Pertanian vertikal memerlukan teknologi pengontrol lingkungan yang dikembangkan di kota-kota besar. Pertanian vertikal merupakan solusi inovatif yang dilakukan bukan sekadar penyaluran hobi karena bisnis pun menjanjikan.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
TechnoMachinews.id – Fraunhofer IME (sumber): Pertanian vertikal dikembangkan dengan teknologi pengontrol lingkungan ruang yang tertutup seperti space di antara gedung-gedung di perkotaan atau di rumah yang sempit halaman. Ruang di sekitar gedung atau rumah dijadikan sebagai lahan pertanian tanpa menggunakan area tanah.
Perkotaan menghadapi tantangan keterbatasan lahan untuk memenuhi kebutuhan produk pangan bagi penduduk yang jumlahnya terus meningkat seperti deret ukur yang tak sebanding dengan pertumbuhan peningkatan kebutuhan pangan.
Dengan teknologi pengontrol lingkungan maka pertanian vertikal memungkinkan pengadaan produk beberapa jenis tanaman di ruang tertutup. Selain leluasa mengontrol, pengelola atau pemilik berpeluang untuk mengembangkan bisnis dan hobi.
Kita dapat belajar dari sistem pemuliaan tanaman otomatis melalui prdoyek OrbiPlant® yang dikembangkan oleh para peneliti di Fraunhofer IME. Proyek itu menunjukkan bahwa produk pertanian dapat berhasil ditanam tanpa tanah dalam sistem yang tertutup namun terkendali.
Bagaimana sistem OrbiPlant dikerjakan oleh para ahli? Sistem OrbiPlant® belangsung baik karena para peneliti menggunakan conveyor belt atau sabuk konveyor yang berbentuk gelombang yang terintegrasi sehingga memungkinkan perluasan penanaman beberapa jenis tanaman pertanian secara vertikal.
Bibit tanaman dikembangkan di media khusus tanpa area tanah, dan tanaman tetap mendapatkan nutrisi melalui larutan air yang diperkaya.
Sistem ini sangat fleksibel dan dirancang untuk mengoptimalkan ruang terbatas di lingkungan perkotaan, memungkinkan penanaman berbagai tanaman tanpa bergantung pada cuaca, waktu, atau musim. Dengan demikian, sistem ini membantu meningkatkan produksi pertanian di dalam ruangan yang tertutup yang efisien dan berkelanjutan.
Sistem OrbiPlant® dirancang untuk memaksimalkan penggunaan ruang dan meningkatkan efisiensi produksi pangan dengan mengontrol faktor-faktor seperti cahaya, suhu, dan kelembaban.
Sistem OrbiPlant® demikian fleksibel guna mengoptimalkan ruang terbatas yang tersedia di lingkungan perkotaan untuk membudidayakan berbagai jenis tanaman tanpa bergantung pada cuaca, waktu, dan musim.
Bagaimana dengan penggunaan energi? Apakah para ahli Fraunhofer IWU dapat menciptakan efisiensi?
Para ahli memperkirakan bahwa pertanian vertikal mungkin tidak akan tetap menjadi ceruk pasar. Proyeksi memperkirakan pasar dapat mencapai hingga US$24 miliar pada tahun 2030—alasan harus cukup kuat untuk mempertimbangkan apakah teknologi yang mereka gunakan layak secara ekonomi.
Faktor biaya utama dalam pertanian vertikal adalah kontrol iklim dan pencahayaan yang diperlukan. Sementara pencahayaan buatan memungkinkan produktivitas tinggi dan kemandirian dicapai dari kondisi cuaca. Dengan demikian hal itu menimbulkan biaya dan emisi CO2 – bahkan ketika teknologi LED digunakan.
Pertanian vertikal memanfaatkan berbagai teknologi yang tepat agar mampu menciptakan kondisi pertumbuhan tanaman secara optimal. Disarikan dari laman Wikipedia.com, penggunaan lampu LED bertujuan untuk memberikan cahaya yang dibutuhkan tanaman di lingkungan dalam ruangan.
Demikian pula sistem irigasi otomatis untuk memastikan tanaman mendapatkan jumlah air yang tepat tanpa terjadi pemborosan. Sedangkan teknologi pengontrol lingkungan bermanfaat untuk mengatur suhu, kelembapan, dan nutrisi sehingga terjadi kondisi yang ideal atau tepat seiring pertumbuhan tanaman.
Ringkasnya, teknologi pengontrol lingkungan yang tepat diterapkan di pertanian vertikal degan pencahayaan LED bertujuan untuk menyesuaikan spektrum yang tepat untuk fotosintesis. Para ahli memastikan bahwa teknologi dapat di-upgrade atau diperluas agar teknologi bermanfaat sesuai dengan pertumbuhan tanaman.
Lokasi spesifik, ditambah dengan desain dan dimensi sistem pasokan energi, oleh karena itu merupakan faktor penting untuk profitabilitas seluruh fasilitas yang digunakan di pertanian vertikal.
Melalui proyek FutureProteins, peran para ahli Fraunhofer IWU adalah dengan menyumbangkan keahlian yang luas dalam produksi hemat energi dan terintegrasi dengan sumber energi terbarukan. Para peneliti membuat simulasi energi untuk memastikan efisiensi yang maksimum di berbagai lokasi terkait pertanian vertikal. Pilihan Lokasi yakn di Berlin, Islandia, Burkina Faso, dan India.
