Akıllı LED Kontrolüyle Sera Aydınlatmasında Enerji Tasarrufu

ABD'de Akıllı LED Kontrolüyle Sera Aydınlatma Maliyeti %65 Azaltıldı

ABD'de Virginia Tech araştırmacıları tarafından gerçekleştirilen yeni bir çalışma, sera yetiştiriciliğinde LED aydınlatmanın daha akıllı yönetilmesiyle elektrik maliyetlerinin önemli ölçüde azaltılabileceğini ortaya koydu. Üniversitenin Hampton Roads Tarımsal Araştırma ve Yayım Merkezinde yürütülen deneylerde, farklı LED kontrol stratejileri aynı sera ortamında karşılaştırıldı. Araştırma sonuçlarına göre güneş ışığı tahminlerinden yararlanan kontrol yöntemi, sürekli çalışan LED aydınlatmaya kıyasla elektrik maliyetini %65 azaltırken bitkilerin hedeflenen günlük ışık ihtiyacını da karşıladı.

Güneş Işığı Tahmin Edilerek LED Lambalar Yönetildi

Seralarda bitkilerin sağlıklı gelişebilmesi için yeterli miktarda ışık alması gerekiyor. Ancak özellikle kış aylarında ve bulutlu havalarda doğal güneş ışığı yetersiz kalabiliyor. Bu durumlarda LED lambalarla ek aydınlatma yapılıyor. Geleneksel uygulamalarda lambalar belirli saatlerde çalıştırılabiliyor veya ortam ışığı önceden belirlenen seviyenin altına düştüğünde devreye giriyor. Virginia Tech araştırmacıları ise güneş ışığının gün içerisindeki değişimini tahmin ederek aydınlatmayı önceden planlayan bir kontrol yöntemi geliştirdi. Bu sistem, ilerleyen saatlerde ne kadar doğal ışık alınabileceğini değerlendirerek LED lambaların ne zaman ve hangi güçte çalışması gerektiğini belirliyor.

Altı Farklı Aydınlatma Stratejisi Karşılaştırıldı

Araştırma kapsamında altı farklı aydınlatma uygulaması incelendi. Bunlar arasında LED lambaların sürekli açık tutulması, tamamen kapalı olması, basit kurallara göre yönetilmesi, güneş ışığı tahminlerine dayalı kontrol ve elektrik tarifelerine göre çalışma saatlerini değiştiren iki farklı yöntem yer aldı. Tüm uygulamalar aynı sera içerisinde gerçekleştirildi. Böylece farklı kontrol yöntemlerinin benzer güneş ışığı ve çevre koşulları altında karşılaştırılması sağlandı. Araştırmada ışık sensörleri, LED kontrol sistemleri ve nesnelerin interneti teknolojilerinden yararlanıldı.

Elektrik Maliyetinde Yüzde 65 Azalma

Deneylerde en dikkat çekici sonuç, güneş ışığı tahminine dayalı kontrol sisteminden elde edildi. Bu yöntem, bitkilerin hedeflenen günlük toplam ışık miktarını karşılamasına rağmen sürekli açık aydınlatmaya kıyasla %65 daha düşük elektrik maliyeti oluşturdu. Araştırmacılar, basit kurallara dayanan ve güneş ışığı tahmini gerektirmeyen kontrol yönteminin de başarılı sonuçlar verdiğini belirledi. Bu yöntemin elektrik maliyeti, tahmine dayalı sisteme göre yalnızca %6 daha yüksek gerçekleşti. Sonuçlar, gelişmiş tahmin sistemlerinin önemli avantajlar sağlayabileceğini ancak daha basit otomasyon çözümlerinin de enerji giderlerini azaltmada etkili olabileceğini gösteriyor.

Bitki Gelişimi de Değerlendirildi

Araştırmada yalnızca elektrik maliyetleri değil, yetiştirilen bitkilerin gelişimi de incelendi. Tahmine dayalı kontrol yöntemi, uyarlanabilir aydınlatma stratejileri arasında en yüksek kuru bitki kütlesi sonucunu sağladı. Araştırmacılar ayrıca harcanan her bir dolar karşılığında elde edilen bitki kuru kütlesini değerlendiren bir verimlilik göstergesi kullandı. Bu hesaplamada tahmine dayalı sistem için dolar başına 18,976 gram, sürekli açık aydınlatma için ise 9,391 gram kuru bitki kütlesi hesaplandı. Böylece tahmine dayalı kontrol yöntemi, aydınlatma maliyetine göre değerlendirilen üretim verimliliğinde sürekli açık sisteme kıyasla iki katın üzerinde sonuç verdi.

Elektrik Tarifeleri de Kontrol Sistemine Dahil Edildi

Araştırmada incelenen diğer yöntemler, LED lambaların çalışma zamanlarını elektrik fiyatlarının daha düşük olduğu saatlere kaydırmaya odaklandı. Bu uygulamalarla elektrik maliyetinin azaltılması mümkün oldu. Ancak araştırma sonuçları, yalnızca en düşük elektrik maliyetine ulaşmanın her zaman en iyi bitki gelişimini sağlamadığını gösterdi. Bu nedenle sera aydınlatmasının planlanmasında elektrik fiyatlarıyla birlikte bitkilerin günlük ışık ihtiyacının da dikkate alınması gerektiği vurgulandı.

Deneyler Gerçek Sera Ortamında Yapıldı

Çalışma, yalnızca bilgisayar ortamında gerçekleştirilen bir simülasyona dayanmıyor. Araştırmacılar farklı LED kontrol yöntemlerini Virginia Tech'in araştırma serasında uygulayarak karşılaştırdı. Deneyler 20 Şubat-15 Nisan 2026 döneminde iki tekrarlı olarak yürütüldü. Her uygulamada 72 bitki kullanıldı. Bu yönüyle çalışma, farklı aydınlatma stratejilerinin gerçek yetiştirme koşullarındaki performansına ilişkin veriler sunuyor.

Ticari Seralar İçin Yeni Bir Yönetim Modeli

LED aydınlatma, özellikle kış aylarında üretimin sürdürüldüğü modern seralarda önemli bir elektrik gideri oluşturuyor. Virginia Tech araştırması, doğal güneş ışığının daha iyi değerlendirilmesiyle ek aydınlatma maliyetlerinin azaltılabileceğini gösteriyor. Bununla birlikte araştırmada açıklanan %65'lik maliyet azalması, belirli deney koşullarında sürekli açık aydınlatmayla yapılan karşılaştırmaya ait. Bu oran, tüm ticari seralarda aynı düzeyde tasarruf sağlanacağı anlamına gelmiyor. Elde edilecek sonuçlar; yetiştirilen ürün, bölgenin güneşlenme koşulları, elektrik tarifeleri, kullanılan LED sistemleri ve işletmenin mevcut aydınlatma programına göre değişebilir. Araştırma, gelecekte sera otomasyon sistemlerinin yalnızca mevcut ışık düzeyine değil, beklenen güneş ışığına ve enerji maliyetlerine göre de karar verebileceğini ortaya koyuyor.

Kaynak: Virginia Tech Araştırmacıları – Bilimsel Makale 
https://arxiv.org/abs/2610.28570

Fotoğraf: Gakon Netafim / Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Greenhouse_in_Kazakhstan.jpg

Derleme ve Türkçe Editoryal Düzenleme: AgroAktüel