Kuinka paljon energiaa kaupallinen konttitila kuluttaa?

Kuinka paljon energiaa kaupallinen konttitila kuluttaa?

Energiasuunnittelu on yksi tärkeimmistä osista kaupallisessa konttiviljelyhankkeessa. Konttiviljely voi käyttää samanaikaisesti LED-kasvivaloja, ilmastointilaitteita, ilmankuivaimia, kiertoilmapuhaltimia, pumppuja, antureita, ohjaimia ja viestintäjärjestelmiä.

Koska energiaa käytetään jatkuvasti tai säännöllisen tuotantoaikataulun mukaisesti, sähkömalli voi vaikuttaa satokustannuksiin, hinnoittelustrategiaan, laitosten suunnitteluun ja pitkän aikavälin kannattavuuteen. Ei kuitenkaan ole olemassa yhtä energialukua, joka pätisi kaikkiin konttitiloihin.

Energiankulutus riippuu sadosta, kasvukerrosten lukumäärästä, valaistusaikataulusta, ilmastosta, laitteiden tehokkuudesta, tuotantotiheydestä ja toimintatavoista. Luotettavin lähestymistapa on tunnistaa jokainen merkittävä kuormitus ja laskea energiankulutus suunnitellun toimintasuunnitelman perusteella.

Miksi energiasuunnittelulla on merkitystä konttiviljelyssä

Sisäviljely antaa käyttäjän hallita paremmin sato-olosuhteita, mutta tämä hallinta riippuu laitteista. Valaistus korvaa tai täydentää auringonvaloa, ilmastointijärjestelmät hallitsevat lämpöä ja kosteutta, ja pumput siirtävät vettä ja ravinteita kasvujärjestelmän läpi.

Energiamalli vaikuttaa muuhunkin kuin kuukausittaiseen sähkölaskuun. Se vaikuttaa myös tarvittavaan sähkökapasiteettiin, varavoimaan, lämmönhallintaan, tuotantokustannuksiin ja investoinnin tuottoon.

Projekti, johon sisältyy energiasuunnittelu alusta alkaen, voi valita laitteet tarkemmin ja välttää tuotantoaikataulun suunnittelun, joka ylittää käytettävissä olevan energiansyötön rajat.

Energiankulutuksen päälähteet

Kaupallisen konttitilan suurimmat sähkökuormat tulevat yleensä valaistuksesta ja ilmastoinnin säädöstä. Muut järjestelmät saattavat kuluttaa yksittäin vähemmän energiaa, mutta ne vaikuttavat silti kokonaiskäyttökuormaan.

• LED-kasvivalot.
• Ilmastointi- ja jäähdytyslaitteet.
• Ilmankuivaimet.
• Kiertoilma- ja ilmanvaihtopuhaltimet.
• Vesipumput ja ravinteiden annostelulaitteet.
• Ohjauspaneelit, anturit ja viestintäjärjestelmät.
• Vedenkäsittely- ja suodatuslaitteet.

Kunkin kuormituksen tarkka osuus riippuu laitoksesta. Tiheässä lehtivihreässä kontissa, jossa on pitkät valaistusajat, LED-valaistus voi olla hallitsevaa kysyntää, kun taas kuumassa ja kosteassa ilmastossa toteutettava projekti voi vaatia suuremman osuuden energiaa jäähdytykseen ja kosteudenpoistoon.

LED-valaistus on usein suurin kuormitus

LED-valaistus on välttämätöntä useimmille täysin suljetuille konttiviljelmille. Kokonaisvalaistuksen tarve riippuu valaisimien tehosta, valaisimien lukumäärästä, kasvatustasojen lukumäärästä, päivittäisestä valaistusaikataulusta ja sadon valontarpeesta.

