В Сколтехе подсчитали экономию, если включать свет в парнике с зеленью в часы скидок
Эксперимент ученых Сколтеха подтвердил, что почти четверть расходов на искусственное освещение можно сэкономить без вреда для выращиваемых растений. Для этого достаточно использовать ночной тариф на электроэнергию.
Если стирать или пользоваться другой мощной бытовой техникой ночью, когда действует более дешевый тариф, потребитель экономит на коммунальных платежах, а энергетики снижают пиковую нагрузку на сеть в дневное время, а значит, затраты на ремонт и усиление инфраструктуры.
Хотя тарифы для промышленных потребителей устроены несколько сложнее, что если тот же принцип реализовать в сельском хозяйстве? На вертикальных фермах и в теплицах в северных широтах используется искусственное освещение, и ничто не мешает намеренно гасить свет при действии дорогого тарифа, а включать в часы скидок. Салату ведь без разницы, ночью его освещают или днем? Ученые из Сколтеха решили проверить. Их расчеты и описанный в журнале Applied Energy эксперимент подтверждают, что почти четверть расходов на искусственное освещение можно сэкономить без вреда для растений.
Климатические условия во многих странах позволяют выращивать овощные культуры только в парниках, причем не только из-за холода, но и из-за недостатка естественного освещения. Но если приходится полагаться на искусственное освещение, то почему бы не включать его в те часы, когда электричество стоит дешевле? А в самые дорогие часы устраивать «ночь», которая тоже необходима культурам для здорового роста. Однако с живыми организмами никогда не знаешь наверняка, не повредит ли их росту подобное нарушение режима: скажем, если вместо одной длинной ночи случатся две короткие или «ночь» будет день ото дня приходиться на разное время суток.
«Мы провели эксперимент на разных сортах салата и салатного цикория: одни и те же растения вырастили параллельно в двух одинаковых парниках и при одних и тех же условиях, не считая режима освещения. Растения в обоих парниках получали по 16 часов света рекомендованной интенсивности с той разницей, что в контрольной группе восемь часов темноты шли подряд и примерно совпадали по времени с естественной ночью. А в экспериментальной группе часы темноты могли быть разбросаны по суткам: расписание продиктовано тем, в какое время электричество стоило дороже. Ни для одного из сортов не было выявлено измеряемых различий в росте», — рассказал первый автор научной статьи, аспирант Сколтеха по программе «Инженерные системы» Хавьер Пеньюела.
«Мы рассчитываем, что такую практику можно распространить на базилик, шпинат и другие зеленые листовые культуры, поскольку наш эксперимент учитывал генетическое разнообразие при поиске возможных негативных воздействий на скорость роста», — добавила доцент Проектного центра агротехнологий Сколтеха Сесиль Бен, соавтор научной статьи.
Исследователи провели аналогичный эксперимент, в этот раз только на салате, в другой среде — четырехуровневой вертикальной ферме. И получили тот же результат: сравнение культур, выращенных на двух опытных уровнях с теми, что были собраны с контрольных уровней, не выявило значимых различий в количестве листьев, свежем и сухом весе.
Что касается возможной экономии, в исследовании приводятся расчеты на основе реальных тарифов на электроэнергию, которые показывают, что расходы на искусственное освещение можно уменьшить на 15–23 процента. Основная экономия обеспечивается оптимальным использованием почасовой тарификации: система ежедневно сверяется с завтрашними расценками и планирует «ночь» на восемь наиболее дорогих часов. Дополнительная экономия получается за счет участия в долгосрочных схемах управления спросом: потребитель заключает контракт с поставщиком, согласно которому последний имеет право несколько раз в месяц устанавливать «темные» часы по своему усмотрению. Экономия самих энергетических компаний, по расчетам авторов исследования, составит суммарно по России до 10 миллиардов рублей в год.
В конечном итоге снижение себестоимости овощей должно отразиться и на розничных ценах.
«По сути, наша работа связана с неиспользованным потенциалом синергии между пищевой промышленностью и энергетической системой в городской среде», — прокомментировал работу один из ее авторов, руководитель Проектного центра агротехнологий Сколтеха профессор Лоран Генцбиттель.
«Такого рода синергия становится возможной при цифровизации и декарбонизации энергетической системы — эта трансформация стоит дорого, зато создает множество возможностей для повышения эффективности генерирующих мощностей путем уменьшения затрат на эксплуатацию и расширение энергосети, — добавил доцент Центра системного проектирования Сколтеха Хенни Уэрдан, научный руководитель исследования. — Гибкость на стороне потребителя позволяет реализовать значительную часть возникающей выгоды в таких отраслях, как земледелие, которые эту гибкость и обеспечивают. Тем самым их высокая потребность в электроэнергии из ограничения превращается в благоприятную возможность».
По словам ученых, продемонстрированное ими экономическое преимущество может быть отчасти доступно и при выращивании помидоров, огурцов и — в меньшей степени — клубники. Поскольку все эти растения цветут и плодоносят, более половины их жизненного цикла приходится на стадии развития, которые не актуальны в контексте производства зеленых листовых овощей (их собирают до наступления цветения) и к которым результаты исследования могут быть неприменимы. Условия освещения могут иметь первостепенное значение во время и после формирования соцветия. Выведение сортов, цветение которых не зависит от длины непрерывного светового дня, позволит и эти культуры выращивать в закрытых условиях с экономией расходов на освещение.
Помимо расширения круга подходящих сельскохозяйственных культур, ученые планируют исследовать возможности оптимизации расходов на отопление.
Авторы исследования видят в управлении спросом ключевой компонент будущего энергетики. Несомненно, свой вклад в выравнивание нагрузки на сеть внесут и локальные накопители энергии высокой емкости, такие как ванадиевые проточные аккумуляторы, над которыми работают в Сколтехе. Но ту же проблему будут параллельно решать все более тонкие механизмы управления спросом: они будут стабилизировать сеть на основе рыночных механизмов, а не функционирующих на стороне потребителя массивных батарей.
Telegram 
Дзен 
VK Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно