Sustainable Harvest and Solar Optimization
Projekt sufinanciran sredstvima Europske unije *
5 MSP-ova
(mikro, mala i srednja poduzeća)
2 OIŠZ
(Institut za poljoprivredu i turizam te FER, dislocirani Studij energetske učinkovitosti i obnovljivih izvora u Šibeniku)
Splitsko-dalmatinska županija
u ulozi suradnika
Projekt će rezultirati sa 2 inovativna proizvoda koja mogu funkcionirati samostalno i odvojeno, tj. na tržištu se mogu plasirati odvojeno kao 2 različita sustava ili zajedno kao jedan sustav.
HARDVERSKI AES SUSTAV ''SHADOW-H''
Hardverski AES sustav ''SHADOW-H'' predstavlja RADIKALNU INOVACIJU jer donosi transformaciju u načinu izgleda i funkcioniranja agrosolara.
Maximizirani prinos električne energije
Zaštita površine panela od kemijskih oštećenja uslijed tretiranja biljaka
Zaštita biljaka od prekomjernog sunčevog zračenja i ostalih vremenskih nepogoda
Ključna funkcionalnost je mogućnost preklopa istog koji otvaranjem i zatvaranjem panela (putem elektromotora povezanih sa softverom) može postići optimalnu poziciju kako bi se simultano osigurali uvjeti za proces fotosinteze, rast biljaka i proizvodnju EE.
Iako upravljivi paneli postoje, sklopivi mehanizam na solarima još nikada nije upotrijebljen u ASE te se smatra GLOBALNOM INOVACIJOM. Omogućit će optimiranje procesa jer štiti biljku od prekomjernog sunčevog zračenja, dok se istovremeno maksimizira prinos električne energije. Preklopni paneli također štite nasad od negativnih utjecaja klimatskih promjena (tuča, mraz, suša, velike kiše) te olakšavaju prolazak poljoprivrednih strojeva, čime se smanjuju poteškoće u manevriranju i omogućava korištenje standardne poljoprivredne mehanizacije.
Na jednak način, preklopnim panelima može se ostvariti zaštita od kemijskih oštećenja površine panela koja mogu nastati uslijed korištenja različitih poljoprivrednih preparata koji pospješuju poljoprivrednu proizvodnju.
IoT za prikupljanje mjerenja te AI i strojno učenje za optimiranje procesa će poslužiti kao katalizatori za transformaciju agrosolara kako bi promijenili način na koji se odvijaju određene aktivnosti ili stvaraju vrijednost na tržištima EE.
SOFTVERSKI AES SUSTAV ''SHADOW-S''
Softverski AES sustav ''SHADOW-S'' predstavlja INKREMENTALNU INOVACIJU jer donosi postepena i znanstvena poboljšanja koja će obuhvatiti AI i IoT tehnologije te će predstavljati platformu koja prikuplja podatke sa senzorske mreže i donosi zaključke na temelju analize tih podataka u stvarnom vremenu uvažavajući povijesne podatke korištenjem različitih metoda strojnog učenja.
Inovativnost softverske platforme predstavlja značajan iskorak GLOBALNO koji će se očitovati kroz funkcionalnosti koje ni jedan sličan sustav trenutno ne podržavaju potpunosti: optimizacijska platforma koja uvažava mrežno tehničke aspekte, odnosno kroz matematičko modelirani proces unutar optimizacijske platforme omogućava optimiranje nastupa na tržištu energije i pomoćnih usluga uvažavajući dinamiku procesa paralelnog rada sa AES; automatizacija procesa te ostvarivanja komunikacije optimizacijske platforme sa senzorima i aktuatorima za izvođenje optimizacijskih algoritama na ugrađenim procesorskim sustavima.
Softver koristi napredne algoritme za analizu podataka o svjetlosti, temperaturi, vlažnosti i drugim klimatskim uvjetima, radi predviđanja istih za kratkoročni (par sati unaprijed) i srednjoročni (par dana unaprijed) horizont te automatski upravlja preklopnim splarom SHADOW-H koji je zadužen za proizvodnu i upravljanje na tržištima EE.
Softverski dio sustava uključuje i sofisticiranu senzorsku mrežu koja prati okolišne uvjete i fotosintetsku aktivnosti u nasadu te bilježi podatke o potrebi biljaka za svjetlošću, klimatskim uvjetima, prolasku mehanizacije i drugim relevantnim parametrima.
Ovi senzori pružaju precizne informacije o trenutnom stanju biljaka i okoliša, omogućujući prilagodbu uvjeta u stvarnom vremenu te sukladno tome omogućavaju donošenje odluka i optimiranje procesa s te strane.
Matematičko modelirani procesi omogućavaju optimiranje nastupa na tržištu energije i pomoćnih usluga
- svjetlosti
- temperaturi
- vlažnosti i
- drugim klimatskim uvjetima
Predviđanja za kratkoročni (par sati unaprijed) i srednjoročni (par dana unaprijed) horizont
Automatsko upravljanje preklopnim splarom SHADOW-H koji je zadužen za proizvodnju i upravljanje na tržištima EE.
