As luzes LED estão brilhando intensamente no setor hortícola, onde seu baixo custo e alta eficiência estão tornando possível aumentar os rendimentos da agricultura indoor. Como resultado, produtores de tomates, hortaliças de folhas verdes e uma grande variedade de outros produtos estão contando com LEDs para suas fazendas urbanas. Uma indústria inteira de agricultura indoor está começando a florescer.

Para alimentar esse crescimento verde, os horticultores podem recorrer a luzes LED mais potentes na faixa de 1.000W. Embora existam inúmeras opções de luzes de 1.000W no mercado, há menos opções para alimentá-las. Uma das poucas opções de fornecimento elétrico capazes de viabilizar fazendas indoor mais luminosas é o MEAN WELL HVGC-1000, um driver exclusivo capaz de suportar uma carga de 1.000W, ao mesmo tempo em que oferece alguns benefícios adicionais interessantes, como conectividade IoT e dimerização inteligente.

O Florescimento dos LEDs na Horticultura

 A agricultura indoor tem sido tradicionalmente mais comum em centros agrícolas localizados em regiões mais frias, com verões mais curtos, estendendo a estação de cultivo por meio do uso de iluminação artificial. No passado, as lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão (HPS) eram a melhor opção para a agricultura indoor.

Embora a substituição da iluminação HPS por LEDs já tenha sido tentada no passado, era difícil substituir totalmente as luzes HPS devido ao custo mais elevado e à disponibilidade limitada associados às luminárias de LED.

No entanto, a iluminação de estado sólido melhorou significativamente, e os produtores descobriram que, graças ao calor reduzido em comparação com as HPS, as luminárias de LED podem ser posicionadas mais próximas das plantações. As fazendas verticais também demonstraram as vantagens do uso de LEDs para o cultivo de plantas em locais com espaço físico limitado. Além disso, os LEDs oferecem a capacidade de ajustar com precisão o espectro de cores das luzes a fim de produzir o maior rendimento para uma determinada cultura.

Por exemplo, de acordo com um estudo da Universidade e Centro de Pesquisa de Wageningen, o uso de iluminação LED suplementar em estufas de tomate pode aumentar o rendimento em 11% em comparação com luminárias HPS suplementares.

Embora a legalização da cannabis em algumas partes dos EUA tenha contribuído para um aumento nas pesquisas sobre agricultura indoor, ela certamente não é a cultura mais predominante cultivada com iluminação LED, explica Kai Li, gerente de produto da MEAN WELL.

“Os tomates são a cultura número um, e há também muitas hortaliças de folhas verdes”, disse Li. “Mas a iluminação hortícola de LED evoluiu muito por meio da maconha, porque é muito mais lucrativa, então muito mais recursos foram investidos na pesquisa e desenvolvimento da tecnologia de iluminação LED. Agora as luzes hortícolas de LED chegaram a um ponto em que são muito mais acessíveis e muito mais maduras. Toda a indústria de luzes LED para cultivo se beneficiou, e são usadas para muitas culturas diferentes.”

Por sua vez, uma indústria inteira dedicada à agricultura indoor cresceu aparentemente da noite para o dia, com empresas como a AppHarvest construindo a maior instalação de LED para estufas do mundo. Com 60 acres, a fazenda indoor conta com um sistema de iluminação LED de US$ 15 milhões, embora também utilize iluminação HPS durante o inverno para aquecimento, além da luz. Em outro projeto, a produtora holandesa Bryte também construiu uma estufa de tomate de 8,3 hectares utilizando luzes LED.

Esse nicho de indústria está florescendo por diversos motivos. A agricultura urbana local pode ajudar a reduzir a pegada das grandes fazendas ao ar livre, além de aliviar o Vale Central da Califórnia das pressões logísticas associadas ao transporte de produtos frescos por todo os EUA. Isso significa menos estresse em uma região já afetada pela seca, e uma menor necessidade de transporte. A agricultura indoor também é ideal para regiões afetadas por solo e recursos de água subterrânea de má qualidade ou poluídos, tornando possível cultivar produtos localmente.

Alimentando LEDs Potentes

Dado o tamanho e o escopo de muitos projetos de agricultura indoor, soluções de iluminação em larga escala serão necessárias. Mas mesmo que o tamanho de uma estufa não chegue a 60 acres, luzes maiores ou grupos de luzes podem ser preferíveis, dependendo da configuração. Isso significa recorrer a luzes mais potentes, como conjuntos de 1.000W ou até mesmo múltiplos conjuntos que consomem menos energia. No entanto, não há muitas fontes de alimentação de 1.000W no mercado.

O HVGC-1000 conta com dimerização inteligente e integração IoT. (Imagem cortesia da MEAN WELL.)

