식물재배용LED램프 설치와 식물의 광합성 조건

실내에서 식물을 키우고 식물재배용 램프를 설치하고 싶은 분들에게 램프 구매 후 쉽게 설치하는 방법을 알려 드립니다.

앞에 언급한 블로그 글의 제목인
"좋은 식물재배용 LED 램프 구별 방법"
"식물재배용LED램프로 키우면 잘자랍니까?"
등의 블로그 내용 3탄으로 보시면 됩니다.

식물재배용 LED램프에 대하여 자주 언급하는것은 램프 구매 후 실망하는 분들이 많아 안타까운 마음으로 도움을 주고자 정보를 제공합니다.

그리고 현덕 제품을 구매해 주시는 모든 분들에게 감사의 말씀을 드립니다.

글의 제목과 같이 "식물재배용LED램프 설치와 식물의 광합성 조건"을 일반인들이 이해하기 쉽게 설명하도록 하겠습니다.

식물재배용 램프를 설치하는 이유는 식물의 광합성을 할 수 있는 환경을 만들어 주기 위해 설치한다는 것은 누구나 알고 있습니다.
그런데 램프를 몇개를 설치해야하고 어떻게 설치해야 되는지 잘 알지도 못하고 구입처에 문의해도 잘 알지 못하는 경우가 많습니다.

여기에는 조명에 대한 상당히 복잡한 계산과 테크닉이 필요하기 때문입니다. 그래서 자료를 찾아보면 전문적인 용어와 계산이 나열되어 있어 일반인들은 너무 어려워 쉽게 포기해 버립니다.
글을 쓰는 저도 자료를 찾아보면 너무 어렵게 적혀있고 전문용어로 가득 나열되어 있어 일반인들이 이해하기 어렵겠다 느끼고 있습니다.

먼저 구매한 식물재배용 LED 램프의 박스에 적혀 있는거나 설명서에 있는 내용을 보면 다음 그림과 같습니다.

1. 파장대별 효과
- 파장별 성능 및 효과 표시(다른 사이트 참조 바람)

2. 빔각도
- 빛의 조사각도 즉 전구가 아래로 빛을 보내는 각도를 말합니다. 램프에 따라 확산형과 조사형이 있는데 식물재배등은 조사형이 좋습니다.(집광효과가 좋음)
  LED램프의 경우 120도의 조사각을 가지고 있습니다. 확산형의 경우 흰색 불투명 아크릴판으로 빛을 산란하여 비추게 합니다.
  (참고사항) 
  식물재배용LED램프는 집광형이 좋으며 필요한 빛을 식물에게 많이 보낼 수 있기 때문입니다. 반면 확산형은 일반적인 조명으로 사용시 좋습니다.
  그외 전구형 모델은 한두개의 화분에 적합하며 바(BAR) 모델은 많은 양의 식물을 키울때 적합합니다.(내용이 많아 다음편에 소개하겠습니다.)

3. 전격전압/주파수
- DC(직류)를 사용하는지 교류(AC)를 사용하는지 알려줍니다.
  직류 전원을 사용하는 제품은 표시된 아답터를 사용하시면 됩니다.
  간혹 교류(AC) 제품 중 일본 현지 사용 램프를 가지고 오는데 주파수가 틀려 수명이 짧습니다.
 한국 교류 전력: 220V / 60Hz
 일본 교류 전력: 220V / 50Hz
 사용은 가능하나 주파수가 틀리니 참고하시고 일본제품 중에는 50/60Hz 혼용  가능이라고 표시 된것은 사용해도 무방합니다. (일본에는 50Hz와 60Hz 쓰는 지역이 따로 있습니다.)

4. 정격전력/전류
- 소비전력을 나타냅니다.
  루멘(lm)또는 룩스(Lx)가 높을수록 밝고 와트(W)가 낮을수록 전기를 적게 소모합니다

5. 광속유지율
- 처음 램프의 밝기를 시간에 따라 밝기가 줄어드는것을 나타내고 그림과 같이 90%는 좋은 편이며 2016년 기준으로 95%까지 나와 있습니다.(일반 LED조명 기준)

6. 광량자속밀도(PPFD) - 첵크 포인트
- 1평방미터당 1초동안 비추는 빛의 양 또는 식물의 광합성 할 수 있는 빛의 양
  그림과 같이 207µmol/m2S는 가로X세로 1m 면적에 1m 높이에서 1초동안 207µmol

