KR101526676B1 - Lighting method for plant cultivation - Google Patents

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KR101526676B1 KR1020130091123A KR20130091123A KR101526676B1 KR 101526676 B1 KR101526676 B1 KR 101526676B1 KR 1020130091123 A KR1020130091123 A KR 1020130091123A KR 20130091123 A KR20130091123 A KR 20130091123A KR 101526676 B1 KR101526676 B1 KR 101526676B1
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손정익
강우현
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Abstract

식물 재배용 조명 장치 및 조명 방법이 제공된다. 상기 식물 재배용 조명 장치는 식물에 광을 제공하는 광원부, 상기 광원부에 연결되어 상기 광원부에 펄스 전원을 제공하는 펄스 전원부, 및 상기 펄스 전원부에 연결되어 상기 펄스 전원의 듀티비를 0.2 이하로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 식물 재배용 조명 장치는 상기 조명 장치를 이용하여 식물에 펄스 광을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 식물 재배용 조명 장치 및 조명 방법에 의해 소비전력을 절감하면서 식물의 광합성 효율을 향상시킬 수 있다.Lighting devices and lighting methods for plant cultivation are provided. The lighting apparatus for plant cultivation includes a light source unit for providing light to a plant, a pulse power source unit connected to the light source unit to supply pulse power to the light source unit, and a control unit connected to the pulse power source unit, . ≪ / RTI > The lighting device for plant cultivation may include the step of providing pulse light to the plant using the lighting device. The lighting apparatus and the illumination method for plant cultivation can improve the photosynthetic efficiency of plants while reducing power consumption.

Description

식물 재배용 조명 방법{LIGHTING METHOD FOR PLANT CULTIVATION}{LIGHTING METHOD FOR PLANT CULTIVATION}

본 발명은 식물 재배용 조명 장치 및 조명 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a lighting apparatus and an illumination method for growing a plant.

계절 등의 시기나 장소 등에 영향을 받지 않고 식물을 재배하기 위해 태양의 자연광이 아닌 조명 장치가 이용되고 있다. 종래에는 백열등, 형광등 등을 이용하였으나, 이러한 조명 장치는 가시광선 이외에 적외선, 자외선 등 식물의 재배에 불필요한 파장까지 포함하고 있어 전력이 많이 소비되면서 광합성 효율이 좋지 않았다.Lighting devices are being used to grow plants without being influenced by season or place, such as the seasons. Conventionally, incandescent lamps, fluorescent lamps, and the like have been used. However, since these lighting apparatuses include unnecessary wavelengths for growing plants such as infrared rays and ultraviolet rays in addition to visible rays, the power consumption is high and the photosynthesis efficiency is poor.

상기 문제를 해결하기 위해 최근에 전력소비가 적고 에너지 효율이 높으면서 수명이 긴 LED가 식물 재배용 조명 장치에 이용되고 있다. 그러나, 식물 재배 시설 및 단지가 대규모화되면서 많은 수의 LED를 사용하여야 하기 때문에 생산 비용을 절감하기 위해 소비전력의 절감이 요구된다. 또, 동일한 수의 LED를 사용하여도 식물의 광합성 효율을 향상시키는 것이 필요하다.In order to solve the above problem, recently, LEDs having low power consumption, high energy efficiency and long lifetime have been used in lighting devices for plant cultivation. However, since a large number of LEDs must be used in a plant growing facility and a large complex, a reduction in power consumption is required to reduce the production cost. In addition, it is necessary to improve the photosynthesis efficiency of plants even by using the same number of LEDs.

대한민국 등록특허공보 제10-1027205호(2011년 4월 6일 공고)Korean Registered Patent No. 10-1027205 (issued on April 6, 2011) 일본 공개특허공보 제2011-181484호(2011년 9월 15일 공개)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2011-181484 (published on September 15, 2011)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 소비전력을 절감하면서 식물의 광합성 효율을 향상시킬 수 있는 식물 재배용 조명 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a lighting apparatus for growing a plant which can improve the photosynthesis efficiency of a plant while reducing power consumption.

