Controles Inteligentes de Iluminação Reduzem Contas de Energia de Estufas em até 33%

Um novo sistema de iluminação para estufas conectado à internet pode reduzir drasticamente a conta elétrica de um agricultor, segundo estudo de pesquisadores da Universidade da Geórgia.

Sistema Preditivo Otimiza Luz Suplementar

Publicado recentemente em Plants, o estudo mostrou que um sistema de controle de iluminação preditivo pode otimizar a iluminação para plantas prevendo a luz solar e ligando as luzes apenas quando necessário. Os dados mostraram que agricultores podem reduzir custos elétricos de estufas em até 33% otimizando suas luzes.

Em dias chuvosos ou nublados, as plantas recebem iluminação suplementar para compensar a falta de luz solar. Embora eficaz, essas luzes podem ser caras, ineficientes e consumir enormes quantidades de eletricidade. Um relatório de 2017 do Departamento de Energia dos EUA estimou que iluminação hortícola consumia $600 milhões em eletricidade todos os anos.

"Quando luzes LED chegaram ao mercado, nos deram oportunidade de controlar iluminação de estufa em nível não possível antes", disse Marc Van Iersel, professor na Faculdade de Ciências Agrícolas e Ambientais. "Na época, muita pesquisa acontecia para otimizar as próprias luzes, mas quase ninguém trabalhava no controle inteligente do sistema de iluminação."

"A eletricidade usada para as luzes varia de 10% a 30% do custo de operar uma estufa", disse Van Iersel. "Nossa pesquisa começou com a ideia de que, se pudermos reduzir esse custo, podemos ter impacto rápido na eficiência e sustentabilidade das estufas."

Algoritmos de Previsão de Luz Solar

O estudante de mestrado em engenharia elétrica Shirin Afazli construiu um sistema de controle que usa sensores para medir condições climáticas atuais, e o estudante de doutorado Sahand Mosharafian e o professor associado Javad Mohammadpour Velni desenvolveram algoritmos de previsão de luz em seus laboratórios. Em combinação, o sistema pode prever a quantidade de luz solar no futuro. Isso permite otimizar as luzes dentro da estufa e dar às plantas a quantidade correta de luz.

Estufas são predominantemente usadas no inverno e primavera, então a equipe testou seu sistema durante ambas as estações de cultivo. Ambos os experimentos mostraram custos reduzidos mantendo o crescimento das plantas, no entanto, o novo sistema teve maior impacto na primavera. Reduziu custos em 33% na primavera, mas apenas 4% no inverno. O sistema gera maior economia quando o sol está brilhando. Como meses de inverno têm dias mais curtos, as luzes precisam ficar ligadas com mais frequência.

Segundo os pesquisadores, a economia real pode ser ainda maior. Seus experimentaram assumiram custo fixo de eletricidade, mas no mundo real, fazendas estão sujeitas a preços variáveis. A equipe já programou o sistema para contabilizar essa variável e planeja publicar pesquisa futura mostrando taxas de economia maiores. À medida que a população do planeta continua a crescer, encontrar maneiras de produzir mais alimentos com menos recursos torna-se cada vez mais importante.