sera-otomasyonu

Modern bir serada otomasyon alt yapısı hangi bileşenlerden oluşur?

Seralarda üretilmesi planlanan bitki türüne göre isteklerin karşılanabilmesi için aşağıda sıralanan donanımlara ihtiyaç duyulmaktadır:

Sinyal algılama sistemi
Isıtma sistemi
Havalandırma sistemi
Çatı havalandırma
Fan havalandırma
Gölgeleme sistemi
Sulama sistemi
Gübreleme sistemi
Sisleme sistemi
Serinletme sistemi
Karbondioksit enjeksiyon sistemi
Sera kontrol sistemi

Otomasyona niçin gereksinim duyarız?

Seralarda bitkilerin büyümesi ve gelişimi için uygun klimanın oluşması, sera içindeki sıcaklık, bağıl nem, güneş ışınımı gibi değişkenlerin kontrol altına alınmasıyla sağlanır. Ancak sera içinde olması istenen iklimsel veriler, sera dışındaki güneş, sıcaklık, yağmur vb etkilerden dolayı sürekli değişir. Yani sera üzerine gelen enerjinin bir kısmı depolanır; bir kısmı dışarıya verilir. Eğer yaprak sıcaklığı yüksek ise, bu, bitkide depolanan enerjinin fazla olmasından kaynaklanır. Fazla enerji birikimi, havalandırma ya da serinletme sistemlerinin stratejik olarak devreye alınmasıyla çözümlenebilir. Eğer serada sıcaklık düşerse istenen sınırlar arasına ısıtma sisteminin nasıl çalıştırılacağı önemlidir. Sera içindeki bağıl nem seviyesinin tehlikeli biçimde artması havalandırmayla önlenebilir; ancak, bu havalandırmanın nasıl yapılacağı, seradan olan ısı kaybının ekonomik anlamı önemlidir. Yani sera içindeki donanımların algılayıcılardan gelen sinyallere göre yönetilmesi, yönlendirilmesi, bitki büyüme döneminde anlık, günlük ve aylık üretim verilerine göre stratejik olarak şekillenir.

Sinyal Algılama Sistemi Nedir?

Seranın etkili yönetilmesi için, sera içindeki ve dışındaki güneş ışınımı, sıcaklık, rüzgar hızı, yağmur, bağıl nem, gibi birçok değişkenin sürekli ölçülmesi gereklidir. Bir algılayıcı sinyali seçme (1), dönüştürme (2) ve algılama (3) fonksiyonlarını yerine getiren elektriksel sinyal çıkışlı elemanlar olarak tanımlanmaktadır. Algılayıcı, birçok sinyal arasından istenen bilgiyi seçer; bilgiyi ölçülebilir bir forma dönüştürür; sinyali algılama işlemini gerçekleştirir. Klimatolojik ölçümlerde kullanılan algılayıcıların toplam belirsizliği (the overall uncertainty) tam skalada % ± 5’den daha büyük olmamalıdır.

Sinyal algılama sistemi, yapılan tarımsal üretim yöntemine göre değişmekle birlikte, aşağıda sıralanan bileşenlerden oluşur:

Sıcaklık algılayıcıları: hava ve toprak sıcaklığı,
Nem algılayıcıları: Hava nemi, toprak nemi,
Güneş ışınımı algılayıcıları,
Fotosentez etkili ışınım algılayıcıları,
Yağmur detektörü,
Rüzgar hızı ölçer,
pH ölçer,
Elektriksel iletkenlik ölçer,
CO2 analizörü.

Bilgisayar kontrollü sera otomasyonu niçin gereklidir?

Modern sera kontrol sistemleri dış etkilere cevap olarak sadece kısa dönem eylemlerini komuta etmez; aynı zamanda yetiştirici tarafından tarif edilen uzun dönem stratejisinin kurulmasında da katkıda bulunur. Günümüz bilgisayarlı sera kontrol sistemleri, analog kontrol birimlerinin sayısallaştırılmış versiyonlarıdır. Anlık, günlük, aylık klimatolojik ve üretim bilgilerinin sürekli kaydedilebilmesi ve bunları üreticinin kullanımına sunabilmesi üstün taraflarıdır.

Klasik otomasyon anlayışına göre, sadece sera klimasının izlenmesi ve kontrolü yapılarak otomasyon sağlanabilmektedir. Bilgisayar, bitkisel üretimin her aşamasında – anlık günlük, haftalık, aylık ve üretim döneminde stratejik olarak kullanılmalıdır. Seradaki klima değişkenlerinin bir fonksiyonu olarak bitki büyümesi hakkındaki bilgi, bitki performansına göre günden güne düzenlenen ayar değerleri, klimatolojik değişim izlenerek dolaylı bir şekilde kullanılır. Bitki fizyolojisi ile klimatolojik bilgi birikimi birleştirilebilirse, günlük klima kontrolünde temel iyileştirmeler başarılabilir. Ãœretim planlamasında standardizasyon sağlanarak ürün kalitesi arttırılırken, piyasaya erken çıkma, erkencilik ya da piyasa koşullarına göre ürünün büyümesini yavaşlatma taktikleri geliştirilebilir.

Sera endüstrisinde bitki odaklı otomasyon amaç olmalı; bitki reaksiyonlarına dayalı konuşan bitki “speaking plant” yaklaşımı benimsenmeli; sıcaklık, nem, ışık, fotosentez, CO2 konsantrasyonu arasındaki ilişkiler değerlendirilmelidir.

Bu şekilde bitki büyümesinin optimizasyonu için, üretim süresince bitki büyümesinin ve gelişiminin etkili ve sürekli kontrol edilmesi gerekir:

Otomasyon seviyesi: Bitkinin isteklerine göre sera içinde olması istenen klimaya (bioklima) uygun alt donanımlar (çatı pencereleri, ısıtma, sulama, serinletme, gölgelendirme, fan havalandırma gibi) algılayıcılardan gelen sinyallere göre çalıştırılır.
İşlemsel seviye: Sera bioklimasıyla ilgili ayarlamalar, günlük bitki büyümesine göre yapılır.
Taktiksel seviye: Günlük bitki büyümesiyle ilgili planlama, aylık bitki gelişimi, hasat durumu, piyasa durumu vb ekonomik veriler dikkate alınarak yapılır.