Vertical farming LED-groeilampen
Plant factories, vertical farms, indoor farming… of het nu volledig geautomatiseerd of handmatig gaat, het succes is in grote mate afhankelijk van de ideale LED-belichtingsoplossing.
LED als technologie past natuurlijk perfect bij de basisbenodigdheden van meerlagenteelt.
Door de lage hoeveelheid warmte kan de ruimte tussen de lampen en het gewas worden verkleind, wat leidt tot een efficiënter gebruik van de ruimte.
Veel lager energiegebruik vergeleken met traditionele lichttechnologieën maken dat plant factories tegenwoordig bijna alleen maar LED-groeilampen gebruiken om operationele kosten te verminderen.
Hoewel de meeste LED-groeilampbalken er hetzelfde uitzien, zijn de verschillen enorm…
Voor wie al jaren een vertical farm runt is het glashelder – het draait allemaal om gezonde planten, capex en opex!
De CoolGrow® Linear
“Een lineaire LED-groeilampbalk vol verrassingen”, zo zou je de CoolGrow® Linear het best kunnen omschrijven.
Naast toonaangevende lichtefficiëntie is dit belichtingsplatform voor meerlaagse teelt voorzien van diverse geavanceerde functies en opties waardoor de implementatie van deze lichtoplossing uiterst praktisch is voor uw teeltbedrijf.
Lichtspectra in dienst van uw doelen
“Eén spectrum voor allen” is nooit de ideale benadering.
De timing / lichtduur, die de fotoperiode wordt genoemd, beïnvloedt voornamelijk de bloei van de planten. De bloeitijd kan worden beïnvloed door de fotoperiode te regelen.
De spectrale samenstelling van de verschillende golflengtegebieden (blauw, groen, geel, rood, verrood of onzichtbaar, zoals UV of IR) is belangrijk voor de groei, vorm, ontwikkeling en bloei (fotomorfogenese) van de plant.
Onder deze effecten worden de fytomorfogene effecten gecontroleerd door een spectrum toe te passen met een bepaalde mix van 660 nm en 730 nm. Dit kan de Pr (rood) en Pfr (verrood) fytochromen stimuleren, die invloed hebben op de germinatie, plantengroei, bladontwikkeling en bloei.
In dezelfde teeltrekkenopstelling hebben de gewassen zowel in de wortel- als in de vegetatieve stadia een relatief hoge dosis blauwe fotonen in het lichtspectrum nodig.
Wij richten ons altijd op het potentieel van bestuurbare lichtspectra in kassen, en het voordeel van onze LED-groeilampen is dat ze dimbaar en bestuurbaar zijn via de klimaatcomputer. Naast het verkrijgen van inzicht in wat planten spectrumtechnisch nodig hebben in elke groeifase, is dynamische verlichting, waarbij het lichtspectrum gedurende de dag verandert, bewezen zeer gunstig voor het verbeteren van de morfologie van de plant en het genereren van een hogere opbrengst voor veel gewassen.
De lichtintensiteit en fotoperiode moeten worden aangepast aan de groeifase en moeten geleidelijk worden verhoogd naarmate de vegetatieve fase ten einde loopt.
Om dit mogelijk te maken, kan de CoolGrow® Linear worden uitgerust met de CoolControls® digitale BLE-regelingen. Zowel de lichtintensiteit als de fotoperiode kunnen worden ingesteld in een kalenderprogramma dat draait op een cloudapplicatie, zonder extra bekabeling op de lampen.
Daarom hebben we een breed scala aan groeilichtspectra ontwikkeld, elk met een specifiek doel en met een absoluut evenwicht tussen gerichte plantengroei en optimale lichtefficiëntie.
LINEAR |
LINEAR |
LINEAR |
Gewas specifieke lichtverdeling
Het intensief onderzoek en ontwikkeling, in samenwerking met marktleiders in teeltsystemen, heeft geleidtot een breed aanbod van beschikbare stralingspatronen.