정도의 빛의 양을 보낸다는데 이 전구 하나의 성능이... 경험 상 11,000Lx 정도 나온다면 가능하겠습니다.  WA WOO~~
 일반 형광등 36W 급 대처용으로 쓰는 15W LED램프의 밝기가 850Lx 정도인데 마이크로 몰(µmol)로 환산하면 대략 15~16µmol 정도 나옵니다. (항상 램프의 밝기 즉 성능은 가로,세로,높이 1m 기준입니다.)
이 내용을 읽어 이해 하시면 음지식물이 자라는 광 조건이 80µmol 정도 인데 식물재배용LED램프를 몇개 설치해야 되는지 알 수 있습니다.(80µmol / 16µmol = 5개)

7. 소켓
- 그림과 같이 E26은 일반 백열전구의 소켓 사이즈입니다.

8. 기타
- 식물재배용 LED램프는 왜? 고효율 인증이 없지?
  빛의 파장 떄문에 고효율을 맞출 수가 없습니다. 2016년 현재 LED램프 효율은 95% 이상이며 연색성등 태생적으로 한계가 있습니다. 그리고 수요가 적어 인증 기준도 정해지지 않았습니다.

식물재배용 LED램프에 대해서는 이 정도 마무리하고 식물의 광합성 조건을 쉽게 풀겠습니다.

식물의 광합성 조건은 빛, 온도, 이산화탄소 3가지 이다

빛의 세기가 증가하면 식물의 광합성도 증가합니다. 그러나 빛의 세기가 어느 정도에 이르면 광합성량이 증가하지 않는데 이때를 광포화점이라 합니다. 물론 온도가 올라가고 CO2가 올라가도 광합성량은 증가합니다. 일반적으로 10℃이하,  40℃이상일때 대부분의 식물들은 광합성을 중단합니다. 이때는 온도를 낮추는거나 온도를 올리는게 더 중요한 사항입니다.

식물공장에서 식물재배를 위해 20~25℃ 유지하는 이유 중에 광포화점에 맞춰 필요 이상의 램프 설치를 줄이는 이유도 있습니다. 대부분의 식물이  20~25℃가 생육 환경에 적합한것도 이유입니다.(구체적 내용은 다른 사이트 참조 바람)

이산화탄소도 광합성에 필요한 물질로 CO2를 전부 광합성으로 이용하는 이때의 빛의 세기를 보상점이라합니다.(구체적 내용은 다른 사이트 참조 바람)
보상점보다 약한 빛을 받으면 광합성으로 만들어진 영양분보다 식물의 호흡으로 소모되는 영양분이 많아 식물은 시들어 죽습니다. 실내에서 식물이 죽는 원인 중 하나이고 그래서 식물을 키우기 위해 빛을 공급하는 목적으로 식물재배용 램프를 설치합니다.

광포화점과 보상점에 대해 쉽게 설명했지만 역시 어렵게 느껴져 간단히 사람에 비유한다면

 우리도 날씨가 추우거나 더우면 활동하기 힘든것 처럼 식물도 춥거나 더우면 광합성을 하지 않습니다.(광포화점)
우리가 먹는게 부실하면 살이 빠지고 병에 잘 걸리듯이 식물도 광합성을 못하면 비축한 영양분을 소비하고 시들어 버립니다.(보상점)

식물재배용램프 사양 및 성능 보는법 그리고 실내에서 식물이 죽는 이유 그리고 키우는 식물에 필요한 식물재배용램프의 설치 수량을 알려 드렸습니다.

파인베리 재배 후기

흰딸기에 대한 블러그 글을 많이 읽어 재배 후기에 대하여 간단히 올립니다.
파인베리 상품명을 가지고 있죠

                                 
재배는 일반 딸기와 별반 차이가 없습니다.
의외로 키우기가 쉽습니다.
딸기 재배방법은 다른곳에도 많으니 참고하시고...

흰딸기가 몇종류 되는것 같습니다. 런너가 나오지 않는것과 런너가 나오는 것..

소개하는 흰딸기의 특이한 점은 일반 딸기와 다르게 런너가 나오지 않고 씨앗으로만 번식이 가능합니다.

우리가 일반적으로 접하는 딸기는 많이 개량을 하여 지금의 모습으로 우리가 접하지만 흰딸기는 유럽의 야생 딸기에 가깝다는 생각이 들며 어떤면에서는 실망할 수 도있습니다.

