RTU radīta inovatīva LED sistēma augu audzēšanai siltumnīcās

Kopš 20. gs. beigām tiek attīstīta vertikālās augkopības ideja, kas paver iespējas augus, īpaši augstvērtīgus augus, audzēt konteinera tipa siltumnīcās. Šādos šauros apstākļos nepieciešami regulējami LED gaismekļi, kas aizstāj dabisko saules gaismu un tās ciklus. Šobrīd siltumnīcās pārsvarā tiek izmantotas nātrija lampas HPS, kas izstaro plašu spektru, ko augi neizmanto, kam ir lieli siltuma zudumi, kas satur dzīvsudrabu un kam ir divreiz mazāka dzīvildze nekā LED lampām. Pamazām tiek ieviestas arī LED lampas, katrām no tām uzstādot AC/DC pārveidotāju. «Taču katrs pārveidotājs nozīmē enerģijas zudumu, un, ja vajag daudz mazus pārveidotājus, tad zudumi ir lieli,» situāciju ieskicē viens no projekta īstenotājiem Pēteris Apse-Apsītis, RTU Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultātes Industriālās elektronikas un elektrotehnikas institūta (IEEI) profesors.

Tieši tāpēc prototipa pasūtītājs SIA «Elgro Latvia», piedaloties Latvijas Investīciju un attīstības aģentūras Tehnoloģiju biznesa centra prototipēšanas programmā «PROTOTECH», uzticējis RTU komandai izstrādāt zem audzēšanas laukuma (piem., plaukta) piestiprināmu regulējamu LED gaismekli ar vienotu vadības un barošanas bloku, kas sekmīgi arī īstenots. Barošanas un vadības bloku paredzēts izvietot ārpus siltumnīcas, tādējādi mitrums un temperatūra siltumnīcā elektroniskās komponentes neietekmēs, līdz ar to palielinot elektronisko komponenšu dzīvildzi. Turklāt gaismeklis savienots ar temperatūras un mitruma sensoriem un tā intensitāti iespējams regulēt, piemeklējot atbilstošo spektru katram augam. «Kā zināms, dille prasa vienu spektru, kaņepe un burkāns – citu,» tā P. Apse-Apsītis, piebilstot, ka izveidotā sistēma ļauj arī konstatēt patēriņu, bojājumus, ja tādi radušies, un mainīt darbības režīmu, atkarībā no konkrētajiem apstākļiem. Īstenojot gaismas intensitātes un spektra pielāgošanu, tiks paaugstināta ražas kvalitāte un samazināsies laiks auga attīstībai, kā arī vismaz par 20% samazināsies enerģijas zudumi.

Gaismekļa izveidē līdzdarbojās arī IEEI zinātniskais asistents Mārtiņš Marcinkēvičs. «No izstrādes viedokļa – no bioloģiskās puses – visgrūtākais bija dabūt spektru, to vienmērību; tur ir, ko vēl uzlabot,» viņš atzīst. Savukārt no inženiertehniskā viedokļa grūtākais bijis elektriskais savienojums – kā labāk savienot, lai nezaudētu gaismas kvalitāti, lai nebūtu spriegumu zudumu un lai sistēma būtu droša cilvēkam. P. Apse-Apsītis piebilst, ka šāda sistēma var būt izmantojama ne tikai vertikālajā lauksaimniecībā, bet arī tradicionālajās siltumnīcās, un ar šādu gaismekli var pielāgot arī apgaismojumu telpās, risinot dienas gaismas spektra problēmu. Savukārt projekta līdzizstrādātājs Viesturs Veckalns, IEEI vadošais pētnieks, atklāj, ka ir sākts darbs arī pie tā, ka šādu sistēmu varētu izmantot kosmosa stacijās, kur nav saules. «Astronautus sūta ilgstošās misijās, piemēram, tagad Eiropas Kosmosa aģentūra plāno uz doties Mēnesi, un arī tur cilvēkiem ir jāēd,» viņš smaida. 

«PROTOTECH» ir Latvijas Investīciju un attīstības aģentūras Tehnoloģiju biznesa centra radīta prototipēšanas programma, kas sniedz atbalstu fiziskām un juridiskām personām zinātņietilpīgu tehnoloģiju produktu vai pakalpojumu prototipu izstrādē un attīstībā, sadarbojoties ar vadošajām Latvijas augstskolām – RTU, Latvijas Universitāti un Rīgas Stradiņa universitāti. Projekts tiek īstenots Norvēģijas finanšu instrumenta 2014.–2021. gada perioda programmā «Uzņēmējdarbības attīstība, inovācijas un mazie un vidējie uzņēmumi». Šī prototipa izstrādei saņemts grants 15 tūkst. eiro apmērā.

Strādājam kopā konkurētspējīgai Eiropai!