Analysis of Light Environments in Reclaimed Land and Estimation of Spatial Light Distributions in Greenhouse by 3-D Model

간척지 광환경 특성 분석 및 3-D 모델을 통한 온실 내 공간적 광분포 예측

Reclaimed lands, expected as high-tech export horticultural complex, have unusual light environments due to sea fog. For adequate greenhouse design at reclaimed land, spatial light distributions in greenhouse should be required considering diffusive and direct lights. The objectives of this study were to analyze light environments and estimate spatial light distributions in greenhouse at reclaimed land by 3D greenhouse models. Total and diffusive lights were compared between reclaimed land and inland. For verification of the 3D greenhouse models, spatial light distributions and measured light intensities in greenhouse were compared with the estimated ones. Light environments at reclaimed land showed a higher diffusive irradiation than at inland, especially near sunrise and sunset. The estimated spatial light distributions in greenhouse showed good agreements with the measured ones. By using this method, we could estimate the average light intensity with time and spatial light distributions in greenhouse at specific outside light conditions. This result will be useful for analysis of light environments but also estimation of crop light inception in greenhouse at reclaimed land.

수출용 온실 단지로 기대되는 간척지의 광환경은 해무 등에 의해 내륙과는 다른 광환경 특성을 나타낸다. 이러한 간척지에서 온실 설계 기준을 작성하기 위해서 산란광과 직달광을 고려한 온실 내 광분포 연구가 필요하다. 본 연구에서는 간척지의 고유의 광환경 특성을 분석하고 3-D 온실 모델에 적용하여 간척지의 온실 내 공간적인 광분포를 추정하고자 하였다. 먼저 간척지의 일사량을 산란광과 직달광으로 구분하여 측정하고 내륙의 일사량과 비교하였다. 또한 간척지 지역에 설치된 온실 내의 광분포를 측정하고 이를 시뮬레이션을 통해 계산된 값과 비교함으로써 3-D 온실 모델에 대한 검증을 실시하였다. 간척지는 내륙에 비하여 전체 일사량에 대비 높은 산란광의 비율을 나타내었으며, 특히 일출 및 일몰 부근에서 크게 나타났다. 3-D 온실 모델에 의한 온실 내 예측 광분포는 실제 간척지의 온실 내 광분포와 유사하게 나타났다. 검증된 3-D 온실 모델을 통하여 임의의 외부 광조건에 대하여 간척지 지역의 온실 내부의 시간적인 평균 광도의 변화와 광분포를 예측할 수 있었다. 이러한 결과는 간척지 지역의 온실 내 광환경 해석 이외에도 작물의 수광량 해석에도 유용하게 활용될 것으로 예상된다.