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Würth Elektronik engagiert sich im Bereich Vertical Farming. Mit seinen Pflanzen optimierten LEDs und Komponenten für Wireless-Connectivity-Lösungen will das Unternehmen technologische Innovationen für eine zukunftsfähige Landwirtschaft vorantreiben. Und forscht unter anderem an Lichtrezepten für ein optimales Pflanzenwachstum.
Inhaltsverzeichnis
1. Vertical Farming mit LED steigert die Ernte und schont die Umwelt
2. Pflanzen optimierte LEDs besitzen hohe Energieeffizienz
3. Pflanzenwachstum mit LEDs aus der Cloud steuern
4. Würth Elektronik: Produkte für ein optimales Pflanzenwachstum
Vertical Farming mit LED, eine Methode des kontrollierten Anbaus von Nutzpflanzen in digital gesteuerten Gewächshäusern, kann einen wichtigen Beitrag zur globalen Ernährungssicherheit leisten, indem der Ertrag pro Grundfläche um ein Vielfaches erhöht wird. Als Ergänzung zur traditionellen Landwirtschaft ist die innovative Indoor-Anbaumethode speziell für Regionen mit hoher Bevölkerungsdichte oder ungünstigen klimatischen Verhältnissen eine vielversprechende Lösung für eine zukunftsweisende Nahrungsmittelproduktion.
Vertical Farming mit LED steigert die Ernte und schont die Umwelt
Das Konzept: Pflanzen werden in mehreren vertikalen Schichten unter künstlichem LED-Licht und optimalen Wachstumsbedingungen kultiviert. Ziel von Vertical Farming ist es aber nicht nur, die weltweite landwirtschaftliche Produktion zu erhöhen oder frische, hochwertige Lebensmittel ohne lange Transportwege näher an den Verbraucher zu bringen. Die Nutzung von recyceltem Wasser ermöglicht zudem die Rückgewinnung von Nährstoffen und eine besonders nachhaltige Pflanzenbewässerung. Da im geschlossenen Vertical-Farming-System kein Eintrag von Schadorganismen stattfindet, sind auch keinerlei Pestizide mehr erforderlich.
Pflanzen optimierte LEDs besitzen hohe Energieeffizienz
Die Verwendung einer gesteuerten LED-Beleuchtung erhöht die Effizienz im Vergleich zu traditionellen Gewächshäusern. LEDs haben eine bis zu sechs Mal höhere Lebenszeit als HPS-Lampen, eine zehn Mal höhere als MH-Lampen und dreimal höhere als Leuchtstoffröhren. Auch die Leuchtstärke ist höher. Besonders deutliches Beispiel: Eine Far-Red-LED (730 nm) bis zu 4,0 µmol/J im Vergleich zu einer Standardlichtquelle mit 1,5µmol/J. Intelligent angesteuert können LEDs der Pflanze in jeder Wachstumsphase optimale Lichtspektren und -intensitäten bieten – ohne Energie für Farbspektren zu vergeuden, die die Pflanzen gar nicht verwerten können. So benötigen Pflanzen während der Wachstumsphase mehr blaues Licht, während rotes Licht für die Blüte und Fruchtbildung wichtig ist. Neben dieser höchst effizienten Energieausnutzung fördern pflanzenoptimierte LEDs das Wachstum gesunder und resistenter Pflanzen mit hohem Nährstoffgehalt.
Pflanzenwachstum mit LEDs aus der Cloud steuern
Da die optimale Pflanzenproduktion beim Vertical Farming immer auf kontrollierten Bedingungen basiert, spielen intelligente Wireless-Connectivity-Lösungen für die Steuerung von Sensorik und Aktorik eine entscheidende Rolle. Sensoren überwachen wichtige Wachstumsparameter. Die so erhobenen Daten werden dann wireless in die Cloud übertragen. Dort errechnet ein Server die Steuerbefehle für die Aktoren, die dann wieder drahtlos zurückübertragen werden. So lassen sich alle für das Pflanzenwachstum relevanten Faktoren aus der Ferne überwachen und automatisch steuern. Mit der kontinuierlichen Erfassung und Auswertung von Messdaten können die Wachstumsbedingungen im Gewächshaus jederzeit optimal angepasst, Abweichungen von den Idealbedingungen frühzeitig erkannt und korrigiert werden. Zudem liefern die Messdaten wichtige Informationen über den eigentlichen Zustand der Pflanzen, die Wasser- und Nährstoffaufnahme sowie ihre allgemeine Vitalität.
Würth Elektronik: Produkte für ein optimales Pflanzenwachstum
Würth Elektronik entwickelt in Kooperation mit der Technischen Universität München Lichtrezepte für ein optimales Pflanzenwachstum und unterstützt Kunden und im speziellen AgriTech-Startups bei der Entwicklung und beschleunigten Marktreife von Produkten mit Know-how-Transfer, seinem Partnernetzwerk, kostenlosen Bauteilmustern oder einem kompletten Lighting Development Kit.
Für den Connected-Vertical-Farm-Prototyp wurde von Würth Elektronik ein bestehendes Open-Source-Hardware- und -Software-Ökosystem genutzt und, darauf aufbauend, eine IoT-Lösung entwickelt. Sie vereint die relevanten Vertical-/Smart-Farming-Technologien: LED-Beleuchtung, Sensorik und Wireless Connectivity.
Die Optimierung von Pflanzenanbau durch moderne Technologien wird als Smart Farming bezeichnet. Dies ist auch das Konzept eines IoT-vernetzten Connected-Vertical-Farm-Prototyps von Würth Elektronik, der im Kleinen zeigt, wie Vertical/Smart Farming mit Steuerung über IoT funktioniert. Er integriert pflanzenoptimierte Beleuchtung mit Horticulture LEDs sowie Echtzeitüberwachung und Fernsteuerung von Sensoren und Aktoren per Wireless Connectivity. Es kam dabei das Lighting Development Kit zum Einsatz sowie das energiesparende Mobilfunkmodul Adrastea-I, mit dem man in IoT-Anwendungen größere Distanzen überbrückt. (eve)