우선 딸기가 너무 작다는 것입니다.

위의 사진을 보면 어느 정도인지 대략 알 수 있습니다. 거름과 영양제를 사용하면 더 큰 딸기를 수확할 수 있겠지만 일반적으로 키울 경우 작은 딸기가 열립니다.

그리고 익은 딸기의 향은 굉장히 좋습니다. 은은한 딸기향이 난초 꽃향에 버금갈 정도로 느낄 수 있습니다.

딸기의 맛은 달콤하고 딸기향과 합해져 개인적 느낌으로 환상적이며 다른 분들도 딸기가 작은것 빼고는 좋다고 합니다.
주스나 음식에 흰딸기 몇개 갈아 넣으면 딸기향이 가득 할 정도입니다.

흰딸기라서 언제 익었는지 알 수 가 없는게 단점이며 익으면 개미나 벌레가 먼저 먹어 버리고 새들이 먼저 맛을 보는게 문제입니다.

개인적 소견으로 관상용으로 키우면 좋으나 흰딸기로 농사를 하겠다는것은 많은 고민이 필요 할것 같습니다.

참고로 흰딸기 모종을  구할 수 있야는 문의가 들어오는데 지금은 모종을 가지고 있지도 않으며 또한 판매에 대한 권리도 없습니다.

식물공장 시스템사업을 5년간 하면서

1. 내가 생각하는 식물공장 정의

새로운 농사법으로 신기술을 접목한 유비쿼터스 농장을 식물공장이라 할 수 있다.

식물공장은 자동화된 시설과 첨단 재배기술로 식물을 재배하며 누구나 가지고 있는 스마트폰으로 식물재배에 필요한 데이터를 수집하고 식물공장내 작물을 컨트롤 할 수 있다는 사실은 매우 매력적인 사업 아이템이다

또한 각종 미디어와 정부정책으로 생소한 식물공장이란 단어를 관심있는 사람들은 모두가 알고 있다
그리고 초기 투자비가 많고 다양한 작물 재배가 사실상 불가능하다는 것과 운영비가 많이 발생하여 수익발생에 어려움이 있다는 내용도 인지하고 있다.

한편으로는 그래도 땅에서 하는 힘든 농사일을 깨끗한 시설에서 자동화된 기계로 운영하고 고소득 작물을 연중 생산하여 짧은 기간동안 채소 수확이 가능하여 식물공장 운영을 쉽게 생각하고 많은 사람들이 도전하고 있다.

                                                         (식물공장에서 재배되고 있는 산양산삼)

요즘은 유리온실도 식물공장의 범주에 넣고 있다. 유리온실에 적용한 재배기술이 식물공장에 그대로 적용하고 있으며 차이점은 식물재배용 조명 설치와 다단 적층으로 재배 유무로 구별할 수 있다.

간단히 정의하면

식물공장 - 좁은 공간에 많은 식물을 재배하기 위해 적층 구조로 재배하며 식물재배용 조명과 양액 및 환경제어장치로 재배하는 시설

                                                              (식물공장에서 재배하는 채소류)

유리온실 - 전통적인 농사법과 같이 평면적으로 재배하며 양액 및 환경제어 장치로 재배하는 시설

                                                           (유리온실에서 재배하는 있는 채소류)


이와 같이 식물공장은 좀 더 진화된 형태의 말 그대로 공장개념의 농업기술이다 하지만 많이 미흡한게 현실이고 기술적으로 개선이 필요한 부분이 많다

2. 시스템 공급업체의 현실

농업 관련 많은 기업들이 식물공장사업에 뛰어 들고 또한 신생기업도 많이 생겼으나 2016년 현재 많은 기업들이 사업을 철수하거나 폐업하여 몇몇 기업만 명맥을 유지하고 있다
그만큼 시장이 좁고 기술적 해결 부분이 많기 때문이다.
각 포털 사이트 상단에 식물재배용 램프나 식물공장 관련하여 링크들을 클릭 해보면 절반이 연결이 되지 않거나 사라졌다. 이것이 식물공장 관련된 사업하는 회사들의 현실이다.

