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Vertical Farming

Salat-Wolkenkratzer als Ackerbau der Zukunft

21. April 2016, 14:04 Uhr | Von Dr. Marc Schacherer, Regional Sales Director von Farnell element14

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Effiziente Gewächshochhäuser

Wie effizient diese Gewächshochhäuser wirklich sein werden, hängt stark von ihrer Energiebilanz ab und somit von der eingesetzten Technologie. Die richtige Beleuchtung ist dabei ein entscheidender Faktor. In Farmscrapern in den USA und Asien stellt die Beleuchtung derzeit 25 bis 32% des Gesamtenergieverbrauchs. LED-Technologie verspricht diesen Anteil in Zukunft nicht nur weiter zu senken, sondern auch das Wachstum der Pflanzen zu beschleunigen. So lässt sich zum Beispiel die Wellenlänge für die Photosynthese genau einstellen, kurze, häufige Lichtimpulse von hoher Intensität bewirken, dass diese mehr Photonen verarbeiten als in der Natur üblich. Wie genau die Pflanzen das Licht absorbieren, ist noch nicht bekannt. Erste Versuche zeigen aber, dass durch den Einsatz von LEDs die Effizienz von Vertical Farming um bis zu 50% steigt.

Energieeffiziente Lösungen sind auch für die Klimatisierung in den Gewächshäusern und für Sensoren gefragt. Diese überwachen und steuern beispielsweise den Temperaturhaushalt, den CO2- und Pollen-Gehalt in der Luft sowie die Wasserversorgung. Gleichzeitig erfassen und sammeln sie kontinuierlich Daten, die sie an die entsprechenden Systeme weiterleiten. So erhalten Landwirte einen genauen Überblick über Pflanzenwachstum und können Anpassungen vornehmen.

Ein weiterer wichtiger Kostenfaktor im Vertical Farming ist der tatsächliche Arbeitsaufwand – angefangen beim Pflanzen der Setzlinge über die Ernte bis hin zu Reinigung und Instandhaltung –, der insgesamt rund 25% der Betriebskosten ausmacht. Hier können wie in der Industrie automatisierte Lösungen viel Zeit und Kosten sparen. Mögliche Anwendungsfelder für die Robotic bieten beispielsweise das Rotieren von Beeten oder die automatische Versorgung mit Nährstoffen. Ob die Energiebilanz im Vertical Farming tatsächlich aufgeht, wird die Zukunft zeigen. Ihr Erfolg hängt jedoch wesentlich von der Innovationskraft der jeweiligen Elektronikbranchen ab.

Vertical Farming Design Challenge

Wie spannend das Thema Vertical Farming für Entwickler ist, zeigt beispielsweise die „Vertical Farming Design Challenge“ der Farnell element14-Community. Im Rahmen des Wettbewerbs haben 15 finale Teilnehmer in ihren Projekten gezeigt, wie die Landwirtschaft der Zukunft aussehen könnte. Die Ansätze sind dabei sehr verschieden: Einige Projekte befassten sich mit der Optimierung bestehender Anbaumethoden durch IoT-basierte Überwachungs- und Steuerungsmechanismen, während andere Finalisten völlig neue und kreative Konzepte umsetzten, zum Beispiel den Einsatz eines Aquariums mit Fischen, das in permanentem Nährstoffaustausch mit vertikal angeordneten Beeten steht. Das Siegerprojekt der Design Challenge war eine solarbetriebe „Modular Farm“: Insgesamt 80 Salatpflanzen mit beeindruckenden Wachstumsraten züchtete der Sieger, Jose Marques aus Portugal, in seiner Indoor-Farm. Wichtige Faktoren wie Temperatur, Licht und Feuchtigkeit wurden dabei von einem Raspberry-Pi-gesteuerten System aus Sensoren überwacht. Der passende Preis für den Gewinner der Challenge: ein faltbares Solar-Panel-Kit, ein intelligenter Thermostat und ein Energy-Harvesting-Kit. Die Design Challenges in der element14 Community geben den Teilnehmern die Möglichkeit, ihre kreativen und innovativen Ideen praktisch umsetzen zu können.
Der erfolgreiche Abschluss eines eigenen Projekts mit der Unterstützung der Community ist für sie viel wichtiger, als einen Preis zu gewinnen.