• 제목/요약/키워드: 인공광

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식물공장의 광 균일도 향상을 위한 LED 최적 배치 시뮬레이션 및 검증 (Optimal Layout Simulation and Verification of LED Lighting for Improvement of Light Uniformity in Plant Factory)

  • 이화수;권숙연;임재현
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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    • pp.381-383
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    • 2012
  • 식물재배용 인공광 최적 배치에 따른 균일한 조도 분포는 고품질의 식물 생산을 가능하게 한다. 그러나 기존에 상용화된 식물재배시스템의 경우, 인공광 배치에 따른 조도 분포 시뮬레이션 등의 전처리 과정이 생략된 채 제작되어 생산 품질의 편차를 초래하는 문제점을 가지고 있다. 이에 본 논문은 식물재배단의 광 균일도 향상을 위해 조명 설계 소프트웨어인 Relux를 이용하여 LED 조명장치의 높이, 간격 등의 배치를 달리함에 따라 변화하는 각 재배단의 조도 분포 및 균일도, 그리고 전체 에너지 소비량 등을 사전에 시뮬레이션 함으로써 대상 식물재배에 적합한 조명장치의 최적 위치를 파악하고자 한다. 또한, 포터블 조도측정기를 이용하여 재배단의 각 식물의 위치를 기준으로 실 측정한 결과 데이터와 비교 분석 과정을 거쳐 본 시뮬레이션 결과의 신뢰도를 입증하고자 한다.

인공광원을 이용한 작물배양 특성에 관한 연구 (Study on characteristics of seed cultivation using artificial light source)

  • 차인수;조경철
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.178-180
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    • 2006
  • 광은 식물의 광합성 작용뿐만 아니라 조직이나 기관의 분화, 종자의 발달 등 식물의 형태형성에도 관여하는 중요한 요인 중 하나이다. 불량한 광환경조건 하에서는 작물의 생육부진 뿐만 아니라 다양한 생리장해 및 병발생 등을 유발하기 때문에 경제적으로 광효율을 증가시키기 위하여 적절한 시설구조를 채택해야 한다. 또한 작물의 생육과 품질을 향상시키기 위하여 보광 및 차광 등 광환경 관리기술 개발이 요구된다. 본 연구에서 도입한 적외선램프는 새로운 인공광원으로서 태양광과 80% 정도 유사하고 용도에 따라 근적외선, 중적외선 및 원적외선이 방사되도록 할 수 있으며, 적은 전력소모량과 발생되는 열원은 겨울철 온풍난방기를 보조하거나 대체할 수 있어 에너지 절감효과를 동시에 기대할 수 있다. 따라서 본 연구는 인공광원에 대한 기초연구로서 인공광원의 종류별 분광특성을 비교 분석하고, 일몰 후 적외선램프의 조사 시간이 배추와 상추 유묘의 생장에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다.

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LED광질에 따른 분홍장구채(Silene capitata Kom.)의 생리 및 개화 반응 (Effects of the Light Source of LEDs on the Physiological and Flowering Response of Endangered Plant Silene capitata Kom.)

  • 박재훈;이응필;이수인;장래하;안경호;유영한
    • 한국환경생태학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.821-828
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    • 2016
  • 본 연구에서는 한국 멸종위기식물인 분홍장구채의 보전 및 인공재배를 위해 식물공장 내 인공적인 광 조건에서 일어나는 생리와 개화반응 특성을 알아보았다. 이를 위해 분홍장구채를 식물공장의 각 챔버에 적색광, 청색광, 백색광, 적색+원적색 혼합광, 적색+청색 혼합광 그리고 적색+청색+백색 혼합광 하에서 재배하여 광합성률, 증산률, 기공전도도, 수분이용효율, 엽록소함량, 최소엽록소형광, 최대엽록소형광, 광계II의 광화학적 효율 그리고 잎과 꽃 수를 측정하였다. 그 결과 적색 단일광과 적색+원적색 혼합광에서 분홍장구채는 가장 많이 개화하였으며, 이 광조건에서는 광합성률, 증산률 그리고 기공전도도는 상대적으로 다른 조건보다 높았으나 수분이용효율은 차이가 없었으며, 엽록소함량은 적었다. 특히 최소 및 최대 엽록소형광과 광계II의 광화학적 효율은 적색 단일광 조건에서 다른 광 조건보다 낮았다. 이러한 결과는 분홍장구채의 꽃의 생산을 위해서는 적색 단일광이나 적색+원적색의 인공광 조건에서 재배하는 것이 효율적이라는 것을 의미한다.

