제품소개

3-2 농업용식물재배용(SF-6030T)

 
1-1, 이 제품의 개요: 

이 제품은 일반적인 식물공장이나, 농업용 비닐하우스, 또는 식물재배시설에서 , 전조재배, 보강재배용으로 사용되는 조명용 LED 램프 시스템과, 이를  구동시키기 위한 컨트롤러입니다.

이 제품(컨트롤러)은 2m 길이의 LED 바(40W 타입)를 60개 구동할 수 있고,  에너지 절약을 위한 LED 램프의 고속 ON/OFF 에 의한 Duty time 제어 기능이 있습니다.

이 제품과 함께 사용되는 LED Bar 로는  모델 KLB-40-2(40W급, 2m 짜리)나 또는 모델 KLB-20-1(20W급, 1m 짜리)를 사용해야 합니다.

본 제품에서는 적색, 청색의 비를 몇 대 몇으로 한다거나, 특수한 파장대의 빛(예를 들어 적외선 빛이거나 초록색, 흰색, 자외선 등의 빛) 이 필요하다면, 미리 LED 바에서 여러가지 LED 를 조합해서 필요한  빛의 조합을 만들어 사용해야 합니다.

아래 그림은 이 제품의 구성과 결선 방법을 나타내 줍니다.


(도면 1) SF-6030T의 사용방법과 결선도.








(사진 1) 아래 사진은 Model SF-6030T 의 모습입니다.









(사진 2) 아래 사진은 Model SF-6030T 1대로 2m 짜리 LED 바 (Model KLB-40-2: 2m짜리, 40W급) 60 개를 점등시키고 있는 모습입니다.











1-2,  본 제품의 특성

1-2-1, Duty time 가변 방식에 따른  고속  ON/OFF 에 의한 에너지 절약 기능

본 제품은 LED 램프를 고속으로 ON/OFF 시키는 중에도 LED 의 ON 시간과 OFF 시간을 가변시켜 식물의 성장에는 영향을 주지 않고, 전력 소모는 극도로 줄여주는 기능이 있습니다.

본 장비에는 이렇듯 LED 램프를 고속(1초당 2,500 회)으로 켰다 껐다(ON/OFF) 하는 방법으로, LED가 켜져 있는 시간과 꺼져 있는 시간을 3 가지 방법으로 다를게 설정해 두었습니다.

여기서, LED 가 켜져있는 시간이 전체 시간의 몇 % 가 되는가를 말하는 방법으로 듀티(Duty 비율: %로 나타냄) 타임이란 것이 있는데, 본 장비에서는 듀티비를 50%, 33%, 25% 중에 하나를 선택할 수 있습니다.

아래는 본 장비에서, Selector 의 설정 위치에 따라 선택할 수 있는 4가지 방법이 있음을 보여줍니다.




(도표 1) Selector 의 위치에 따른  Duty 비율의 설정




1-2-2, 빛의 세기(Intensity) 가변 기능

(사진 3) 설명: 아래 사진은 본 장비에 2m 짜리 LED 바 5개, 1m  짜리 LED 바 5개, 50cm 짜리 LED 바를 각 각 5개 씩을 연결해 놓고 빛의 세기를 아주 낮춰 Intensity 를 정격전류의 1/60 의 전류(1 mA ) 로 점등하고 있는 장면입니다.












(사진 4) 설명: 아래는 LED 바에 10mA 를 통전시켜 점등한 모습입니다.









(사진 5) 설명: 아래는 LED 바에 최대 정격전류의 20% 만을 통전시켜 점등해 놓은 상태를 보여줍니다.











(사진 6) 설명: 아래는 본 장비를 이용하여, LED 바에 최대 정격의 40% 전류를 통전시켜 점등시켜 놓은 상태를 보여줍니다.









(사진 7) 설명: 아래는 본 장비를 이용, LED 최대 정격의 70% 전류로 LED 를 점등시켜 놓은 모습입니다.