본 발명은 조명 장치의 소비전력을 절감하면서 식물의 광합성 효율을 향상시킬 수 있는 식물 재배용 조명 방법을 제공한다.The present invention provides a lighting method for plant cultivation which can improve the photosynthesis efficiency of a plant while reducing power consumption of the lighting apparatus.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.Other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 장치는, 식물에 광을 제공하는 광원부, 상기 광원부에 연결되어 상기 광원부에 펄스 전원을 제공하는 펄스 전원부, 및 상기 펄스 전원부에 연결되어 상기 펄스 전원의 듀티비를 0.2 이하로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The lighting apparatus for growing a plant according to embodiments of the present invention includes a light source unit for providing light to a plant, a pulse power source unit connected to the light source unit for providing pulse power to the light source unit, And controlling the ratio to 0.2 or less.

상기 펄스 전원부는, 외부 전원으로부터 제공받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부로부터 제공받은 상기 직류 전원을 펄스 전원으로 변환하는 펄스 변환부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 펄스 변환부에 상기 듀티비를 제어하는 펄스 신호를 제공할 수 있다. The pulse power source unit may include an A / D converter for converting an AC power supplied from an external power source to a DC power source, and a pulse converter for converting the DC power supplied from the A / D converter to a pulse power source . The control unit may provide the pulse converter with a pulse signal for controlling the duty ratio.

상기 펄스 전원의 크기는 상기 듀티비의 크기에 반비례할 수 있다.The size of the pulse power source may be inversely proportional to the duty ratio.

상기 광원부는 복수의 LED를 갖는 LED 모듈을 포함할 수 있고, 상기 복수의 LED는 400~700nm 파장 대역의 출력 파장을 갖는 LED를 포함할 수 있다.The light source unit may include an LED module having a plurality of LEDs, and the plurality of LEDs may include an LED having an output wavelength in a wavelength band of 400 to 700 nm.

상기 펄스 전원의 주기는 2㎲ ~ 1㎳일 수 있다.The period of the pulse power source may be 2 mu s to 1 ms.

본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 방법은, 광원부, 상기 광원부에 연결되어 상기 광원부에 펄스 전원을 제공하는 펄스 전원부, 및 상기 펄스 전원부에 연결되어 상기 펄스 전원의 듀티비를 제어하는 제어부를 포함하는 식물 재배용 조명 장치를 이용하여 식물에 펄스 광을 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 펄스 광의 듀티비는 0.2 이하일 수 있다.The lighting method for growing a plant according to embodiments of the present invention includes a light source unit, a pulse power source unit connected to the light source unit to supply pulse power to the light source unit, and a control unit connected to the pulse power source unit, And providing the pulsed light to the plant using a lighting device for plant cultivation, wherein the duty ratio of the pulsed light may be 0.2 or less.

상기 펄스 전원부는, 외부 전원으로부터 제공받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부로부터 제공받은 상기 직류 전원을 펄스 전원으로 변환하는 펄스 변환부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 펄스 변환부에 상기 듀티비를 제어하는 펄스 신호를 제공할 수 있다.The pulse power source unit may include an A / D converter for converting an AC power supplied from an external power source to a DC power source, and a pulse converter for converting the DC power supplied from the A / D converter to a pulse power source . The control unit may provide the pulse converter with a pulse signal for controlling the duty ratio.

상기 펄스 전원의 크기는 상기 듀티비의 크기에 반비례할 수 있다.The size of the pulse power source may be inversely proportional to the duty ratio.

상기 광원부는 복수의 LED를 갖는 LED 모듈을 포함할 수 있고, 상기 복수의 LED는 400~700nm 파장 대역의 출력 파장을 갖는 LED를 포함할 수 있다.The light source unit may include an LED module having a plurality of LEDs, and the plurality of LEDs may include an LED having an output wavelength in a wavelength band of 400 to 700 nm.

상기 펄스 전원의 주기는 2㎲ ~ 1㎳일 수 있다.The period of the pulse power source may be 2 mu s to 1 ms.

