Économisez sur les coûts d’énergie à effet de serre grâce à l’éclairage dynamique

Photo : Signifier

Les prix de l'énergie sont aujourd'hui très élevés, et cela se reflète dans les installations d'éclairage des producteurs. Les lampes HPS sont éteintes et remplacées par des lampes LED, non seulement plus économiques, mais également à intensité variable. Nous devons toujours utiliser la lumière artificielle, mais en l’utilisant de manière plus intelligente, nous pouvons réaliser d’importantes économies par kilogramme de produit sans compromettre la qualité.

Deux concepts sont au cœur de la nouvelle approche de l'éclairage : la rentabilité et la flexibilité. Les plantes ont besoin d’un rayonnement photosynthétique actif (PAR) pour croître. L’astuce, après tout, est de donner aux plantes suffisamment de lumière PAR dans la bonne composition (spectre et intensité) au coût le plus bas possible pour obtenir de bons résultats. Et tout comme les coûts de l'électricité ne sont pas constants, mais peuvent varier d'heure en heure, les besoins en lumière d'une plante ne sont pas non plus constants. La recherche et la pratique ont déjà montré qu'il peut être bénéfique, tant pour le développement des plantes que pour les factures énergétiques, de considérer la lumière comme un facteur de croissance dynamique. L'époque où les installations d'éclairage fonctionnaient toujours à pleine puissance à heures fixes appartiendra bientôt au passé, car on cherche toujours à optimiser la production pour chaque unité d'énergie consommée.

La rentabilité peut être considérée comme un jeu dynamique avec différentes variables, telles que la somme PAR à attribuer par jour ou par semaine, les quantités requises de lumière LED pour compléter la lumière naturelle à hauteur de ces quantités. Il est également important de considérer la répartition des périodes d'éclairage et de la durée d'éclairage au cours de la journée et de la semaine afin d'atteindre ces quantités de la manière la plus économique possible. Pour atteindre le plus haut niveau d'efficacité énergétique, vous pouvez varier le spectre proposé, en minimisant dans la mesure du possible l'utilisation de couleurs moins efficaces mais parfois nécessaires ou souhaitables (par exemple, le rouge lointain et la lumière verte/blanche). Bien entendu, l’installation d’éclairage et le logiciel doivent être adaptés à cela. Enfin, nous avons besoin de recherches pratiques et d'expériences pour démontrer quelle gamme peut être utilisée et quelles économies peuvent réellement être réalisées.

Comment les producteurs pourraient-ils économiser dès maintenant avec une installation LED à intensité variable et le bon programme pour la contrôler ? Tout d’abord, en disant adieu aux schémas figés. Laissez-vous guider par la récolte et la lumière du jour déjà disponibles et complétez-la selon vos besoins. Considérez la lumière comme un facteur de croissance dynamique, au même titre que la température. Cela vous permet d'utiliser l'éclairage, à pleine puissance disponible, pendant les heures les moins chères, comme la nuit et à certaines heures de la journée, plutôt qu'en début de matinée et en fin d'après-midi, et également davantage le week-end lorsque les prix de l'électricité sont relativement bas. .

La saison dernière, lors d'essais comparatifs, notre équipe de Signify a testé la combinaison du timing et de la somme légère en fonction du prix de l'énergie dans les cultures de tomates. Cela se faisait dans deux compartiments qui recevaient la même somme légère sur une base hebdomadaire. Le compartiment 1 a été éclairé avec une intensité lumineuse constante de 220 μmol/m2/sec et une durée de jour de 18 heures. Dans le compartiment adjacent, un éclairage dynamique a été assuré avec une intensité lumineuse maximale de 300 μmol/m2/sec, mais également atténué. L'intensité lumineuse minimale pendant la période d'éclairage était toujours de 50 µmol/m2/s. Ce minimum dépend, entre autres, de la variété, de la position de la culture et de la charge des plants, et peut être légèrement plus élevé en fonction du stade et de la charge. Il était contrôlé en fonction des tarifs d'électricité, les intensités lumineuses les plus élevées étant utilisées le week-end et la nuit. Cela signifiait que les températures de serre les plus élevées étaient également atteintes à ces moments-là. C’est là qu’elle diffère de la méthode de culture actuelle. En pratique, l’objectif est souvent d’atteindre un pic de température l’après-midi. Dans le pilote, le contrôle de l'éclairage est un peu plus extrême que d'habitude dans la pratique, afin de définir étape par étape la plage d'éclairage dynamique.

Au cours de la culture, nous avons constaté des différences dans les résultats des cultures. En fonction du contrôle strict de l'éclairage, les coûts énergétiques étaient jusqu'à 8 % inférieurs, tandis que les résultats de la culture étaient similaires en termes de production et de qualité. Comme la culture a été exposée à la lumière à des moments de la journée moins chers, le prix moyen du kWh est plus bas et les luminaires deviennent également plus efficaces lorsque vous diminuez l'intensité. Cela réduit la consommation totale d’énergie. Nous n’avons observé aucune différence dans l’activité photosynthétique, ce qui nous amène à conclure que le potentiel de croissance est égal. Une autre chose qui ressortait était que la croissance générative de la culture dans le compartiment à contrôle dynamique pouvait être gérée un peu plus facilement, de sorte que cette culture avait un équilibre légèrement meilleur. Cela n’entraîne cependant aucune différence dans la production. Nous avons également remarqué que l’évaporation était légèrement plus élevée dans le compartiment éclairé dynamiquement, mais cela n’a entraîné aucun changement de qualité. Enfin, nous avons vu que le poids des fruits différait entre les deux compartiments au cours de la culture, même si la production restait la même. Apparemment, l'équilibre actuel est influencé par le programme d'éclairage.