Klimawandel und Unwetter sind die größten Herausforderungen für Kanadas ganzjährige Beerenproduktion. Joshua Pearce, Professor an der Western University, und die Forschungsgruppe Free Appropriate Sustainable Technology (FAST) haben mit der Netto-Null-Energie-Farm eine Lösung für die Ernährungssicherheit entwickelt, um den globalen Bedrohungen zu begegnen. Die Anbausaison von Beeren wird so verlängert und die durchschnittlichen kanadischen Erträge weit übertroffen, so die Universität.
Das von Western geleitete Projekt, das sich derzeit in seinem ersten vollen Betriebsjahr an der Western Field Station für Umweltwissenschaften befindet, kombiniere eine photovoltaisch (durch Solarzellen) abgeschirmte Freilandfarm mit einem Agrotunnel, einem Indoor-Anbausystem, das hochdichte vertikale aeroponische (Pflanzenanbau in der Luft) und hydroponische (Pflanzenanbau in Wasser) Hybridsysteme beherbergt, die hocheffiziente, spektral optimierte LED-Anbauleuchten verwenden.
“Unsere Lösung bietet eine extrem dichte und widerstandsfähige Methode, um das ganze Jahr über gesundes Obst und Gemüse zu minimalen Produktionskosten zu erhalten”, sagte Pearce, Inhaber des John M. Thompson Lehrstuhls für Informationstechnologie. “Das System ist vollständig modular, skalierbar und an verschiedene Standorte und extreme Klimabedingungen anpassbar.”
Das ganzjährige Anbausystem kann, so wie es konzipiert ist, an Einzelhandelsstandorte wie Lebensmittelgeschäfte angeschlossen werden, um eine kilometergenaue Lebensmittelversorgung fast überall in Kanada zu ermöglichen. Um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern und die Stromkosten zu senken oder sogar ganz zu eliminieren, seien der Agrotunnel und die umliegenden Bereiche der Feldstation mit verstellbaren, teilweise transparenten Solar-Photovoltaik-Anlagen bedeckt, die von Pearce und seinem Team entworfen wurden. Die agrivoltaischen Arrays, eine Reihe von Sonnenkollektoren, seien Teil des experimentellen Testfelds Western Innovation for Renewable Energy Deployment (WIRED). Alle WIRED-Entwürfe seien vollständig quelloffene Hardware und verwenden einige 3D-gedruckte Teile, beides gleichbedeutend mit vielen von Pearce’ technischen Projekten.
Die in der Feldstation angebauten Erdbeeren, Blaubeeren, Honigbeeren, Stachelbeeren, Boysenbeeren und andere werden mit Künstlicher Intelligenz, einschließlich Computer-Vision-Systemen, überwacht, um den Feuchtigkeits- und Kohlendioxidgehalt sowie eine hohe Energieeffizienz zu gewährleisten. Die Beeren werden auch in agrivoltaischen Systemen mit unterschiedlich starken Solarzellen getestet, um optimale Bedingungen für das Wachstum im Freien im Vergleich zu drinnen zu finden.
Die Steigerung der Lebensmittelproduktivität und der Energieversorgung durch die optimale Nutzung des Sonnenlichts sei eine Lösung für ein schwerwiegendes Problem in Kanada und auf der ganzen Welt. Wenn das Projekt die Erwartungen erfülle, seien die Auswirkungen auf die globale Ernährungssicherheit grenzenlos.
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