인공조명(LED)설계의 첫단계 광보상점 광포화점
스마트팜(식물공장) 인공조명 설계의 첫번째 단계 광보상점 광포화점
스마트팜(Smart Farm) 또는 식물공장(Plant Factory) 의 환경조절의 중요 요소중의 하나가 태양광을 대신하는 인공조명입니다.
많은 분들이 인공조명 이야기가 나오면 LED 파장에 따라 R(Red), G(Green), B(Blue)의 역할과 그 조합에 대한 이야기를 많이 합니다.
식물의 생장에 있어 R, G, B가 가지는 각각의 역할이 크고 중요합니다.
식물에 따라 적합한 파장대의 광을 제공하므로써 식물의 생장이나 대사체의 증진시킬 수 있는것 역시 사실입니다.
그러나 가장 기초적으로 고려해야할것은 얼마만큼의 빛을 주어야 식물이 정상적으로 성장할 것인가 하는 것입니다.
예를 들어 밥을 먹는데 오직 쌀밥만 먹는 것보다는 다양한 콩이나 보리 등 다양한 잡곡을 혼합한 잡곡밥을 먹는 것이 좋다는 것은 누구나 아는 사실이지만 매끼니마다 밥을 한숱가락만 먹고는 살 수 없는 것과 같습니다.
식물의 광보상점과 광포화점은 그런 의미에서 중요합니다.
(광보상점과 광포화점은 식물의 호흡과 광합성이라는 두가지 물질대사와 연계하여 복잡한 설명이 필요합니다만 여기서는 제외하겠습니다.)
간단히 이야기하면 광보상점은 식물이 생장하기 위해 필요한 물질대사인 광합성을 시작하기 위한 기장 낮은 수준의 광량입니다. 밥으로 이야기하면 딱 생존수준의 밥량을 이야기합니다.
광포화점은 이 이상의 광량을 주더라도 더이상 광합성의 량이 늘어나지 않는 광량입니다.
네덜란드의 스마트팜( 첨단유리온실)에 LED가 보조광으로 사용되는 이유도 북유럽의 낮은 광량을 보조하여 최대한 광포화점에 도달하도록 광량을 공급하여 수확량을 늘이기 위한 것입니다.
물론 식물의 호흡과 광합성이 이렇게 단순하게 설명이 될 수는 없습니다만 스마트팜(Smart Farm)이나 식물공장(Plant Factory)의 인공조명을 설계할때 가장 먼저해야할 일은 어떤 기능의 조명보다도 먼저 LED가 제공하는 광량이 재배하고자 하는 작물의 광보상점을 남어서 광포화점에 얼마만큼 도달한 수준인가 하는 것부터 체크할 필요가 있습니다.
(각종 식물의 광포화점과 광보상점 : 형광램프 기준)
재배작물 광포화점 lx(PPFD) 광보상점 lx(PPFD)
토마토, 수박 70,000(847) 3,000(36)
오이 55,000(665) 2,000(24)
완두콩 40,000(484) 2,000(24)
양상추,피망 25,000(302) 1,500(18)
포도 40,000(484) 400(5)
귤 40,000(484) 200(2.5)
배 40,000(484) 300(3.6)
복숭아 40,000(484) 400(5)
무화과 40,000(484) 1,000(12)
세인트폴리어 5,000(60) 500(6)
난 종류 10,000(121) 300(3.6)
시클라멘 15,000(181) 300(3.6)
인삼 12,000(145) 500(6)
광합성 광양자 밀도 (PPFD) : Photosynthetic Photon Flux Density