Voor een optimale balans tussen benodigde lampen en een perfecte lichtverdeling bieden we drieverschillende lichtstralen.

Smalle Lichtstraal
120 graden
Diepe doordringing in het
bladerdek, grotere afstand tussen
lamp en gewas

Brede Lichtstraal
150 gradenhoge lichtuniformiteit
korte aftsand tussen lamp en
gewas Ideaal voor aardbei
multi-goot teelt systemen

Bladerdek rand lichtstraal
Unieke lichtstraal voor de rand
van het bladerdek 40% minder
lichtverlies Optimaal gebruik
van de breedte van het bladerdek
met stabiele lichtniveaus
Gewasspecifieke lichtstralen leiden tot grote verbeteringen in specifieke teeltsystemen. Een voorbeeldhiervan is de brede lichtstraal die boven een goot met aardbeien is geplaatst. Dit zorgt direct voor eenmeer homogene fotonenverdeling over de bladeren, wat resulteert in een hogere netto fotosyntheseen een merkbare stijging van het brix-gehalte in de vruchten.
Plantgebalanceerd Warmtebeheer
De beperkte warmteproductie van LED-groeilampen sluit perfect aan bij de teelt van koudere gewassenzoals microgroenten en bladgroenten, maar biedt ook grote klimaatvoordelen voor hoogbelichte gewassenzoals medicinale cannabis.
Hoewel LED’s zeker ook warmte produceren, ligt het grote verschil met andere verlichtingstechnologieën inhet type en de hoeveelheid geproduceerde warmte.
Een HPS SON-T-lamp van de nieuwste generatie heeft een efficiëntie van ongeveer 40%. Dit betekent dateen 1000-watt HPS SON-T-lamp 40% licht produceert en 60% warmte, oftewel 600 watt aan warmte.
Omdat een HPS SON-T-lamp extreem heet wordt, gaat het merendeel van dit warmteverlies (90%) naarstralingswarmte of IR-straling. Hierdoor kan deze technologie niet worden gebruikt om de lampen te dichtbij de gewassen te hangen, omdat dit zou leiden tot bladrandverbranding en schade aan de huidmondjes.
Bij hogere lichtniveaus zorgt de overtollige straling en het algemene warmteverlies voor grotere uitdagingenop het gebied van klimaatbeheersing.
CFL of fluorescentielampen (vaak in de vormgeving van een TL) worden ook vaak toegepast bijmicropropagatie of gewassen met een beperkte lichtnood, maar leveren een behoorlijk slechtrendement van slechts 20%. Dus van alle energie gaat 20% naar nuttig licht terwijl 80% wordt omgezetin warmte.
Een LED groeilamp geeft een gemiddelde lichtopbrengst van 70%, dus de overige 30% gaat eveneensnaar warmte.
Deze afgegeven warmte gaat door de koude temperaturen van de LEDs zich grotendeels uiten als opstijgende, convectie warmte.
Hierdoor is LED technologie dus ideaal voor vertical farming opstellingen met de lampen kort op hetgewas.
Omdat de levensduur van LED groeilampen sterk afhankelijk is van de temperatuur van de LEDs en wetoch de afgegeven warmte positief wensen te benutten is de CoolGrow® Linear zo ontwikkeld dat de50% verlieswarmte het chassis van de lamp op 40°C brengt bij een omgevingstemperatuur van 23°C.Op die manier creëren we een artificiële groeibuis waar de energie nuttig wordt gebruikt.
Marktleidend lichtefficiëntie
Een specifiek spectrum is niet alleen belangrijk voor specifieke groeiresultaten; het stelt u ook in staat om te werken met een maximum aan lichtefficiëntie, wat uiteindelijk meer dan 50% van uw jaarlijkse kosten bij verticale teelt bepaalt.
De impact van lichtefficiëntie wordt vaak ernstig onderschat. Aangezien de jaarproductie afhankelijk is van jaarronde belichting is de efficiëntie van de groeilampen zelfs nog belangrijker dan in een kas.
