پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

 
  • language
  • language
  • ورود/عضویت

استقرار سیستم نور مصنوعی در گلخانه

استقرار سیستم نور مصنوعی در گلخانه

  • شماره درخواست: RFP339808125
  • تاریخ اعلام: 1398/10/06
  • تاریخ انقضا: 1398/10/30

فرصت ها:

براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

میزان سرمایه گذاری:

براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

برنامه زمان بندی:

تماس جهت اطلاعات بیشتر:

۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳

پست الکترونیک:

پیشینه مساله :

تأمین نور یکی از نیازهای اساسی گیاهان برای رشد و نمو، گلدهی و عمل فتوسنتز است. گیاهان به یک منبع انرژی پایدار احتیاج دارند که این انرژی را از نور دریافت می‌کنند. در گیاه یک فرآیند شیمیایی پیچیده رخ می­دهد؛ از مولکول­های ساده، زنجیره‌های بزرگی ساخته می­شود که خود گیاه را تشکیل می‌دهند. برای هر فرآیند نیاز به انرژی است و در شرایط واقعی زندگی، گیاهان اشعه نور خورشید را دریافت می­کنند. فوتون نور وارد برگ می­شود و واکنش­های شیمیایی را ایجاد می‌کند که درنتیجه آن وزن، ریشه، ساقه، برگ و میوه افزایش می­یابد. فرآیند ادغام تمام مولکول­های معدنیِ ساده و تبدیل آن­ها به ترکیبات آلیِ پیچیده، تحت تأثیر نور خورشید صورت می­گیرد که فتوسنتز نامیده می­شود. نبود نور به معنی نبود فتوسنتز است و هیچ گیاه فاقد فتوسنتزی وجود ندارد. بدون توسعه ریشه، شاخه‌ها و برگ­های جدید توسعه نمی­یابند و هیچ جوانه‌ای و درنتیجه آن هیچ میوه‌ای تشکیل نمی­شود. نور طبیعی خورشید ارزان‌ترین منبع در دسترس است اما این منبع برای رشد محصولات در گلخانه همیشه و به مقدار کافی در دسترس نیست، بنابراین استفاده از نور مصنوعی به‌منظور افزایش محصول و ارتقاء کیفیت آن بسیار رایج شده است. نورپردازی گلخانه‌ای درصورتی‌که به‌درستی استفاده شود، برای گیاه بسیار مفید می­باشد و جایگزین مناسبی برای نور آفتاب محسوب می‌شود. به این نوع تأمین نور، نور سرد گفته می‌شود و آسیب‌های ناشی از نور شدید خورشید (مثل آفتاب‌سوختگی) را ندارد. استفاده از نور مصنوعی می‏تواند عوامل رشد را بهبود بخشد. این امر بستگی به عواملی مانند نوع محصول، شرایط محیطی، دستورالعمل نوری و ... دارد. گياهان همچنين نيازمند دوره‏های روشنایی و تاریکی هستند، بنابراین نوردهی از طریق سیستم نور مصنوعی می‌تواند به‌طور منظم قطع و وصل گردد. مناسب‌ترین نسبت دوره‌های روشنایی به تاریکی بستگی به گونه‌ها و واریته‌های گياهان دارد. چنانکه برخی از آن‌ها روزهای بلند و شب‌های کوتاه را ترجيح می‌دهند، درحالی‌که گروهی دیگر نيازمند روزهای کوتاه و شب‌های بلند و گياهانی نيز شرایط متوسط از هرکدام را می‏پسندند. میزان نوردهی به گیاهان بستگی به نوع گیاه و نیاز نوری آن دارد. اگرچه بسیاری از گیاهان می‌توانند در شرایط روشنایی دائمی نیز رشد کنند اما این گیاهان به دوره‌های تاریکی نیز نیاز دارند تا رشد خوبی داشته باشند.   نور مصنوعی در گلخانه
  • عوامل مؤثر بر شدت نور رسيده به گياه:
    • عرض جغرافيايي منطقه
    • فصول سال (زمستان يا تابستان)
    • ابري يا صاف بودن هوا
    • تراكم كشت گياه
    • ميزان شلوغي كانوپي گياه (هرس)
    • در گلخانه: نوع پوشش گلخانه (پلاستيك، شيشه، پلي كربنات)
  به‌طورکلی می­توان به مزایای استفاده از منابع نور مصنوعی در پرورش گیاهان گلخانه‌ای به شرح زیر اشاره نمود:
  • افزایش عملکرد محصول
  • کوتاه کردن چرخه رشد
  • یکنواختی رشد گیاهان
  • استفاده بهینه از فضا
  • افزایش و بهبود کیفیت محصول (نور کم معمولاً باعث طویل شدن، ضعیف و نازک شدن ساقه و کاهش مقاومت گیاه می‌شود.)
  • صرفه‌جویی در انرژی (مقدار کمی از انرژی نور برای تولید رنگ‌دانه مصرف می‌شود.)
  • ضریب تکثیر بالا (فرآیندهایی همچون جوانه­زنی و مراحل رشد به نور نیاز دارند.)
  • بقای بالاتر ریشه‌ها
در سیستم نور مصنوعی همانند نور طبیعی، از طیف‌های مختلفی از رنگ‌ها برای چرخه رشد گیاهان استفاده می‌شود. برای رشد و نمو و تولید محصول در گیاهان گلخانه‌ای، سه مشخصه اصلی  نور یعنی کیفیت نور، طول دوره  نوری و کمیت نور از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. انواع اصلی سیستم‌های روشنایی گلخانه با نور مصنوعی شامل موارد زیر می‌باشد:
  1. نور سفید (حاوی رشته ملتهب تنگستن)
  2. لامپ فلورسنت
  3. لامپ‌های سدیمی فشار بالا
  4. لامپ‌های LED
 

