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식물공장용 스마트 조명제어 시스템 개발
Development of the Smart Lighting Control System for Plant Factory 원문보기

한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부, 2011 Dec. 09, 2011년, pp.425 - 428  

이원섭 (공주대학교 대학원 기계공학과) ,  김성관 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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회전식 스마트 조명 시스템은 기존 식물공장에 무수히 많이 설치되는 LED와 형광등을 대신하여 비교적 적은 양으로 설치된 LED와 형광등을 회전시키는 시스템으로써 작물 재식판의 작물들에게 필요한 광을 회전하며 공급하는 방법이다. 이로 인하여 식물공장에 조명 시스템을 설치할 때 방생되는 고가의 초기 설치비용을 해결하고자 하는 시스템이다. 본 논문에서는 식물이 생장하는데 필요한 광량과 광속, 광양자속 밀도를 계산하고 블레이드에 설치되는 LED의 개수를 설정하였으며, 조명 시뮬레이션 프로그램 Relux를 이용하여 조명 장치가 회전함에 따라 조명장치의 중심과 바깥쪽에 생기는 광량의 차이를 확인 하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 기존 식물공장의 조명 시스템은 작물재식판 위에 무수히 많은 LED 또는 형광등을 설치함으로 인하여 생기는 초기 설치비용의 문제점이 있다. 본 논문에서는 이와 같은 설치비용의 문제점을 해결하기 위해 개발된 회전식 스마트 조명 시스템을 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

가설 설정

  • [그림 3-2]는 블레이드 간의 각도가 30°를 가지며 회전한다고 가정하고, 조명을 5°씩 이동시키며 시뮬레이션을 실행하였을 때 각각의 광량 측정 면에서 측정된 광량(lx) 데이터를 그래프로 표현한 것이며, [그림 3-3]은 블레이드 간의 각도가 15°를 가지며 회전한다고 가정하고, 조명을 5°씩 이동시키며 시뮬레이션을 실행하였을 때 각각의 광량 측정 면에서 측정된 광량(lx) 데이터를 그래프로 표현한 것이다.
  • 조명 시뮬레이션 프로그램인 Relux를 이용하여 블레이드에 사용된 조명이 일정한 조명을 사용하였을 때와 각기 다른 조명을 사용하였을 때, 블레이드간의 각도(15° , 30°, 90°)가 다르고 회전한다고 가정한 후 시뮬레이션을 실행하였다.
  • [그림 2-2]는 Relux 프로그램 상에서 설정한 시뮬레이션 영역이며, [표 2-3]은 시뮬레이션 영역의 외관 파라미터이다. 조명은 4개의 모듈을 하나의 블레이드로 가정하였으며, 3개의 광량 측정 면을 블레이드 안쪽(point 1) 에서 바깥쪽(point 3)으로 설정하였다.
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