NL1030511C2 - Gewasbelichting. - Google Patents

Description

Titel: Gewasbelichting

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze respectievelijk 5 belichtingsinstallatie voor toepassing in de glastuinbouw voor het belichten van gewassen in een plantenkas, omvattend een aantal boven de te belichten gewassen aangebrachte lampen, en een aantal diminrichtingen voor de lampen. De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het belichten van gewassen.

10 Licht is een belangrijke productiefactor in de glastuinbouw.

Wanneer het zonlicht onvoldoende is voor een optimale groei of productie, kan met een belichtingsinstallatie in de kas het natuurlijke licht worden aangevuld. In de wintermaanden kunnen in landen als bijvoorbeeld Nederland veel gewassen vanwege de lage intensiteit van het zonlicht en de 15 korte daglengte alleen met behulp van assimilatiebelichting op een rendabele wijze worden geteeld.

De eerste proeven met het kunstmatig belichten van gewassen vonden plaats aan het begin van de jaren '90, waarna de eerste projecten werden geïnstalleerd. De betreffende installaties omvatten 20 gasontladingslampen en waren uitgerust met elektromagnetische ballasten (voorschakelapparaten, vsa), die tussen het elektrische net en de lampen geplaatst worden om de juiste aansturing van de lampen te verzorgen. Deze ballasten waren eenvoudig, robuust en beperkt in gebruik. Alleen bij de juiste netcondities werd het gespecificeerde vermogen afgegeven aan de 25 lamp, met hoge energieverliezen. Ook hebben deze ballasten grote condensatoren nodig ter compensatie van de hogere harmonische netstromen.

Recent is door aanvraagster een elektronisch voorschakelapparaat voor assimilatiebelichting ontworpen. Dit biedt een aantal voordelen ten 30 opzichte van de elektromagnetische variant: 10305115 4 2 • Kleiner volume en lager gewicht, waardoor de installatie gemakkelijker verloopt.

• Het elektronische voorschakelapparaat is over een groot bereik van de netspanning in staat om een constant vermogen aan de lamp af te 5 geven waardoor het lichtniveau in de kas overal hetzelfde kan zijn.

• Veel lagere netharmonische "vervuiling", waardoor oververhitting van de netstroomkabel voorkomen wordt. Tevens zijn dure sperfilters overbodig.

• Een verbeterde vermogensopname uit het net (power factor pf van 10 0,98 tot 0,99 ten opzichte van 0,84 tot 0,92). De energieverliezen zijn aanzienlijk lager.

• Het elektronische voorschakelapparaat is dimbaar tot 50% van het gespecificeerde lampvermogen, zonder dat het lichtspectrum verandert.

15

Ook aan de lampzijde is voordeel te behalen: • Minder snel veroudering van de lampen.

• Meer groeilicht per Watt (hoger systeemrendement).

20 · Diverse lampen met verschillende brandspanningen zijn toegestaan.

Steeds meer tuinders gaan over tot het aanschaffen van assimilatieverlichting. Op dit moment is duidelijk een trend waarneembaar: er worden meer elektronische systemen aangeschaft dan conventionele. Dit 25 gebeurt voornamelijk wegens de voorgenoemde voordelen. Toch zijn de initiële kosten voor de aanschaf en ook de energiekosten in verband met het j gebruik van de installatie hoog.

De energiekosten bepalen in toenemende mate de kostprijs van glas- en tuinbouwproducten. Derhalve bestaat behoefte aan methodes en/of 1030511- 3 inrichtingen met behulp waarvan het energieverbruik in de glastuinbouw verminderd kan worden.

De uitvinding beoogt in deze behoefte te voorzien en in het algemeen een betrouwbare en efficiënte werkwijze respectievelijk 5 belichtingsinstallatie voor de glastuinbouw ter beschikking te stellen.

Hiertoe wordt volgens de uitvinding een belichtingsinstallatie van de beschreven soort daardoor gekenmerkt, dat de diminrichtingen zijn voorzien van besturingsmiddelen voor het periodiek volgens een vooraf bepaald patroon automatisch variëren van de lichtsterkte van de met de 10 diminrichtingen samenwerkende lampen.

Een werkwijze voor het belichten van gewassen in een plantenkas met behulp van een aantal boven de gewassen aangebrachte lampen wordt daardoor gekenmerkt dat de lichtsterkte van de lampen periodiek volgens een vooraf bepaald patroon wordt gevarieerd tussen een hoog niveau, 15 waarbij in het gewas een fotosyntheseproces optreedt, en een laag niveau. i

In het volgende zal de uitvinding nader worden toegelicht met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.