شرح مساله :

    در شرايطي كه همه عوامل، ازجمله دما، نور و CO2 در حد مطلوب باشند، براي انجام فتوسنتز به‌شدت نور بهينه نياز است. اگر شدت نور، كم و ضعيف باشد، سبب كاهش سرعت فتوسنتز و رشد، توليد گياهاني ضعيف، ريزش جوانه‌هاي گل، افزايش طول میان گره‌ها، باريک شدن ساقه، کاهش کيفيت محصول و افزايش شيوع بيماري‌ها و هزينه توليد خواهد شد. درصورتی‌که شدت نور از حد مناسب بالاتر باشد، كلروپلاست‌هاي برگ صدمه می­بینند و ميزان فتوسنتز كاهش مي‌يابد و گياهي با ساقه قطور و میان گره‌های کوتاه توليد مي‌شود.     ازآنجایی‌که نور در اعمال مختلف گیاهی مؤثر است، با کنترل آن می‌توان رشد گیاه را به جهت دلخواه سوق داد؛ یعنی آن را وادار به گلدهی یا رشد رویشی کرد. درون گلخانه‌ها، با افزودن نورهای مصنوعی می‌توان فرآیند فتوسنتز را به‌ویژه در فصل زمستان و روزهای ابری کاملاً امکان‌پذیر ساخت و سرعت بخشید. اگر منظور از دادن نور اضافی، بالا بردن رشد رویشی باشد، باید شدت نور داده‌شده زیاد باشد (در حدود 1000 فوت کندل) ولی درصورتی‌که هدف فقط گل انگیزی و شب شکنی (Night break)  باشد، لامپ‌هایی با شدت نور بسیار کم (حدود 50 فوت کندل) نیز مؤثر است. به دو دليل از نور مصنوعي در گلخانه‌ها استفاده مي‌شود:
  • زياد كردن شدت نور گلخانه و افزايش رشد و فتوسنتز در روزهايي كه شدت نور محيط به علت ابري بودن آسمان كمتر از حد بهينه است؛
  • كنترل طول دوره روشنايي روزانه (فتوپريود)؛ براي افزايش رشد و فتوسنتز نياز به‌شدت نور بيشتري در مقايسه با شدت نور لازم براي كنترل فتوپريود است.
نمودار زیر نشان­دهنده تمایل شرکت متقاضی به دسترسی به سیستم نور مصنوعی در گلخانه می‌باشد: در مناطق کم‌نور، مانند شمال كشور، در نيمه دوم سال به علت ابري بودن آسمان، شدت نور لازم براي رشد گياهان گلخانه‌اي كم است، بنابراين با زياد شدن شدت نور و نيز افزايش طول روزهاي كوتاه زمستان با استفاده از نورهاي مصنوعي مكمل، مي‌توان رشد و نمو گياهان را سرعت بخشيد و طول دوره پرورش محصول را كوتاه‌تر نمود. براي بالا بردن شدت نور گلخانه و افزايش رشد و فتوسنتز گياهان، معمولاً به نور تكميلي در محدوده mmol/m2/s 80-40 (معادل 300-600 فوت كندل) به مدت 6-12 ساعت نياز است.

