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智慧農業成趨勢 全控制型架構ROI更佳
 

【CTIMES/SmartAuto 王明德 報導】   2018年08月17日 星期五

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植物工廠結合IT與農業技術,設計出植物生長的最佳環境,目前植物工廠可分為「全控制型」與「太陽光型」,兩者都有其關鍵技術,只要充分掌握,將可打造出最具智慧的植物工廠系統。

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目前台灣的工業電腦業者在植物工廠的整體架構中的應用,包括底層的感測控制設備與圖控軟體,植物工廠目前可分為兩種「全控制」與「太陽光」兩種型態,顧名思義,前者是全然利用全控制光線培育植物,後者則以陽光為主,兩者適合的作物不同,所需的控制方式也大致相同。

就發展趨勢來看,全控制型是植物工廠的未來主流,相較於陽光型,全控制型無論在能源、環保、生產效率、安全、品質、空間等,都遠優於太陽光型,在資源方面,現在植物工廠在能源控管方面相當嚴格,尤其是在水資源部份,工廠內植物與栽培液蒸騰出來的95%水分,可以被回收當成灌溉之用,相較於一般溫室的水再利用率只有0.02%,全控制型高出4,750倍,此外栽培過程中含有肥料的水,一般不會排出系統外部,而是在系統內循環再使用,這使得肥料的使用量可以降至最低,也不至污染外部水源,達到環保目的。

空間利用部份,就目前的技術來看,全控制型植物工廠的地板使用面積約為太陽光型的1/10,分析兩者成本,全控制型的主要成本為電費,太陽光型則為土地與隨土地面積遞增的初期設備購置費用,不過全控制型植物工廠產品訴諸無農藥殘留,加上口感比太陽光型更佳,因此若再將售價因素計入,全控制型的投資報酬率會更好。

在作物安全與品質部份,由於太陽光型並非完全密閉空間,而且土壤中會有一定的昆蟲種類,在害蟲、病原菌的危害下,農藥的使用成為必須,而全控制型的隔熱外壁沒有縫隙,可使天然災害與病蟲害機率降至最低,進行最安全、穩定的計畫生產,且其光、溫度傷度、二氧化碳濃度都可被控制,其品質不但趨於一致,植物的授粉、開發、結果,也都可依所需調整。

全控制型植物工廠所使用的系統,主要由感測器與控制器所組成,其工廠內部分為育苗室、栽培室、機械室、出貨室等4部份,一般來說,育苗室與栽培室等於是工廠的產線,因此所佔的面積最大,機械室與出貨室則盡可能縮小空間,以達最大土地利用效率,育苗室與栽培室也是自動化系統的主要設置地點,為了避免外界的環境干擾,其屋頂與牆壁都會使用隔熱材質,內壁漆成白色,若使用燈管式光源,則會在燈管兩側或床架邊貼上反光材料,以使光線做最有效利用。

全控制型植物工廠的首要課題是降低照明設備成本與提高照明效率,再來則是降溫,目前這類型植物工廠的空調主要是降低燈具所發出的熱能,因此主要的空調設備為冷氣,暖氣需求則相當少,至於電力,則可避開電費較高的的白天,選擇在低電費的夜間開啟照明,以節省龐大的電費支出,但其實不管是全控制行或陽光型,其機制的選擇都必須因地制宜,視當地的狀況決定,農業的客製化程度相當高,因此他也建議系統整合廠商,必須找到具有相關經驗的硬體供應商,如此方能事半功倍,提昇導入效益。

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