Fig. 1 toont een blokschema van een voorbeeld van een belichtingsinstallatie voor een plantenkas volgens de uitvinding; en 20 fig. 2 illustreert een voorbeeld van een belichtingsschema volgens de uitvinding voor toepassing in een plantenkas.

Fig. 1 toont bij wijze van voorbeeld een blokschema van een mogelijke belichtingsinstallatie 1 volgens de uitvinding, die in een plantenkas kan worden toegepast. De getoonde installatie omvat een aantal 25 lampen 2a, 2b ...2n, die bekrachtigd worden door bijbehorende elektronische voorschakelapparaten 3a, 3b, ...3n. De installatie wordt gevoed vanuit een wisselspanningsnet AC. De elektronische voorschakelapparaten 3a, 3b ...3n zijn uitgevoerd als dimbare voorschakelapparaten. Hiertoe zijn diminrichtingen voorzien, aangegeven met 4a, 4b ...4n, die de 30 voorschakelinrichtingen zodanig kunnen besturen dat de met de 103051 4 voorschakelinrichtingen verbonden lampen op een gewenst lichtniveau kunnen worden ingesteld. De diminrichtingen zijn in fig. 1 apart getekend, doch zullen veelal in de voorschakelapparaten geïntegreerd zijn. Het gewenste lichtniveau kan bij een gegeven netspanning tussen of op een door 5 de lampen en/of de voorschakelapparaten bepaald maximaal lichtniveau en een minimaal lichtniveau worden ingesteld.

Uit onderzoek is gebleken, dat gewassen geen continue belichting nodig hebben om optimaal te groeien. Als bij een hoog belichtingsniveau het fotosyntheseproces in het gewas plaatsvindt, waarbij de bladgroenkorrels 10 van groene planten CO2 omzetten in koolhydraten onder invloed van licht, bereikt dit proces daarna tijdelijk een verzadigingstoestand, waarbij verdere intense belichting geen zin meer heeft.

De uitvinding maakt van het boven beschreven verschijnsel gebruik, door tijdens de verzadigingstoestand van het fotosyntheseproces 15 het belichtingsniveau van de gewassen in de plantenkas te verminderen.

In de in fig. 1 getoonde installatie zijn hiertoe diminrichtingen 4a, 4b ...4n bestuurbaar uitgevoerd.

In fig. 2 is op zeer schematische wijze een mogelijke periodieke variatie van de gewasbelichtingsintensiteit weergegeven. De 20 diminrichtingen worden op overeenkomstige wijze bestuurd volgens een vooraf bepaald programma, dat correspondeert met de gewenste variatie van het gewasbelichtingsniveau.

Fig. 2 toont een belichtingsvariatie die gelijkmatig periodiek stijgt van een minimumniveau Min naar een maximumniveau Max en vervolgens 25 weer daalt van het maximumniveau naar het minimumniveau enz. In fig. 2 zijn twee identieke, doch in tijd een halve periode verschoven belichtingspatronen weergegeven voor groepen lampen G1 en G2. Op deze wijze kan het totale door de belichtingsinstallatie opgenomen elektrische vermogen P, ondanks de periodieke variatie van de belichtingsintensiteit, 30 constant gehouden worden.

103051118 5

Het is natuurlijk ook mogelijk een ander aantal groepen toe te passen.

In het schematische voorbeeld van fig. 2 is het variatiepatroon van de belichtingsintensiteit een driehoekspatroon. Vele andere patronen zijn 5 denkbaar, zoals bijvoorbeeld een trapeziumpatroon of een sinuscurve. In bijvoorbeeld het laatste geval is bij toepassing van twee groepen lampen het totale op genomen elektrische vermogen van de belichtingsinstallatie niet constant, doch is de variatie van het opgenomen elektrische vermogen wel kleiner dan in het geval van een enkele groep lampen. Naarmate meer 10 groepen worden toegepast benadert het totale opgenomen vermogen meer een constante waarde. In de glastuinbouw is door de aard van de gebruikte WKK installaties een constante of niet snel veranderend energieverbruik gewenst.

Voorts is in fig. 2 de verhouding tussen pieken en dalen van het 15 variatiepatroon gelijk aan 1.

Ook de herhalingsfrequentie van de variatie kan verschillen. Proeven zijn genomen met een herhalingsfrequentie van 3 a 6 maal per minuut.

Een optimaal variërend belichtingspatroon kan voor elk gewas 20 empirisch worden vastgesteld.

De in fig. 1 getoonde diminrichtingen 4a, 4b, ...4n zijn als afzonderlijke eenheden weergegeven, doch kunnen ook in de voorschakelapparaten geïntegreerd zijn.

