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산업별 적용

온실 재배에서의 LED 조명

온실 LED 조명은 기구 와트 수가 아니라, 이용 가능한 자연 주광과 작물의 목표 일적산광량 사이의 차이를 기준으로 설계합니다. 설계의 질문은 가장 약한 달에 시설이 하루 1 m²당 몇 몰을 공급할 수 있는지, 작물이 얼마나 필요한지, 그 차이를 최소의 설치 와트 수로 어떻게 메우는가입니다.

온실 재배의 일반적인 재배 환경을 보여주는 이미지입니다(특정 고객의 설치 사진이 아닙니다).

온실 재배의 일반적인 재배 환경을 보여주는 이미지입니다(특정 고객의 설치 사진이 아닙니다).

이 페이지의 기술적 초점

계절별 DLI 부족량, 상부 조명과 군락 내 조명, 구조와 습도

이 용도의 성립 구조

온실 재배의 조명을 결정하는 요인

온실은 하이브리드 시스템입니다. 주광이 기본 부하를 담당하고 보광이 계절적 부족을 메웁니다. 이 한 가지 차이가 실내 재배실과 계획 방법을 근본적으로 바꿉니다. 같은 시설도 12월에는 광 제한을 받고 6월에는 자급할 수 있으므로, 기구 수량을 면적만으로 도출할 수 없습니다.

가장 먼저 확정할 수치는 투과율입니다. 피복재 종류, 경과 연수, 오염, 구조물 음영, 홈통, 트러스, 보온 스크린은 모두 작물에 도달하는 광을 줄이며, 그 감소는 바닥 전체에서 균일하지 않습니다. 상업용 온실 대상 보급 자료는 일반적인 투과율을 60–70 %로 제시하는데, 이는 작물이 보기 전에 옥외 자원의 3분의 1이 사라질 수 있다는 뜻이며, 이 수치는 피복재 데이터시트가 아니라 실제 시설에서 측정해야 합니다(Runkle, Michigan State University Extension).

두 번째 수치는 생육 단계별 작물의 목표 DLI입니다. 대부분의 관상 작물에서 흔한 최소 목표는 10–12 mol/m²/day이고, 채소 작물은 보통 그보다 높습니다(Runkle, Michigan State University Extension). 월별 자연 DLI와 목표를 모두 알면 부족량은 산술로 나오며, 보광이 애초에 필요한지, 어느 달에 운전해야 하는지, 하루 몇 시간을 돌릴 가치가 있는지가 결정됩니다.

용도별 과제

온실 재배의 조명 설계가 어려운 이유

실제 운영에서 조명 설계의 성패를 가르는 제약은 다음과 같습니다.

01

부족량은 계절을 따라 움직인다

12월에 맞춰 설계한 시스템은 7월에 유휴가 됩니다. 연평균에 맞추면 가장 약한 달에 작물이 부족해집니다. 그래서 상업용 온실 설계는 특정 목표 월에 맞추고, 나머지 기간은 디밍이나 구역 온오프로 제어계가 대응합니다.

02

투과 손실은 구조적이며 외관 문제가 아니다

피복재의 흐림, 결로막, 걸이 화분, 관수 붐, 보온 스크린은 모두 군락면에 도달하기 전에 광을 가로챕니다. 카탈로그 값이 아니라 실제 시설에서 투과율을 측정하고, 스크린 설치 후에는 다시 측정하십시오.

03

상부 조명은 하부에 도달하지 않는다

키가 큰 과채류에서는 상부 군락이 광의 대부분을 가로챕니다. 군락 내 조명은 착과와 품질이 결정되는 중·하층의 광량을 올립니다. 상부 조명에만 의존하면 하부를 만족시키기 위해 상부를 과조명하게 됩니다.

04

습도·결로·약제

온실 내부는 고습, 차가운 표면의 결로, 유황 증발, 일상적 약제 살포가 겹칩니다. 기구와 드라이버에는 내식 하우징과, 실제 세척·분무 체계에 맞는 IP 등급이 필요하며 건조실 등급으로는 부족합니다.

05

구조와 전기 용량

HPS에서 LED로 교체하면 점하중, 행거 위치, 회로 설계가 바뀝니다. LED 기구는 보통 가볍지만 분포와 제어 구조가 다르고, 기존 전자접촉기 온오프가 디밍이나 DLI 기반 제어를 지원하지 못할 수 있습니다.