여기에는 단순히 물건을 사와서 조립만 하는 기업들은 자체 기술력이 없어 도태되고 기술개발은 하였으나 각종 규제와 구매자의 편견으로 시장 진입을 못해 폐업하는 기업들도 있다. 우리회사 현덕 제품도 가격도 저렴하고 해외 제품과 동등한 성능을 가지고 있어도 국산이라는 이유로 또는 유명메이커도 아니고 저렴해서 싸구려 제품으로 취급받는 현실이다

식물공장 시스템 공급업체는 종합적으로 다양한 기술을 요구한다
농업 지식과 건축, 기계, 화학, 전기, 전자, 소프트웨어등 다양한 기술이 요구되어 6차 산업을 대표하는 기술이다

2015년을 기점으로 식물공장 관련된 상용화 기술은 짧은 기간동안 이미 30년 넘게 연구하고 개발하고 있는 일본을 농업 시설분야에서는 추월한 상태이며 일본 식물공장에 대한 연구하는 농업학자도 우리나라 식물공장 시설과 투자 그리고 운영에 놀라고 있다 다만 식물공장에 적합한 작물과 최적화된 재배기술은 아직도 초보적인 수준에 머물러 있는 현실이다

3. 식물공장의 현실

2016년 현재 식물공장 지원사업은 과도한 초기자본과 한정된 식물재배기술 그리고 공장 운영에 따른 수익 창출이 힘들다고 판단하여 중단한 상황이며 실제로 운영 중인 식물공장 또한 높은 고정비 발생과 생산된 채소들의 상품성 저하 그리고 기존 노지 재배 채소와 경쟁으로 수익 창출이 힘들어 가동을 대부분 중단한 상태이다.

초기 식물공장 대부분은 수익성 낮은 상추와 같은 엽채류 위주로 생산되었고 지금도 엽채류 위주의 재배가 대부분이다. 또한 미디어에서도 엽채류 위주로 일반인들에게 공개하여 식물공장은 곧 상추, 무농약 생산으로 이미지가 굳어져 있다. 여기에는 재배기술 부족으로 현실과 타협한 부분인 것이다

그외 식물공장에 고부가가치 작물재배를 제안하여 차별화는 좋으나 비닐하우스 재배등 일반 농사에도 힘든 산채류를 고부가가치 작물의 포지셔닝으로 제안하는 지원기관의 멍청한 담당자도 지금의 식물공장 현실을 만든 암적 존재인 것이다. 단지 비싸게 팔린다는 이유로 그리고 환경제어 시스템에서 생육환경을 맞춰 주면 연중 생산 가능하다고... 연구기관에서 할 일을 일반 사업자가 하라는 무책임한 제안인 것이다 그리고 단순히 일본의 식물공장 모델을 따라가기 보다는 산학협력으로 토종기술이 개발되어야 한다
농업 관련기관과 대학에서 식물공장분야에 연구개발의 명맥을 유지하고 있어 희망은 있다

 아직도 식물공장 문의에 상추 키우겠다는 분들이 있어 답답한 현실이다

4. 현실과 동떨어진 지원사업

시스템 공급업체로 수입품을 대처 할 수 있는 장치를 개발하기 위해 지원사업에 신청하면 IoT 기술이 접목되지 않으면 절대 선정 될 수 없다 어떤일이 있어도 스마트폰 앱으로 연결 되어야 한다

어떤면에서는 매우 효율적이고 간편하지만 실 사용하는 대부분의 농민들에게는 필요없는 악세사리에 불과하다. 사용방법에 대해 어려움을 느끼고 별도의 무선 인터넷 사용에 따른 비용 발생을 싫어한다
우리회사의 경우 자동화된 환경제어 장치를 유리온실에 시공하였으나 사용자 측의 요청으로 아날로그 방식으로 시스템 변경을 부탁해 시퀀스 방식으로 변경하였다. 사용자는 디지털보다 아날로그방식이 더 직관적이고 편리하며 고장시 자가 정비도 가능해 좋다고 한다.
즉각적인 A/S는 대기업 수준이 아니면 불가능하기에 사용자가 스스로 판단해서 정비가 가능하다는것이 매우 중요하다.

이와 같이 식물재배에 필요한 사항은 신뢰성 높은 장치와 자가정비 그리고 직관적인 운전이 필요한 것이다.

5. 마지막으로

식물공장은 첨단농업 부분의 카테고리로 계속적인 지원이 필요하다 농업선진국에서도 연구 할 수 있는 환경을 계속 만들고 있으며 가까운 일본도 대기업에서 투자하고 있는 부분이다.
처음 유리온실을 도입할때 투자비가 많이 들고 실폐한다고 모두 설치를 꺼려 했지만 요즘은 고소득 작물재배를 위해 유리온실을 지어야 당연하다는 인식과 같이 식물공장도 꼭 필요한 농업기술로 정착 될것이다.