Cuaca dingin dengan musim dingin yang panjang dan gelap terjadi sepanjang tahun di kota kecil Dalvík, Islandia. Kongoussi di Burkina Faso dipilih untuk mewakili daerah pedesaan yang panas dan kering.
Kota besar di India, Chennai yang kekurangan air yang parah pada tahun 2019, dan Berlin mewakili zona iklim sedang. Setiap tempat memerlukan konsep (skenario) yang disesuaikan untuk teknologi pasokan energi, seperti energi surya dan angin lokal, dan penyimpanan energi, seperti hidrogen.
Di Berlin, dilakukan kombinasi energi surya dan penyimpanan baterai yang menjadi efektif, sementara di Islandia, penggunaan energi panas bumi menjadi pilihan yang layak sesuai kondisi iklim.
Setelah membuat skenario, tim Fraunhofer IWU, dengan dukungan dari para peneliti Fraunhofer IGB, memproses data untuk mempersiapkannya untuk langkah-langkah selanjutnya. Data mencakup kebutuhan daya komponen inti dan jumlah biomassa yang diproduksi. Tim ahli lalu membangun model simulasi beberapa strategi pasokan energi.
Model-model ini memungkinkan analisis terperinci dari berbagai skenario dan mengidentifikasi pendekatan terbaik untuk setiap wilayah. Para peneliti memperoleh ukuran masing-masing komponen, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti permintaan energi, ketersediaan sumber energi terbarukan, dan kondisi iklim setempat.
Mereka mengoptimalkan seluruh sistem untuk biaya dan emisi gas rumah kaca guna mencapai solusi berkelanjutan secara ekologis dan ekonomis untuk pasokan energi sistem pertanian vertikal.
Pertanian vertikal membutuhkan biaya pencahayaan dan kontrol iklim mencakup lebih dari dua pertiga dari total biaya operasional saat para ahli membudidayakan rumput gandum.
Contoh pertanian vertikal yang sukses
Oleh karena itu, sangat penting untuk mengurangi biaya energi sebanyak mungkin, terutama di lokasi seperti Berlin, yang harga energinya sangat tinggi dibandingkan dengan harga internasional.
Di sini, sistem fotovoltaik atau photovoltaic (PV) yang diproduksi sendiri yang dikombinasikan dengan penyimpanan energi dapat mengurangi jumlah listrik yang perlu dibeli. Di Jerman, biaya pembangkitan listrik untuk sistem PV di atap gedung dan unit penyimpanan baterai berkisar antara €0,10 dan €0,20 per kWh, tergantung pada lokasi dan ukuran sistem penyimpanan energi.
Di negara-negara seperti Burkina Faso, sistem penyimpanan energi lainnya, seperti hidrogen, mungkin sangat menarik. Jaringan listrik di sana tidak stabil dan sering kali terpengaruh oleh pemadaman.
Di daerah pedesaan seperti itu, operator harus berusaha untuk mencapai kemandirian energi yang lebih besar. Salah satu teknologi yang menjanjikan untuk menyimpan kelebihan energi adalah elektrolisis air menggunakan energi terbarukan.
Ketika tenaga listrik dibutuhkan, hidrogen yang dihasilkan kemudian dapat diubah (kembali) menjadi energi listrik dengan menggunakan sistem sel bahan bakar. Mengapa hidrogen dapat menjadi sistem penyimpanan energi yang sempurna?
Pembangkit listrik H2 yang dirancang secara ringkas oleh IWU memungkinkan penyimpanan hingga 2,5 MWh energi hijau, yang dapat memberi daya pada fasilitas produksi pertanian vertikal seluas 1.500 m² selama lebih dari satu hari tanpa gangguan.
Beberapa contoh sukses dari bisnis produk pertanian vertikal yang dilakukan di Newark, New Jersey, Amerika Serikat dengan proyek AeroFarms menggunakan teknologi aeroponik untuk menanam sayuran hijau di dalam ruangan dengan mengurangi penggunaan air hingga 95 persen dibandingkan dengan pertanian konvensional.
Sedangkan perusahaan Plenty menggunakan teknologi canggih untuk menanam berbagai jenis sayuran di dalam ruangan. Mereka fokus pada efisiensi dan kualitas, menghasilkan produk yang segar sepanjang tahun. Demikian juga sukses yang dicapai di Singapura dengan proyek Sky Greens yang menggunakan sistem pertanian vertikal yang hemat energi dan air.
Singapura berhasil mengatasi keterbatasan lahan namun mampu menyediakan produk sayuran yang segar bagi penduduk yang tadinya mengimpor sayuran dari Indonesia.
Mengadopsi teknologi pengontrol lingkungan, petani dan pebisnis berpeluang meningkatkan efisiensi dan meningkatkan hasil panen. Penggunaan sensor dan sistem otomatisasi dapat mengurangi kebutuhan tenaga kerja dan meningkatkan produktivitas.
Teknologi pengontrol lingkungan memungkinkan penanaman berbagai jenis tanaman sepanjang tahun tanpa bergantung pada musim, membuka peluang bisnis baru, lapangan kerja dan diversifikasi produk tanaman pangan. Selamat mencoba.
