인공광형 식물공장의 광원으로는 고압나트륨등, 메탈할라이드등, 형광등이 주로 사용되고 있다. 고압나트륨등과 메탈할라이드등은 램프효율은 높으나 각각 청색광 또는 적색광이 부족하여 식물공장의 근접 조명용 단독 광원으로서는 부적합하다. 형광등은 고압나트륨등과 같은 고휘도 방전등에 비해서 광속은 낮으나 광이용효율이 높기 때문에 조직배양묘의 광원으로 널리 사용되고 있다. (중략)
광촉매의 성능을 평가하기 위해 3종류의 광촉매를 형광등 터널등기구, 고압나트륨 터널등기구, 고압나트륨 가로등기구에 코팅하고 이들 조명기구의 신설 시와 설치 1.5개월 후의 투과율을 측정하여 그 성능을 평가하였다. 그 결과 고압나트륨 터널등기구에는 광촉매 반응이 거의 일어나지 않았고, 형광등 터널등기구에서만 그 효과가 나타났다. 이것은 고압나트륨등이 자외선 영역에서 빛을 거의 방출하지 않았기 때문이다.
식물공장의 인공광원으로 고압나트륨등, 메탈할라이드등 또는 형광등이 주로 사용되고 있다. 이 가운데 고압나트륨등과 메탈할라이드등의 경우 램프효율은 높으나 각각 청색광 또는 적색광이 부족하여 단독으로 사용되지 않고 병행해서 보광용으로 사용되므로 근접 조명을 위한 단독 광원으로 사용하기가 부적합하다. 형광등은 고압나트륨등과 같은 고휘도 방전등에 비해서 광속은 낮으나 광이용효율이 높기 때문에 조직배양묘의 근접 조명용 광원으로 사용되고 있다. (중략)
자연광과 자연광에 인공광을 이용한 보광처리시 형광등, 백열등, 고압나트륨등으로 인공광의 종류를 달리하였을 때 백경채, 탑채, 상추, 쑥갓 및 잎들깨의 생육에 미치는 영향에 대한 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 전반적으로 대조구보다 보광처리구의 생육이 양호하였다. 2. 고압나트륨등처리구에서는 생육이 양호하여 엽중량비가 낮고, 엽면적이 넓으며 엽중이 무거워 외관상 상품가치가 높았으며 백열등처리구에서는 생체중은 무거웠으나 도장하여 상품성이 저하되었다. 형광등처리구에서는 고압나트륨등에 비하여 생육이 크게 떨어지지 않았다. 3. 엽록소의 상대적 함량은 전반적으로 큰 차이는 없었으나 고압나트륨등의 처리구에서 다소 높았다. 4. Vitamin C의 함량은 처리간 큰 차이는 없었으며 광 종류에 따라 작물마다 다른 반응을 나타내었다.
고압 나트륨-수은 방전에서 파인 D선의 파란 날개아 빨간 날개 최대값의 이동과 분압 사이의 관계들을 나타내는 식을 유도했고 이식으로 실험을 해서 타당성과 유용성을 검증했다. 반데르 왈스 모델이 나트륨과 수은 원자 사이의 상호작용에 대한 계산으로서 사용된다. 모노크로메타로부터 쉽게 측정되어지는 변수 (빨간 날개 최대값의 이동과 파란 날개 최대값의 이동)로부터 나트륨-수은 방전에서의 나트륨, 수은 압력을 구하는데 유용하고 편리한 식을 유도하였고 이를 이용하여 400W 나트륨등의 나트륨 분압을 구하였다.
본 논문에서는 역률 개선용 제어 IC를 사용하여 고압나트륨램프의 역률을 개선시킨 전자석 안정기를 제안하였다. 또한 인버터 회로를 설계하여 시동전압의 과도특성을 해석하였으며, 전원측에 EMI 필터를 설계하여 전자식 안정기 시스템을 보호하였다. 자기식 안정기와 전자식 안정기에 대한 역률, THD 및 광속 등의 전기적 특성을 비교 측정하였다. 제안된 고압나트륨램프용 전자식 안정기의 출력을 측정한 결과 역률은 99.9[%], THD는 4.51[%]로 나타났다.
동계 절화장미 'Vital'재배시 보광이 장미의 생육과 절화수량에 미치는 영향을 구명코자 하였다. 보광 광원은 250W의 메탈할라이드등, 고압나트륨등 및 혼합(메탈할라이드등+고압나트륨등)등을 베드 위 120cm 높이에 $310cm{\times}450cm$로 설치하였다. 보광등에서 1m 떨어진 지점의 광도는 $32{\sim}34{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$였다. 보광구는 무처리구에 비해 개화소요일수가 1번화는 $5{\sim}8$일, 2번화는 $3{\sim}5$일 단축되었다. 보광구 간에는 혼합등이 개화소요일수가 가장 짧았고, 고압나트륨등, 메탈할라이드등 순 이었으나 차이가 크지 않았다. 생육도 보광구가 무처리구에 비해 좋았다 특히 블라인드 발생이 $5{\sim}7%$ 감소되어 절화수량 증가의 주 요인이었다. 보광구간에는 혼합등이 가장 좋았고, 메탈할라이드등, 고압나트륨등 순 이었으나 큰 차이는 없었다 결론적으로, 보상점보다 낮은 광도의 보광도 개화소요일수 단축 및 블라인드 발생억제에 효과적이었다.
광원별로 형광등 32W 3등을 사용한 터널과 고압나트륨 램프 100W를 사용한 터널, 그리고 저압나트륨 램프 36W와 91W를 혼용한 터널의 조도 및 휘도를 측정한 결과 조도 및 휘도의 균제도는 3 가지 광원이 모두 거의 일치하였으나, 평균 조도와 정균 휘도값에 있어서 저압나트륨 램프를 사용한 터널이 절반 수준이 되는 차이를 보였다. 또한 경제성 평가 도구인 WEELS를 이용하여 터널의 길이를 300[m], 터널 폭을 10.7[m]로 일정하게 하여 경제성을 평가한 결과, 연간 비용에 있어서 고압나트륨 100W가 비용이 가장 켰고, 그 다음이 형광등 32W 3등용, 그 다음이 저압나트륨(36W+91W)이었지만 그 값은 근소한 차이였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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