식물재배용 LED 조명: 제품 종류 및 가격

[과천거사]

요즘 한참 각광받고 있는 원예용 LED 조명등에 대해 간단히 소개해 드립니다.

LED의 농어업 적용분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한 조명과 해충 퇴치기능 등이 우선시되고 어업분야에서
는 오징어나 갈치등의 집어등, 부표 광원 등이 있다.

* 식물 조명에서 LED 조명등의 장점:

- 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에 필요한 파장 대역만을 갖는 단색광과 소형으로 판넬화가 가능하여 growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하다.

- 전력 소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길어 오랫동안 사용할 수 있어 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기가 많은 식물재배에 적합하다.

* 식물은 특정 파장 대역별로 반응이 상이함:

1) 적색 파장: 식물의 성장을 촉진시킴

2) 청색 파장: 줄기의 성장이 억제되고 잎이 넓고 크게 됨.

=> 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해 잎을 넓고 크게 만들 수 있다. (채소류나 분화용 화훼재배에 적합할 듯....)

3) 녹색 파장: 엽록소에서 광흡수가 적어 광합성 및 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 됨. (식물의 잎사귀가 녹색을 띄는 이유는, 햇빛에서 적색과 청색 파장은 흡수하고, 녹색 파장은 반사시키기 때문임. 녹색 빛은 식물의 잎에서 흡수가 적음)

식물은 기본적으로 광합성에 의하여 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하여 종자발아, 꽃눈 분화, 개화, 자엽의 전개, 엽록소합성, 절간 신장 등의 질적 변화가 유도된다. 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하는데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 2개 의 흡수피크가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형 있게 배합되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다.

적색광을 이용한 광합성촉진과 개화조절 외에도 초 적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의 증가, 녹색광을 이용한 곰팡이발생억제, 미세한 조도조절의 버섯류재배, 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다.

* 해충방제를 위한 LED 조명:

1) 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮은 파장 (푸르슴한 수은등, 형광등)을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법
2) 해충이 싫어하는 580~620nm대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다.

- 현재는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다. 우리나라의 경우 해충방제는 전적으로 화학농약에 의존하고 있는데 화학농약의 부작용인 자연평형파괴와 동식물 체내축적으로 환경오염의 주범으로 인식되어 사회적 반감이 증대하면서 점차 화학 농약에 대한 거부감과 친환경 농산물이 선호되고 있다.

- 일본에서는 각종 형광 램프의 효과를 비교하였고 고압 나트륨 조명(HPS)을 이용하여 해충의 과실 흡즙, 산란, 교미 등을 억제하는데 효과를 보고 있다.

- 대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에 행해지는 농약살포횟수가 많기에 LED조명을 이용하여 해충을 쫓아내는 기술은 먹이사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 매우 중요할 것이다.

(원문 출처) 산업동향: 친환경 고효율 LED 산업동향 및 향후 전망 (KETI)

요즘 한참 각광받고 있는 원예용 LED 조명등 가격을 알아 봤습니다. (시판 가격 조사: 미국 ebay)

제품의 종류가 워낙 다양했지만, 다음과 같은 사양의 제품이 많았습니다.

1) LED 갯수: 225 개 (적색; 165개 + 청색: 60개로 구성 --> 적색 LED 칩 갯수가 많음. R : B = 165/60 = 2.75 : 1)  

2) 사용되는 LED 칩은 저 전압, 저 조도(밝기)를 특징으로 하는 이른바 '포탄형' LED 칩을 사용. 구경 5mm --> 값이 쌈)

3) 따라서, 조도가 낮은 LED 칩을 사용한 식물재배용 LED 전등은 어두워서 일반 조명으로는 사용할 수 없음.

    - 저 전압, 저 저도(저 휘도) 칩이기 때문에 발열을 거의 하지 않음.

    - 일반 실내.실외용 LED 조명에서 문제가 되고 있는 방열 문제가 없기 때문에 기구물이 간단해 지는 장점이 있음.

4) 판넬 크기는 : 30.5 cm x 30.5 cm

5) 휘도도 낮고, 빛이 퍼지지 않기 때문에 거의 LED 판넬의 면적만큼만 빛을 비춰 줌. (농장 전체에 설치하려면.. 수량이 무쟈게 많아짐.)

6) 값싼 '포탄형' LED 칩을 사용하기 때문에 225 LED 전등의 경우, 3~4 만원대가 주종.

7) 게 중에는 고출력, 고휘도 원예용 LED 전등도 있음. 이런 넘은 가격이 10만원을 넘음.

[花사랑]

LED의 효용성은 어떤 광원(물론 자연 태양광은 제외)보다 우위에 있다고 봅니다. 점차 대중화되면 가격도 떨어지겠지만 아직은 범접하기가 두려운 존재군요. 미국은 시장이 커서 그런지 국내보다 가격이 저렴해 보입니다.

[우루사]

제가 잘 모르는 분야지만, 요즘 대세인 led에 대한 공부를 위해 제 블로그로 퍼 가겠습니다^^

[황금소나무]

미국시장이 저렴하고 훨씬 선진화 되있을테지만 국내기술은 아직까지 미비하네요
하지만 전자계통분야는 조만간 우리나라가 또 추월하겠지만요 이런 LED는 어디서 구매하나요

[과천거사]

댓글 확인이 늦어 답변이 늦었습니다.
미국에서는 식물재배용 LED 조명 (판넬형)을 온라인 쇼핑몰인 eBAY에서 팔던데요, 울 나라의 경우 아직 일반 가정용 LED 조명 가격이 넘 비싸서 일반화되질 못해서 구입하기가 어렵습니다.
일반 조명용은 G-market 이나 옥션, LED mart 란 쇼핑몰에서 판매합니다만, 식물재배용 LED 조명(적색 LED + 청색 LED가 조합된 판넬형)은 아직 판매하는 곳이 없는 것 같습니다. 종종 신문지상에 LED 조명으로 키우는 식물공장 설치기사가 나오는데, 특주형태로 제작, 공급하는 것을 설치하는 것 같습니다.