Yksinkertainen valaistuslaskelma on seuraava:

Päivittäinen valaistusenergia = LEDien kokonaisteho × Valaistustunnit päivässä

Jos esimerkiksi tuotantoalueella käytetään 12 kilowattia LED-valaistusta 16 tuntia päivässä, arvioitu päivittäinen valaistustarve on:

12 kW × 16 tuntia = 192 kWh päivässä

Tämä on vain esimerkki laskentamenetelmän ymmärtämiseksi. Todellisten vaatimusten tulisi perustua valittuihin valaisimiin, viljelykasveihin, telinekokoonpanoon, tavoitevalaistuksen tasoon ja käyttöaikatauluun.

Järjestelmää valittaessa on otettava huomioon LED-valaistuksen tehokkuus, valonjako, lämmöntuotto, himmennyskyky ja valaisimen käyttöikä. Halvin ostohinta ei aina tuota alhaisimpia pitkän aikavälin energiakustannuksia.

Jäähdytys- ja ilmastointikuormat

LED-valaisimet muuntavat osan sähkösyötöstään lämmöksi. Myös pumput, ohjauslaitteet, työntekijät ja itse sato vaikuttavat sisäiseen lämpökuormaan. Ruukun on poistettava tämä lämpö sopivan kasvuympäristön ylläpitämiseksi.

Jäähdytystarve riippuu LED-tehosta, säiliön eristyksestä, ulkolämpötilasta, oven avaamistiheydestä, satotiheydestä, laitteiden tehokkuudesta ja tavoitelluista sisäolosuhteista.

Kuuma ilmasto saattaa vaatia enemmän jäähdytyskapasiteettia ja pidempiä käyttötunteja. Hyvin eristetty säiliö voi vähentää lämmönsiirtoa, mutta eristys ei poista oikean kokoisten ilmastointilaitteiden tarvetta.

Ilmastosuunnittelun tulisi siksi perustua kokonaislämpökuormaan ja paikallisiin sääolosuhteisiin eikä pelkästään säiliön tilavuuteen.

Kosteudenpoisto ja kosteudenhallinta

Kasvit vapauttavat vesihöyryä haihtumisen kautta. Kastelu-, puhdistus- ja ilmastointiprosessit voivat myös vaikuttaa säiliön sisäiseen kosteuteen.

Jos ilmankosteus nousee liian korkeaksi, tila saattaa tarvita kosteudenpoistoa tai lisäilmastointia. Tämä on erityisen tärkeää tiheissä pystysuuntaisissa järjestelmissä, joissa ilman liikkuminen hyllyjen välillä voi olla rajoitettua.

Kosteudenhallintaa tulisi harkita yhdessä lämpötilan ja ilmavirran säädön kanssa. Ilmankuivain, joka poistaa kosteutta, mutta lisää huomattavasti lämpöä, voi lisätä jäähdytyskuormaa. Integroitu ilmastointisuunnittelu on siksi tehokkaampaa kuin jokaisen laitteen valitseminen erikseen.

Tuulettimet, pumput ja vesijärjestelmät

Kiertoilmapuhaltimet auttavat jakamaan ilmaa kasvukerrosten välillä ja vähentämään lämpötila- ja kosteuseroja. Niiden oma virrankulutus voi olla pienempi kuin LED-valaisimilla tai ilmastointilaitteilla, mutta ne toimivat usein pitkiä aikoja.

Vesipumput siirtävät ravinneliuosta NFT-kanavien, syvänmeren viljelyjärjestelmien, laskuvesi- ja virtausalustojen, pystysuorien tornien tai muiden kasvatusjärjestelmien kautta. Annostelupumput, suodattimet, ultraviolettikäsittely ja vedenkäsittelylaitteet voivat myös vaikuttaa kokonaiskuormaan.

Nämä järjestelmät tulisi valita viljelykasvien vaatimusten ja hydraulisen suunnittelun mukaan. Ylisuuret pumput voivat tuhlata energiaa, kun taas liian pienet pumput voivat aiheuttaa huonon kierron tai epätasaisen kastelun.

Miten viljelykasvivalinta muuttaa energiankulutusta

Eri viljelykasveilla on erilaiset energiantarpeet. Lehtivihannekset, yrtit, mikrovihreät, taimet, tomaatit, kurkut ja muut viljelykasvit saattavat vaatia erilaisia ​​valaistustasoja, lämpötila-alueita, kosteuden hallintaa, tuotantosyklejä ja laitteistokokoonpanoja.