Um dos poucos drivers de 1.000W disponíveis é o HVGC-1000 da MEAN WELL. O único outro concorrente é, na verdade, um dispositivo de 1.200W, mas como as estufas podem ser adaptadas para LEDs a partir das populares luminárias HPS de 1.000W, 1.200W seria potência demais — a menos que haja planos para uma reconfiguração completa da fiação de um sistema. Além disso, o driver de 1.200W também é mais do que o dobro do tamanho do HVGC-1000, mesmo oferecendo apenas 20% mais energia.

Segundo Kai Li, a MEAN WELL não pretendia desenvolver um driver especificamente para aplicações agrícolas; na verdade, apenas aconteceu de o dispositivo se encaixar bem no boom hortícola impulsionado por LEDs. Isso se deve, em parte, à flexibilidade da fonte de alimentação e à sua capacidade de interagir com produtos auxiliares de IoT.

O driver HVGC-1000 possui dimerização três-em-um integrada (0 a 10V CC, sinal PWM de 10V ou resistência), com a opção de usar DALI 2.0 ou dimerização por temporizador inteligente. Isso significa que os usuários podem empregar uma variedade de dispositivos de dimerização que já possam ter, incluindo a interface de iluminação digital DALI 2.0, que possibilita dimerizar, monitorar e controlar o driver. A dimerização inteligente possibilita programar diretamente o comportamento de dimerização do driver, sem o uso de um computador.

Os recursos mencionados, combinados com a alimentação auxiliar de 12V/500mA do driver, tornam possível conectar controladores de dimerização e o hardware IoT necessário para aplicações de controle e monitoramento inteligentes.

“Você pode ter um sensor inteligente conectado ao driver, contando com a alimentação auxiliar”, explicou Li. “Eles são capazes de monitorar o status operacional do driver e controlá-lo sem fio ou por cabo, ligá-lo e desligá-lo a partir de uma sala de controle e saber se o driver está funcionando corretamente. Isso é importante para acesso remoto e monitoramento. Com uma luz de escritório, você pode entrar na sala e ver se ela está desligada, mas em um local de instalação de grande porte, você não pode percorrer todo o local diariamente para verificar se todas as luzes estão funcionando. Com isso, é possível saber, pelo sistema de controle, que, digamos, a luz nº 7 na fileira nº 22 se apagou, para que se possa providenciar a manutenção.”

Li também destacou que a dimerização sem fio pode ser implementada para reduzir o custo de instalação de uma luminária, de modo que os usuários não precisem instalar um conjunto extra de cabos elétricos até o controlador. Mais importante ainda, a dimerização pode ser usada para maximizar a eficiência luminosa. Sensores inteligentes podem ser usados para detectar ocupação ou luz do dia, de modo que as luzes possam ser configuradas para acender automaticamente e de forma inteligente nas condições adequadas.

Nesse sentido, o HVGC-1000 em particular é comercializado como um dispositivo com uma eficiência de conversão de energia muito alta, de até 96%, o que significa que apenas quatro por cento da energia é dissipada como calor. Ao mesmo tempo, o sistema aceita uma ampla faixa de tensões de entrada, de 180 a 528VAC, com modelos adaptados a diferentes correntes nominais que variam de 1320mA a 7000mA. Isso contrasta com outros drivers que normalmente permitem apenas uma combinação de tensão e corrente que fornece a potência máxima. O HVGC-1000, no entanto, pode operar com uma corrente mais baixa ou mais alta, dependendo das necessidades do cliente, melhorando a eficiência energética geral.

Além da Iluminação LED Hortícola

Se o boom da iluminação LED e da jardinagem urbana continuar conforme previsto, a indústria naturalmente verá conjuntos maiores de luzes LED sendo implantados, o que necessariamente significará drivers de maior potência. Como as luzes LED agora são mais eficientes e, muitas vezes, mais econômicas do que a iluminação tradicional, não seria surpreendente ver essa mesma tendência da horticultura se estender a outros setores.

Melhorias na tecnologia de LED de alta potência podem polinizar áreas que exigem luzes grandes montadas em mastros altos, como em aeroportos, portos marítimos e estádios. O uso de dimerização inteligente ou dispositivos IoT combinados com conjuntos potentes de LED poderia, em última análise, permitir que esses locais monitorem e controlem as luminárias de forma inteligente, melhorando a eficiência energética geral e reduzindo custos. Para tornar isso possível, no entanto, eles precisarão do driver adequado e, no momento, o HVGC-1000 é o único no mercado capaz de oferecer esses recursos.

Para saber mais sobre o MEAN WELL HVGC-1000.

 

[Fonte: Engineering.com]