شکل 1- نمودار متوسط تابش ماهیانه ساری- سال‌های 2016-1980

 متوسط تابش ماهیانه سال‌هاي 1980 تا 2016 شهر ساری (شهر مدنظر متقاضی) در شکل 1 گزارش شده است (وب‌سایت (Weather spark. همان‌طور که نمودار فوق نشان می‌دهد، شدت تابش در ماه‌هاي مهر تا بهمن در این منطقه به‌طور متوسط پایین‌تر از kWh 5 در هر مترمربع است و همین امر باعث کاهش محسوس تولید محصول و همچنین تأخیر در رنگ گیری میوه گوجه‌فرنگی در گلخانه‌های این منطقه می‌شود، لذا استفاده از نور مصنوعی در این پنج ماه کمک زیادي به افزایش عملکرد خواهد نمود. به‌ویژه از ابتداي آبان تا اواسط بهمن­ماه (به مدت 3.5 ماه) که شدت نور بسیار پایین است. وضعیت نوری در بیرون از گلخانه در سال‌های 96 تا 98 در زمان حضور بوته در گلخانه در شکل 2 نشان داده شده است. همان‌طور که ملاحظه می‌شود، از مهر تا فروردین، شدت تابش نور کمتر از 14 مگاژول در روز در مترمربع می‌باشد که به‌واسطه مدل‌سازی‌های صورت گرفته، به‌طور مستقیم بر عملکرد تأثیر می‌گذارد. قانون کلی برای تأثیر شدت نور، یک درصد کاهش عملکرد به ازای هر یک درصد کاهش شدت نور می‌باشد.

شکل 2- وضعیت نوری واحد کشاورزی مدنظر در سال‌های کشت 97-96 و 98-97

با توجه به موارد فوق، لزوم استقرار سیستم نور مصنوعی در گلخانه گوجه‌فرنگی شرکت متقاضی توصیه می‌شود تا از طریق بهبود فرایند فتوسنتز به کمک افزایش نور در ماه‌هایی که در منطقه با کاهش نور روبرو است، میزان عملکرد و کیفیت محصول تولیدی افزایش یابد. شرکت‌های توانمند در ارائه راهکار باید با در نظر گرفتن نکات تکمیلی زیر اقدام به محاسبه قیمت نمایند:
  • سطح موردنظر برای استقرار سیستم نور مصنوعی در گلخانه 5000 مترمربع می‌باشد.
    • مشخصات گلخانه
      • هر سالن گلخانه 1.25 هکتار
    • عرض سالن: 110 متر که گاترهای کشت به‌موازات عرض سالن هستند.
    • طول سالن: 115.2 متر که شامل 12 تونل با عرض 9.6 متر می‌باشد.
    • لازم به ذکر است از کل مساحت سالن، فعلاً شرکت متقاضی در نظر دارد، مساحتی با ابعاد 110 در 48 متر را به سیستم نور مصنوعی تجهیز نماید.
  • ارتفاع گلخانه تا ناودانی 5 متر و تا رأس 7.5 متر
  • فاصله ردیف‌های کشت (لاین­ها) 1.6 متر
  • فاصله بوته‌ها روی ردیف‌ها 30 سانتی­متر
  • در 5000 مترمربع، تعداد 30 لاین (ردیف کشت) 104 متری وجود دارد
  • حداکثر ارتفاع بوته‌ها از سطح زمین 4 متر
  • طراحی و جانمایی لامپ‌ها (بر اساس شدت و طیف نوری) طبق نظر فناور می‌باشد.
  • طراحی و استقرار سیستم و مدارهای الکتریکی، الکترونیکی و اتوماسیون سیستم نور مصنوعی در گلخانه مذکور بر عهده فناور می‌باشد.
  • تأمین منبع تغذیه برق سیستم نور مصنوعی بر عهده کارفرما می‌باشد.
  • لازم به ذکر است چنانچه توقعات شرکت متقاضی از عملکرد سیستم نور مصنوعی نصب‌شده برآورده شود، پس از اخذ مجوزهای لازم، امکان توسعه این سیستم تا سطح کل گلخانه وجود دارد.