본 발명의 실시예들에 따르면, 식물에 제공되는 펄스 광의 듀티비가 0.2 이하로 제어되므로 소비전력이 절감될 수 있다. 또, 식물의 엽록소들의 광합성의 광계2 반응의 주기가 펄스 광의 주기에 수렴되므로 광합성 효율이 향상될 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the duty ratio of pulse light provided to a plant is controlled to 0.2 or less, so that power consumption can be reduced. In addition, photosynthetic efficiency can be improved because the cycle of the photosystem 2 reaction of the photosynthesis of the plant chlorophylls converges on the period of the pulsed light.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 장치에 의해 제공되는 펄스 전원의 펄스 형상을 개략적으로 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 광합성의 광계2 반응을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 광합성의 광계2 반응의 불균일성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 방법에 따른 광합성의 광계2 반응을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram schematically showing a lighting apparatus for growing a plant according to embodiments of the present invention.
2 schematically shows a pulse shape of a pulse power source provided by a lighting apparatus for growing a plant according to embodiments of the present invention.
Figs. 3A and 3B are diagrams for explaining a photosystem II reaction of photosynthesis. Fig.
4 is a diagram for explaining the non-uniformity of the photosystem 2 reaction of photosynthesis.
FIG. 5 is a view for explaining a photosystem 2 reaction of photosynthesis according to the lighting method for growing a plant according to embodiments of the present invention. FIG.

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The objects, features and advantages of the present invention will be easily understood by the following embodiments. The present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure may be thorough and complete, and that those skilled in the art will be able to convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 장치를 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a lighting apparatus for growing a plant according to embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 식물 재배용 조명 장치(1)는 광원부(10), 펄스 전원부(20), 제어부(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the plant lighting lighting apparatus 1 may include a light source unit 10, a pulse power source unit 20, and a control unit 30.

광원부(10)는 식물의 광합성을 위한 빛을 조사하기 위해 LED 모듈을 포함한다. 상기 LED 모듈은 복수의 LED가 고정된 LED 기판을 포함할 수 있다. 상기 복수의 LED는 400~700nm 파장 대역의 출력 파장을 갖는 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 LED는 420~470nm 파장 대역의 빛을 조사하는 복수의 청색 LED 및/또는 640~690nm 파장 대역의 빛을 조사하는 복수의 적색 LED를 포함할 수 있다.The light source unit 10 includes an LED module for irradiating light for photosynthesis of a plant. The LED module may include an LED substrate on which a plurality of LEDs are fixed. The plurality of LEDs may include an LED having an output wavelength in a wavelength band of 400 to 700 nm. For example, the plurality of LEDs may include a plurality of blue LEDs for emitting light in a wavelength band of 420 to 470 nm and / or a plurality of red LEDs for emitting light in a wavelength band of 640 to 690 nm.

펄스 전원부(20)는 광원부(10)에 연결되어 펄스 전원을 제공한다. 펄스 전원부(20)는 A/D 변환부(21)와 펄스 변환부(22)를 포함할 수 있다. A/D 변환부(21)는 외부 전원으로부터 제공받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 펄스 변환부(22)에 제공할 수 있다. 펄스 변환부(22)는 A/D 변환부(21)로부터 제공받은 직류 전원을 펄스 전원으로 변환하여 광원부(10)에 제공할 수 있다. 펄스 변환부(22)는 릴레이 회로 또는 스위칭 회로를 포함할 수 있다. 펄스 변환부(22)는 2㎲ ~ 1㎳의 주기로 광원부(10)를 턴온(turn on)시킬 수 있고, 이에 의해 광원부(10)는 펄스 광을 조사할 수 있다.The pulse power source unit 20 is connected to the light source unit 10 to provide a pulse power source. The pulse power supply unit 20 may include an A / D conversion unit 21 and a pulse conversion unit 22. The A / D converter 21 converts the AC power supplied from the external power source into the DC power and supplies the converted AC power to the pulse converter 22. The pulse converter 22 converts the DC power supplied from the A / D converter 21 into a pulse power source and supplies the pulsed power source to the light source 10. The pulse converting section 22 may include a relay circuit or a switching circuit. The pulse converting unit 22 can turn on the light source unit 10 at a period of 2 ~ to 1 ms so that the light source unit 10 can emit the pulse light.

제어부(30)는 펄스 전원부(20)에 연결되어 펄스의 듀티비를 제어한다. 제어부(30)는 펄스 변환부(22)에 상기 펄스의 듀티비(duty ratio, Ton/Toff)를 제어하는 펄스 신호를 제공하고, 펄스 변환부(22)는 상기 펄스 신호에 따라 광원부(10)를 턴온시킨다. 제어부(30)는 상기 펄스 전원의 듀티비가 0.2(20%) 이하가 되도록 펄스 변환부(22)를 제어할 수 있다.The controller 30 is connected to the pulse power source 20 to control the pulse duty ratio. The controller 30 provides the pulse converter 22 with a pulse signal for controlling the duty ratio Ton / Toff of the pulse. The pulse converter 22 converts the pulse signal to a pulse signal, . The control unit 30 may control the pulse converter 22 so that the duty ratio of the pulse power source becomes 0.2 (20%) or less.

