LED-mellanbelysningsförsök i ett tomatblockväxthus i Pjelax, Närpes - Daniel, Sjöholm; Mats, Borg; Kristian, Blomqvist; Liisa, Särkkä; Kari, Jokinen; Timo, Kaukoranta (Luonnonvarakeskus, 2015)
Växthusnäringen i Finland är energiintensiv och stigande energikostnader äventyrar branschen. Tidigare undersökningar visar att växthusbranschen kräver stora mängder energi gällande både uppvärmning och konstbelysning samtidigt som stora andelar fossila bränslen fortfarande används. Elförbrukningen står idag för ungefär 60 % av den totala energiförbrukningen för åretrunttomatodlarna och den stora konsumtionen gör odlarna väldigt beroende av elbolagen och de varierande priserna på marknaden. I projektet Växthus-LED (1.12.2012–31.11.2014) har LED-mellanbelysningen Hortishine från företaget Netled Oy installerats som komplement till den traditionella HPS-toppbelysningen (högtrycksnatriumlampor) och testats i ett tomatblockväxthus i Pjelax, Närpes. LED-armaturerna installerades på arealen 484 m2 (HPS+LED) i ett blockväxthus med arealen 6300 m2. Som referens fungerade ett område i samma växthus med arealen 484 m2 (HPS). HPS-lampornas eleffekt vid referensområdet (HPS) sänktes för att motsvara elinstallationseffekten vid hybridområdet (HPS+LED). I den här rapporten presenteras hur LED-försöket har utförts, vilken mätutrustning och hurudant försöksväxthus som använts. Rapporten innehåller även analyser och resultat som berör t.ex. skördeförändring, energifördelning och -förbrukning och strålningsnivåer på olika ställen i försöksväxthuset. I rapporten finns även ett kapitel där olika PAR-mätare och LED-växtbelysningsarmaturer av olika tillverkare utvärderas. I slutet av rapporten diskuteras projektresultaten. Resultaten visade att skördeskillnaderna mellan HPS+LED (hybridområdet) och HPS (referensområdet) var positiva men små, totalt 2,2 % större skörd under hela odlingssäsongen vid HPS+LED. Största skördeskillnaden var under de mörkaste månaderna med +6,6 % vid HPS+LED. Elförbrukningen [kWh/kg tomat] var ca 5,1 % lägre vid HPS+LED jämfört med HPS under hela säsongen. Vid mätningar på konstljus i laboratorieförhållande konstaterades att skillnaden mellan olika PAR-mätare är stor. Vid mätning av olika LED-växtarmaturer visade det sig att PAR-effektiviteten varierar. Bästa LED-armaturen är ca 25 % effektivare än en HPS-lampa, om man jämför mellanbelysning med toppbelysning. Slutsatsen är att det krävs bättre LED-teknik innan LED blir ett verkligt konkurrenskraftigt alter-nativ, men LED-växtbelysning kan mycket väl vara den dominerande ljuskällan i växthus i framtiden. Frågan är om 2,2 % större skörd och 5,1 % lägre elförbrukning per producerat kilogram tomat idag är tillräckligt för att odlarna skall välja LED som mellanbelysning. Varje odlare är unik med unika växthus och det är många faktorer som man måste tänka på vid en investeringskalkyl.

Kasvihuone-elinkeino Suomessa kuluttaa paljon energiaa ja nousevat energian hinnat vaikeuttavat alan kannattavuutta. Aikaisempien tutkimusten mukaan kasvihuonetuotanto käyttää suuria ener-giamääriä sekä lämmitykseen että tekovalotukseen. Suuri osa energiasta tuotetaan edelleen fossiilisilla polttoaineilla. Sähkönkulutus on tänä päivänä noin 60 % kokonaisenergiasta ympärivuotisella tomaattiviljelmällä. Suuri kulutusmäärä tekee viljelijän hyvin riippuvaiseksi sähköyhtiöistä ja vaihtelevista sähkön hinnoista. Kasvihuonehankkeessa ”Växthus-LED” (1.12.2012-31.11.2014) Netled Oy:n Hortishine LED-valaisimia asennettiin välivaloiksi HPS (suurpainenatrium) –valaisimien ylävalotuksen lisäksi tomaat-tihuoneeseen Närpiöön. LED-valaisimet asennettiin 484 m2:n alalle blokkihuoneeseen, jonka koko-naispinta-ala oli 6300 m2. Kontrollina ilman välivaloja oli samassa blokkihuoneessa samankokoinen koeala kuin LED valaisimilla. HPS-lamppujen sähkötehoa vähennettiin kontrollialueella vastaamaan koealan HPS+LED sähkötehoa. Tässä raportissa esitellään LED-kokeen suoritus, mittalaitteet ja niiden käyttö kasvihuoneessa. Raportissa on lisäksi analyysit ja tulokset, mm. sadon määrien erot, energian jakautuminen ja –kulutus sekä valaistusolosuhteita eri puolilla kasvihuonetta. Raportissa on lisäksi kappale, jossa eri PAR-valomittareita ja eri valmistajien LED-valaisimia verrataan. Lopussa tarkastellaan tuloksia. Satotulos oli 2,2 % suurempi HPS+LED-koejäsenessä kuin kontrollissa. Suurin satoero koejäsen-ten välillä oli pimeimpinä talvikuukausina, 6,6 % suurempi sato HPS+LED-koejäsenessä kuin kontrol-lissa. Koko viljelyjakson aikana sähkönkulutus kWh/kg tomaatteja oli noin 5,1 % alhaisempi HPS+LED kuin kontrollissa. Laboratorio-olosuhteissa tehdyt mittaukset osoittivat, että eri valmistajien PAR-valomittarit antoivat hyvin erilaisia lukemia. Eri valmistajien LED-valaisimissa oli eroja PAR-tehokkuuksissa. Paras LED-valaisin oli noin 25 % tehokkaampi kuin HPS. Loppupäätelmä oli, että LED-tekniikan on kehityttävä tehokkaammaksi, jotta se olisi varteenotettava kilpailija HPS:lle. Tulevaisuudessa LED-valot voivat hyvinkin olla pääasiallisin valon lähde kasvihuonevalaistuksessa. Viljelijän on mietittävä jos 2,2 % korkeampi sato ja 5,5 % alhaisempi sähkönkulutus tuotettua tomaattikiloa kohti tänäpäivänä ovat riittävästi, jotta välivaloksi valitaan LED. Jokaisella viljelijällä on kuitenkin erilaiset olosuhteet ja viljelystrategiat erilaisissa kasvihuoneissa, jotka vaikuttavat investointilaskemiin.
Keywords: Kasvintuotanto, kasvinviljely, maaperä; Greenhouse; LED; interlightning; Tomato; Venlo greenhouse; Tomato yield; Energy; välivalotus; blokkihuone; kasvihuoneet; ledit; tutkimus- ja kehittämistoiminta; sato; energia