert mål, der er værd at sigte efter.

Ref: arxiv.org/abs/1406.3016 : LED'er til energieffektiv drivhusbelysning

skjule