Tiiviit lehtivihannekset voivat sopia monitasoiseen tuotantoon, mutta ne saattavat vaatia useita valaistuja kerroksia. Hedelmäkasvit saattavat vaatia enemmän tilaa ja ilmastoinnin hallintaa, vaikka asettelussa olisi vähemmän tasoja.

Siksi viljelykasvien valinta tulisi kytkeä energiamalliin. Hankkeessa tulisi arvioida energiakustannukset yhdessä myyntikelpoisen sadon, myyntihinnan, työvoiman, pakkausten ja markkinoiden kysynnän kanssa.

Laske energiankulutus tuotantoalueittain

Konttiviljelyä on helpompi hallita, kun energiankulutus jaetaan tuotantovyöhykkeisiin. Käyttäjä voi laskea valaistuksen, ilmaston, kastelun ja ohjauskuormat kullekin vyöhykkeelle sen sijaan, että koko säiliötä käsiteltäisiin yhtenä tuntemattomana lukuna.

Kokonaisenergian perusmalli on:

Kokonaisenergiankulutus = Valaistusenergia + Jäähdytysenergia + Kosteudenpoistoenergia + Tuuletin- ja pumppuenergia + Ohjaus- ja apuenergia

Kuukausisuunnittelua varten:

Kuukausittainen sähkön hinta = Kuukausittainen energiankulutus × Paikallinen sähkön hinta

Kasvikohtaiseen analyysiin:

Energiakustannukset kilogrammaa kohden = Kokonaiskasvusyklin energiakustannukset ÷ Myytävän sadon paino

Nämä yhtälöt eivät korvaa teknistä kuormituslaskentaa, mutta ne tarjoavat hyödyllisen lähtökohdan projektisuunnittelulle ja asiakaskeskusteluille.

Käytä kuormitusprofiileja pelkkien kuukausittaisten kokonaismäärien sijaan

Kuukausittainen sähkönkulutus on hyödyllinen budjetoinnin kannalta, mutta se ei näy, milloin laitos saavuttaa suurimman kysynnän. Valaistus, jäähdytys, pumput ja kosteudenpoisto voivat toimia samanaikaisesti, mikä luo huippukuormituksen, joka vaikuttaa sähköinfrastruktuuriin.

Projektin tulisi arvioida päivittäisiä ja tuntikohtaisia ​​kuormitusprofiileja. Tämä auttaa määrittämään muuntajan kapasiteetin, jakokeskukset, kaapelien mitoituksen, varavirransyötön ja mahdolliset energian varastointivaatimukset.

Huippukuormituksen ymmärtäminen on tärkeää myös silloin, kun samassa paikassa on useita kontteja. Kokonaiskytkentäkuorma voi olla huomattavasti suurempi kuin yhden yksikön kysyntä.

Paranna energiatehokkuutta järjestelmäsuunnittelun avulla

Energiatehokkuus alkaa tuotantojärjestelmän suunnittelusta. Laitteet tulisi valita sadon ja todellisten käyttöolosuhteiden mukaan sen sijaan, että valittaisiin vain suurin saatavilla oleva malli.

Mahdollisia suunnittelutoimenpiteitä ovat:

• Käytä tehokkaita LED-valaisimia, joissa on sopiva valonjako.
• Valaistusvyöhykkeiden erottaminen siten, että käyttämättömät alueet eivät ole valaistuja.
• Valaistusaikataulujen mukauttaminen kasvuvaiheen mukaan.
• Eristyksen ja tiivistettyjen ovien käyttö ei-toivotun lämmönsiirron vähentämiseksi.
• Ilmankuivauksen ja jäähdytystehon tasapainottaminen.
• Tuulettimien ja pumppujen sovittaminen todellisiin ilmavirta- ja vedentarpeisiin.
• Suodattimien, kelojen, pumppujen ja valaisimien huolto.
• Antureiden ja ohjainten käyttö tarpeettoman toiminnan välttämiseksi.

