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<논단>가금 생산성·수익 개선 위한 LED 적용

  • 등록 2015.04.22 10:33:59

 

류경선 교수(전북대)

 

1. 농업에 LED 적용 배경
2030년에 식품 수요는 지금보다 약 2배 증가할 것이다. 이러한 수요를 충당하려면 생산자들은 새로운 기술을 적용하여 생산성을 증대하고 생산비용을 낮추려고 노력할 것이다. 대부분의 그러한 최신 기술에는 물, 공기, 영양, 축사 등이 다양하게 포함되어 적용되어 왔지만 아직 구체적으로 활용되지 않은 광도 포함되어야 한다.
소, 돼지, 닭, 어류 등에 적합한 파장 범위의 LED 점등을 적용하면 스트레스가 감소되어 폐사율이 낮아지고, 일상적 리듬이 조율되어 계란, 고기, 기타 단백질 공급원인 축산물의 생산이 증가하므로 생산비용이 절감된다. 이러한 결과 농업에 LED 적용은 축산 농가에게 수익을 증대하였다.
농업에 LED 적용은 주로 규모화된 LED 램프 생산회사에서 원예 작물을 대상으로 실행하여왔으며, 소규모 회사에서 최근에는 다른 동물에 비하여 광에 반응하는 수용체가 많은 가금류에 적용하려는 시도를 하여왔다. 아직도 대부분의 축산 농가는 인류에게 적합하게 적용되는 전통적인 백열등을 가축용으로 사용해왔지만 이러한 점등은 모든 색이 조화를 이루는 태양광 즉 자연광에서 살아온 동물에게 부적합할 것이다.
태양광은 오전에 청녹색의 비율이 매우 높으며, 정오에는 청녹색의 광원이 적색보다 높게 나타난다. 태양광은 저녁으로 갈수록 적색 비율이 상대적으로 높게 나타나며 청색과 녹색보다 더욱 밝게 나타난다.
오늘날 축사에서 점등은 광원간에 틈없이 연속으로 발현되는 자연광인 태양광과 유사하게 발광하는 등기구를 적용하려는 노력을 행하여 왔지만 실제로 대부분의 이러한 등기구는 일몰시간에 발현되는 적색의 비율이 높지만 청색과 녹색의 비율이 낮은 형태의 광에 속하므로 청, 녹색의 비율이 높지만 적색의 비율이 낮은 한낮의 자연광 형태와는 다른 형태에 속한다. 그렇다면 그간에 축산업에 활용되어온 점등 기구를 살펴보자.
백열등은 2000년대 이전에 가장 사랑받아온 점등기구이지만 매우 비효율적인 전구로서 광보다 열 발생이 많으며, 형광등은 매우 효율은 좋지만 사람 중심으로 제작한 전구로서 청녹색이 매우 제한되고 주로 백색 광원을 발하는 전구에 속한다.
전체적으로 형광등은 자연광과는 판이하게 다르며, 전구에 독성을 가진 수은이 약간 존재하고 조광 조절이 어렵고 수명이 짧으므로 그 활용도가 낮다. 삼파장 전구는 효율이 매우 우수하지만 적색과 황색이 주요 광원으로 호박색 빛을 발한다. 삼파장은 녹청색이 극히 제한되어 있으며, 조광 기능이 쉽지 않고 수은이나, Na가 존재하므로 소각시에 환경오염이 되기 쉽다.
LED는 백색과 청녹적색이 조화를 이루도록 하면 가장 환경친화적인 농업용 점등기구로서 활용될 수 있다. LED에 적용되는 파장이 적색, 호박, 녹, 청색으로 자연광과 정확하게 일치하지는 않지만 사람의 입장에서 볼 때 자연광과 유사하게 파장간의 틈이 없게 조절할 수 있다. LED는 수명이 길고, 광색의 변화가 가능하며, 가격이 높지만 전기의 절약으로 충분히 보상이 가능한 농업용 점등기구에 속한다.<계속>


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