50% energiebesparing door LED- verlichting

50% energiebesparing door LEDverlichting
Leo Marcelis
Hoogleraar Tuinbouw en Productfysiologie
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
Licht in kassen
 Gebruik het natuurlijke licht: dat is gratis!
 Zorg voor hoge lichtdoorlatendheid van kasdek
(en diffuus)
3000
Vermogen (W/m2)
Areaal (ha)
Glastuinbouw: Steeds meer licht
2000
1000
60
40
20
0
0
1996
2001
2006
Jaar
2011
1996
2001
2006
2011
Jaar
Uit: Van der Knijff et al., 2006
Van der Velden & Smit 2013
Huidige belichting
 99% verlichting is met hoge-druk natriumlampen (SONt)
 Enkele tuinders zijn begonnen met LED
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
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
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
15% door betere lichtabsorptie
open gewasstructuur
(langere internodiën, langere bladstelen petioles)
 +10% gewasfotosynthese
compacte structuur
Open structuur
Sarlikioti, de Visser, Marcelis, 2011b, Ann. Bot.
15% door betere lichtabsorptie
Hybride belichting – SON boven, LED
tussenlicht
Dueck et al. 2010
Lichtkleureffecten op plantvorm
 bepalend voor effect op groei
Komkommer, 3 lamptypes, klimaatkamer 100 µmol m-2s-1
Netto fotosynthesesnelheid blad
HPS
FT
AS
4.9a
4.9a
4.5b
Totaal plant drooggewicht (g)
HPS
FT
AS
611b
440c
1001a
Hogewoning, Van Ieperen et al. 2010
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
Relative q
10%
0.6 door betere fotosynthese
Spectrale effecten op fotosynthese
0.4
Fotosynthese efficientie
Green leaf
real
sunl
i
g
ht
Spectrale effecten hangen af van bladkleur
artificial sunlight groen licht, maar
Rood100%
blad: anthocyaan absorbeert
draagt niet bij aan fotosynthese
artificial shadelight
Red leaf
80%
0.2
60%
40%
20%
Geabsorbeerd licht
0.0
0%
400
400
450
500
500
550
600
600
650
Golflengte (nm)
700
700
750
800
Wavelength (nm)Driever & Snel 2012
10% door betere fotosynthese
 Alleen belichten op
efficiency hoog is
momenten dat fotosynthese
 continu fotosynthese van gewas monitoren
10% door betere fotosynthese
Gebruik sensoren,
Fotosynthese blad is niet gelijk aan gewas
gewas
Fotosynthese
2
(mmol / m vloer / s)
Fotosynthese
2
(mmol / m blad / s)
blad
40
20
0
0
400
800
1200
PAR (mmol m-2 s-1)
40
20
0
0
400
800
1200
PAR (mmol m-2 s-1)
5% door betere assimilatenverdeling
Meer vruchten, minder blad ??
Naast groei ook veel andere
stuurmogelijkheden
Compactheid van planten is te sturen
door lichtkleur (Petunia)
Rood/blauw-LED 80/20
(Plasmalamp)
SON
zonlicht
Van Ieperen et al. 2010
Stuurlicht & kleuring door UV
- UV
+ UV
- UV
+ UV
Foto: onderzoek Beßler, LVG Ahlem
- UV
+ UV
Hemming et al. 2006
Stuurlicht & Beheersing van ziekten
(Meeldauw)
 Rood licht lijkt meeldauw tegen te gaan
Invloed van rood licht op meeldauw
Blad oppervlak met
meeldauw (%)
3
2.5
a
2
1.5
1
b
a
0.5
0
0
15
75
Licht intensiteit (µmol m -2 s-1)
Hofland et al. 2012
Stuurlicht & vruchtkwaliteit bij tomaat
LED belichting op trossen
verhoogt vitamine C gehalte in tomaat
Ras TyTy
Ras Conchita
Labrie, Driever & Verkerke 2010
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++
- 15uur, 11uur rood/blauw+ 4 uur blauw
(22oC, 65% RH, 400 ppm CO2)
Van Ieperen et al.
Bloeibeïnvloeding door daglengte
 Lange dag planten lijken vaak eerder te bloeien bij
verrood licht
Plantfabrieken – De toekomst?
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
Bedankt voor
uw aandacht

Download Report