Tarkoituksena ei ole vähentää laitteiden käyttöä sadon laadun kustannuksella, vaan tarjota vaaditut kasvuolosuhteet vähemmällä tarpeettomalla energiankulutuksella.

Sisällytä energia ROI-malliin

Sähkö tulisi sisällyttää toistuvana käyttökuluna projektin alusta alkaen. Rahoitusmallin tulisi yhdistää energiankulutus työvoimaan, siemeniin, ravinteisiin, veteen, pakkauksiin, kunnossapitoon, logistiikkaan, satohävikkiin ja rahoitukseen.

Hyödyllinen käyttökustannusmalli on:

Kokonaiskäyttökustannukset = Energia + Työ + Siemenet ja taimet + Ravinteet + Vesi + Pakkaus + Ylläpito + Logistiikka + Satohävikki

Kilogrammaa kohden energiakustannuksia voidaan sitten verrata keskimääräiseen myyntihintaan ja myyntikelpoiseen satoon. Tämä auttaa projektin omistajaa ymmärtämään, soveltuvatko sato ja markkinat valittuun tuotantomuotoon.

Mallin tulisi sisältää konservatiivisia, odotettuja ja optimistisia skenaarioita, koska sähkön hinnat, sato ja markkinahinnat voivat muuttua ajan myötä.

Suunnittele apuohjelmat ja varavirta

Kaupallinen konttiviljelylaitos vaatii enemmän kuin pelkkä kasvatusjärjestelmä. Alueen on tarjottava sopiva sähkökapasiteetti, vesi, viemäröinti, viestintä sekä huolto- ja toimitusyhteydet.

Varavirta voi olla tärkeä satojen suojaamiseksi ja ilmastoinnin ylläpitämiseksi keskeytysten aikana. Vaadittava varakapasiteetti riippuu siitä, minkä järjestelmien on jatkettava toimintaansa, kuinka nopeasti tukea voidaan tarjota ja kuinka herkkä sato on.

Sähkösuunnittelu tulee tehdä ennen asennusta. Sen tulee sisältää kytkentäkuorman, huippukulutuksen, suojalaitteet, maadoituksen, kaapelireitit, hätätilanteiden varalta tehdyt toimenpiteet ja tulevaisuuden laajennukset.

Kuinka Lyine tukee konttitilojen energiasuunnittelua

Luotettava energiamalli edellyttää, että kasvatusjärjestelmä, telinekokoonpano, LED-valaistus, ilmastointi, kastelu, automaatio, alueen apuohjelmat ja viljelysuunnitelma otetaan huomioon yhdessä.

Lyine Group voi auttaa asiakkaita arvioimaan satovaatimuksia, valaistuskokoonpanoa, pystysuuntaista telineasettelua, kastelua, ympäristönhallintaa, automaatiota, sähkövaatimuksia ja projektin laajennustarpeita.

Lopullinen suositus tulisi mukauttaa kohdekasvin, säiliön koon, paikallisten sähköolosuhteiden, ilmaston, halutun tuotantoaikataulun, työmallin ja kaupallisten tavoitteiden mukaan.

Käytännön johtopäätös

Jokaiselle kaupalliselle konttitilalle ei ole olemassa yhtä ainoaa sähkönkulutuslukua. Energiankulutus riippuu valaistuksesta, ilmastoinnin säädöstä, kosteudenpoistosta, ilmavirrasta, kastelusta, viljelykasvien valinnasta, tuotantotiheydestä, paikallisesta säästä ja käyttöaikatauluista.

Luotettavin tapa suunnitella energiankulutusta on laskea jokainen merkittävä kuormitus, tarkastella päivittäistä ja huippukysyntää ja yhdistää tulos myytävään satoon ja paikallisiin sähkön hintoihin.

Kun energiasuunnittelu otetaan mukaan alusta alkaen, konttifarmi voidaan suunnitella realististen tuotantokustannusten, sopivien sähkön ja kaasun lähdekoodin sekä selkeämmän kaupallisen toimintamallin pohjalta.