Energiebewust belichten: een hele kunst Tom Dueck, Wageningen UR Glastuinbouw 10 november, 2009
Belichting in Nederland Tuinbouw onder glas 10 500 ha Glastuinbouw met kunstlicht - 2000 ha (19%) + 1% op jaarbasis Gewassen: areaal/belichting Snijbloemen - 6300 ha waarvan 1810 ha belicht roos, chrysant Groente - 4200 ha waarvan 190 ha belicht Tomaat, paprika, komkommer
Kosten van belichting Aannames Gemiddelde lichtintensiteit (65 µmol/m2/s) 10c kwh Belichtingseizoen (150 dgn, 12 uur per dag) 2000 ha belichte areaal Per ha k 90 per belichtingseizoen Voor de sector M 180 op jaarbasis
Belichtingstrategieën Belichting: wel of niet? Waarom? Jaarrond productie, rendement, WKK en teruglevering Belichtingintensiteit vs belichtingsduur Stuurlicht (dagverlenging) of groeilicht Lagere intensiteiten voldoende? Impact type belichting (SON-T, LEDs) op energie, gewasrespons, teeltmaatregelen
Belichtingsintensiteit vs belichtingsduur Welke strategie levert het meeste rendement op? Op basis van kosten? Op basis van energie? Rekening houden met teruglever voordeel
Light sum PAR (mol m -2 dag -1 ) Het belang van belichting in de winter 25 20 15 10 Global radiation Lamp light Total light sum Aandeel lampen: Tot wk 14: 55% Tot wk 30: 25% 5 0 15-okt 15-nov 15-dec 15-jan 15-feb 15-mrt
Behandelingen (tot week 14) Nr Duration Light intensity Light sum Light on (hours) µmol/m 2 /s lux mol/m 2 /day (hours) 1 12 162 12.500 7.0 4:00-16:00 2 15 162 12.500 8.8 1:00-16:00 3 18 162 12.500 10.5 22:00-16:00 4 18 135 10.400 8. 8 22:00-16:00
Experiment - november en januari
Net photosynthesis (µmol m -2 s -1 ) Fotosynthese capaciteit overdag 30 25 20 15 10 12 H 15 H 5 0 18 H 18 L 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00 Time (hour:min)
Net photosynthesis (µmol m -2 s -1 ) Fotosynthese capaciteit s nachts 30 20 10 0 0:00 1:00 2:00 3:00 Time (hour:min)
Tomato FW (kg m -2 ) Productie hele experiment 50 40 30 12 H 15 H 18 H 18 L 20 10 0 end of lighting 0 5 10 15 20 25 30 w eek
Cumulative FW tomato (kg m -2 ) Productie belichtingseizoen 30 25 20 12 H 27.7 15 H 25.6 18 H 24.3 18 L 21.4 15 10 5 Lights off 0 0 5 10 15 20 week
Cumulatieve vruchtproductie (kg FW m -2 ) Productie gerelateerd aan totale lichtsom (t/m wk 20) 28 27 26 25 2790 12 H 3018 15 H 3258 18 H 3006 18 L 8% 24 23 20% 22 21 20 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 Cumulatieve straling in de kas (mol PAR m -2 )
Cumulatieve productie tomaten (%) Productie in relatie tot licht 140 120 100 80 100 12 H 108.19 15 H 2 116.79 18 H 8 107.73 18 L 7 80 100 120 140 Licht (%)
Intensiteit > duur (gelijke lichtsom - tot wk 20) Intensiteit: 18 L vs 18 H (van 135-162 µmol/m2/s) 8.4% meer licht 14.0% meer productie 1% meer licht -> 1.7% meer productie Duur: 15 H vs 18 H (bij 162 µmol/m2/s) 7.9% meer licht 8.2% meer productie 1% meer licht -> 1.0% meer productie
Productie (%) Energie efficiëntie: belichtingsperiode 130 120 110 100 100 12 hoog 90 104.6 15 hoog 104.3 18 hoog 93.8 18 laag 80 80 90 100 110 120 130 Energie input totaal (%)
Productie (%) Energie efficiëntie: belichtingsperiode 130 120 110 10.7 g/mj 11.2 g/mj 10.3 g/mj 100 9.4 g/mj 100 12 hoog 90 104.6 15 hoog 104.3 18 hoog 93.8 18 laag 80 80 90 100 110 120 130 Energie input totaal (%)
Conclusies: Fotosynthese komt op gang na 30 min Bij efficiënte gebruik van belichting in Ned > besparing k 25/dag Bij dezelfde lichtsom lijkt intensiteit belangrijker Energetisch (totaal kas) iets minder voordelig Meer kg/eenheid licht (1.7% vs 1% productie per % licht) 3 uur langer terugleveren mogelijk
Gebruik van LEDs in de glastuinbouw: voordelen Efficientie (licht zonder warmte, lampen dichterbij het gewas) Intensiteit aanpassing via dimmers Fysiologische processen sturen via specifieke emissie-spectra LEDs zijn klein, gemakkelijk te plaatsen, minder schaduw, hebben een lange levensduur
Combinatie LEDs in tomaat
Paprika, blauwe LEDs
LEDs en roos
Welke aspecten worden onderzocht? Temperatuur Verdeling luchttemperatuur in de kas Blad- en koptemperatuur Gewasontwikkeling en -sturing Bladafsplitsing, trosontwikkeling, groei, morfologie Teeltstrategie per lichttype Energie stromen
Wat gaan we doen in huidige experiment? Tot nu toe vnl óf SON-T óf LEDs als bovenbelichting In huidige experiment: 100% SON-T - bovenbelichting 100% LEDs bovenbelichting 50% SON-T en 50% LEDs bovenbelichting 50% SON-T bovenbelichting en 50% LEDs tussenbelichting Alle behandelingen worden optimaal geteeld!
Voorbeelden van metingen
Photosynthesis rate (µmol CO2/m2/s) Fotosynthese: interactie licht en CO 2 40 35 30 25 20 15 10 380 ppm 580 ppm 780 ppm 5 0-5 0 500 1000 1500 2000-10 Light intensity (µmol PAR/m2/s) Fotosyntheseberekening bij 25 C
Netto fotosynthese, (µmol/m2/s) Fotosyntheseverschillen in het gewas 35 30 25 20 15 10 5 Diffuus, boven Diffuus, onder Controle, boven Controle, onder 0-5 0 200 400 600 800 1000 1200 Licht op blad (µmol PAR/m2/s)
Gewasfysiologie gewastemperatuur Gewas warmer door zonnestraling en lamplicht (infrarood) Invloed op ontwikkeling en fysiologie
Energiestromen Energie de kas in: - Zonnestraling - Electriciteit - Gas Energie de kas uit: - Warmte via ventilatie of kaswand - Vocht - Gewasgroei - Kg tomaten
Beoogde resultaten 4 optimaal geteelde gewassen Kennis over fysiologische en morfologische respons op deze verschillende belichtingsystemen Kennis over hoe te telen onder verschillende belichtingsystemen Energiebalans onder deze belichtingsystemen (kg tomaat/mj netto energie)
Bedankt voor uw aandacht Wageningen UR