De diminrichtingen kunnen draadloos, zoals getoond, of via draden 25 vanuit een centrale vooraf geprogrammeerde besturingsinrichting 5 bestuurd worden. Bij toepassing van meerdere groepen lampen kunnen ook meerdere centrale besturingsinrichtingen worden toegepast, dan wel één of meer gecombineerde besturingsinrichtingen, die een aantal groepen kan of kunnen besturen. Ook een combinatie van draadloze (hoofdontvanger) en

103 0511S

6 met draden (volgers, vanuit de hoofdontvanger bediend) uitgevoerde systemen behoort tot de mogelijkheden.

Verschillende groepen lampen kunnen zich in verschillende gebieden binnen een plantenkas bevinden, doch kunnen ook zodanig zijn 5 geplaatst, dat verschillende groepen lampen eenzelfde gebied belichten. In dat geval ontstaan andere waarden voor de totale minimale en maximale belichtingsintensiteit en de herhalingsfrequentie in het desbetreffende gebied.

Verwacht wordt, dat bij toepassing van een werkwijze en/of 10 installatie volgens de uitvinding een besparing op het gebruik van elektrische energie voor gewasbelichting in een plantenkas van minimaal 15% bereikt kan worden.

Op gemerkt wordt, dat na het voorgaande vele variaties voor de deskundige voor de hand liggen. Zo is het denkbaar, dat de diminrichtingen 15 voor één of meer lampen of groepen van lampen zelf programmeerbaar zijn uitgevoerd, zodat afzonderlijke besturingsinrichtingen niet nodig zijn. De uitvinding is voorts toepasbaar voor alle typen lichtbronnen, die al dan niet via een voorschakelapparaat gedimd kunnen worden.

Voorts kan het programmeren van de diminrichtingen 20 softwarematig of desgewenst mechanisch, via bijvoorbeeld een nokkenschijf o.d., plaatsvinden.

1030511? ---:-]

Claims (10)

1. Belichtingsinstallatie voor toepassing in de glastuinbouw voor het belichten van gewassen in een plantenkas, omvattend een aantal boven de te belichten gewassen aangebrachte lampen, en een aantal diminrichtingen voor de lampen, met het kenmerk, dat de diminrichtingen zijn voorzien 5 van besturingsmiddelen voor het periodiek volgens een vooraf bepaald j patroon automatisch variëren van de lichtsterkte van de met de diminrichtingen samenwerkende lampen.

2. Belichtingsinstallatie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat j de lampen van een type zijn, dat middels een elektronisch 10 voorschakelapparaat wordt bekrachtigd, en dat de voorschakelapparaten dimbare voorschakelapparaten zijn.

3. Belichtingsinstallatie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de diminrichtingen zijn uitgevoerd als programmeerbare diminrichtingen die geprogrammeerd kunnen worden om volgens een 15 gewenst patroon de lichtsterkte van de met de diminrichtingen samenwerkende lampen te variëren.

4. Belichtingsinstallatie volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door tenminste één centrale programmeerbare besturingsinrichting, die in bedrijf een aantal diminrichtingen bestuurt.

5. Belichtingsinstallatie volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat althans een deel van de diminrichtingen middels een ontvanger is uitgevoerd als draadloos bestuurbare inrichting en dat de centrale besturingsinrichting is ingericht om deze diminrichtingen draadloos te besturen.

6. Belichtingsinstallatie volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat althans een der ontvangers middels bedrading is gekoppeld met meerdere als volger werkende dimrichtingen. 1030511.»

7. Belichtingsinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lampen zijn verdeeld in een aantal groepen, waarbij de bij de verschillende afzonderlijke groepen behorende diminrichtingen volgens overeenkomstige, doch in fase verschoven, patronen worden 5 bestuurd, zodanig dat de door de gezamenlijke groepen opgenomen hoeveelheid elektrische energie in zo gering mogelijke mate varieert.

8. Werkwijze voor het belichten van gewassen in een plantenkas met behulp van een aantal boven de gewassen aangebrachte lampen, met het kenmerk, dat de lichtsterkte van de lampen periodiek volgens een vooraf 10 bepaald patroon wordt gevarieerd tussen een hoog niveau, waarbij in het gewas een fotosyntheseproces optreedt, en een laag niveau.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat gebruik wordt gemaakt van bestuurbare dimbare voorschakelapparaten voor de lampen.

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de lampen in lampgroepen worden verdeeld en dat de lichtsterkte van de verschillende lampgroepen zodanig wordt gevarieerd, dat de door de gezamenlijke lampgroepen opgenomen elektrische energie zo min mogelijk varieert. 20 1030511S