상기 펄스 전원의 크기는 상기 듀티비의 크기에 반비례하도록 제어될 수 있다. 즉, 상기 듀티비의 크기가 작아질수록 상기 펄스 전원의 크기는 커지도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 듀티비가 0.1로 제어되는 경우의 광원부(10)에 제공되는 펄스 전원의 크기는 상기 듀티비가 0.2로 제어되는 경우의 펄스 전원의 크기보다 2배 클 수 있다. 또, 상기 듀티비가 0.2로 제어되는 경우의 광원부(10)에 제공되는 펄스 전원의 크기는 상기 듀티비가 0.2보다 크게 제어되는 경우의 펄스 전원의 크기보다 더 클 수 있다. 이와 같이, 펄스 전원의 크기를 크게 함으로써 낮은 듀티비로 인한 조명 밝기의 감소를 상쇄할 수 있다. 높아진 펄스 전원(또는 펄스 전류)의 크기는 사용되는 LED의 정격 전원(또는 정격 전류)보다 높을 수 있으나, 듀티비가 0.2 이하로 낮고 1ms 보다 짧은 순간적 증가이므로 LED는 손상을 받지 않고 작동할 수 있다.The size of the pulse power source may be controlled to be in inverse proportion to the magnitude of the duty ratio. That is, the pulse power source can be controlled to have a larger size as the duty ratio becomes smaller. For example, the magnitude of the pulse power source provided to the light source unit 10 when the duty ratio is controlled to 0.1 may be two times larger than that of the pulse power source when the duty ratio is controlled to 0.2. The magnitude of the pulse power supplied to the light source 10 when the duty ratio is controlled to 0.2 may be larger than the magnitude of the pulse power when the duty ratio is controlled to be larger than 0.2. Thus, by increasing the size of the pulse power source, it is possible to offset the decrease in illumination brightness due to a low duty ratio. The magnitude of the increased pulsed power (or pulse current) may be higher than the rated power (or rated current) of the LED used, but LEDs can operate without damage because the duty ratio is as low as 0.2 or less and less than 1 ms.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 장치에 의해 제공되는 펄스 전원의 펄스 형상을 개략적으로 나타낸다.2 schematically shows a pulse shape of a pulse power source provided by a lighting apparatus for growing a plant according to embodiments of the present invention.

도 2를 참조하면, 펄스 전원의 펄스 주기(Tp)는 펄스 폭(PW)과 펄스 간 간격(PI)의 합을 의미한다. 펄스 폭(PW)은 제어부(30)의 펄스 신호에 따라 광원부(10)가 턴온되는 구간을 나타내고, 펄스 간 간격(PI)은 광원부(10)가 턴오프되는 구간을 나타낸다. 펄스 전원의 듀티비는 펄스 폭 대 펄스 간 간격의 비(PW/PI)를 의미한다. 본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 장치에 의해 제공되는 펄스 전원의 듀티비는 제어부(30)에 의해 0.2 이하가 되도록 제어된다.Referring to FIG. 2, the pulse period Tp of the pulse power source means the sum of the pulse width PW and the inter-pulse interval PI. The pulse width PW represents a section in which the light source section 10 is turned on according to the pulse signal of the control section 30 and the pulse interval PI represents a section during which the light source section 10 is turned off. The duty ratio of the pulse power source means the ratio of the pulse width to the pulse interval (PW / PI). The duty ratio of the pulse power provided by the lighting apparatus for plant cultivation according to the embodiments of the present invention is controlled to be 0.2 or less by the control unit 30. [

