DYNA-GROW: Dynamisches Belichtungssystem und nachhaltige Energielösungen für die smarte Pflanzenkultivierung

Im Rahmen von DYNA-GROW entsteht ein intelligentes Belichtungssystem für Gewächshäuser und Indoor-Farmen mit künstlicher Beleuchtung (PFAL = Plant Factory with Artificial Lighting). Dabei ermittelt ein optischer Sensor den aktuellen Lichtbedarf der Pflanzen nicht-destruktiv in Echtzeit. Datenbasierte Algorithmen generieren auf dieser Basis dynamische Einstellungen für Lichtintensität und Lichtspektrum. Das Belichtungsmanagement wird an die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien angepasst. Um die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen zu bewerten, werden eine Lebenszyklusanalyse und eine Lebenszykluskostenrechnung durchgeführt.

Die Ergebnisse des Projekts bilden die Grundlage für die Optimierung des Entscheidungssystems und ermöglichen eine maßgeschneiderte Produktionsplanung in verschiedenen Regionen und Ländern.

Ein großer Vorteil von Controlled-Environment-Agriculture (CEA) ist die hohe Produktivität. CEA ist jedoch energieintensiv, und häufig kommen statische Belichtungssysteme zum Einsatz, die nicht an artspezifische und phasenabhängige Bedürfnisse angepasst sind. Gleichzeitig wandeln sich die Energiemärkte: Volatile erneuerbare Energiequellen erfordern flexible Produktionssysteme. Hier setzt DYNA-GROW an, indem es den tatsächlichen Lichtbedarf der Pflanzen in Echtzeit erfasst und die Belichtung dynamisch an die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien koppelt. Das Ergebnis sind stabile, effiziente und nachhaltige Kultivierungsprozesse.

Für die Praxis bedeutet das: Die bedarfsgerechte Belichtung senkt den Energieverbrauch und somit die Betriebskosten, während Erträge und Qualität steigen. Das System unterstützt eine planbare Produktion trotz schwankender Energieangebote, passt Lichteinstellungen an Wachstumsphase, Zielernte und Nachfrage an und ermöglicht regional maßgeschneiderte Strategien für Gewächshäuser und Indoor-Farmen.

• Chiba University (Japan)
• Universitat Politècnica de Catalunya (Spanien)