Las luces LED brillan con fuerza en el sector hortícola, donde su bajo costo y alta eficiencia están haciendo posible aumentar los rendimientos de la agricultura en interiores. Como resultado, los productores de tomates, verduras de hoja verde y una amplia variedad de otros productos dependen de los LED para sus granjas urbanas. Toda una industria de agricultura en interiores está comenzando a florecer.

Para impulsar este crecimiento verde, los horticultores pueden recurrir a luces LED más potentes en el rango de 1000W. Aunque existen numerosas opciones de luces de 1000W en el mercado, hay menos opciones para alimentarlas. Una de las pocas opciones de suministro eléctrico capaces de permitir granjas de interior más luminosas es el MEAN WELL HVGC-1000, un driver único capaz de soportar una carga de 1000W, al tiempo que ofrece algunos beneficios adicionales interesantes, como conectividad IoT y atenuación inteligente.

El florecimiento de los LED en la horticultura

 La agricultura en interiores tradicionalmente ha sido más común en centros agrícolas ubicados en regiones más frías con veranos más cortos, extendiendo la temporada de crecimiento mediante el uso de iluminación artificial. En el pasado, las lámparas de sodio de alta presión (HPS) eran la mejor opción para la agricultura en interiores.

Aunque en el pasado se ha intentado reemplazar la iluminación HPS por LED, resultaba difícil sustituir por completo las luces HPS debido al mayor costo y la disponibilidad limitada asociados con las luminarias LED.

Sin embargo, la iluminación de estado sólido ha mejorado significativamente, y los productores han aprendido que, gracias a su menor generación de calor en comparación con las HPS, las luminarias LED pueden colocarse más cerca de los cultivos. Las granjas verticales también han demostrado las ventajas del uso de LED para cultivar plantas en lugares con espacio físico limitado. Además, los LED ofrecen la capacidad de ajustar con precisión el espectro de color de las luces para producir el mayor rendimiento posible en un cultivo determinado.

Por ejemplo, según un estudio de la Universidad e Investigación de Wageningen, el uso de iluminación LED suplementaria en invernaderos de tomate puede aumentar el rendimiento en un 11 por ciento en comparación con las luminarias HPS suplementarias.

Si bien la legalización del cannabis en algunas partes de EE. UU. ha contribuido a un aumento en la investigación sobre agricultura en interiores, ciertamente no es el cultivo más dominante que se cultiva con iluminación LED, explica Kai Li, gerente de producto de MEAN WELL.

“Los tomates son el número uno, y también hay muchas verduras de hoja verde”, dijo Li. “Pero la iluminación hortícola LED evolucionó mucho gracias al cannabis, porque es mucho más rentable, por lo que se destinaron muchos más recursos a la investigación y desarrollo de la tecnología de iluminación LED. Ahora las luces hortícolas LED han llegado a un punto en el que son mucho más asequibles y mucho más maduras. Toda la industria de luces LED de cultivo se ha beneficiado de ello y se utiliza para muchos cultivos diferentes”.

A su vez, toda una industria dedicada a la agricultura en interiores ha crecido aparentemente de la noche a la mañana, con empresas como AppHarvest que han construido la instalación de LED para invernaderos más grande del mundo. Con 60 acres, la granja de interior cuenta con un sistema de iluminación LED de 15 millones de dólares, aunque también utilizará iluminación HPS durante el invierno para calefacción además de luz. En otro proyecto, el productor holandés Bryte también ha construido un invernadero de tomates de 8,3 hectáreas utilizando luces LED.

Esta industria de nicho está floreciendo por diversas razones. La agricultura urbana local puede ayudar a reducir la huella de las grandes granjas al aire libre, además de aliviar al Valle Central de California de las presiones logísticas asociadas con el envío de productos frescos a todo Estados Unidos. Esto significa menos estrés para una región ya afectada por la sequía y una menor necesidad de transporte. La agricultura en interiores también es ideal para regiones afectadas por recursos de suelo y agua subterránea pobres o contaminados, lo que hace posible cultivar productos a nivel local.

Cómo alimentar LED potentes

Dado el tamaño y alcance de muchos proyectos de agricultura en interiores, se necesitarán soluciones de iluminación a gran escala. Pero incluso si el tamaño de un invernadero no alcanza los 60 acres, luces más grandes o grupos de luces podrían ser preferibles, según la configuración. Esto significa recurrir a luces más potentes, como matrices de 1000W o incluso múltiples matrices que consuman menos energía. Sin embargo, no hay muchas fuentes de alimentación de 1000W en el mercado.

El HVGC-1000 cuenta con atenuación inteligente e integración IoT. (Imagen cortesía de MEAN WELL).