- okolišne uvjete
- fotosintetsku aktivnosti u nasadu
- potreba biljaka za svjetlošću
- klimatske uvjetime
- prolazak mehanizacije
- druge relevantne parametre
Partneri
Digital Arena d.o.o.
Nositelj konzorcija i idejni kreator platforme. Osigurava kapacitete za razvoj SHADOW-S i komunikacijski dio SHADOW-H sustava.
Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva
Studij energetske učinkovitosti i obnovljivih izvora u Šibeniku - nositelj inženjersko-tehnoloških istraživanja i razvoja
Institut za poljoprivredu i turizam
Nositelj agronomsko-fizioloških istraživanja i razvoja
C.B.F. inženjering d.o.o.
Nositelj projektiranja SHADOW-H sustava
Sara - Stil d.o.o.
Pruža strojarsku i bravarsku ekspertizu za SHADOW-H sustav
Utičnica d.o.o.
Pruža ekspertizu u području elektronike i strojarstva za SHADOW-H sustav
Vinarija Grabovac - Provin d.o.o.
Provodi agro-tehničke mjere sukladno rezultatima SHADOW-S i SHADOW-H sustava
Splitsko-dalmatinska županija
Suradnik koji daje suglasnost da se na njihovu području provodi testiranje inovativnih SHADOW-S i SHADOW-H sustava
Metodologija, hipoteze i ciljevi
METODOLOGIJA
Metodologija istraživanja je originalna, relevantna i aktualna u odnosu na najnovije trendove u predmetnom području te predstavlja značajan napredak u odnosu na trenutne tehnologije i prakse.
Kombinacija IoT-a, strojnog učenja, i optimizacijskih tehnika kao i adaptivnih tehnologija panela omogućiti će efikasno korištenje resursa i osigurati održivost.
Jednako tako, optimizacija platforma bit će razvijena na način da prati kretanja na različitim tržištima EE te pozicionira proizvodnju kako bi i ovdje ostvarila najveći mogući profit.
HIPOTEZE
Postavljene Hipoteze Adaptivnog AES SHADOW sustava koje će se dokazivati testiranjem:
- Sustav štiti biljke od fotoinhibicije izazvane visokim intenzitetom osvjetljenja Biljke uzgajane ispod ASE sustava pokazivat će manja oštećenja izazvana visokim intenzitetom svjetlosti (fotoinhibiciju) u usporedbi s biljkama uzgajanim u kontrolnim uvjetima (bez ASE sustava).
- Sustav ne ograničava fotosintezu zasjenjivanjem Intenzitet fotosinteze kod biljaka uzagajnih pod ASE sustavom nije značajno različit u odnosu na kontrolne biljke (bez ASE sustava).
- Sustav ne umanjuju kvalitetu grožđa u usporedbi s kontrolnim biljkama Prinos grožđa, sadržaj šećera i kiselina u grožđu nije značajno niži kod biljaka uzgajanih pod ASE sustavom u odnosu na kontrolne biljke (bez ASE sustava).
- ASE sustavi omogućuju povoljne mikroklimatske uvjete za rast i razvoj vegetacije. U nasadu pod ASE sustavom manje će biti temperaturne oscilacije, a viša vlaga tla u odnosu na kontrolni nasad (bez ASE sustava).
- ASE sustav upravljan optimizacijskim algoritmom stvarat će dodanu korist u vidu optimalne proizvodnje električne energije Uz uvažavanja svih primarnih ograničenja proizašlih iz poljoprivredne proizvodnje.
- Optimizacijska platforma omogućit će adaptivnoj ASE pristup različitim tržištima EE te tržištima pomoćnih usluga Time će povećati ukupni profit.
CILJEVI
- Kvantificirati razinu fotoinhibicije na razini fotosustava i fotokemijskih reakcija.
- Procijeniti utjecaj adaptivnog ASE sustava na sadržaj fotosintetskih pigmenata, efikasnost korištenja svjetlosti u fotosintezi te usporediti intenzitet fotosinteze i stomatalne provodljivosti između biljaka uzgajanih pod adaptivnim ASE sustavom te kontrolnih biljaka.
- Analizirati i usporediti prinos grožđa, sadržaj šećera i kiselina u grožđu kod biljaka uzgajanih pod adaptivnim ASE sustavom te kontrolnih biljaka.
- Analizirati i usporediti mikroklimatske parametre: intenzitet svjetlosti, temperatura zraka, relativna vlažnost zraka, temperature tla i vlažnost tla u nasadima unutar i izvan adaptivnog ASE sustava.
- Ostvariti mogućnosti optimiranja proizvodnje električne energije na način koji ne narušava kvalitetu poljoprivredne proizvodnje
- Razviti optimizacijsku platformu koja će biti proširiva i modularna za različite konfiguracije sunčane elektrane uz različite poljoprivredne kultura te koja će omogućiti adaptivno upravljanje proizvodnjom električne energije uz istovremenu participaciju na više energetskih tržišta i sukladno ostvarivanje više izvora prihoda.
