Университет Джорджии разработал систему для умных теплиц, которая прогнозирует изменения в освещении и включает лампы для досвечивания только тогда, когда это необходимо. Такой подход позволил исследователям снизить расходы электричества на 33%.
В дождливые или пасмурные дни растениям, которые растут в теплицах, дают дополнительное освещение, чтобы компенсировать недостаток солнечного света. Однако светильники могут быть дорогими, малоэффективными или энергозатратными. В отчёте Министерства энергетики США за 2017 год было подсчитано, что освещение для садоводства потребляет электроэнергии на сумму $600 млн каждый год.
«Когда светодиодные лампы впервые появились на рынке, они дали нам возможность контролировать освещение на уровне, который раньше был невозможен, — вспоминает Марк Ван Иерсель, профессор факультета садоводства в Университете Джорджии. — В то время проводилось много исследований по оптимизации самих светильников, но почти никто не работал над интеллектуальным управлением системой освещения».
По словам профессора, от 10 до 30 процентов расходов на эксплуатацию теплиц приходится именно на электричество. «Идея нашего исследования состояла в том, что, если мы сможем снизить эти затраты, то мы сможем очень быстро повлияем на эффективность и устойчивость теплиц», — объяснил он.
В итоге сотрудники и студенты университета построили систему управления, которая использует датчики для измерения текущих погодных условий, а также разработали алгоритмы прогнозирования освещённости. Смысл заключался в том, чтобы алгоритмы рассчитывали, сколько света будет в будущем, а система адаптировала оборудование и давала растениям правильное количество света.
Теплицу с установленной системой протестировали в ходе двух вегетационных сезонов — весной и зимой. Как оказалось, весной расходы на электричество снизились на 33%, а зимой — только на 4%. Исследователи объяснили это тем, что в зимние месяцы дни короче, и потому свет нужно включать чаще.
По мнению исследователей, фактическая экономия может быть ещё выше. Их эксперименты предполагали фиксированную стоимость электроэнергии, в то время как в реальном мире она постоянно меняется. В будущем команда проведёт повторные исследования с учётом этой переменной.