그리고 우리나라 지원사업은 너무 실적 위주고 유행을 따라 간다 특히 미국의 산업 이슈에 호들갑인데 요즘은 빅데이터에 인공지능이 화두로 농업에도 적용해야 한다는 말이 나오고 있다. 과연 이것이 당장 필요한것인지 고민이 필요하겠다.

IMF 시절 반도체등 우리 주력산업이 해외기업에 팔려 나갈때 모두가 큰일이다고 걱정했지만 정작 우리의 먹거리인 종자산업은 전부 해외로 팔려 나가도 누구도 관심이 없었다.
스마트폰과 디스플레이가 세계 1위 하면 좋아하고 점유율이 떨어지면 모두가 걱정하고 중국의 추격에 두려워 하고 있지만 정작 우리의 농업은 이미 다국적 농업회사의 제품이 아니면 농사가 힘들다.

2001년 쯤 감자가 수익성이 떨어진다고 종자회사에서 만들지 않아 소동이 벌어진 사실도 있었다 작은 소동으로 끝났지만 앞으로 다국적 기업에서 종자권리 및 농업기술을 강요한다면...  그 만큼 우리나라의 종자주권과 농업은 다국적 농업회사의 영향을 받고 있는것이다.

지금도 매일 접하는 우리의 밥상에 로열티를 내지 않는 채소가 몇가지나 있는지 아무도 관심이 없다.

식물공장 관련 시스템공급업체를 운영하는 입장에서 지금은 농업 관련 중소기업들과 신생기업들이 자생력있게 성장 할 수 있도록 식물공장과 같은 환경제어시스템이 필요하겠다.

자동급수 도로 설치 화분(심지관수)

의뢰 받은 도시환경 미화를 위한 도로변 꽃길조성 목적인 화분(플랜트박스)입니다.

사이즈는 500 X 1000 X 600 사이즈입니다. 재료는원목과 PVC로 구성되었고 내부에 물탱크를 내장하여 심지 관수로 물이 자동으로 급수되게 하였습니다.

자동급수가 가능한 도로 설치 화분의 제작 목적은 꽃길 조성 후 물공급을 위해 많은 인력과 시간이 소요되고 있어 작은 노력으로 효율적으로 관리 하는데 초점을 맞췄습니다.

이 제품의 특징은 화분 하단에 25L의 물탱크가 있어 심지에 의해 자동으로 상토로 물이 공급되게하여 한번 공급으로 5일정도 별도의 물공급이 필요 없는게 특징입니다. 또한 물을 정확하게 넣지 않고 많이 넣으면 물탱크를 채운 후 남는 물은 흙으로 공급되도록 구성하였습니다.

개인적 소견은 심지관수법은 작은 화분에는 가능하지만 큰화분에는 비효율적인데......
일단 납품가에 맞춰야 한다니.....

간단한 식물재배기 만들기 (Creating a simple plant growing equipment)

식물재배용 LED램프를 이용한 간단한 식물재배장치입니다.
실내에서 다육식물을 키우기 위해 램프를 구매하신 분이 직접 만든 것으로 상당히 수준있게 만들어 소개합니다.

벽돌을 이용하여 구조물을 만들어 저렴하면서도 인테리어적 효과도 높습니다. 특히 다육식물의 성장에 따른 높이 조절도 용이하고 식물재배용LED램프의 높이를 낮게 설치하여 빛의 효과를 최대한 높였습니다. 램프의 길이보다 재배하는 선반이 너무 커 양쪽에는 빛의 효과가 없는게 단점입니다.

타이머를 부착하여 하절기와 같이 14시간 램프가 동작되도록 설정되어 있고 다육식물과 램프의 높이가 15Cm정도로 매우 셋팅을 잘하였습니다.
다육식물의 경우 빛이 부족할 경우 잎이 펴지지 않고 또한 웃자람이 발생되는데 램프 설치 결과 다육식물의 잎에 발색이 나오고 있습니다. 직접 만든 식물재배기의 LED램프는 다육식물에 적합하도록 450nm의 파장이 85% 660nm 파장이 15%로 셋팅되어 있어 성장보다는 줄기를 튼튼하게하고 잎을 두껍게 만들며 발색이 나오도록 되어 있습니다. 백색에 가까워 눈의 피로가 덜하고 식물의 색감도 감상하기 좋습니다.