도 3a 및 도 3b는 광합성의 광계2 반응을 설명하기 위한 도면이다. P680은 광계2의 광화학적 반응 중심 엽록소 분자를 나타내고, Pheo는 광계2의 첫번째 전자수용체로 Mg2 +가 결여된 페오피틴를 나타내며, QA는 초기 전자 수용체인 퀴논을 나타내고, QB는 이차 전자 수용체인 퀴논을 나타낸다. 그리고, Yz는 티로신을 나타내고, OEC는 전자 방출 복합체(Oxygen Evolving Complex)를 나타낸다.Figs. 3A and 3B are diagrams for explaining a photosystem II reaction of photosynthesis. Fig. P680 represents the photochemical reaction center chlorophyll molecule of PSII, Pheo represents pheophytin with Mg 2 + deficiency as the first electron acceptor of PSII, Q A represents quinone, the initial electron acceptor, Q B represents secondary electron Lt; / RTI > receptor. And, Yz represents tyrosine and OEC represents an electron emission complex (Oxygen Evolving Complex).

식물의 광합성은 명반응과 암반응으로 구성되고, 명반응은 식물의 엽록체가 빛 에너지와 물을 이용하여 NADPH와 ATP를 생성하는 과정이며, 암반응은 명반응에서 생성된 NADPH와 ATP를 이용하여 CO2를 탄수화물로 변환하는 과정으로 빛 에너지와 무관하게 진행되는 과정이다. The photosynthesis of plants consists of light and dark reactions, and the chloroplast of plant is a process of producing NADPH and ATP by using light energy and water. The dark reaction converts CO2 into carbohydrate by using NADPH and ATP, This process is independent of light energy.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 빛이 조사되어 식물이 광자를 흡수하면 광합성의 명반응인 광계2 반응이 시작한다. 광계2 반응이 시작하면, 전자수용체측에서는 전자가 P680 => Pheo => QA => QB로 이동하고, 전자공여체측에서는 양전하가 P680 => Yz => OEC로 이동한다. OEC는 S0 내지 S4의 다섯 개의 상태로 존재할 수 있고, 광계2에 트랩된 광자들은 S0 상태로부터 S4 상태로 이동할 수 있다. S4 상태는 불안정하여 물과 반응하여 산소를 발생시킨다.Referring to FIG. 3A and FIG. 3B, when light is irradiated and the plant absorbs photons, the photosystem 2 reaction, which is an obvious reaction of photosynthesis, begins. When the photosystem 2 reaction starts, the electrons move to P680 => Pheo => Q A => Q B on the electron acceptor side, and the positive charge moves to P680 => Yz => OEC on the electron donor side. The OEC may exist in five states, S 0 through S 4 , and the photons trapped in PSI 2 may shift from the S 0 state to the S 4 state. The S 4 state is unstable and reacts with water to generate oxygen.

도 4는 광합성의 광계2 반응의 불균일성을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서 가로축은 시간의 흐름을 나타내고, 세로축은 단위 시간 및 단위 면적 당 조사되는 광자의 수를 나타낸다.4 is a diagram for explaining the non-uniformity of the photosystem 2 reaction of photosynthesis. In Fig. 4, the abscissa represents the flow of time, and the ordinate represents the number of photons irradiated per unit time and unit area.

도 4를 참조하면, 연속 광(CL)을 조사하는 경우 각 엽록소 분자의 광계2 반응의 시작 시간과 반응 시간은 다르게 나타난다. 또, 빛이 요구되는 명반응이 끝난 후 빛이 요구되지 않는 암반응까지 계속해서 빛이 조사되므로 전력이 필요 이상으로 소비된다.Referring to FIG. 4, when the continuous light (CL) is irradiated, the start time and the reaction time of the PSII reaction of each chlorophyll molecule are different. In addition, after the light is required, the light is continuously irradiated until the dark reaction, in which light is not required, so electric power is consumed more than necessary.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 식물 재배용 조명 방법에 따른 광합성의 광계2 반응을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining a photosystem 2 reaction of photosynthesis according to the lighting method for growing a plant according to embodiments of the present invention. FIG.

