Effizientes Urban Farming mit zentraler Stromversorgung

Seit jeher ist der Mensch bemüht, die Erträge seines Gartens von den Launen des Wetters unabhängig zu machen. Die Verlagerung der Produktion in geschützte Gewächshäuser war ein großer Fortschritt. Der nächste Quantensprung ist die permanente Nutzung von Kunstlicht: Es optimiert biologische Wachstumsprozesse und macht den Anbau auf mehrstöckigen Flächen möglich. Als „Urban Farming" verlagert sich so die Nahrungsmittelproduktion wieder in städtische Ballungszentren — in unmittelbare Nähe zum Verbraucher. FORTEC Power liefert dafür die passenden Stromversorgungen und das nötige Know-how.

Präzise gesteuerte Beleuchtung, die sich an den Wachstumsbedürfnissen der jeweiligen Nutzpflanzen orientiert, ist der entscheidende Faktor für den wirtschaftlichen Erfolg sogenannter CEA-Anlagen (Controlled Environment Agriculture). Pflanzenspezifische Farbtemperaturen und optimierte Tag-Nacht-Zyklen steigern Erträge und verkürzen Erntezyklen. Der mehrgeschossige Anbau reduziert den Flächenverbrauch drastisch — und macht die Produktion in Supermärkten oder großen Wohnanlagen wirtschaftlich. Weniger Transport und Kühlung bedeuten zudem einen deutlich reduzierten ökologischen Fußabdruck.

Üblicherweise werden LED-Leuchten und ihr Treiber als eine Einheit betrachtet. In CEA-Anlagen ist es aus mehreren Gründen von Vorteil, alle Leuchtkörper einer Pflanzenart über ein zentrales Hochleistungsnetzteil zu versorgen. Netzspannungs- und Steuerleitungen müssen nicht separat zu jeder Lampe geführt werden — das reduziert Installationsaufwand und Materialkosten erheblich. Die gesamte Anlage lässt sich von einer Zentrale aus überwachen und steuern, inklusive Remote Monitoring via Internet und Cloud.

Die räumliche Trennung von LED-Leuchten und Treibern entlastet zudem die Umgebungstemperatur in der Anbaufläche: Verlustwärme entsteht im Schaltschrank oder Steuerungsraum und kann dort für weitere betriebliche Zwecke genutzt werden. Zentrale Hochleistungsnetzteile erzielen außerdem deutlich höhere Wirkungsgrade als dezentrale LED-Treiber — was den Gesamtenergieverbrauch senkt und den Klimatisierungsaufwand minimiert.

Exakt für diese Anforderungen bietet FORTEC Power die LCM4000HV-Familie von Advanced Energy. Sie erfüllt alle Anforderungen des DesignLights Consortium (DLC) gemäß „Technical Requirements for Horticultural Lighting" Version 2.1.

Die wichtigsten technischen Eckdaten:

• Nennleistung: bis zu 4.000 W pro Modul
• Wirkungsgrad: bis zu 95 %
• Ausgangsspannung: 100–300 V DC (stufenlos regelbar)
• Ausgangsstrom: bis zu 16 A (flickerfreie Stromquelle)
• Eingangsspannung: 311–528 V AC (dreiphasig)
• Bauform: Stand-Alone oder 19"-Rack-Modul (Hot-Swap-fähig)
• Rack-Kapazität: bis zu 3 Module pro Rack-Einschub (12 kW), bis zu 10 Racks pro Serverschrank (120 kW Gesamtleistung)

Ein entscheidender Vorteil der LCM4000HV-Serie ist die breite Auswahl an analogen und digitalen Steuerschnittstellen, die eine nahtlose Integration in übergeordnete Gebäude- und Anlagensteuerungen ermöglicht:

• 0–10 V Analog-Interface zur einfachen Dimmsteuerung über Standard-SPS-Ausgänge
• PMBus (Power Management Bus) über I²C für digitale Leistungsregelung, Telemetrie (Spannung, Strom, Temperatur, Wirkungsgrad) und Fehlermeldungen in Echtzeit
• RS-485 / Modbus RTU für die Integration in industrielle Automatisierungssysteme und SCADA-Umgebungen — bis zu 31 Geräte auf einem Bus adressierbar
• CAN-Bus für schnelle, störungsresistente Kommunikation in größeren Anlagen
• Enable/Disable-Eingang für einfache An/Aus-Steuerung ohne Protokoll
• Alarmausgänge (Open Collector) für Über- und Untertemperatur, Überlast, Lüfterausfall

Durch PMBus lassen sich Ausgangsspannung und -strom per Software in Echtzeit anpassen — ideal für dynamische Beleuchtungsprofile, die auf Wachstumsphase, Tageszeit oder Sensorwerte reagieren. Über Modbus RTU können alle Module einer Anlage zentral protokolliert und ferngesteuert werden, was Remote Monitoring und vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) direkt ermöglicht.