راه‌حل‌های پیشنهادی برای حل مسئله:

(راه‌حل‌های پیشنهادی، لزوماً محدود به راهکارهای زیر نخواهد بود.)
  • طراحی و تولید لامپ‌های LED کم‌مصرف توسط فناور دارای اولویت نخست می باشد. همچنین انجام پروژه از طریق استفاده از سیستم‌های وارداتی در صورت بهای تمام‌شده مناسب و مصرف پایین برق قابل‌پذیرش می‌باشد.
  • طراحی، تولید یا واردات لامپ‌های سیستم نور مصنوعی LED با نوردهی دوطرفه یا همه طرفه (به پیشنهاد ارائه‌دهنده راهکار)

راه‌حل‌ها و پیشنهادها غیر جذاب:

  • استفاده از لامپ‌های وارداتی گران‌قیمت به علت هزینه بالا و نداشتن صرفه اقتصادی.
  • استفاده از لامپ‌های پرمصرف با بهره‌وری پایین در تولید مناسب نور موردنیاز برای فتوسنتز
  • استفاده از لامپ‌هایی که گرمای زیادی در حین کار تولید می‌کنند.
  • استفاده از سیستم‌هایی که هزینه احداث و تعمیر و نگهداری بالایی دارند.
  • استفاده از لامپ‌هایی که طیف نوری مناسب گیاه را دارا نیستند.

راه‌حل‌ها و پیشنهادها باید الزامات زیر را رعایت نمایند:

گرچه براي تأمين نور مصنوعي گلخانه مي‌توان از لامپ‌هاي مختلف با خصوصيات متفاوت، استفاده نمود اما هرکدام از این لامپ‌ها دارای ویژگی‌هایی است که استفاده از آن‌ها را محدود می‌سازد. سیستم نور مصنوعی گلخانه موردنظر می‌بایست حائز شرایط زیر باشد:
  • سیستم نور مصنوعی در گلخانه دارای لامپ‌های کم‌مصرف LED ارزان‌قیمت نسبت به نمونه‌های خارجی باشد (براي استفاده از نور تكميلي در گلخانه، حتماً بايد تأثير آن بر عملكرد و كيفيت محصول، بازدهي و نيز برگشت سرمايه مورد بررسي قرار گيرد. ممکن است استفاده از نور تكميلي باعث افزايش عملكرد و كيفيت گردد ولي جوابگوي سرمايه‌گذاري انجام شده نباشد)
  • طول عمر سیستم نور مصنوعی گلخانه حداقل 15 سال و طول عمر لامپ‌ها حداقل 10 سال باشد.
  • لامپ‌های موردنظر دارای کیفیت نوری مطلوب گیاهان (طیف کامل نوری) باشند.
  • لامپ‌های سیستم نور مصنوعی نسبت به سایر منابع نور، کم‌مصرف و بازده نوری بالایی (بین 90 تا 120 لومن بر وات) داشته باشند.
  • طراحي سیستم نور تكميلي (نحوه نصب لامپ‌ها و تركيب نوري) طوری باشد كه نور به‌صورت يكنواخت در تمام مساحت تحت پوشش گلخانه توزيع شود (اين يكنواختي تا حد زيادي بر روي يكنواختي رشد گياه، ارتفاع و گل‌دهي گياهان اثر می‌گذارد و امكان آبياري يكنواخت را فراهم مي‌كند).
  • طول عمر لامپ‌ها در صورت داخلی بودن 1 سال و در صورت خارجی بودن بین 3 الی 5 سال ضمانت شود.

نوع همکاری مطلوب :

بر اساس پیشنهادها قابل‌ مذاکره می‌ باشد.

ارسال پاسخ :

تمامی پروپوزال‌ها از طریق این لینک دریافت خواهد شد.