Промышленные революции не случаются «на пустом месте». Масса мелких изменений накапливается годами, пока не достигает критической и тогда вдруг всем становится очевидно, что мы на пороге больших перемен. Сложность, естественно, в том, чтобы разглядеть этот процесс пока никто его ещё не видит — и стартовать первым. Так вот рискну утверждать, что сельское хозяйство России стоит сейчас как раз на пороге такого скачка.

Обеспечит его пара новых технологий, связанных с электричеством: радикальное удешевление источников света и появление почти бесплатных компьютеров, способных на решение практически полезных задач. Я постараюсь сейчас изложить примерный сценарий революции, каким его вижу сам, и прошу лишь не придираться к цифрам: само собой, на этом раннем этапе они не могут быть точными, важнее их порядок и направление установившихся тенденций. И конечно — поправьте, если где-то ошибаюсь, и дополните, если что-то упустил. Спасибо!

Если вы не знали, Россия до сих пор импортирует заметную часть даже популярных овощей, вроде огурцов и томатов, несмотря на то, что теоретически способна обеспечить себя сама. Почему? Потому что, особенно в зимний период, тепличных площадей попросту не хватает. Общая площадь теплиц страны по состоянию на конец ушедшего года достигает 2,3 тыс. га, а для полного удовлетворения спроса необходимо ещё почти столько же. При сложившихся темпах строительства это случится в начале следующего десятилетия. Уже неплохо, но есть новость лучше: возможно, тепличный бум в стране будет развиваться намного быстрее, потому что себестоимость выращивания тепличных культур резко упадёт ниже устоявшейся отметки. Да, именно за счёт двух означенных выше технологий.

Что касается источников света, спасибо следует сказать светодиодам. Этому изобретению почти буквально сто лет в обед, но только лишь в последние годы светодиоды достаточной мощности и приемлемого спектра стали настолько дёшевы, чтобы составить конкуренцию лампе накаливания и энергосберегающим люминесцентным лампам. Преимущества у него очень простые: светодиод светит (грубо) вдесятеро ярче лампы накаливания на каждый ватт потребляемой мощности и служит тоже примерно вдесятеро дольше. При этом эволюция светодиода продолжается: я последний раз подробно описывал их четыре года назад и даже за это время многое поменялось.

Светодиодная лампа саранского завода ЛИСМА.
Лампу накаливания светодиод почти победил. Вот, например, обычная домашняя лампа накаливания мощностью 40 Вт. Выдаваемый ею световой поток составляет чуть больше 400 люмен и стоит она в рознице около 20 рублей. А вот такой же яркости светодиодная лампа, потребляющая всего-то 5 ватт. Да, цена последней всё ещё в 5-10 раз выше (180 рублей за гарантированно качественный продукт в IKEA, но можно найти дешевле 100 рублей у безымянных китайских интернет-продавцов; налаживается и отечественное производство), но ведь и потребляет она в 8-10 раз меньше. Иначе говоря, при цене электричества примерно в 2 рубля за кВт*ч и круглосуточной работе, светодиод обеспечит экономию почти 1 кВт*ч каждые сутки, то есть компенсирует разницу цен за пару месяцев. При этом лампы накаливания в таком режиме прослужат лишь один сезон, тогда как светодиод — десятилетия. А ещё светодиодные лампы продолжают дешеветь, а их светоотдача расти — и пределов пока не видно.

Энтузиастам «твердотельных ламп» (как иногда светодиодные называют) хватает и этого, чтобы предсказать революционные изменения в быту и промышленности. Однако в контексте теплиц необходимо сделать уточнение: работающие там системы интеллектуального электрического досвечивания эксплуатируют не лампы накаливания, а энергоэкономичные натриевые лампы высокого давления. Такие источники света очень эффективны (на каждый потреблённый ватт они выдают света столько же, сколько лучшие светодиоды), а кроме того, обеспечивают спектр, подходящий для растений. Однако и им светодиоды уже «дышат в затылок».

Пусть по яркости бытовые светодиодные лампы пока слегка уступают натриевым, зато по долговечности уже превосходят их почти вдвое. А ещё позволяют перестроить систему досвечивания на меньшие пусковые токи: мощные натриевые лампы управляются очень непросто, маломощных же светодиодных требуется установить больше, зато и электрическая схема будет менее дорогой и более долговечной. Кроме того, помните, светодиод продолжает развиваться, так что ещё через несколько лет и натриевые лампы будут побеждены вчистую.

И вот тогда понадобится вторая из названных выше технологий. Дело в том, что строить светодиодные системы досвечивания выгодней всего будет именно на дешёвых бытовых лампах. И поскольку они сравнительно маломощны, их потребуется в разы больше, чем натриевых. И управлять ими соответственно будет сложнее. Но здесь-то и пригодятся появившиеся за последние годы неприлично дешёвые компьютеры: кое-кто даже называет переживаемый нами сейчас период эпохой бесплатных вычислений!

Raspberry Pi неказист, но там, где он применяется, красивая внешность ни к чему!
Чтобы вы понимали, как такое может быть, взгляните на Raspberry Pi. Это британская разработка: портативный компьютер, умещающийся на ладони, способный исполнять программное обеспечение, написанное для самых обыкновенных настольных IBM PC. Но вот цена на некоторые его модели начинается буквально с 5 долларов США — что и сделало его бестселлером: продано уже свыше 11 миллионов экземпляров!

Пока его оценили в основном самодельщики-энтузиасты, но на самом деле нет никаких причин почему бы такому компьютеру не стать «мозгом» и «органами чувств» как систем интеллектуального досвечивания, так и управления микроклиматом в теплице. Построенные на Raspberry Pi, они должны быть даже дешевле существующих «серьёзных» аналогов, потому что будут опираться на свободное программное обеспечение (в данном случае читайте: бесплатное) и дешёвые периферийные устройства (сенсоры, активаторы и пр.).

Как показывает практика, разработать систему интеллектуального управления теплицей на подобной платформе по силам даже студентам (вот, посмотрите как легко строится сбор данных в теплице на Arduino, ещё одной «любительской» платформе, родственной Raspberry Pi). Которые, полагаю, и станут главным интеллектуальным ресурсом надвигающегося тепличного бума: это им предстоит разработать дешёвые и легко масштабируемые тепличные комплексы на светодиодах и почти бесплатных компьютерах. К ним стоит обращаться, если вы решите попробовать сделать это прямо сейчас.

Рискну утверждать и что Россия выиграет от новых технологий больше других. Почему? Потому что цены на импорт (читайте: транспортировку) овощей едва ли уже упадут значительно: они давно достигли своего дна. И дешёвые инновационные системы управления теплицей неизбежно сделают собственное производство (даже зимой!) более выгодным, чем ввоз.

Так кто рискнёт попробовать первым? А может быть уже есть примеры и истории успеха? Поделитесь?

P.S. Использованы графические работы ЛИСМА, Clive Darra, Marju Randmer.

Если вам понравилась статья - порекомендуйте ее своим друзьям, знакомым или коллегам, имеющим отношение к муниципальной или государственной службе. Нам кажется, что им это будет и полезно, и приятно.
При перепечатке материалов обязательна ссылка на первоисточник.