50% energiebesparing door LEDverlichting. Leo Marcelis Hoogleraar Tuinbouw en Productfysiologie

Transcriptie

1 50% energiebesparing door LEDverlichting Leo Marcelis Hoogleraar Tuinbouw en Productfysiologie

2 Glastuinbouw Tuinbouwsector Wereldleider Economisch belangrijk Er is een probleem 10% van nationale gasverbruik 25% kosten van een tuindersbedrijf Energie voor belichting is grootste bottleneck en neemt per jaar met 10% toe

3 Licht in kassen Gebruik het natuurlijke licht: dat is gratis! Zorg voor hoge lichtdoorlatendheid van kasdek (en diffuus)

4 Areaal (ha) Vermogen (W/m 2 ) Glastuinbouw: Steeds meer licht Jaar Jaar Uit: Van der Knijff et al., 2006 Van der Velden & Smit 2013

5 Huidige belichting 99% verlichting is met hoge-druk natriumlampen (SONt) Enkele tuinders zijn begonnen met LED

6 Een LED revolutie LED 25% efficiëntere energieconversie dan SONt (2014) Nieuwe mogelijkheden door sturen met Spectrum Lichtrichting Momentane intensiteit Licht en warmte ontkoppeld Tekstboeken over lichtrespons van planten zullen over 5 jaar heel anders zijn LEDs zijn nog duur 2014: Nobel prijs voor LED vinding

7 Nieuw onderzoeksprogramma: LED it be 50% energiebesparing door LEDs 60% besparing elektriciteit lampen (=48% energie) 30% efficiëntere lamp (2019) 30% efficiëntere benutting licht door plant 5-6% besparing energie door beheersing luchtvochtigheid 20% meer warmte nodig (4% energie) Tomaat als voorbeeldgewas

8 LED it be 30% efficiëntere benutting licht door plant 5-6% energie door beheersing luchtvochtigheid 15% betere lichtabsorptie (plantarchitectuur, lamppositie, kleur) 10% betere fotosynthese 5% assimilatenverdeling Besparen op vochtregeling: huidmondjes, ziektenweerbaarheid 5 universiteiten, LTO Glaskracht, Philips, Hortimax, B-Mex, Bejo, Nunhems, RijkZwaan, v.d. Lugt en Westlandse Plantenkwekerij. Hoofdfinancier: STW

9 15% door betere lichtabsorptie open gewasstructuur (langere internodiën, langere bladstelen petioles) +10% gewasfotosynthese compacte structuur Open structuur Sarlikioti, de Visser, Marcelis, 2011b, Ann. Bot.

10 15% door betere lichtabsorptie Hybride belichting SON boven, LED tussenlicht Dueck et al. 2010

11 Lichtkleureffecten op plantvorm bepalend voor effect op groei Komkommer, 3 lamptypes, klimaatkamer 100 µmol m -2 s -1 Netto fotosynthesesnelheid blad HPS FT AS 4.9 a 4.9 a 4.5 b Totaal plant drooggewicht (g) HPS FT AS 611 b 440 c 1001 a Hogewoning, Van Ieperen et al. 2010

12 Lichtkleur: Blauw licht Proefopzet: Zonspectrum in klimaatkamer Totale intensiteit constant (100 mmol m-2 s-1) Aan zonspectrum blauwe LED 0-50% toegevoegd 0% B-led 5% B-led 20% B-led 30% B-led 5 0 % B-led

13 Fotosynthese efficientie Relative qu 10% 0.6 door betere fotosynthese Spectrale effecten op fotosynthese 0.4 Spectrale effecten hangen af van bladkleur Rood 100% blad: anthocyaan absorbeert groen licht, maar draagt niet bij aan fotosynthese 80% % real sunlight artificial sunlight artificial shadelight Red leaf Green leaf 40% 20% 0.0 0% Geabsorbeerd licht Golflengte (nm) Wavelength (nm) Driever & Snel 2012

14 10% door betere fotosynthese Alleen belichten op momenten dat fotosynthese efficiency hoog is continu fotosynthese van gewas monitoren

15 Fotosynthese (mmol / m 2 blad / s) Fotosynthese (mmol / m 2 vloer / s) 10% door betere fotosynthese Gebruik sensoren, Fotosynthese blad is niet gelijk aan gewas blad gewas PAR (mmol m -2 s -1 ) PAR (mmol m -2 s -1 )

16 5% door betere assimilatenverdeling Meer vruchten, minder blad??

17 Naast groei ook veel andere stuurmogelijkheden

18 Compactheid van planten is te sturen door lichtkleur (Petunia) Rood/blauw-LED 80/20 SON zonlicht (Plasmalamp) Van Ieperen et al. 2010

19 Stuurlicht & kleuring door UV - UV + UV - UV + UV Foto: onderzoek Beßler, LVG Ahlem - UV + UV Hemming et al. 2006

20 Blad oppervlak met meeldauw (%) Stuurlicht & Beheersing van ziekten (Meeldauw) Rood licht lijkt meeldauw tegen te gaan Invloed van rood licht op meeldauw a a b Licht intensiteit (µmol m -2 s -1 ) Hofland et al. 2012

21 Stuurlicht & vruchtkwaliteit bij tomaat LED belichting op trossen verhoogt vitamine C gehalte in tomaat Ras TyTy Ras Conchita Labrie, Driever & Verkerke 2010

22 Van Ieperen et al. Bloeibeïnvloeding door lichtkleur Chrysant Klimaatkamerproef, 100 mmol PAR.m -2.s -1, Vier behandelingen: kleur en daglengte Korte Dag - 11uur, 80% rood / 20% blauw Lange Dag - 15uur, 80% rood / 20% blauw Lange Dag uur, 11uur rood/blauw+ 4 uur blauw (22 o C, 65% RH, 400 ppm CO 2 )

23 Bloeibeïnvloeding door daglengte Lange dag planten lijken vaak eerder te bloeien bij verrood licht

24 Plantfabrieken De toekomst?

25 Conclusies Energiegebruik voor belichting moet drastisch omlaag Productie en kwaliteit hoger Toekomst voor LEDs LED licht beter te benutten door spectrum, lichtverdeling, timing, ontbreken warmtestraling

26 Bedankt voor uw aandacht