Uniform licht verdelen in een groeicel

Een essentieel onderdeel bij het telen in een groeicel is de toepassing van licht. Om een zo hoog mogelijk rendement te behalen, streven tuinders en onderzoeksinstituten naar een zo uniform mogelijke lichtverdeling. Bij het telen in een groeicel (een teeltruimte zonder daglicht) kan het licht minder goed verdeeld zijn. Certhon, voorloper in het doen van onderzoek naar optimalisatie van de technologie van het daglichtloos telen, heeft een rekenmodel ontwikkeld dat zorgt voor een toename van de lichtuniformiteit in een groeicel.

 

Het licht in een kas is redelijk uniform verdeeld vanwege de grote teeltoppervlaktes. Groeicellen hebben vaak een kleiner teeltoppervlakte, waar het licht minder goed verdeeld is. Dit heeft onder andere te maken met de reflectie van het licht op de wanden. De gewassen aan de buitenkant van de cel krijgen hierdoor veel minder licht dan de gewassen aan de binnenkant van de cel. Dit resulteert in ongelijke groei van de gewassen. Daarnaast worden in groeicellen vaak hogere eisen gesteld aan de lichtuniformiteit dan in kassen. Certhon heeft een rekenmodel ontwikkeld dat zorgt voor een toename van de lichtuniformiteit door lampen in de cel onafhankelijk van elkaar te dimmen. Het rekenmodel kan toegepast worden in groeicellen, maar kan ook worden gebruikt in traditionele kassen met een relatief klein oppervlak. 

In het ontwikkelde rekenmodel wordt gebruik gemaakt van lineair programmeren. Lineair programmeren is een manier om optimalisatievraagstukken op te lossen. Hierbij wordt de totale lichtintensiteit van de cel gemaximaliseerd met inachtneming van een afwijking van de sensoren ten opzichte van de gemiddelde lichtintensiteit in de cel en worden tevens de lampinstellingen berekend. De klant geeft dit gewenste gemiddelde op en de afwijking in het lichtniveau wordt door het ontwikkelde rekenmodel bepaald. Op deze manier worden de lampinstellingen dusdanig bepaald dat alle metingen zo dicht mogelijk bij het gemiddelde van deze waardes ligt. Met andere woorden: de afwijking tot het gemiddelde wordt zo klein mogelijk gemaakt. Dit resulteert in een zo hoog mogelijke uniformiteit van het gewas. 

De mate van verbetering in de uniformiteit hangt mede af van het aantal sensoren. Als het aantal benodigde sensoren te hoog wordt, kunnen de sensoren vervangen worden door een drone of een zelfsturende vehikel met daarop een lichtsensor die alle lichtmetingen uitvoert. Andere uitbreidingen die Certhon wil doorvoeren, zijn het rekenmodel toepassen op andere lichtkarakteristieken (bv de rood-blauw verhouding) en het rekenmodel opnemen in de regeling van de groeicel. Hierdoor kunnen de dimpercentages realtime worden bepaald in plaats van tijdens het in bedrijfstellen van de groeicel.

 

Toelichting: Om een uniforme lichtverdeling te krijgen, moet de huidige situatie van een groeicel in kaart worden gebracht. Dit gebeurt door de verschillende lichtniveaus in de groeicel te meten. Certhon gebruikt hiervoor een aantal vaste sensoren, die worden verdeeld over de gehele oppervlakte van de groeicel. Alle sensoren worden op dezelfde hoogte gezet. Deze hoogte is gelijk aan de hoogte van het gewas dat in die cel komt te staan. Om te zien welk effect een lamp op het gewas heeft, worden alle lampen één voor één volledig aangezet (100%) en wordt op elke sensor gemeten welk lichtniveau dit oplevert. Alle lichtniveaus die zijn gemeten met de sensoren worden in een schema met getallen (matrix) opgeslagen. Door alle lichtniveaus die per sensor zijn gemeten op te tellen, wordt het totale lichtniveau per sensor verkregen als alle lampen volledig aan staan. Hiermee kan het gemiddelde lichtniveau in de groeicel worden berekend.

Met behulp van de metingen kunnen alle lampinstellingen bij het gewenste lichtniveau worden bepaald door middel van de beschreven methode. Aangezien de optimale lampinstellingen afhangen van de eerder genoemde afstand, kan het rekenmodel op meerdere hoogtes worden uitgevoerd. De lampinstellingen van de tussenliggende hoogtes kunnen worden bepaald aan de hand van interpolatie. Indien er meer lampen zijn dan het vaste aantal sensoren, dan wordt de ruimte verdeeld in meerdere vlakken. In het midden van elk vlak komt een sensor te staan. Alle lampen in een bepaalde groep krijgen dezelfde lampinstellingen. Hiermee kan het effect van een bepaalde groep op alle sensoren worden bepaald in plaats van het effect van een enkele lamp op alle sensoren.

Voor meer informatie:
Certhon
ABC Westland 555
2685 DG Poeldijk
T: 0174 225080
F: 0174 225081
info@certhon.com
www.certhon.com