Zakázková svítidla pro pěstování rostlin ve vertikálním zemědělství

7–10 DNŮ

RYCHLEJŠÍ RŮST

2.5×

VĚTŠÍ VÝNOS

73–75 %

LEPŠÍ ROVNOMĚRNOST

40 %

NIŽŠÍ SPOTŘEBA

Ve společnosti doublepower umíme vyvíjet a vyrábět zakázková svítidla pro náročné průmyslové aplikace. To zahrnuje i vertikální farmy, kde jsou klíčové precizní řízení a přizpůsobený design.

V roce 2022 požádala hydroponická vertikální farma Urban Farmers CZ (Česká republika), pěstující převážně listové saláty a bylinky, společnost doublepower o návrh a dodávku kompletního systému pěstitelského osvětlení pro farmu, která byla již v plném provozu.

Hlavní výzva byla jasná: původní osvětlení farmy se stalo úzkým hrdlem v pěstebním procesu, bránilo efektivitě, konzistenci a ekonomické udržitelnosti. Naším úkolem bylo navrhnout plně přizpůsobený systém, který respektuje existující infrastrukturu farmy a zároveň maximalizuje výsledky růstu a snižuje provozní náklady.

Proč standardní osvětlení nestačilo

Vysoké náklady na energii

Nízká účinnost LED

Nerovnoměrné rozložení světla

Spálené listy

Vertikální farmy se výrazně liší ve své konstrukci a standardní LED řešení často nesplňují specifické požadavky jak rostlin, tak dispozice farmy. Farma Urban Farmers CZ byla původně osvětlena kombinací červených a modrých LED v poměru 8:1 od známého výrobce.

Původní konfigurace osvětlení měla následující parametry:

• PAR: 300 µmol ve výšce 40 cm nad plochou pro pěstování

• Výkon svítidla: 54 W na LED, délka 90 cm

• Počet svítidel: 8 na patro, zapojena v sérii na jeden regál

• Spotřeba na patro: 432 W

• Celková spotřeba na regál: 2 160 W

• Celková spotřeba pro 5 regálů: 10 800 W

I když tento systém umožňoval přijatelný výnos – například salát Batavia dosahoval 250 g po 30–35 dnech v NFT systému – objevily se zásadní omezení:

• Vysoká spotřeba energie vedoucí k značným nákladům na elektřinu

• Nízká účinnost LED, která produkovala teplo vyžadující dodatečné chlazení

• Nemožnost regulace intenzity, což vedlo ke spálení listů během různých fází růstu

• Nerovnoměrné rozložení světla, kdy okrajové rostliny vážily až o 20–30 % méně než centrální rostliny na stejném patře

Tato omezení přímo ovlivňovala ekonomiku farmy a kvalitu úrody, což vedlo k hledání zakázkového osvětlení optimalizovaného pro spektrum, účinnost a rovnoměrnost.

Zakázkové řešení doublepower

Farma Urban Farmers CZ nás oslovila, když byla již asi 6 měsíců v komerčním provozu, což znamenalo, že návrh osvětlení musel respektovat stávající regály, vybavení a prostorová omezení.

Náš inženýrský tým vyvinul zakázkový osvětlovací systém s nezávisle řízenými červenými a modrými kanály (450 nm modrá a 660 nm červená). Umožňuje přesné nastavení spektra a intenzity během různých fází růstu, aby se optimalizovaly podmínky pro listové saláty a bylinky. Systém zároveň kladl důraz na efektivní odvod tepla a vyvážené rozložení světla, což zajišťuje rovnoměrný růst na všech policích. V závislosti na fázi pěstebního cyklu využívala polovina každého regálu (40–70 %) výkon mezi 250 a 440 W.

Technické specifikace:

• Červený kanál: 6 lišt, 215 W
• Modrý kanál: 6 lišt, 100,8 W
• Celkový výkon na polovinu regálu: 315,8 W při standardním provozu
• Maximální výkon na polovinu regálu: 631,6 W
• Nezávislé řízení kanálů pro spektrum a intenzitu

Toto řešení umožnilo Urban Farmers CZ přesně ladit světelné podmínky podle potřeb rostlin, zlepšit rychlost růstu, rovnoměrnost úrody a energetickou efektivitu, a to vše při respektování existujícího uspořádání a provozních omezení farmy.

Výsledky po instalaci

Nový osvětlovací systém doublepower přinesl měřitelné zlepšení v oblasti energetické účinnosti, rychlosti růstu a rovnoměrnosti úrody. Do 45 dnů od instalace farma zaznamenala následující výsledky:

• Úspora energie: až o 40 % nižší spotřeba osvětlení v závislosti na fázi růstu

• Snížené nároky na chlazení: o cca 5 % nižší spotřeba energie pro klimatizaci díky menšímu odvodu tepla ze svítidel

• Rychlejší růst: salát Batavia dosáhl cílové hmotnosti o 7–10 dní dříve

• Lepší rovnoměrnost: variace hmotnosti mezi centrálními a okrajovými rostlinami snížena na 5–8 % (původně 20–30 %)

• Vyšší produkce: Při původním osvětlení farma ve ~53 m² s 5 policemi produkovala přibližně 400 kusů „Mixu trhaných salátů“ (150 g/ks) týdně, tj. 60 kg/týden. S doublepower osvětlením na stejných policích a za stejných podmínek se výstup zvýšil až na 1 000 kusů týdně, tj. 150 kg/týden, což je téměř 2,5× více.

Původní osvětlení

60 kg/týden

=

3,120 kg/rok

DOUBLEPOWER osvětlení

150 kg/týden

=

7,800 kg/rok

Tyto výsledky ukazují, jak spektrem optimalizované, energeticky efektivní a řízené osvětlení ovlivňuje ekonomiku i kvalitu produkce ve vertikálních farmách.

Příklad plynulého přechodu z červeného kanálu na modrý kanál.

Proč doublepower

Tento projekt ukazuje, čím se doublepower odlišuje: schopností dodat zakázková svítidla, která kombinují hlubokou technickou odbornost, rychlý vývoj a praktickou spolupráci s pěstiteli.

Naše služby zahrnují:

• Výběr spektra a LED čipů
• Simulace rovnoměrnosti světla a výpočty µmol
• Elektrický a PCB návrh
• Tepelné simulace a návrh chladiče
• Prototypování a ověřování v laboratoři
• Návrh napájecích zdrojů
• Certifikace pro trhy EU/NA
• Softwarová a hardwarová řešení pro ovládací rozhraní
• Škálovatelná sériová výroba

Díky flexibilnímu přístupu a zkušenému týmu můžeme navrhnout, prototypovat a vyrobit zcela nový typ osvětlení v rekordním čase — zajišťující optimální výsledky pro jakoukoliv konfiguraci vertikální farmy.