Hieronder enkele voorbeelden:
Plant factory system for Salads & Microgreens
Als voorbeeld een typische opstelling voor botersla met hoog lichtniveau PPFD 280μmol/sm².Een opstelling met 12 teeltunits van 2,4 x 1,2 meter (2,88m² per unit, 34,56m² totaal) wordtingericht met 48 CoolGrow® Linear lampen van 60 watt verbruik per stuk per unit, wat dus eenverbruik maakt van 2,88kWh.
De belichting draait 280 dagen aan een gemiddelde van 16 branduren per dag of 4480 branduren perjaar, wat goed is voor een dagelijkse licht dosis DLI van 16,13mil/d.
Het totaal jaarlijks elektriciteit verbruik staat dan op 12,9MW.
De investeringskost met depreciatie op 7 jaar bedraagt 1110€ per jaar, terwijl de energiekost berekentaan 70€ per MW op 903€ uitkomt.
Totale kost per meter per jaar wordt dus 58,24€ tijdens de 7 jaar depreciatie en 26,13€ na de afschrijving.
Dit systeem gaat ervan uit dat de groeilampen een efficiëntie hebben van 3,5μmol/sm².
De belangrijkste reden voor deze gematigde operationele kost, is de hoge efficiëntie van de CoolGrow® Lineair LED groei licht, met een efficiëntie van 3,5 μmol/J met een spectrum voor bladgroen.Om het belang van licht en spectrum-efficiëntie te demonstreren; een vergelijkbaar systeem met een licht efficiëntie van 2,3 μmol/J zou een grote impact hebben op zowel capex als opex.
Om een lichtgehalte van 280μmol/sm² te bereiken zou je 40% meer lampen en kapitaal nodig hebben,terwijl de energie de kosten zouden doen stijgen met dezelfde 40%.
Voorbeeld van een teeltopstelling voor vegetatieve groei
Als voorbeeld een 3-laagse opstelling met per teeltlaag een teeltoppervlakte van 2,4m x 1,2m =2,88m² per teeltlaag, 8,64m² totaal
Lichtniveau PPFD 435μmol/sm²
Lichtspectrum hoog blauw breed spectraal - concentratie op wortelvorming – compacte groei met kortevegetatieve cyclus
8 CoolGrow® Linear lampen van 60 watt per teeltlaag – 166,7 watt/m²
Fotoperiodische belichting 18 uur – DLI 27 mol/dag
De lampen kunnen zowel in losse opstelling horizontaal geplaatst worden als in een opstelling van 4 rijen per 2 stuks doorgekoppeld worden
Door gebruik te maken van de CoolGrow® Linear 100 watts kunnen de 4 rijen gereduceerd worden naar 3rijen.
Voorbeeld van een teeltopstelling voor bloemvorming
2-laagse opstelling met per teeltlaag een teeltoppervlakte van 2,4m x 1,2m = 2,88m²
Lichtniveau PPFD 900μmol/sm²
Lichtspectrum breed spectraal generatief - concentratie op bloemvorming en homogeniteit van het gewas
16 CoolGrow® Linear lampen van 60 watt per teeltlaag – 333,4 watt/m²
Fotoperiodische belichting 12 uur – DLI 39 mol/dag
De lampen kunnen zowel in losse opstelling horizontaal geplaatst worden als in een opstelling van 8 rijen per 2 stuks doorgekoppeld worden, of 5 rijen van 100 Watt.
De lichtintensiteit en totale DLI kan zowel met een simpele dimmer (0-10 volt of PWM) als met de CoolControls® digitale sturing opgebouwd worden doorheen de teelt.De CoolControls® laat kalendersturing toe zodat de teelt compleet op voorhand kan ingepland worden.
Conclusie
Met de CoolGrow® Linear wordt alles net een beetje effectiever, wat uiteindelijk het verschil maakt. Door de LED-groeilampbalken zo dicht mogelijk bij het gewas te positioneren, wordt al het geproduceerde licht op de meest effectieve manier naar de gewassen geleid.