(사진 8) 설명: 아래는 본 장비를 이용하여 LED 바를 최대 정격의 전류로 점등시켜 놓은 모습입니다.
본 장비는 이렇듯 LED 바를 임의의 밝기로 점등시켜 사용할 수 있는 Intensity  조절 기능이 있습니다.





 





본 제품과 함께 쓰는 LED 바로는 모델 KLB-40-2 라는 일반형 카스트 제품이 있는데 길이는 2m 이고, 1개당 소비전력은  40W 가 됩니다. (위의 사진에서 윗부분에 있는 제일 긴 LED 바 5개)

여기서 말하는 LED 바의 밝기란, 폭 1.2 m 의 재배상에 LED 바를 3~8줄을 병렬로 배열해 놓았을 때, 그 LED 바의 배열되어 있는 위치에서 50cm 아래 지점에서 빛의 밝기가 얼마가 되는가를 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density: 광합성 광양자 밀도: 단위는 umol/m2 s 로 나타냄) 로 나타내는 걸로 합니다.

앞으로 이 방법은 저희 카스트가 LED 바의 빛의 밝기를 나타내는 표준으로 추진할 것이기 때문입니다. 


2, Model SF-6030T 의 앞 뒤 패널의 설명

2-1, (사진 9) 앞면 페널의 설명







1, 전원을 켜고 끄는 ON/OFF 스위치입니다.

2, Power On 표시 램프: 전원이 등어와 있음을 표시해 주는 램프

3, Daily time 선택용 셀렉터: 1일 24시간 중 장비를 켜고 끄는 시간을 설정할 수 있습니다. 장비를 켰다 껐다 할 수 있는 최소단위는 15분이고, 하루에고 몇번씩 장비를 켜고 끄는 시간을 임의로 설정해 놓을 수 있습니다.

4, Current Over 표시 램프: 전류가 전류미터(5번) 에 미리 설정해 놓은 값 이상 흐를때 이를 알려줍니다.

5, Current 표시용 전류미터: 전체 LED 바에 흐르는 전류의 합을 나타내 줍니다.

6, Duty time 선택용 셀렉터: 이 셀렉터로 LED 조묭울 위한 Duty time 선택을 할 수 있습니다.

     이에 대한 설명은 위의 1-2-1 항에 상세하게 설명되어 있습니다.

7, LED Light Intensity 조절용 볼륨: 빛의 세기를 조절하기 위한 볼륨. 이 볼륨을 돌려 빛의 세기를 조절합니다.




2-2, (사진 10) 뒷면의 설명






1, 2, LED Output 1, 2 단자 : 모든 LED 바를 드라이브(점등)하기 위한 출력전력을 보내주는 2개의 출력단자입니다.
모든  LED 바는 여기서 나오는 출력단자에 연결해 사용해야 합니다.

사진의 왼쪽에 보이는 적색( 1번) 단자에는 LED 에서 오는 적색 선(+) 에, 흑색단자(2번) 에는 LED 에서 오는 흑색 선( - ) 을 연결해야 합니다.

3, 예비용 입출력 단자: 외부에서 본 장비에 동기화된 시간 신호를 입력하거나 해충방제기를 연결할 수 있는 예비 단자입니다. 

4, GND 단자: 접지선을 연결하는 단자입니다. 이 단자에는 아무것도 연결하지 않아도 되나, 만일의 위험이나 전기적 충격을 받지 않기 위해서는 이 단자를 꼭 접지해 두어야 합니다.

5, AC 전원선 입력단자: 이곳에 AC 220V 인입선 코드를 연결합니다. 본 장비는 뒷면에 특별히 사용전압이 따로 표시되어 있지 않은 한 AC 220V를 쓰게 되어 있습니다.



2, 본 장비의 실제 사용예

 
아래는 식물공장에서 본 장비를 사용하여 식물을 재배하고 있는 실제 예를 보여줍니다.
 
 
2-1, 1.2 m 폭의 재배상에 LED 바 3줄 설치
 
(사진 11) 아래 사진은 폭이 1.2m 되는 재배상에 LED 바를 3줄 설치해 놓은 상태에서 식물을 재배하는 모습입니다.
 
