In juni heeft team AuTomatoes de tweede editie van de Autonomous Greenhouse Challenge van Wageningen University gewonnen. Er was geen discussie mogelijk over de winst van het team, ze scoorden het hoogst op alle drie de scoringscriteria, wat hen de absolute winnaar maakte. In hun strategie maakte het team gebruik van de principes van Plant Empowerment om een gebalanceerd en “empowered” gewas te realiseren. De plant en zijn balansen stonden dus centraal in de algoritmes van het team.
Maar hoe hebben ze dit voor elkaar gekregen? Dit artikel geeft uitleg over de energiebalans en hoe team AuTomatoes deze in balans hield.
De energiebalans is de balans tussen de energiestroom naar de plant toe (input) en van de plant af (output). Planten kunnen zelf geen warmte genereren en dus bestaat de energiebalans volledig uit externe energiestromen, dat wil zeggen kortgolvige straling van de zon of belichting, langgolvige uitgaande straling, convectieve energie overgebracht door luchtbeweging en verdampingsenergie.
Tijdens hun missie om de grootste hoeveelheid tomaten van goede kwaliteit te kweken maakte team AuTomatoes gebruik van een combinatie van sensoren om het verticale temperatuurprofiel en de instraling op gewasniveau te berekenen. Hiervoor maakte het team gebruik een PAR sensor. Daarnaast had het team een Thermoview camera geïnstalleerd die thermische foto’s maakt van het gewas die de verschillen in temperatuur laten zien. Met deze informatie kon het team het gebruik van schermen en verwarming optimaliseren om de energiebalans van het gewas op de best mogelijke manier te ondersteunen.
Naast deze bestaande sensoren heeft team AuTomatoes ook zogenoemde soft sensoren ontwikkeld, die gebruikt kunnen worden om bijvoorbeeld het PAR niveau in de kas te berekenen. Op basis van het PAR niveau buiten, gemeten door een PAR sensor, de lichtdoorlatendheid van het kasdek en het scherm, en het gebruik van assimilatiebelichting berekent de software het beschikbare PAR-licht op gewasniveau in de kas. Dit kan natuurlijk ook gemeten worden door een PAR sensor. Echter, deze metingen kunnen soms variëren door bijvoorbeeld schaduw. De soft sensoren vlakken deze verschillen af en vullen zo de metingen van de PAR sensor aan. Daarnaast kunnen de metingen van de PAR sensor gebruikt worden om het door de software berekende PAR niveau te controleren, om fouten te voorkomen. De PAR sensor en soft sensoren leveren samen de juiste data om het PAR niveau in de kas te regelen.
Naast de soft sensoren heeft team AuTomatoes ook de Ventilation Optimization Control ontwikkelt om de energiebalans van het gewas te bevorderen. Het algoritme regelt de raamstanden op basis van de gewenste setpoints voor temperatuur en luchtvochtigheid. Met deze regeling kon het team de fotosynthese maximaliseren met minimaal gebruik van grondstoffen.