Verticale landbouw deel 6
De fotosynthese en de prijs van elektriciteit
Fotosynthese is het proces waarbij planten met behulp van licht suikers maken uit koolstofdioxide (CO₂) en water. Als er licht op de plant schijnt, nemen ze CO₂ op. ’s Nachts, zonder licht, geven ze weer CO₂ af. Verticale landbouw gebruikt veel licht, omdat de planten in afgesloten ruimtes groeien zonder natuurlijk zonlicht.
Om de kosten zo laag mogelijk te houden als de elektriciteitsprijzen veranderen, kun je proberen de totale hoeveelheid koolstof die de planten per dag opnemen gelijk te houden. Dit is mogelijk, zelfs als de hoeveelheid licht op elk moment niet hetzelfde is.
Onderzoekers hebben dit geprobeerd na te bootsen met verschillende testen. Je kunt het vergelijken met slimme rekenmodellen. Ze hebben geprobeerd te voorspellen hoe snel de fotosynthese zou gaan bij steeds veranderend licht. Ze gebruikten hiervoor speciale modellen die kijken naar de uitwisseling van gassen in het blad van de plant. Deze modellen worden gasuitwisselingsmodellen genoemd.
Wat zijn gasuitwisselingsmodellen?
We komen weer terug bij de huidmondjes van het blad. De gaswisseling is simpel gezegd de uitwisseling van diverse stoffen via deze kleine openingen. Denk aan de afgifte van zuurstof en de opname van koolstofdioxide en waterdamp. De gaswisseling van planten in verticale landbouw wordt bestudeerd en al die gegevens worden samengevat in schema’s en algoritmen. Zo kunnen er modellen worden gemaakt waarmee je berekeningen kunt maken voor een bepaald doel. In dit geval: hoe houd je dezelfde totale koolstofopname per dag, maar met verschillende lichtsterktes?
Een stappenplan voor het licht: Evenveel koolstofopname, minder kosten voor stroom
Er is een soort stappenplan bedacht dat elk uur de lampen anders laat schijnen. Dit veranderen van het licht gebeurt gedurende 17 uur per dag. Deze periode noemen we de fotoperiode. Het doel is om minder geld uit te geven aan stroom en ervoor te zorgen dat de planten elke dag evenveel koolstof opnemen.
De normale lengte van de lichtperiode is vaak 16 uur. In deze test is die met één uur verlengd naar 17 uur. Dit is gedaan om het programma dat de lampen regelt meer ruimte te geven om het licht slim te verdelen over de dag. Het programma kan het licht soms sterker en soms zwakker laten schijnen, afhankelijk van de elektriciteitsprijs. De totale hoeveelheid licht die de planten per dag krijgen, blijft echter hetzelfde als normaal. Ook de manier waarop de planten normaal gesproken groeien, blijft behouden.
Hoeveel geld bespaar je hiermee?
Door deze slimme manier van de lampen aan te sturen, werden de kosten voor elektriciteit met ongeveer 12 procent lager. De hoeveelheid koolstof die de planten per dag opnamen, bleef hetzelfde als bij een constante lichtstand. Dit betekent dat de groei niet werd beïnvloed, terwijl de rekening wel aanzienlijk lager werd.
Wat moet je nog weten?
Toch zijn er een paar dingen niet meegenomen in deze berekeningen. We weten dat planten reageren als de hoeveelheid licht overdag verandert. De planten kunnen anders gaan werken. Ook kunnen de vorm en andere kenmerken van de planten veranderen. Denk bijvoorbeeld aan de grootte van de bladeren, het aantal knoppen of hoe de bloemen verdeeld zijn.
Planten zijn namelijk niet statisch; ze passen zich aan hun omgeving aan. Als het licht anders verdeeld wordt, kan de plant zijn groei aanpassen om hier optimaal op te reageren. Dit kan soms leiden tot een andere plantvorm, wat de kwaliteit of verkoopbaarheid kan beïnvloeden. Hier moet je dus wel rekening mee houden als je dit in de praktijk toepast.
Daarnaast moet nog goed getest worden of dit soort stappenplannen op grote schaal werkt voor alle gewassen en of de besparing op de lange termijn consistent blijft. Het is een veelbelovende techniek, maar er is nog wat meer onderzoek nodig voordat het overal standaard wordt ingezet.
Beschrijving foto:
Op deze foto zie je ledlampen van scherp naar dimlicht.