 






이렇듯 폭이 1.2 m 가 되는 재배상에 LED 바를 3줄만 설치했을 경우, LED 바의 50cm 아래 지점에서의 광양자 밀도(PPFD)의 세기는 58.37 umol/ ㎡ s 가 되고 평균 세기는 대략 40~ 55 umol /㎡ 정도가 되어 좀 약하다는 생각이 들기는 하나, 식물은 잘 자라고 있는 편입니다.

 이는 사진에서 보듯, LED 바가, 식물의 머리 위 50cm 지점에 있는 것이 아니라, 10cm 쯤 되는 곳에 위치하고 있기 때문에, 이 지점에서의 실제 PPFD는 160 umol/㎡ s 정도가 되기 때문인 것으로 보입니다.




2-2, 1.2 m 폭의 재배상에 LED 바 4줄 설치

(사진 12) 아래 사진은 1.2 m 폭의 재배상에 LED 바를 4줄 설치해 놓은 상태에서 식물을 재배하고 있는 모습입니다.






 

이렇듯 폭이 1.2 m 가 되는 재배상에 LED 바를 4 줄 설치했을 경우, LED 바의 50cm 아래 지점에서의 PPFD는 86.87 umol/㎡ s 가 되고, 평균 세기는 대략 70~ 82 umol/㎡ s가 됩니다.

 그러나 여기서도 실제 LED 바는 식물의 캐노피(엽면의 빛을 받는 부분) 에서 10~20cm 정도만 위에 떨어져 있는 편이므로, 실제 PPFD 는 190 ~200 umol/㎡ s 정도는 될 것이기 때문에, 식물은 아주 왕성하게 자라고 있음을 알 수 있습니다.

 

2-3, 1.2 m 폭의 재배상에 LED 바 5줄 설치.

  (사진 13) 아래 사진은 폭 1.2 m 의 재배상에 LED 바를 5줄 설치해 놓은 상태에서 식물을 재배하고 있는 모습입니다.





 

이렇듯 폭이 1.2 m 가 되는 재배상에 LED 바를 5줄 설치했을 경우, LED 바의 50 cm 아래 지점에서의 PPFD 는 108.93 umol/㎡ s가 되고, 평균 광양자 밀도는 대략 80~100 umol/㎡ s 가 되고, 더군다나 식제로 LED 가 설치되어 있는 곳에서 10 cm 쯤 아래 지점에서는 PPFD 가 대략 230~250 umol /㎡ s 정도가 될 것으로 추정되어, 거의 모든 식물이 자라는데 충분한 광량이 될 것으로 보입니다.
 
 
 

 
2-4, 1.2 m 폭의 재배상에 LED 바 6줄 설치.
 
(사진 14) 아래 사진은 1.2 m 폭의 재배상에 LED 바를 6 줄 설치해 놓은 상태에서 식물을 재배하고 있는 모습입니다.
 




 

이렇듯 폭이 1.2 m 가 되는 재배상에 LED 바를 6줄 설치해 놓고 식물을 재배할 경우, LED 바에서 50cm 떨어진 아래 지점에서의 PPFD 는 133.31 umol/㎡ s가 되고, 평균 PPFD 의 세기는 대략 100~120 umol/㎡ s가 됩니다.

  그러나 실제 LED 바의 위치는 식물에게서 대략 10~20 cm 떨어진 머리 위에 있으므로, 식물의 엽면이 받는 광양자 밀도는 대략 250~290 umol/㎡ s 될 것으로 추정됩니다.

이정도의 PPFD 는 모든 열대성 양지식물을 재배하는 광량으로도 충분합니다.

카스트에서는 이정도 센 빛은 육묘장에서 사용하고 있습니;다.

육묘장은 면적이 넓지 않고, 식물이 아직 어려서 넓은 면적을 차지하지도 않으므로 강한 빛을 조사하는데도 경제적이고  어린 육묘부터 더욱 강하게 키우기 위해서입니다.