도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 식물 재배용 조명 방법은, 광원부(10), 펄스 전원부(20), 및 제어부(30)를 포함하는 식물 재배용 조명 장치(1)를 이용하여 식물에 펄스 광(PL)을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 펄스 광(PL)의 듀티비는 제어부(30)에 의해 0.2 이하로 제어될 수 있다.1 and 5, the lighting method for plant cultivation includes the steps of irradiating a plant with pulsed light (light) by using a plant lighting lighting apparatus 1 including a light source unit 10, a pulse power source unit 20, and a control unit 30 PL) < / RTI > The duty ratio of the pulse light PL can be controlled to 0.2 or less by the control section 30. [

광원부(10)는 식물의 광합성을 위한 빛을 조사하기 위해 LED 모듈을 포함한다. 상기 LED 모듈은 복수의 LED가 고정된 LED 기판을 포함할 수 있다. 상기 복수의 LED는 400~700nm 파장 대역의 출력 파장을 갖는 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 LED는 420~470nm 파장 대역의 빛을 조사하는 복수의 청색 LED 및/또는 640~690nm 파장 대역의 빛을 조사하는 복수의 적색 LED를 포함할 수 있다.The light source unit 10 includes an LED module for irradiating light for photosynthesis of a plant. The LED module may include an LED substrate on which a plurality of LEDs are fixed. The plurality of LEDs may include an LED having an output wavelength in a wavelength band of 400 to 700 nm. For example, the plurality of LEDs may include a plurality of blue LEDs for emitting light in a wavelength band of 420 to 470 nm and / or a plurality of red LEDs for emitting light in a wavelength band of 640 to 690 nm.

펄스 전원부(20)는 광원부(10)에 연결되어 펄스 전원을 제공한다. 펄스 전원부(20)는 A/D 변환부(21)와 펄스 변환부(22)를 포함할 수 있다. A/D 변환부(21)는 외부 전원으로부터 제공받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 펄스 변환부(22)에 제공할 수 있다. 펄스 변환부(22)는 A/D 변환부(21)로부터 제공받은 직류 전원을 펄스 전원으로 변환하여 광원부(10)에 제공할 수 있다. 펄스 변환부(22)는 릴레이 회로 또는 스위칭 회로를 포함할 수 있다. 펄스 변환부(22)는 2㎲ ~ 1㎳의 주기로 광원부(10)를 턴온(turn on)시킬 수 있고, 이에 의해 광원부(10)는 식물에 펄스 광(PL)을 조사할 수 있다.The pulse power source unit 20 is connected to the light source unit 10 to provide a pulse power source. The pulse power supply unit 20 may include an A / D conversion unit 21 and a pulse conversion unit 22. The A / D converter 21 converts the AC power supplied from the external power source into the DC power and supplies the converted AC power to the pulse converter 22. The pulse converter 22 converts the DC power supplied from the A / D converter 21 into a pulse power source and supplies the pulsed power source to the light source 10. The pulse converting section 22 may include a relay circuit or a switching circuit. The pulse conversion unit 22 can turn on the light source unit 10 at a period of 2 μs to 1 ms so that the light source unit 10 can irradiate the plant with the pulse light PL.

제어부(30)는 펄스 전원부(20)에 연결되어 펄스 전원의 듀티비를 제어한다. 제어부(30)는 펄스 변환부(22)에 펄스 전원의 듀티비(duty ratio, Ton/Toff)를 제어하는 펄스 신호를 제공하고, 펄스 변환부(22)는 상기 펄스 신호에 따라 광원부(10)를 턴온시킨다. 제어부(30)는 펄스 전원의 듀티비가 0.2(20%) 이하가 되도록 펄스 변환부(22)를 제어할 수 있다.The control unit 30 is connected to the pulse power source unit 20 to control the duty ratio of the pulse power source. The control unit 30 provides a pulse signal for controlling the duty ratio Ton / Toff of the pulse power source to the pulse converting unit 22 and the pulse converting unit 22 converts the duty ratio of the pulse power source to the light source unit 10 according to the pulse signal. . The control unit 30 can control the pulse converter 22 so that the duty ratio of the pulse power source becomes 0.2 (20%) or less.

