제가 농업마이스터 지정시험을 준비하면서 스마트팜의 제어에 대한 주제를 선정하였기에 연습 삼아 제 생각을 정리하고 발표하는 목적으로 이 글을 씀을 이해하여 주시기 바라며, 스마트팜의 복합환경제어에 대해 시리즈로 글을 써 볼까 합니다.
이 내용은 4학년의 과정에 시설원예과목에 관한 내용임으로 이해하신다면 학습에 도움도 되실 것입니다.
다만, 제 글은 현장중심이며, 교과서 중심은 아니란 점 밝힙니다.
스마트팜은 습도의 조절 등을 컴퓨터 프로그램으로 환경을 제어하는 시스템을 말합니다.
주간에는 식물이 흡수한 80%가량의 수분을 증산으로 배출하게 됩니다. 이것은 체온조절을 위한 것입니다. 그래서 적정온도 이하이거나 조절할 체온이 없는 경우 중지(기공폐쇄)되며, 습도가 너무 높으면 습도의 차이(수분포텐셜-실물체 내외부의 차이)가 없어 작용이 일어나지 않으며, 기공도 폐쇄됩니다. 반면, 너무 낮으면 세포의 액포의 모양이 일그러지는 즉 시드는 현상을 방지하기 위해 기공이 폐쇄됩니다. (식물재배생리학)
그리고 체온조절의 결과는 엽온과 기온의 차이로 확인되며 건강한 잎의 온도는 증산이 진행되면 기온보다 대략 2도 이상의 차이로 낮게 측정됩니다. 이를 이용하여 양수분의 공급기능을 제어하는 스마트팜 시스템도 있습니다.
그렇다면 야간에는 어떨까요?
야간에도 역시 물은 근압으로 흡수 배수조직으로 배출됩니다.(일액현상).
또한 겨울철 시설내의 공기는 온도가 낮아지면 응축되며, 습도는 높아집니다. 또, 시설 폐쇄로 가중되어 포화 상태까지 이르게 되는데 이때 비닐의 안쪽면과 바깥쪽면의 온도차로 인해 결로가 생겨 흘러내리게 됩니다.
겨울철 유리창에 결로가 생겨 흘러내리는 것과 같습니다.
이런 작용이 지속되며 습도가 유지되는데 가온으로 온도차를 줄여주면 이러한 현상이 일어나지 않습니다.
단동형 수막재배의 경우 2중 막(수막층)으로 분리되며, 수막층과 외피층의 공간에는 지하수를 분사하여 난방을 하게 되는데 내부면의 온도가 수막층의 온도보다 오히려 낮아 결로가 발생하지 않기 때문에 습도가 낮아지는 즉 결로로 수분을 감소시키는 작용이 일어나지 않아 시설내부의 습도가 포화습도에 가까워지는 현상이 발생하여 과습의 피해인 잿빛곰팡이와 꽃곰팡이의 피해가 발생하는 원인이 됩니다.
그렇다면 연동식(수평보온커튼 설치, 난방기구를 통한 가온)의 경우는 보온스크린은 수분이 통과되는 재질로 만들기 때문에 보온층을 통과한 수분이 외피층 와 접촉하여 결로로 소모되어 습도가 낮아지게 되며, 가온시 수증기의 분자구조가 느슨하여 습도는 낮아지게 됩니다.
그래서 수막식은 과습의 피해가 나타나며 연동식의 경우 저습으로 인한 피해가 나타나게 됩니다.
그렇다며 조절은 어떻하는가?
환기창을 열거나 가온하면 습도가 낮아지고, 환기창을 폐쇄하고나 온도를 낮추면 높아집니다.
그래서 시설원예의 필수장치는 환기장치와 가온과 냉방장치가 있는 것입니다.
이를 프로그램으로 제어하면 스마트팜, 센서의 작용으로 제어하면 자동화 온실입니다.
도움 되셨기를 바랍니다.
질문) 그렇다면, 겨울오전 10시, 습도는 99%, 온도는 15도(적정온도이하). CO2 700ppm 일 때 광합성작용은 가능할까요?
가능하다면 있다면 그 이유를 쓰시고, 없다면 조치사항을 써 보세요.
첫댓글 습도를 낮추어야 광합성이 왕성하게 일어 난다고 과정하에(햇빛존재)
오전 10시경이면 광합성을 하는 시기이며, 온도 15도씨에서도 가능하다고 봅니다. 이산화 탄소는 최고치700ppm으로 존재하니 15도씨보다 1~2도 낮추면 기압에 의해 습도가 내려가지 않을까요?
차량 에어콘도 비오는 날 온도를 낮추면 차유리창에 습도가 사라지는 원리 일까요?
yes
@송대정(경농23-회장) 온도를 낮추면 유리창 외부에 결로
올리면 내부에 결로발생
기공이 열리는조건은 적정습도 즉 과습과 과건의 상태가 아닌때.
공기중 수분이 증산으로 더해질 수 있는 만큼 증산이 되며 이 공간이 없는 상태(과습)는 기공폐쇄조건(과습과 저습상태)입니다.
따라서 환기로 공둥습도를 낮추거나 가온으로 습도를 낮추어야 하며 이때 co2의 손실방지를 위해 가온을 해야하나 1도/1h를 넘어서는 가온속도는 결로 즉 과실표면 결로로 크랙이 생기므로 미리 가온하는 제어가 필요합니다.
가온속도 급속히 단 시간에 내리게 되면 과실 표면에 쪼개짐 현상이 생기나봅니다.
중요하네요. 경제성과 영향이 미치니~~
@김상래(경농17 - 멘토) 아뇨 올릴때입니다.
@송대정(경농23-회장) 아하~~
열과가 생기는 원리 일까요?
@김상래(경농17 - 멘토) 예 맞습니다. 열과중 미세열과는 러세팅(russeting-가로로도 발생함)이라하 고
세로로 크게 (터지는)찟어지는건 크랙킹( cracking)이라 하고 결로가 원인입니다.
그러니까 내부적 러세팅과 크랙킹은 자주 등장 하고 농가는 (환경 환기와 가온 ㅡ 온습도)조절실패로 얻는 손실입니다.
@송대정(경농23-회장) 꼭 조경처럼 용어가 모두 영어씩 ㅜ.ㅜ
조경 용어 보다가 토나올 듯 해요ㅎ
외국인이 발견해서 그런가? ㅎ
@김상래(경농17 - 멘토) 그렇겠죠
그리고 현장용어는 거의 통역이 필요한 수준이죠
외계어