06

광공해와 조례

일부 지역은 상향 광방출, 야간 운전, 부지 경계 밖 광 유출을 제한합니다. 차폐·실드·스케줄 관리가 요구될 수 있으며, 이는 기구 선택과 달성 가능한 광주기 모두에 영향을 줍니다.

조명 요건

온실 재배의 조명 요건을 정하는 방법

각 파라미터는 작물과 시설, 운영 실무에서 도출합니다. 1 m²당 와트 수라는 일반 규칙에서 도출하지 않습니다.

파라미터설계 목표중요한 이유
월별 자연 DLI해당 부지에 대해 실측 또는 모델링하고, 피복재 투과율로 보정설치 용량을 결정하는 것은 작물 목표 단독이 아니라 부족량입니다.
작물 목표 DLI생육 단계별. 과채류는 보통 20–30 mol/m²/day, 엽채류는 12–17각 생산 단계에서 부족량의 어디까지 메울 가치가 있는지가 결정됩니다. 공개된 온실 자료는 상추에 최소 12–14 mol/m²/day, 덩굴성 작물에 최소 15, 가능하면 20 초과를 제시합니다(Runkle, Michigan State University Extension).
보광 PPFD부족량과 계획 점등 시간에서 산정: PPFD = 부족량 ÷ (시간 × 0.0036)하루 광자 부족분을 기구가 자연 광량에 더해야 할 강도로 환산합니다. 고광량 채소에서는 125–175 µmol/m²/s가 대표적 보광 강도이며, 북서유럽 토마토 온실에서는 약 200 µmol/m²/s까지 올라갑니다(Runkle, Michigan State University Extension).
점등 시간보통 자연 일장과 조정. 여름 장일에는 보광이 덜 필요함주광이 이미 목표를 충족하는데 보광을 돌리는 것은 순수한 낭비입니다. 보급 자료의 지침은 야간과 흐린 날에 점등하고, 일적산광량이 대략 10–12 mol/m²/day를 넘으면 소등하라는 것입니다(Runkle, Michigan State University Extension).
바닥 균일도조명 구역에서 최소값÷평균값 약 0.8. 작물 영역 밖에서만 낮은 값을 허용온실 바닥은 불균일하며 구조물 그림자가 영구적인 저광량 구역을 만듭니다.
IP 등급과 내식성분무나 세척이 있는 습윤 시설은 IP65 이상결로와 약제는 건조실 등급 기구의 수명을 크게 단축합니다.
제어 통합가능하면 기후 컴퓨터와 연동된 DLI 기반 디밍보광은 고정 시각이 아니라 측정된 광에 반응해야 합니다.

참조 데이터

설계용 비교표

학술 문헌과 원예 조명 규격에서 가져온 참조 값입니다. 고객 자체 시험의 출발점이며 결과를 보장하지 않습니다.

온실 작물 목표와 보광 전략(참고)
작물목표 DLI(mol/m²/day)대표 보광 PPFD전략상 유의점
토마토(덩굴성)20 – 30125 – 200 µmol/m²/s키가 큰 작물은 상부 조명+군락 내 조명. CO₂와 습도 관리와 연동
오이20 – 30125 – 200 µmol/m²/s군락 전개가 빠름. 고PPFD에서 상부 군락 온도를 확인
피망18 – 25100 – 175 µmol/m²/s중간 광량 내성이 높음. 가장 약한 달만 보고 과대 설계하지 말 것
딸기15 – 2575 – 150 µmol/m²/s일장과 품종이 상호작용. 최대 강도보다 일장 연장이 유효한 경우가 많음
엽채류·상추12 – 1780 – 150 µmol/m²/s주기가 짧음. 생장 극대화보다 출하 안정화를 위해 보광을 쓰는 경우가 많음
허브·이식묘12 – 2075 – 150 µmol/m²/s최대 PPFD보다 트레이 균일도가 중요. 측벽 쪽 열에 주의

보광 강도는 고광량 채소에 관한 공개 자료를 따릅니다. 대표적으로 125–175 µmol/m²/s, 북서유럽 토마토 생산에서는 약 200 µmol/m²/s입니다(Runkle, Michigan State University Extension). DLI 목표는 같은 보급 자료와 Faust & Logan(2018)의 전국 DLI 지도에 기반합니다. 겨울 부족량은 위도·피복재·스크린에 따라 달라지므로 기구 수량을 정하기 전에 자사 부지에서 계산하십시오.

