Contrôles d'éclairage intelligents réduisent les factures énergétiques des serres de 33 %

Un nouveau système d'éclairage connecté à Internet pour serres pourrait réduire fortement la facture électrique d'un agriculteur, selon une étude de chercheurs de l'Université de Géorgie.

Récemment publiée dans Plants, l'étude a montré qu'un système de contrôle d'éclairage prédictif pouvait optimiser l'éclairage pour les plantes en prédisant la lumière du soleil et en ne faisant fonctionner les lampes que lorsque nécessaire. Les données ont montré que les agriculteurs pourraient réduire leurs coûts électriques de serre jusqu'à 33 % en optimisant leurs lampes.

Contexte : coût de l'éclairage horticole

Les jours de pluie ou nuageux, les plantes reçoivent un éclairage supplémentaire pour compenser le manque de soleil. Bien qu'efficaces, ces lampes peuvent être coûteuses, inefficaces et consommer d'énormes quantités d'électricité. Un rapport de 2017 du Département de l'Énergie américain estimait que l'éclairage horticole consommait 600 millions de dollars d'électricité chaque année.

« Quand les lampes LED sont arrivées sur le marché, elles nous ont donné l'opportunité de contrôler l'éclairage des serres à un niveau qui n'était pas possible avant », a déclaré Marc Van Iersel, professeur au Collège des sciences agricoles et environnementales. « À l'époque, beaucoup de recherches portaient sur l'optimisation des lampes elles-mêmes, mais presque personne ne travaillait sur le contrôle intelligent du système d'éclairage. »

« L'électricité utilisée pour les lampes représente 10 % à 30 % du coût de fonctionnement d'une serre », a dit Van Iersel. « Notre recherche est partie de l'idée que, si nous pouvons réduire ce coût, nous pouvons très rapidement avoir un impact sur l'efficacité et la durabilité des serres. »

Système de contrôle prédictif

L'étudiante en master en génie électrique Shirin Afazli a construit un système de contrôle qui utilise des capteurs pour mesurer les conditions météorologiques actuelles, et le doctorant Sahand Mosharafian et le professeur associé Javad Mohammadpour Velni ont développé des algorithmes de prédiction de lumière dans leurs laboratoires. En combinaison, le système peut prédire la quantité de lumière solaire future. Cela lui permet d'optimiser les lampes à l'intérieur de la serre et de donner aux plantes la quantité correcte de lumière.

Résultats saisonniers

Les serres sont principalement utilisées pendant l'hiver et le printemps, donc l'équipe a testé leur système pendant les deux saisons de croissance. Les deux expériences ont montré des coûts réduits tout en maintenant la croissance des plantes, cependant, le nouveau système a eu un impact plus important au printemps. Il a réduit les coûts de 33 % au printemps mais seulement de 4 % en hiver. Le système génère le plus d'économies quand le soleil brille. Comme les mois d'hiver ont des jours plus courts, les lampes doivent être allumées plus souvent.

Selon les chercheurs, les économies réelles pourraient être encore plus élevées. Leurs expériences supposaient un coût fixe pour l'électricité, mais dans le monde réel, les fermes sont soumises à une tarification variable. L'équipe a déjà programmé le système pour tenir compte de cette variable et prévoit de publier de futures recherches montrant des taux d'économies plus élevés. Alors que la population de la planète continue d'augmenter, trouver des moyens de produire plus de nourriture avec moins de ressources devient de plus en plus important.