Bovendien zal de gegenereerde warmte, hoewel minder prominent dan bij andere groeilamptechnologieën, een positieve bijdrage leveren aan de opening van de stomata en de activatie van de plant. De lichtintensiteit op het gewas kan worden bepaald door de afstand tot de planten, het aantal lichtbalken op het oppervlak en door de lichtopbrengstregeling op de lampen zelf.
Op deze manier kunt u het benodigde PPFD-lichtniveau voor elke groeifase van de plant optimaliseren.
Natuurlijk gaat het potentieel van de CoolGrow® Linear veel verder dan dit.
Als u specifieke teeltverzoeken heeft, laat het ons weten en onze gewasspecialisten staan klaar om u te adviseren.
CoolGrow® VF - Verticale teelt belichting heruitgevonden
De CoolGrow® VF is een baanbrekende vertical farm lamp die ontstaan is uit een samenwerking van Colruyt Group en MechaTronix.
In plaats van een klassiek systeem van lichtbalken die de planten direct aanstralen, werkt de CoolGrow® VF met een indirect en gediffuseerde verlichting. De volledige groeiruimte is voorzien van een hoog reflecterende bekleding, zodat zowel het plafond als de zijwanden een lichtbron worden voor de planten. De lichtfotonen worden aldus optimaal gebruikt zonder enig lichtverlies.
De grootste doorbraak werd bereikt door het 100% diffuus maken van het licht, welke een netto stijging in fotosynthese en versgewicht opleverde van meer dan 30%.
Met slechts één daisy-chained opstelling in het midden wordt een breed bladerdak volledig homogeenverlicht. Er zijn twee optische systemen op de markt gebracht: een optiek voor een bladerdakbreedte van 3,2meter en een optiek voor een bladerdakbreedte van 4,8 meter. Het systeem ondersteund een opstelling meteen lengte van 40 meter.
Toename in versgewicht
Simulatie van de lichtstralen
Van Convectie-Gekoeld naar Waterkoeling
De lampen zijn voorzien van een unieke waterkoeling technologie, wat opstellingen tot 200 m² per groeilijn mogelijk maakt en waardoor de OPEX en CAPEX voor de koeling met 15% daalt.
Standaard kruidenboerderij 7128m²:
convectiegekoelde LED + koelinstallatieGeïnstalleerd vermogen voor LED-warmteafvoer 167,5 kWe
Efficiënte kruidenboerderij 7128m²:
watergekoelde LED + vrije koelingGeïnstalleerd vermogen voor LED-warmteafvoer 15 kWe
Efficiëntie en dynamische spectrumregeling
Met een extreem hoge systeemefficiëntie van > 4 μmol per Joule en een volledig dynamisch spectrumworden gewassen optimaal gecontroleerd.
Langste levensduur en laagste lichtverval
De CoolGrow VF® is een waar meesterwerk van technologie.
Terwijl de meeste LED-groeilampen voor binnenteelt gebruik maken van eenvoudige koeling zoals passiefaluminium, is het hart van de CoolGrow® VF een geavanceerd dubbel-lus waterkoelsysteem. Dit garandeert u het beste thermische beheer van de LED's op de markt. De lichtefficiëntie, de levensduur en het lichtverval (hoe snel of langzaam het licht in de loop van de tijd afneemt) zijn allemaal direct gerelateerd aan de LEDtemperatuurvan de groeilamp. Met een levensduur van 75.000 uur L90B10 en een garantie van 10 jaar, biedt de CoolGrow VF een dubbele levensduur in vergelijking met de meeste groeilampen voor verticale landbouw.
De cumulatie van al deze technologieën bij elkaar geeft als finaal resultaat een nieuwe kijk op de toekomst van vertical farming en opent compleet nieuwe mogelijkheden.
Samen met Colruyt Group slaagde MechaTronix er in om zowel op vlak van Capex als Opex, Vertical Farming binnen West Europa commercieel haalbaar te maken.
De technologie alsook de optica zijn globaal gepatenteerd.
Neem voor meer informatie contact op met MechaTronix!
