Controles inteligentes de iluminação para estufas reduzem custos

Um novo sistema de iluminação para estufas conectado à Internet pode reduzir drasticamente a conta de energia elétrica de um agricultor, de acordo com um estudo realizado por pesquisadores da Universidade da Geórgia.

Publicado recentemente em Plantas , o estudo mostrou que um sistema de controle de iluminação preditivo pode otimizar a iluminação das plantas ao prever a luz solar e acender as luzes apenas quando necessário. Os dados mostraram que os agricultores podem reduzir seus custos com eletricidade 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 eficazes, essas luzes podem ser caras, ineficientes e consumir grandes quantidades de eletricidade. Um relatório de 2017 do Departamento de Energia dos EUA estimou que a iluminação hortícola consumia US$ 600 milhões em eletricidade a cada ano.

“Quando as luzes LED chegaram ao mercado, elas nos deram a oportunidade de controlar a iluminação de estufas em um nível que não era possível antes”, disse Marc Van Iersel, professor da Faculdade de Ciências Agrícolas e Ambientais. “Na época, muitas pesquisas estavam acontecendo para otimizar as próprias luzes, mas quase ninguém estava trabalhando no controle inteligente do sistema de iluminação.”

“A eletricidade usada para as luzes é de 10% a 30% do custo de funcionamento de uma estufa”, disse Van Iersel. “Nossa pesquisa começou com a ideia de que, se conseguirmos reduzir esse custo, podemos ter um impacto muito rápido na eficiência e sustentabilidade das estufas.”

A estudante de mestrado em engenharia elétrica Shirin Afazli construiu um sistema de controle que usa sensores para medir as condições climáticas atuais, e Ph.D. O estudante 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.

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

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