Uno de los pocos drivers de 1000W disponibles es el HVGC-1000 de MEAN WELL. El único otro competidor es, en realidad, un dispositivo de 1200W, pero dado que los invernaderos pueden ser reconvertidos a LED a partir de las populares luminarias HPS de 1000W, 1200W supondría demasiada potencia, a menos que se estén planificando un recableado completo del sistema. Además, el driver de 1200W también es más del doble del tamaño del HVGC-1000, a pesar de que ofrece solo un 20 por ciento más de energía.

Según Kai Li, MEAN WELL no pretendía desarrollar un controlador específicamente para aplicaciones agrícolas; sencillamente ocurrió que el dispositivo encajó bien en el auge de la horticultura impulsada por LED. Esto se debe en parte a la flexibilidad de la fuente de alimentación y a su capacidad para conectarse con productos auxiliares de IoT.

El driver HVGC-1000 cuenta con atenuación tres en uno integrada (0 a 10V CC, señal PWM de 10V o resistencia), con la opción de utilizar DALI 2.0 o atenuación por temporizador inteligente. Esto significa que los usuarios pueden emplear una variedad de dispositivos de atenuación que ya puedan tener, incluida la interfaz de iluminación digital DALI 2.0, que permite atenuar, monitorear y controlar el driver. La atenuación inteligente permite programar directamente el comportamiento de atenuación del driver, sin necesidad de una computadora.

Las funciones mencionadas, combinadas con la alimentación auxiliar de 12V/500mA del driver, hacen posible conectar controladores de atenuación y el hardware IoT necesario para aplicaciones de control y monitoreo inteligentes.

“Se puede tener un sensor inteligente conectado al driver, apoyándose en la alimentación auxiliar”, explicó Li. “Son capaces de monitorear el estado operativo del driver y controlarlo de forma inalámbrica o cableada, encenderlo y apagarlo desde una sala de control y saber si el driver está funcionando correctamente. Esto es importante para el acceso remoto y el monitoreo. Con una luz de oficina, se puede entrar a la habitación y ver si está apagada, pero en un sitio de instalación de gran tamaño, no se puede recorrer todo el sitio cada día para comprobar si todas las luces están funcionando. Con esto, se puede saber a través del sistema de control que, por ejemplo, la luz n.º 7 de la fila n.º 22 se ha apagado, de modo que se pueda preparar el mantenimiento”.

Li también señaló que la atenuación inalámbrica podría implementarse para reducir el costo de la instalación de una luminaria, de modo que los usuarios no tengan que tender un juego adicional de cables eléctricos hasta el controlador. Más importante aún, la atenuación puede utilizarse para maximizar la eficiencia lumínica. Los sensores inteligentes pueden utilizarse para detectar la presencia de personas o la luz diurna, de modo que las luces puedan configurarse para encenderse automática e inteligentemente en las condiciones adecuadas.

En este sentido, el HVGC-1000 en particular se comercializa por presentar una eficiencia de conversión de energía muy alta, de hasta un 96 por ciento, lo que significa que solo el cuatro por ciento de la energía se disipa en forma de calor. Al mismo tiempo, el sistema acepta un amplio rango de tensiones de entrada, de 180 a 528VCA, con modelos adaptados a diferentes corrientes nominales que van de 1320mA a 7000mA. Esto contrasta con otros drivers que normalmente solo permiten una combinación de tensión y corriente que proporciona la potencia máxima. El HVGC-1000, sin embargo, puede operar con una corriente más baja o más alta según las necesidades del cliente, mejorando la eficiencia energética en general.

Más allá de la iluminación LED hortícola

Si el auge de la iluminación LED y la jardinería urbana continúa como se predice, la industria verá naturalmente el despliegue de matrices más grandes de luces LED, lo que necesariamente implicará drivers de mayor potencia. Dado que las luces LED son ahora más eficientes y a menudo más rentables que la iluminación tradicional, no sería sorprendente ver que la misma tendencia de la horticultura se traslade a otras industrias.

Las mejoras en la tecnología LED de alta potencia podrían extenderse a campos que requieren luces grandes montadas en mástiles altos, como en aeropuertos, puertos marítimos y estadios. El uso de atenuación inteligente o dispositivos IoT combinados con potentes matrices LED podría, en última instancia, permitir que estos lugares monitoreen y controlen las luminarias de manera inteligente, con el fin de mejorar la eficiencia energética general y reducir costos. Sin embargo, para que esto sea posible, necesitarán el driver adecuado y, por el momento, el HVGC-1000 es el único en el mercado que puede ofrecer estas capacidades.

Para obtener más información sobre MEAN WELL HVGC-1000.

 

[Fuente: Engineering.com]