KR20230125119A - 식물의 생육을 방해하지 않는 옥외조명 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가로등, 방범등, 정원등과 같은 옥외조명에 관한 것으로, 상세하게는, 주변에 식재된 식물의 생육을 방해하지 않는 옥외조명에 관한 것이다. 본 발명에서는 옥외조명에 의한 야간조명이 주변에 식재된 작물의 광주기성에 영향을 주어 작물의 수확량이 감소하는 문제점을 해결하고자 한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 작물의 생육기간에는 옥외조명을 피크 파장이 520nm보다 크고 560nm보다 작은 녹색으로 하고 그 외 기간에는 백색 또는 조명의 목적에 부합하는 기타 색으로 한다. 이와 같이하면 작물의 생육 및 수확에 영향을 주지 않으면서 보안, 안전 등 옥외조명의 본래 목적을 이룰 수 있다.

Description

식물의 생육을 방해하지 않는 옥외조명{Outdoor Lightings Preventing Growth Disorder of Plants}

본 발명은 가로등, 방범등, 정원등과 같은 옥외조명에 관한 것으로, 상세하게는, 주변에 식재된 식물의 생육을 방해하지 않는 옥외조명에 관한 것이다.

산업화 및 도시화에 따라 가로등, 방범등, 경관등, 선전광고등과 같은 옥외조명이 증가하고 있다. 이러한 야간조명에 따른 주변 작물의 피해와 함께 관련 연구도 보고되고 있다. 야간조명에 따른 작물의 피해는 주로 벼, 콩, 들깨 등 단일식물에 나타나는데 모두 농촌지역에서 많이 재배하고 있는 작물이다. 단일식물은 밤의 길이가 한계 광주기(critical photoperiod)보다 길어질 때 꽃을 피우는 식물이다. 들깨의 경우 매일 자정 무렵에 30~100lx로 10분씩만 빛을 비춰주어도 개화가 되지 않는다는 보고가 있다. 개화가 안되거나 늦어지면 그만큼 수확이 감소하게 된다. 콩의 경우 모든 생육단계에서 야간조명은 수확량을 감소시킨다는 보고가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 조명모듈의 높이를 조절하여 빛의 조사각을 조정(KR 10-1985010)하거나, 조명등갓의 하단에 설치된 일련의 차광판으로 빛의 조사범위를 조절하는 방법(KR 20-0375310) 등이 고안되어 있다. 그러나 빛은 확산하는 성질이 있어 반사나 차광과 같은 방법으로는 완전히 차단할 수 없고, 약한 빛으로도 식물의 광주기성에 영향을 줄 수 있으므로 상기 고안의 실효성에는 의문이 있다. 실제로 농촌 현장에서는 일정기간(8~9월) 가로등이나 방범등을 꺼버리는 방법을 사용하고 있다. 실외조명을 사용하지 않으면 작물에 대한 영향은 없어지지만 보안, 안전과 같은 야간조명 본래의 목적은 상실하게 되어 또다른 문제가 발생할 수 있다.

밤낮의 길이에 따른 작물의 이러한 반응은 광주기성(photoperiodism) 때문이다. 식물은 피토크롬(phytochrome), 크립토크롬(cryptochrome)과 같은 광수용체 단백질을 이용해서 밤의 길이에 따른 계절의 변화와 광주기성을 감지한다. 피토크롬과 크립토크롬은 각각 적색광과 청색광을 감지한다. 따라서 그 사이에 있는 녹색광은 작물의 광주기성에 영향을 주지 않는다. 식물은 광합성에도 녹색광을 사용하지 않는다. 대부분의 식물이 녹색을 띠는 것은 녹색을 흡수하지 않고 반사시키기 때문이다. 실제로 식물공장에서 사용하는 인공광원은 녹색광을 포함하지 않고 있다. 반면에 사람의 눈은 녹색에 가장 민감하다. 즉 빛의 세기가 일정하다면 녹색을 가장 밝게 느낀다.

KR 10-1985010 KR 20-0375310

"야간조도에 따른 벼 품종별 출수반응", 김충국 외, 한국작물학회지 v.48 no.3, pp.209-215, 2003. "콩의 생육단계별 야간조명에 따른 생육 및 수량 반응", 김충국 외, 한국작물학회지 v.46 no.6, pp.478-482, 2001. "야간조명이 참깨와 들깨의 생육 및 수량에 미치는 영향", 김충국 외, 한국농림기상학회지 v.4 no.2, pp.80-85, 2002. "광 강도와 야간조명에 따른 들깨의 개화반응", 오명규 외, 한국작물학회지 v.40 no.5, pp.543-547, 1995.