다육식물이나 다른 식물들도 식물재배용LED램프만 설치되면 모든것이 해결되고 잘자란다고 이해하는데 잘못된 생각입니다.
식물재배용LED램프는 식물의 광합성 조건만 담당합니다. 그외 식물의 성장 조건인 물, 영양분, 온습도등은 별도로 잘 관리해 줘야 됩니다.

현덕 식물재배용LED램프 조립설명서(DIY)

현덕 식물재배용LED램프를 구매하신 분들에게 제공하는 정보입니다.

제품사양

1. 화이트(450nm) : 12V / 333mA / 3.5W / 76.6 lm/W / CHIP(15EA)

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2. 레드(660nm): 12V / 197mA / 2.4W / 20.2 lm/W / CHIP(15EA)

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3. 화이트(450nm)+ 레드(660nm): 12V / 347mA / 34 lm/W / CHIP(17EA)

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조립 및 설치방법

1. 전선연결 및 PCB 연결

2. DC 전원공급기 선정

 - 연결 식물재배용 LED 바의 암페어(mA)를 전부 합한 값

Ex) 화이트 PCB 바 4개 연결: 333mA + 333mA + 333mA + 333mA = 1332mA(12V 1.5A 아답터 사용)

   화이트 PCB 바 2개, 레드 PCB 바 1개 연결: 333mA + 333mA + 197mA = 863mA(12V 1A 아답터 사용)

◎화이트와 레드 2대1 구성

화이트 2개+레드 1개 사용 – 1A 아답터

화이트 3개+레드 2개 사용 – 1.5A 아답터

◎화이트만 구성

화이트 LED 1개 사용 – 500mA 아답터

화이트 LED 2개 사용 – 1A 아답터

화이트 LED 3~4개 사용 – 1.5A 아답터

화이트 LED 5개 사용 – 2A 아답터

화이트 LED 6~7개 사용 – 2.5A 아답터

3. 기타

  - 구매하신 LED바는 뒤면에 방열테이프가 있어 철재 파이프나 알루미늄판, 그리고 쟁판등에 붙여 램프를 만들면 좋습니다. 저발열 LED를 사용하여 방열판에 붙이지 않아도 됩니다.

  - 위의 추천 구성방법과 같이 조립시 가로 20Cm 세로 30Cm의 화분에 사용 할 수 있으며 재배하는 식물의 10~ 15Cm 위에 설치하면 식물재배등의 성능인 몰(mol)값이 높아져 빛이 많이 필요한 다육식물도 가능하며 잎의 발색이 나오고 튼튼하게 자랍니다.
  
- 식물재배용LED램프는 위의 그림과 같이 한줄 설치보다는 두줄 설치가 더 좋은 결과를 볼 수 있습니다. 바(BAR)형 LED램프의 경우 상호 빛의 교차로 몰(mol)값이 높아지기 때문입니다.(설치 간격은 5~7Cm)

식물재배용LED램프를 간단하게 설치하여 만든 식물재배기입니다. 

연구실에서 발아 테스트 겸 실험용 모종을 만들고 있는 모습입니다. 보통 일반인들이 실험한다면 측정장비와 복잡한 기계들이 있는 장소에서 연구하는것으로 생각하는데 이렇게 단순하게 만들어서 연구 데이터를 만들기도 합니다.

이렇게 포장박스로 만들어도 비싼 LED식물재배기와 동일한 성능이니 참고 하십시오

박스 대신 벽돌과 나무판을 이용해서 만들면 더 인테리어적으로 멋진 모습이 나옵니다.

DIY재료 예상 가격(2015년 기준)
1. 식물재배용LED램프 3EA(화이트 2 레드 1) - 75,000원
2. 12V 3A 아답터 1EA - 25,000원
3. 화분 물받이 1EA - 2,000원
4. 수경재배용 스펀지 20EA - 1,500원
5. 수경 양액 A/B 각 1EA - 12,000원

합계: 115,500원 정도 예상

식물공장 개념도

완전 제어형 식물공장 개념도입니다.
환경제어 알고리즘에 의해 동작되도록 구성된 개념도 입니다.

식물공장 제어 알고리즘

현덕에서 만드는 식물공장 환경제어 시스템 알고리즘입니다.

