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Nr 41 2023 www markttechnik de 67 Der richtige Lichtmix Warum sind Pflanzen eigentlich grün? Ganz einfach Weil sie für die Photosynthese vorwiegend die roten und blauen Bereiche des Tageslichtspektrums benötigen und den Grünanteil größtenteils reflektieren Im Prototyp kommt eine LED-Beleuchtung zum Einsatz die für Vertical Farming optimal ist und keine Energie für Farbspektren vergeudet die die Pflanzen gar nicht verwerten können LEDs haben nicht nur einen hohen Wirkungsgrad und eine höhere Leuchtstärke als traditionelle Leuchtmittel sondern können entsprechend angesteuert praktisch jeden Lichtmix liefern Einfach über das Verhältnis der einzelnen Wellenlängen zueinander kann der Landwirt also gezielt beeinflussen wie schnell eine Pflanze wächst welche Inhaltsstoffe sie ausbildet oder wann sie zur Blüte kommt Ihr hoher Wirkungsgrad und der bedarfsgerechte Lichteinsatz sind auch die Gründe warum Vertical Farming mit LEDs im Vergleich zu konventioneller Beleuchtung 70 Prozent Energie einspart Sensorik Wie gut Pflanzen wachsen hängt außer von der Beleuchtung noch von vielen weiteren Faktoren ab die im Vertical Farming nach dem Regelkreisprinzip auf dem jeweils optimalen Wert gehalten werden Grundlage hierfür ist eine ausgereifte Sensorik vor Ort die alle relevanten Parameter erfasst Temperatur Luftund Bodenfeuchtigkeit CO₂-Gehalt der Luft pH-Wert in Wasser und Substrat sowie die Nährstoffkonzentration Mit der kontinuierlichen Erfassung und Auswertung von Messda-Funkvernetzungskonzept im Connected-Vertical-Farm-Prototyp von Würth Elektronik Die Übertragung von den Knoten zum Gateway erfolgt über ein proprietäres 2 4-GHz-Protokoll Das Gateway nutzt anschließend eine Standard-WiFi-Verbindung für die Datenübertragung in die Cloud Damit wird Vertical Farming zur IoT-Applikation Alexander Gerfer CTO von Würth Elektronik eiSos „ Vertical Farming wird die traditionelle Landwirtschaft niemals vollkommen ersetzen wohl aber ihren Beitrag bei der Produktion gesunder und resistenter Pflanzen mit hohem Nährstoffgehalt leisten “ ten lassen sich die Wachstumsbedingungen im Gewächshaus jederzeit optimal anpassen Abweichungen von den Idealbedingungen frühzeitig erkennen und korrigieren Zudem liefern die Messdaten wichtige Informationen über den eigentlichen Zustand der Pflanzen die Wasserund Nährstoffaufnahme sowie ihre allgemeine Vitalität Diese Technologie wurde im Prototyp exemplarisch umgesetzt gemessen werden CO₂-Gehalt Luftfeuchtigkeit und Temperatur Drahtlos in die Cloud Aus den vor Ort erhobenen Messdaten ermittelt ein Computer dann entsprechende Befehle an die Aktorik Da wird die Beleuchtung ebenso eingestellt wie Klimatisierung Bewässerung Belüftung oder Verschattung In der Konsequenz bedeutet das aber keineswegs dass jeder Vertical-Farming-Landwirt ein eigenes Rechenzentrum betreiben muss Vielmehr wird die erforderliche Rechenkapazität heute in der Cloud bereitgestellt Damit wird die Sensorik zum Bestandteil des Internets der Dinge IoT Messwertübertragung wie auch das Übertragen der Steuerbefehle erfolgen drahtlos nach proprietären Protokollen oder gängigen Standards via Bluetooth WiFioder Mobilfunk-Netzen So nutzt der Prototyp sowohl ein proprietäres Protokoll als auch WiFi Connected-Vertical-Farm-Prototyp Im IoTvernetzten Connected-Vertical-Farm-Prototyp von Würth Elektronik sind all diese beschriebenen Technologien erstmals komplett in einer Demonstrationsanlage zusammengefasst und umgesetzt Sie zeigt im Kleinen wie Vertical Smart Farming mit Steuerung über IoT funktioniert Sie integriert pflanzenoptimierte Beleuchtung mit Horticulture-LEDs sowie Echtzeitüberwachung und Fernsteuerung von Sensoren und Aktoren per Funkvernetzung Bedarfsgerechte Versorgung Die Emissionsspektren der WL-SMDC-LEDs von Würth Elektronik überlagern sich mit den Absorptionsspektren photosynthetisch aktiver Pflanzenpigmente