수직농장(식물공장) 인공광 제어를 위한 DLI(Daily Light Integral) 연산 설계

1. 수직농장 전력비 최적화의 핵심: DLI

수직농장(Vertical Farm) 운영비에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 인공광 LED 전력비입니다. 무작정 높은 광도(PPFD)를 제공하는 것은 전력 낭비를 초래합니다. 작물이 하루 동안 받아들여야 하는 총 광자의 누적 수량인 DLI(Daily Light Integral, mol/m²/day)를 정밀하게 설계해야 합니다.

2. DLI와 PPFD의 광학적 상관관계 수식

광합성 유효 광양자속 밀도(PPFD, μmol/m²/s)와 일일 조사 시간(Photoperiod)을 기반으로 DLI를 다음과 같이 계산합니다.

DLI (mol/m²/day) = PPFD (μmol/m²/s) × 조사 시간 (Hours) × 3,600 (Sec/Hour) ÷ 1,000,000

3. 엽채류 및 과채류 필요 DLI 타겟 기준표

• 버터헤드 / 로메인 상추: 14 ~ 17 mol/m²/day (PPFD 200~250 μmol/m²/s 기준 18시간 조사)
• 바질 / 로즈마리 허브류: 16 ~ 20 mol/m²/day
• 수경재배 딸기: 20 ~ 25 mol/m²/day
• 방울토마토: 25 ~ 30 mol/m²/day

4. 전력 요금 절감을 위한 광주기 조향 팁

PPFD를 300 μmol/m²/s로 높이고 12시간 켜는 것보다, PPFD를 200 μmol/m²/s로 낮추고 18시간 켜는 것이 동일한 DLI(12.96 mol)를 달성하면서도 LEDの発熱을 줄이고 피크 전력 요금을 25% 이상 단축할 수 있습니다.