Controles de Iluminación Inteligentes Reducen Facturas Energéticas de Invernaderos hasta 33%

Un nuevo sistema de iluminación conectado a internet para invernaderos podría reducir drásticamente la factura eléctrica de un agricultor, según un estudio de investigadores de la Universidad de Georgia.

Sistema Predictivo Optimiza Luz Suplementaria

Publicado recientemente en Plants, el estudio mostró que un sistema de control de iluminación predictivo podría optimizar la iluminación para plantas prediciendo la luz solar y encendiendo las luces solo cuando se necesitan. Los datos mostraron que los agricultores podrían reducir sus costes eléctricos de invernadero hasta en un 33% optimizando sus luces.

En días lluviosos o nublados, se da iluminación suplementaria a las plantas para compensar la falta de luz solar. Aunque efectivas, estas luces pueden ser caras, ineficientes y consumir enormes cantidades de electricidad. Un informe de 2017 del Departamento de Energía de EE. UU. estimó que la iluminación hortícola consumía 600 millones de dólares en electricidad cada año.

"Cuando las luces LED llegaron al mercado, nos dieron la oportunidad de controlar la iluminación de invernaderos a un nivel que no era posible antes", dijo Marc Van Iersel, profesor en la Facultad de Ciencias Agrícolas y Ambientales. "En ese momento, mucha investigación ocurría para optimizar las luces mismas, pero casi nadie trabajaba en control inteligente del sistema de iluminación."

"La electricidad usada para las luces es del 10% al 30% del coste de operar un invernadero", dijo Van Iersel. "Nuestra investigación comenzó con la idea de que, si podemos reducir este coste, podemos tener un impacto muy rápido en la eficiencia y sostenibilidad de los invernaderos."

Desarrollo del Sistema: Sensores y Algoritmos Predictivos

El estudiante de maestría en ingeniería eléctrica Shirin Afazli construyó un sistema de control que usa sensores para medir condiciones climáticas actuales, y el estudiante de doctorado Sahand Mosharafian y el profesor asociado Javad Mohammadpour Velni desarrollaron algoritmos de predicción de luz en sus laboratorios. En combinación, el sistema puede predecir la cantidad de luz solar en el futuro. Esto le permite optimizar las luces dentro del invernadero y dar a las plantas la cantidad correcta de luz.

Resultados: Mayor Ahorro en Primavera

Los invernaderos se usan predominantemente durante invierno y primavera, así que el equipo probó su sistema durante ambas temporadas de crecimiento. Ambos experimentos mostraron costes reducidos manteniendo el crecimiento de plantas, sin embargo, el nuevo sistema tuvo un impacto mayor durante la primavera. Redujo costes en un 33% en primavera pero solo 4% en invierno. El sistema genera el mayor ahorro mientras brilla el sol. Como los meses de invierno tienen días más cortos, las luces requieren estar encendidas más a menudo.

Según los investigadores, el ahorro real podría ser incluso mayor. Sus experimentos asumieron un coste fijo para la electricidad, pero en el mundo real, las granjas están sujetas a precios variables. El equipo ya ha programado el sistema para tener en cuenta esta variable y planea publicar investigación futura que muestre tasas de ahorro más altas. A medida que la población del planeta sigue aumentando, encontrar formas de producir más comida con menos recursos se vuelve cada vez más importante.