Группа ученых из Департамента энергетики, систем, территорий и строительной инженерии Пизанского университета (Италия) опубликовали исследование, которое может изменить подход к освещению в вертикальных фермах. Они задалась вопросом: можно ли заменить энергозатратные LED-лампы естественным солнечным светом, доставляя его прямо к растениям по оптоволокну?
Авторы работы провели технико-экономическую оценку такой системы. Они смоделировали вертикальную ферму, совместив ее с установкой, которая концентрирует солнечный свет с помощью линзы Френеля и направляет его по оптоволокну на стеллажи с растениями. Для сравнения были взяты световоды и солнечные панели, установленные на крыше.
Система с оптоволокном показала впечатляющую эффективность: в зависимости от типа волокна она доставляла к растениям 19-27% полезного фотосинтетического света. Это позволило сократить потребление электроэнергии на 35-89% по сравнению с LED-освещением. А обычные световоды дали экономию всего 12%.
Однако нашлась ложка дегтя. Если использовать только солнечный свет без досветки, урожайность падает на 52%. Гораздо выгоднее гибридная стратегия: LED-лампы + оптоволокно. При таком подходе экономия электроэнергии составит примерно 50%, а урожайность не пострадает. Удельное энергопотребление (SEEC) в этом случае равно 3,16 кВт·ч на килограмм продукции, против 1,81 кВт·ч для полностью естественного освещения.
Но не спешите пока заказывать оптоволокно для своих растений! Экономически система пока абсолютно невыгодна. Чтобы такая установка стала конкурентоспособной, стоимость оптоволокна должна снизиться примерно на 90%. Для сравнения: солнечные панели в этом исследовании покрыли 22% годовой потребности фермы в электричестве и окупились за 11-12 лет. Это делает их более реалистичным решением на текущий момент.