온실 생산에서 상부 조명과 군락 내 조명의 비교
요소상부 조명군락 내 조명계획상 결과
주요 역할바닥 전체의 DLI를 올림군락 내부의 광량을 올림상부 조명이 선량을, 군락 내 조명이 분포를 결정
적합한 상황낮은 작물, 어린 식물, 균일한 베드키 큰 과채류, 밀집 군락, 다단 홈통관행이 아니라 작물 구조에 맞춤
시공트러스 행거, 높은 설치열 사이에 작물 높이로 현가열 간격과 트롤리 동선이 배치를 제약
정비통로나 캣워크에서 접근 가능작물 접촉과 약제에 노출되기 쉬움더 높은 IP 등급과 기계적 보호 필요
제어기후 컴퓨터에 의한 구역 디밍대개 별도 구역, 점등 시간이 짧음회로와 채널을 분리해 계획
위험하부에 도달시키려다 상부를 과조명열이 너무 좁으면 상호 음영 발생한 점이 아니라 수직 PPFD 프로파일로 검증

키가 큰 작물에서는 어느 쪽도 다른 쪽을 대체하지 않습니다. 적절한 배분은 군락 높이, 작물 구조, 하부를 어디까지 생산적으로 유지해야 하는지에 달려 있습니다.

조명 시스템 설계

설계 절차

순서가 중요합니다. 먼저 배치와 목표값, 다음으로 수량, 마지막으로 검증과 제어입니다.

  1. 1

    시설의 실제 투과율을 확정한다

    맑은 날 군락면 높이에서 여러 위치의 내외부 광을 측정합니다. 빈 시설이 아니라 생산 기간에 설치되는 스크린과 구조물을 전제로 보정합니다. 보급 자료가 권하는 것도 같은 방법입니다. 외부에서 센서를 읽고 바로 내부에서 읽어 그 비율을 투과율로 삼습니다.

  2. 2

    월별 자연 DLI 프로파일을 만든다

    부지의 일사 데이터와 실측 투과율을 결합해 월별 자연 DLI를 구합니다. 작물 목표와 비교해 어느 달에 부족이 있고 그 크기가 얼마인지 확인합니다.

  3. 3

    설계 월과 메울 부족량을 정한다

    시스템이 충족해야 할 달(대개 주 작기의 가장 약한 달)과 부족량의 어디까지를 경제적으로 메울지 정합니다. 부분 해소도 의도적 선택이라면 타당한 경영 판단입니다.

  4. 4

    부족량을 보광 PPFD와 시간으로 환산한다

    부족량을 점등 시간과 0.0036으로 나누면 추가해야 할 PPFD가 나옵니다. 시간을 늘리면 필요한 강도는 낮아지지만 자연광과 겹치는 구간이 늘어나므로 둘을 함께 최적화합니다.

  5. 5

    상부와 군락 내 배분을 정한다

    키가 큰 작물에서는 설치 용량의 일부를 작물 높이의 군락 내 기구에 배분합니다. 수직 PPFD 프로파일로 검증해 하부가 도달하지 않는 광에 기대지 않도록 합니다.

  6. 6

    구조·전력·제어를 확인한다

    행거 위치와 점하중, 회로 용량, 그리고 기후 컴퓨터가 DLI에 의한 디밍을 지원하는지 시각에 의한 온오프만 가능한지 확인합니다. 제어 능력이 설계가 실제로 날씨를 따라갈 수 있는지를 결정합니다.

