농작물 생산량을 증가시키는 새로운 광학 기술

2024년 Journal of Water Process Engineering에 게재된 논문에 따르면 '약 40억 명의 사람이 심각한 물 부족에 직면'해 있으며, 지구 온난화나 도시화와 같은 요인이 물 부족의 중요한 원인이지만 담수의 80~90%가 농업에 소비되는 반면, 농업의 물 이용 효율은 평균 45%에 불과하다고 합니다.

물 보존의 필요성으로 인해 실내 농장과 온실의 수가 증가하고 있습니다. 이러한 시설은 폐쇄형 순환 수처리를 구현하여 작물에서 방출된 증기를 모아 관개에 재활용할 수 있기 때문입니다. 
지역 사회를 위해 샐러드 채소, 토마토, 딸기와 같은 부패하기 쉬운 작물을 재배하는 실내 농장은 소비자와 판매 지점에 가까운 곳에서 재배가 이루어지기 때문에 푸드 마일을 크게 줄여 농업이 기후에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다.

실내 농업은 고효율 LED 애플리케이션의 개선을 통해 경제적으로 점점 더 매력적이 되고 있습니다. 이러한 고효율 LED는 백색광을 출력하는 LED도 있지만, 가장 효율적인 성장광을 제공하는 청색 및 초적색 이미터의 조합이 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

ams OSRAM의 LED는 품질은 물론, 전기 에너지가 빛으로 직접 변환되는 정도를 측정하는 지표인 월 플러그 효율 면에서도 높은 평가를 받고 있습니다. 원예용 LED의 품질은 생산성에 큰 영향을 미칩니다. 재배자는 식물에 맞는 파장 혼합, 강도 및 빔 패턴의 방출을 엄격하게 제어할 수 있는 조명기구를 통해 각 식물 종에 맞게 조명을 안정적으로 최적화하여 가장 낮은 에너지로 가장 높은 수확량을 얻을 수 있습니다. 또한, 연구에 따르면, 능동적이고 스펙트럼적으로 최적화된 조명을 사용하면 농작물에 사용되는 살충제의 양을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.

온실에서 LED 조명은 또한 광센서와 결합하여 농작물에 도달하는 햇빛의 양을 측정하고, 주변광의 스펙트럼 특성까지 분석합니다. 재배자는 이러한 데이터를 바탕으로 자연광이 부족할 때 LED 조명으로 이를 보충하여 식물에 최적의 강도와 색상의 조명을 제공하고, 주변광이 충분할 때 인공 조명을 끄거나 강도를 줄여 에너지와 비용을 절약할 수 있습니다.