인공광 스마트온실에서 광질 및 광강도 제어가 케일 실생묘의 생장에 미치는 영향 (Growth of Kale Seedlings Affected by the Control of Light Quality and Intensity under Smart Greenhouse Conditions with Artificial Lights)

  • 허정욱;이재수;이공인;김현환
    • 한국환경농학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.193-200
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    • 2017
  • 인공광 스마트온실(식물공장) 조건에서 작물의 생장은 주로 외부 환경조건의 변화와 상관없이 형광등이나 특정 파장역의 발광다이오드와 같은 인공광원에 의해 좌우된다. 본 실험에서는 형광등 및 발광다이오드를 활용한 광질 및 광강도 제어가 케일 실생묘의 생장 및 물질합성에 미치는 영향을 조사하였다. 잎이 3~4매 전개한 케일 실생묘는 광강도를 50 및 $100{\mu}mol/m^2/s$로 제어한 형광등 (FLL 및 FLH구), 적색 LEDs (RL 및 RH 구), 청색+백색 LEDs (BWL 및 BWH구) 및 청색+적색 LEDs (BRL 및 BRH구) 등 단일 및 혼합광질로 제어하였으며 50일간 담액방식으로 수경재배하였다. 케일 지상부 생체중은 광강도 $100{\mu}mol/m^2/s$의 적색, 청색+ 백색 및 청색+적색의 혼합광 조사구에서 유의하게 증가하였으며, 신초신장은 광강도가 높은 처리구에서 억제되었고 잎내 폴리페놀 함량은 증가하였다. 당합성은 광강도 $50{\mu}mol/m^2/s$에 비해 $100{\mu}mol/m^2/s$ 조건의 적색광질에 의해 2배이상 증가하였다. 본 실험을 통하여 인공광 스마트온실 조건에서 특정 파장역의 광질 및 광강도를 제어하면서 작물을 수경재배하는 것은 노지나 온실에서 토경재배하는 관행적 재배방식에 비해 작업효율성을 높이면서 잎의 생장 및 물질합성을 촉진할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 금후, 인공광 스마트온실에서 특정 파장역의 LEDs를 인공광원으로 할 때 작물생장을 최대로 유지할 수 있는 적정 광강도에 대한 연구를 수행할 계획이다.

고함량 사포나린 함유 보리 어린 순 재배를 위한 식물공장내 인공광 조건 및 사포나린 추출 분석법 최적화 (Optimization of the extraction procedure for quantitative analysis of saponarin and the artificial light condition for saponarin production from barley sprout)

  • 오경열;송영훈;이득영;이태근;김진효
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제64권3호
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    • pp.197-203
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    • 2021
  • 본 연구에서는 보리 어린 순의 기능성 성분인 saponarin의 정량적 추출을 위한 최적의 추출 분석 조건을 methanol, ethanol, acetonitrile 및 water를 대상으로 반응표면분석법을 통해 실시하였다. 이를 통해 용매의 농도, 추출 시간에 따른 saponarin과 색소 추출율을 확인한 결과, 53.7% methanol 수용액에서 3.9 h 동안 진탕추출하는 것이 높은 saponarin 추출율을 유지하면서, 불필요한 색소의 추출을 최소화하는 최적 추출조건으로 확인되었다. 보리 어린 순의 재배에 필요한 인공광의 saponarin 생성 영향 평가를 광 주기, 광량, 광질을 달리한 조건에서 시험한 결과, saponarin 고함유 보리 어린 순의 인공광 최적 재배 조건은 8 h day-1의 광 주기에서 6500K LED와 적색보광을 통한 총 광량 220-320 μmol m-2 s-1 에서 가장 효과적임을 확인 할 수 있었고, 청색광이 saponarin 생합성에 주요 인자로 작용함을 확인할 수 있었다.

자연광 투과에 따른 유리온실 조도분석에 관한 조명시뮬레이션 비교 (A Difference Study on the Lighting Simulation of the Illuminance Values from Daylight for the Glass Greenhouse)

  • 이붕주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.350-354
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    • 2017
  • 본 연구에서는 유리 온실에서 자연광과 인공 광원 (LED ; PROLED사(社) L6201, L6203)를 활용한 상추를 재배하는 경우, 자연광 및 인공광원의 효과를 극대화 하고 최적 조건을 얻기 위해 여러 가지 조명 시뮬레이션 소프트웨어들 중에서 DIAlux 프로그램을 이용하여 자연광 및 인공 광원을 고려한 조명 시뮬레이션을 하였다. 유리 온실의 제작 시 배향 각도에 대한 시뮬레이션 결과를 보면, $90[^{\circ}]$(북남방향)로 설치하는 것이 좋고, 유리 온실의 유리 재질의 투과율에 따른 시뮬레이션 결과 유리 재질의 투과율이 높을수록 자연광 효과는 크게 됨을 알았다. 유리 온실에서 상추를 기준 하여 재배 시 인공 광원만을 활용 할 경우 대비 자연광 효과를 활용하여 인공 광원 (LED)으로 상추 재배 시 소비 전력 측면 41% 수준의 전력 소비로 가능함을 알았다. 이 결과로 부터 에너지 절약형 유리 온실에서 상추를 재배하는 방안을 제시코자 하고자 한다.

근접조명용 인공광원으로 형광등하에서 육묘된 플러그묘의 생장 특성 (Growth of plug seedlings raised under fluorescent lamps as artificial light source for close illumination)

  • 김용현
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 1998년도 임시총회 및 학술논문발표요지
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    • pp.47-54
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    • 1998
  • 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)

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