계산 예시

토마토 온실에서 12월 DLI 부족량 메우기

예시 계산 — 전제는 아래에 있으며 고객 데이터가 아닙니다

전제 조건

  • 토마토 목표 DLI: 22 mol/m²/day — 이 예시의 계획 전제
  • 12월 자연 DLI(스크린 설치 상태에서 군락면 높이 실측): 8 mol/m²/day — 예시 값이며 실제 부지 측정값이 아님
  • 보광 계획 점등 구간: 16 h
  • 배분 여유(군락면 공급 ÷ 기구 출력): 0.85
  • 기구 전제: 400 W 입력에서 1,000 µmol/s의 상부 조명(2.5 µmol/J) — 기구 등급이며 카탈로그 모델이 아님
  • 조명 면적: 1,000 m²
단계계산결과
자연광 수치의 정합성 확인8 ÷ 0.70 및 8 ÷ 0.60실내 8 mol/m²/day는 상업용 온실의 일반적 투과율 60–70 %에서 옥외 약 11–13 mol/m²/day에 해당한다. 실측 옥외 값이 이 범위에서 크게 벗어나면 두 측정 중 하나가 잘못된 것이다
메울 부족량22 − 814 mol/m²/day
필요한 보광 PPFD14 ÷ (16 × 0.0036)군락면에서 약 243 µmol/m²/s
배분 여유를 포함한 설치 PPFD243 ÷ 0.85기구 출력으로 약 286 µmol/m²/s
1,000 m²당 기구 수량286 × 1,000 ÷ 1,000 µmol/s286대. 이후 서까래 간격과 구조물 그림자에 대해 재확인
설치 부하와 전력 밀도286 × 400 W ÷ 1,000 m²114.4 kW 설치, 즉 조명 면적당 114 W/m²
겨울 하루 에너지114.4 kW × 16 h전출력에서 약 1,830 kWh/day — 회수 계산이 시작해야 하는 수치

결과를 지배하는 전제는 두 가지, 자연 DLI와 점등 구간입니다. 같은 14 mol/m²/day를 16시간이 아니라 12시간으로 메우면 필요 PPFD는 약 324 µmol/m²/s로 올라가고 수량도 늘어납니다. 하루 에너지는 비슷한 범위에 머물지만 부하 프로파일은 달라집니다. 실측 투과율, 목표 월, 기구 PPF로 다시 계산하십시오. 그리고 이것은 부족 한 달분의 광자 예산이며 조명 배치가 아닙니다.

세 가지 다른 숫자

이 계산이 의미하는 것과 의미하지 않는 것

위 내용은 초기 추정치입니다. 조명 배치도 아니고 실측 PPFD도 아닙니다. 이 세 수준을 구분해 두는 것이 광자 예산을 실제 성능으로 제시하는 일을 막습니다.

레벨 1

초기 추정

월별 DLI 부족량 ÷ 점등 시간 ÷ 배분 여유를 기구 수량과 설치 부하로 환산한 것.

두 가지 가정 입력(자연 DLI와 시간)에 기반한 산술입니다. 예산 수립과 공급사 제안 비교에는 유효하지만 작물이 어떻게 자랄지에 대한 주장으로는 무효입니다.

레벨 2

조명 배치 설계

서까래·트러스 위치, 행거 위치, 스크린과 홈통 장애물을 반영한 군락면 높이의 예측 PPFD 격자와 작물을 지나는 수직 프로파일.

설치 높이, 격자 해상도, 최소값÷평균값을 명시하고 구조물 그림자 영향을 포함한 설계 산출물.

레벨 3

검증된 PPFD 성능

맑은 날 측정한 내외부 투과율, 설치된 배치 아래에서 군락 격자로 측정한 PPFD, 생산 한 달 동안의 DLI 로거 추이.

측정 데이터만입니다. 머리 높이에서의 한 점 측정은 온실 조명 시스템의 검증이 아닙니다.

기구 선정

이 용도에 맞는 기구 유형

당사가 제조하는 6개 카테고리에서 선택합니다. 적절한 조합은 설치 높이, 군락 구조, 제어 요건에 따라 결정됩니다.

온실용 상부 조명

바닥 전체의 기본 DLI 보완

온실용 방진·방수 성능과 내식 하우징을 갖춘 고소 설치 기구로, 최대치가 아니라 월별 부족량에 맞춰 선정합니다.

군락 내 바

키가 큰 작물 내부의 광량 향상

열 사이에 거는 얇은 바는 상부 군락이 입사 방사의 대부분을 흡수한 뒤의 위치에 광을 더해 하단 과실 발달을 돕습니다.