삽목기 - 자동 삽목장치

소규모 농장 및 화훼류를 운영하는 분이나 도시농부를 위한 삽목기계 장치입니다.
이 자동 삽목기계는 식물공장을 운영하시는 교수님의 의뢰로 제작되었습니다.

(자동 제어형 삽목기계)

요즘 도시농업에 관심을 가지고 있는 분들이 많아지고 또한 유행하는 식물을 키우고자 노력하시는 분들이 많아 지고 있습니다. 또한 유행하는 품종을 구매하기 위해 비싼 금액을 지불하기도 합니다.
값비싼 품종을 구입하여 삽목하여 개체수를 늘리고자 노력하지만 삽목에는 전문적인 지식이 필요하고 값비싼 품종은 삽목이 쉽지 않은 현실입니다.

이 장치는 특별한 기술이 없어도 누구나 쉽게 삽목하여  성공할 수 있도록 식물의 삽수 절단면 주위에 발근을 할 수 있게 통제된 공간에서 환경을 조성하도록 설계되어 있습니다.

내부 구성은 상토를 사용하지 않는 수경재배방식이며 재배대 내부에 심어진 식물의 발근 부위를 저압 포그노즐로 간헐적으로 분사하여 양액을 공급하고 뿌리에 산소 공급을 극대화하여 식물의 발근 환경을 조성합니다. 또한 고온성 식물과 저온성 식물의 특성에 맞게 온도를 4도에서 50도까지 관리 할 수 있습니다. 삽목시 발생되는 병원균과 곰팡이 발생으로 죽지 않도록 살균기능과 사용된 양액은 회수 되어 재생하여 사용할 수 있어 경제적입니다.

(온습도 관리 및 양액공급장치)

(삽목 테스트 장면)

(45일 후 발근 모습)

식물공장 새싹 재배대 도면

현덕에서 제안하는 새싹 식물공장 수직형 재배대입니다.

(재배대 도면) - 클릭하면 크게 볼 수 있습니다.

농업 법인회사에 의뢰받은 식물재배용 수직형 재배대입니다. 새싹재배를 위한 저압 포그노즐 양액공급방식이며 모판을 사용할 수 있도록 규격화 하였습니다.
성장 재배대는 6단이며 각단 높이는 30Cm이고 모판 312EA(각단52EA)에서 새싹을 재배할수 있도록 설계되어 있습니다.

그외 재배대에서 씨앗발아 재배대가 같이 설치되어 72EA(각단12EA)의 모판에서 발아 할 수 있도록 하여 하루 24EA의 모판에서 씨앗 발아 후 성장 재배대로 옮길 수 있으며 또한 수확이 가능 하도록 구성되어 있습니다.

새싹 식물공장의 특성 상 식물재배용LED램프는 많은 양의 빛이 필요하지 않아 80마이트로몰(umol)정도 낮게 맞춰 원가를 낮추고 전기 사용량이 적게하여 고정비 발생이 적도록 하였습니다.
씨앗 발아 환경을 위해 온습도에 중점을 두었으며 기존 식물공장의 양액 시스템의 EC, PH자동 조절 장치, CO2공급장치는 제외하고 지하수 및 수도물의 온도를 씨앗 발아 조건에 맞게 조절하고 용존 산소를 높여 공급되록 구성되어 있습니다.
또한 물오염에 의한 병균 유입을 막기위해 UV-a파장으로 살균하고 물의 사용량을 최소화하기 위해 사용된 물은 회수 후 재생하여 공급할 수 있는 장치도 되어 있습니다.

기존 식물공장은 채소재배를 위한 시설과 새싹을 재배하기 위한 식물공장은 내부 구성에서 차이가 있으며 새싹을 재배하는 시설이 단순하여 비용적인 면에서 채소 재배하는 식물공장 보다 낮습니다.

식물재배용 LED 램프로 키우면 빨리 자랍니까?

식물공장 및 시설재배 관련 업종에 있으면서 고객들에게 받은 질문을 문답식으로 정리하였으며 전문용어를 사용하고, 도표와 자료를 인용하여 유식함을 자랑하기 보다는 일반인들도 아주 쉽게 이해 하도록 글을 적겠습니다.

1.     Q: 식물재배용 LED 램프를 사용하면 빨리 자랍니까?

A: 맞는 말이기도 하지만 틀리기도 합니다.