상기와 같이 식물 재배용 조명 장치에 의해 펄스 광(PL)을 제공받은 식물의 엽록체의 광계2 반응은 듀티비가 0.2 이하인 좁은 펄스 폭을 갖는 펄스의 턴온 구간 내에서 시작할 수 있다. 즉, 엽록체들의 광계2 반응의 시작점들이 0.2 이하의 듀티비를 갖는 펄스 내에 수렴하므로, 각각 다른 반응시간을 갖는 엽록체들의 광계2 반응의 주기들이 펄스 주기에 맞추어질 수 있고, 펄스 주기에 따라 엽록체들의 광계2 반응들이 반복될 수 있다. 이에 의해 적은 소비전력으로도 식물의 광합성 효율이 향상될 수 있다. 이와 같이, 낮은 듀티비의 펄스 조명은 식물의 광합성계를 구성하는 다수의 광계2의 반응 시간을 턴온 시간 범위 이내로 수렴시킴으로써 광합성의 광 이용 효율을 높일 수 있다.
As described above, the photomultiplier 2 reaction of the chloroplast of a plant which has received pulse light (PL) by a lighting device for plant growing can start within a turn-on period of a pulse having a narrow pulse width with a duty ratio of 0.2 or less. That is, since the start points of the photosystem 2 reaction of the chloroplasts converge within a pulse having a duty ratio of 0.2 or less, the cycles of the photosystem 2 reaction of the chloroplasts having different reaction times can be adjusted to the pulse period, Pigment 2 reactions can be repeated. As a result, the efficiency of photosynthesis of plants can be improved even with low power consumption. Thus, the pulse illumination with a low duty ratio can increase the light utilization efficiency of photosynthesis by converging the reaction time of a plurality of photosystems 2 constituting the photosynthesis system of the plant within the turn-on time range.

이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention have been described. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

1 : 식물 재배용 조명 장치 10 : 광원부
20 : 펄스 전원부 21 : A/D 변환부
22 : 펄스 변환부 30 : 제어부
1: illuminating device for plant cultivation 10:
20: Pulse power supply unit 21: A / D conversion unit
22: Pulse conversion unit 30:

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 광원부, 상기 광원부에 연결되어 상기 광원부에 펄스 전원을 제공하는 펄스 전원부, 및 상기 펄스 전원부에 연결되어 상기 펄스 전원의 듀티비를 제어하는 제어부를 포함하는 식물 재배용 조명 장치를 이용하여 식물에 펄스 광을 제공하는 단계를 포함하고,
상기 펄스 광의 듀티비는 0.2 이하로 제어되고,
상기 식물의 엽록체들의 광계2 반응의 시작점들이 0.2 이하의 상기 듀티비를 갖는 펄스 내에 수렴되고, 상기 엽록체들의 상기 광계2 반응의 주기들이 상기 펄스의 주기에 맞추어지고, 상기 펄스 주기에 따라 상기 엽록체들의 상기 광계2 반응이 반복되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 조명 방법.
A pulse power supply unit connected to the light source unit to supply pulse power to the light source unit and a control unit connected to the pulse power source unit and controlling a duty ratio of the pulse power source, Comprising:
The duty ratio of the pulse light is controlled to 0.2 or less,
Wherein the starting points of the photosystem 2 response of the plant chloroplasts are converged in a pulse having the duty ratio of 0.2 or less, the cycles of the photosystem 2 response of the chloroplasts are adapted to the cycle of the pulse, Wherein the PSII reaction is repeated.
제 7 항에 있어서,
상기 펄스 전원부는,
외부 전원으로부터 제공받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 A/D 변환부와,
상기 A/D 변환부로부터 제공받은 상기 직류 전원을 펄스 전원으로 변환하는 펄스 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 조명 방법.
8. The method of claim 7,
The pulse-
An A / D converter for converting AC power supplied from an external power supply to DC power;
And a pulse converter for converting the DC power supplied from the A / D converter into a pulse power source.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 펄스 변환부에 상기 듀티비를 제어하는 펄스 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 조명 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the control unit provides the pulse converting unit with a pulse signal for controlling the duty ratio.
제 7 항에 있어서,
상기 펄스 전원의 크기는 상기 듀티비의 크기에 반비례하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 조명 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein a size of the pulse power source is inversely proportional to a magnitude of the duty ratio.
제 7 항에 있어서,
상기 광원부는 복수의 LED를 갖는 LED 모듈을 포함하고,
상기 복수의 LED는 400~700nm 파장 대역의 출력 파장을 갖는 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 조명 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the light source unit includes an LED module having a plurality of LEDs,
Wherein the plurality of LEDs include LEDs having an output wavelength in a wavelength band of 400 to 700 nm.
제 7 항에 있어서,
상기 펄스 전원의 주기는 2㎲ ~ 1㎳인 것을 특징으로 하는 식물 재배용 조명 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the period of the pulse power source is 2 占 퐏 to 1 ms.
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