홈통·베드용 폴더블 바 기구

베드, 홈통, 육묘 구역의 유연한 구역화

이동·재구성 가능한 기구는 계절마다 조명 면적이 달라지는 다품목 온실에 맞습니다.

OEM·ODM

브랜드와 수입사를 위한 기술 지원

사양에 따라 제조하고, 제조한 내용을 문서화하며, 프라이빗 브랜드를 위한 인증과 포장을 지원합니다.

  • 작물과 설계 월에 맞춘 스펙트럼·와트 수 구성
  • 습윤 시설에 맞춰 지정한 내식 하우징과 드라이버 보호
  • 일반적인 온실 기후 컴퓨터와 호환되는 제어 인터페이스
  • 판매 시장을 위한 인증 문서. 참조 번호는 해당 모델에 연결
  • 전동 발주 전 한 구역에서 조명 시험을 하기 위한 샘플 기구

흔한 실수

나중에 큰 비용이 되는 설계 실수

모두 설치 후, 배선이 끝나고 회로가 돌아가기 시작한 뒤에 드러납니다.

실수대안
실내 기구 수량 계산을 온실에 그대로 적용한다월별 자연 DLI와 거기서 나오는 부족량에서 시작합니다. 온실은 이미 광을 무상으로 받고 있고, 부족량은 달마다 달라집니다.
카탈로그 투과율을 설치 후 투과율로 간주한다스크린과 구조물이 설치된 상태에서 맑은 날 내외부를 측정하고 그 실측값을 적용합니다.
주광이 이미 목표를 충족하는데 보광을 돌린다DLI 기반 제어, 최소한 광센서를 사용합니다. 고정 시각 운전은 맑은 주에 에너지를 낭비합니다.
키 큰 과채류에서 상부 조명만 설계한다수직 PPFD 프로파일을 확인하고 하부가 광 부족인 위치에는 군락 내 기구로 용량을 배분합니다.
분무가 있는 시설에 건조실 IP 등급을 지정한다IP 등급과 하우징 재질을 실제 습도·결로·세척 체계에 맞추고, 드라이버 하우징은 별도로 확인합니다.

기술 출처

이 페이지의 모든 기술 수치는 아래 출처 중 하나로 추적할 수 있습니다. 각 항목은 출판물, 저자 또는 발행 기관과 연도, 접속 가능한 링크, 그리고 이 페이지에서 해당 출처가 뒷받침하는 구체적 서술을 제시합니다. 기관 이름만으로는 근거가 되지 않으며, 제조사의 판촉 자료를 독립 연구로 인용하지 않습니다. 모든 링크는 2026년 10월 19일 기준으로 유효함을 확인했습니다.

  1. 1
    How Much Supplemental Lighting Do You Need?

    Runkle E., Michigan State University Extension / Greenhouse Product News

    이 페이지에서 뒷받침하는 내용: 상업용 온실의 투과율 60–70 % 범위, 내외부 측정 방법, 그리고 DLI 부족량과 점등 시간에서 필요한 보광 강도로 환산하는 단계별 절차.

  2. 2
    Maximizing the Benefits of Supplemental Lighting

    Runkle E., Greenhouse Product News, January 2018 (Michigan State University Extension)

    이 페이지에서 뒷받침하는 내용: 관상 작물의 DLI 최소 목표 10–12 mol/m²/day, 야간과 흐린 날 점등 원칙, 일적산광량이 그 범위를 넘으면 소등하는 임계값.

  3. 3
    Lighting Greenhouse Vegetables

    Runkle E., Michigan State University Extension Floriculture Team

    이 페이지에서 뒷받침하는 내용: 표에 제시한 작물 목표: 상추는 최소 12–14 mol/m²/day, 덩굴성 작물은 최소 15, 가능하면 20 초과, 보광 강도는 125–175 µmol/m²/s이며 북서유럽 토마토 재배에서는 약 200 µmol/m²/s까지 올라간다는 값.

  4. 4
    Daily Light Integral: A Research Review and High-resolution Maps of the United States

    Faust J.E. & Logan J., HortScience 53(9): 1250–1257 (2018)

    이 페이지에서 뒷받침하는 내용: 부족 월을 식별하는 데 쓰는 월별 자연 DLI 프로파일과, 겨울 부족량이 위도에 의존한다는 서술의 배경이 되는 지역 차이.