본 발명에서는 옥외조명에 의한 야간조명이 주변에 식재된 작물의 광주기성에 영향을 주어 작물의 수확량이 감소하는 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명에서는 작물의 생육기간에는 옥외조명을 피크 파장이 520nm보다 크고 560nm보다 작은 녹색으로 하고 그 외 기간에는 백색 또는 조명의 목적에 부합하는 기타 색으로 한다.

본 발명에 의하면 작물의 생육 및 수확에 영향을 주지 않으면서 보안, 안전 등 옥외조명의 본래 목적을 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 실시예로서 백색 및 녹색 엘이디를 광원으로 사용한 옥외조명장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명에 의한 다른 실시예로서 적녹청 엘이디를 광원으로 사용한 옥외조명장치의 회로도이다.

옥외조명장치의 광원으로는 수은등, 메탈할라이드등, 나트륨등, 형광등, 엘이디 등이 사용되고 있다. 각각의 광원은 장단점이 있으나 많은 장점으로 인해 엘이디의 사용이 점차 확대되고 있다. 엘이디는 다른 광원에 비해 발광효율이 높고, 수명이 길고, 밝기 및 색상 조절이 쉽고, 다양한 형태의 디자인이 가능하다. 본 발명에는 어떤 광원도 사용할 수 있으나 색상조절이 용이한 엘이디를 선택하여 구체적인 내용을 설명하고자 한다.

엘이디는 기본적으로 파장 범위가 좁은 단색광을 낸다. 백색은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 엘이디를 조합하거나 청색 엘이디와 형광체를 이용하여 구현한다. 도 1은 본 발명의 실시예로서 광원으로서 백색 및 녹색 엘이디를 사용한 옥외조명장치의 회로도이다. 엘이디의 전원(11)으로는 직류가 사용된다. 교류전원을 사용해야 하는 경우에는 정류기를 사용하여 직류로 만들어 주면 된다. 엘이디가 내는 빛의 세기는 엘이디에 흐르는 전류에 비례하므로 저항(14)을 사용하여 엘이디에 원하는 전류가 흐르도록 한다. 엘이디에 흐르는 전류를 좀 더 안정적으로 유지하는 방법으로서 트랜지스터와 같은 반도체를 사용한 정전류회로를 사용할 수도 있다.

옥외조명장치에 광센서로 동작하는 광스위치(12)를 적용하면, 날이 저물면 자동으로 켜지고 날이 밝으면 스스로 꺼지게 할 수 있다. 옥외조명장치의 광색은 광색선택 스위치(13)로 선택할 수 있다. 광색선택 스위치(13)는 수동으로 절환하는 스위치를 사용할 수 있고, 타임 스위치를 사용해 자동으로 절환할 수도 있다. 타임 스위치는 내장된 시계를 사용해 일년 중 일정기간에만 녹색 엘이디(15)를 선택하게 할 수 있다.

옥외조명장치에 사용되는 엘이디는 넓은 면적에 걸쳐 균일한 빛을 조사하기 위해 다수의 엘이디 소자를 사용할 수 있다. 복수개의 녹색 엘이디(15) 및 백색 엘이디(16)를 사용하는 경우 녹색 엘이디(15)와 백색 엘이디(16)를 교호 배치하면 광색 선택에 따라 빛의 분포가 변하는 것을 억제할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예로서 적녹청(RGB) 엘이디를 사용한 옥외조명장치의 회로도이다. 적녹청 엘이디는 적색, 녹색 및 청색 엘이디를 한 개의 소자에 집적한 것으로 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절하면 백색을 포함한 모든 색을 구현할 수 있다. 본 발명에서는 광색선택 스위치(23)로 적색 엘이디(26) 및 청색 엘이디(27)를 선택하거나 선택하지 않음으로써 녹색 엘이디(25)에 의한 녹색광과 녹색 엘이디(25), 적색 엘이디(26) 및 청색 엘이디(27)에 모두에 의한 백색광을 선택할 수 있다. 나머지 직류전원(21), 광 스위치(22), 광색선택 스위치(23), 저항(24)에 대한 설명은 앞의 실시예와 동일하다.

11, 21: 직류전원
12, 22: 광 스위치
13, 23: 광색 선택 스위치
14, 24: 저항
15, 25: 녹색 엘이디
16: 백색 엘이디
26: 적색 엘이디
27: 청색 엘이디

Claims (1)

1. 옥외조명의 주변에 식재된 작물의 생육기에는 조명의 피크 파장이 520nm보다 크고 560nm보다 작은 녹색광으로 절환되는, 또는 절환할 수 있는 옥외조명장치