식물재배용LED램프는 식물의 광합성 조건만 담당합니다. 빛의 파장 중 450nm의 파란색과 660nm의 붉은색 파장으로 구성되어 있습니다.

파장의 역할은 660nm의 붉은색 파장이 광합성과 성장을 담당하고 450nm의 파란색 파장이 광합성과 줄기를 튼튼하게 하고 웃자람을 방지합니다.

현재 만들어진 식물재배용LED램프는 주로 일본의 농업 관련 논문을 바탕으로 만들어졌으며 현재 많은 식물학자들의 연구로 450nm와 660nm의 파장 외에 또 다른 파장이 필요하다고 나오고 있습니다. 또한 그 이론에 맞는 식물재배용LED램프가 만들어지고 있습니다.

시중에 판매되고 있는 식물재배용LED램프 대부분이 붉은색 파장(660nm)을 많이 사용하여 빨리 자라게 셋팅되어 있습니다. 그리고 식물재배용LED램프가 고가인 관계로 적게 설치하여 빛이 적어 발생하는 웃자람 현상이 대부분이고 이것을 빨리 자란다고 일반인들은 이해하고 있습니다.

(몰(umol)값 부족에의한 도장현상)

2.     Q: 형광등 식물재배용 램프와 LED식물재배용 램프 중 어느 것이 좋습니까?

A: 큰 차이는 없습니다.

형광등 식물재배용램프는 일명 PG램프라고 합니다. 빛 파장은 380~780nm의 파장대(가시광선영역)을 가지고 있으며 일반형광등에 모자란 빛의 파장대 630~730nm을 보강한 램프입니다. 분홍색에 가까운 빛의 색을 나타내며  가격이 저렴하고 일반적인 등기구에 바로 설치하여 사용할 수 있습니다.

식물재배용LED램프는 식물광합성에 필요한 파장(450nm/660nm)의 파장만 가지고 있는 최적화된 제품입니다.

두 제품을 동일한 조건에서 테스트한 결과 잎과 줄기의 차이는 없으나 뿌리의 활착은 식물재배용LED램프가 2배 정도 뿌리 활착에 좋은 결과를 보입니다.

(식물재배LED램프의 뿌리 활착)

(형광등의 뿌리 활착)

3.     Q: 일반 형광등이나 일반 LED램프를 식물재배등으로 사용할 수 있습니까?

A: 가능은 하지만 추천은 하지 않습니다.

오래 전부터 전문 육묘장에서는 일반 형광등을 사용하고 있습니다. 앞서 언급한 것과 같이 식물에 필요한 파장대를 가지고 있으며 현재도 사용 중이고 추세에 따라 LED조명으로 교체 중입니다. 형광등을 식물재배용 램프로 사용한다면 3파장 형광등을 권합니다. 일반 형광등보다 빛의 파장이 풍부하여 PG램프와 동일한 효과가 있습니다.

반면 일반LED조명은 권하지 않습니다. LED조명의 특징인 빛의 파장대가 좁아 식물이 광합성에 필요로 하는 파장대가 존재하지 않아 많이 설치하여 빛이 강해도 웃자람(도장현상) 현상이 발생 됩니다.

개인적으로는 일반인들이 형광들을 식물재배용 램프로 사용하는 것을 권하지는 않습니다. 문제는 일반인들이 형광등을 식물재배용 램프로 사용시 안전사고가 많이 발생합니다. 특히 220V전기의 합선 및 감전사고 입니다. 식물을 키울 때 필연적으로 물을 사용하는데 이걸로 인한 합선과 감전사고가 많습니다. 그리고 형광등의 열에 의한 화상, 등기구의 모서리 및 갓에 손을 많이 다치고 있습니다. 한가지 더 … 차가운 물이 형광등에 튀면서 등이 폭발하는 사고 등등

식물공장이나 시설재배에는 형광등 설치 시 방수처리 및 안전장치를 하여 방지 하지만 일반 가정에서는 그 비용이 식물재배용LED램프 설치비보다 더 발생합니다. 식물재배용LED램프도 전원공급장치는 별도로 구성되어 있는 이유가 램프에 물이 묻어도 감전이나 합선등 사고가 발생되지 않도록 하기 때문입니다.

이 업계에 있으면서 받은 질문 내용을 알기 쉽게 적었는데 도움이 되었으면 합니다.

(형광등을 사용한 식물공장)

(식물재배용LED를 사용한 식물공장) 

(형광등을 사용한 육묘장)