  5. 5
    ANSI/ASABE S640 — Quantities and Units of Electromagnetic Radiation for Plants

    American Society of Agricultural and Biological Engineers, standard S640 JUL2017 (reaffirmed 2022)

    이 페이지에서 뒷받침하는 내용: 부족량 환산에 쓰는 단위: DLI는 mol/m²/day, PPFD는 µmol/m²/s, 그리고 지정한 시간 수로 둘을 연결하는 0.0036 계수.

출처의 공개 접근을 확인할 수 없었던 경우, 그 출처가 뒷받침했을 서술은 인용을 붙이지 않고 확실성이 낮은 서술로 적었습니다. 설계 범위는 고객 자체 시험의 출발점이며 성능을 보장하지 않습니다. 이 페이지의 어떤 수치도 견적가가 아닙니다.

용도별 질문

온실 재배에 관한 질문

이 용도에 특화된 상세 질문에 직접적인 답변과 해설을 붙였습니다.

겨울에 토마토 온실은 보광이 얼마나 필요한가요?

고정값이 아니라 부족량에서 산정합니다. 작물 목표가 22 mol/m²/day이고 12월에 군락면에서 8밖에 얻지 못한다면 차이는 14 mol/m²/day입니다. 이를 16시간으로 채우면 군락면에서 약 243 µmol/m²/s가 됩니다. 위도가 높거나 피복재가 오래되었거나 스크린을 닫는 부지에서는 더 필요합니다.

온실 보광은 상부 조명과 군락 내 조명 중 어느 쪽이어야 하나요?

키가 큰 작물에서는 둘 다입니다. 상부 조명은 바닥 전체의 DLI를 올려 하루 선량을 정하고, 군락 내 바는 상부 잎이 이미 방사의 대부분을 받은 중·하층의 광량을 올립니다. 낮은 작물과 어린 식물은 보통 상부 조명만으로 충분합니다.

DLI를 채우기 위해 밤새 점등해도 되나요?

암기에 점등하면 광주기가 바뀌어 일장 감응성 작물의 개화에 영향을 주고 광공해 규정과 충돌할 수 있습니다. 대부분의 프로그램은 자연 일장의 앞뒤로 일장을 연장하거나 주광이 짧은 시간대에 보광합니다. 작물 반응과 지역 규정을 모두 확인하십시오.

온실 LED 조명은 실내 기구보다 높은 IP 등급이 필요한가요?

일반적으로 필요합니다. 분무, 상부 관수, 결로, 일상적 살포가 있는 시설에는 IP65 이상과 내식 하우징, 보호된 드라이버가 요구됩니다. 건조실용 IP54 기구는 처음에는 동작해도 습윤 시설에서 일찍 고장 납니다.

구조를 바꾸지 않고 HPS를 LED로 교체할 수 있나요?

LED 기구가 가벼워 대체로 가능하지만 행거 위치, 점하중, 회로 구성, 제어 구조를 모두 확인해야 합니다. 분포도 달라지므로 위치별 1대1 교체로는 의도한 PPFD가 나오지 않을 수 있습니다. 교체는 기존 기구 위치가 아니라 PPFD 격자에서 계획합니다.

보광이 회수 가능한지는 어떻게 판단하나요?

연간 조명 에너지와 설비 비용을, 부족량이 제한하던 증산분 또는 조기 출하분의 가치와 비교합니다. 계산에는 요금 체계, 월별 점등 시간, 자사 시험의 작물 반응 데이터가 필요합니다. 작물과 시장을 넘어 통용되는 일률적 비율은 없습니다.

광공해 대책으로 실드가 필요한가요?

지역 조례와 인접지 용도에 따릅니다. 상향 방출, 야간 운전, 부지 밖 유출을 제한하는 지역도 있어 실드·차폐·스케줄 제한이 요구될 수 있습니다. 배치와 광주기를 확정하기 전에 지역 요건을 확인하십시오.

온실 재배 조명을 계획하고 계십니까?

재배 면적, 작물과 생육 단계, 목표 PPFD 또는 DLI, 천장 높이 또는 층간 거리, 판매 시장 요건을 알려 주십시오. 기구 제안, 배치 안, 평가에 필요한 문서를 회신드립니다.