• 제목/요약/키워드: LED 형광등

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광 파장이 표고 품종 산조 701호 균사의 갈변에 미치는 영향 (Effect of Light Wavelengths on the Mycelial Browning of Lentinula edodes Strain Sanjo 701ho)

  • 서동석;구창덕
    • 한국균학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.63-73
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    • 2019
  • 표고 균사체의 갈변은 균사배양체의 오염과 수분 손실을 방지하는데 매우 효과적이다. 광과 광 파장이 표고 산조701호 품종의 균사체 갈변에 미치는 영향과 갈변 균사의 특징을 이해하고자 하였다. 표고 균사체를 감자한천배지에서 암배양한 후 적색, 녹색, 청색의 색 셀로판 필터를 덥거나, 원적색(far-red), 적색, 녹색, 청색의 light emitted diode (LED)를 매일 14시간씩 40일간 비춘 후 균사배양체의 갈변 면적 비율(갈변율)과 갈변 균사의 특징을 조사하였다. 파장대 범위가 300~1,100 nm인 백색 형광등 빛은 세 가지 각각의 색 셀로판을 통과하면서 360~1,022 nm로 좁아졌고 각 파장별로 photosynthetic photon flux density (PPFD)는 42~71%가 감소하였다. 형광등 빛 처리로 균사체의 갈변율은 면적비율로 평균 64%였으나, 빛을 받지 않은 균사체의 갈변율은 5%에 지나지 않았다. 광 파장별로 표고 균사체의 갈변율은 원적색에서 0.02%. 적색에서 1.5%, 녹색에서 53.8%, 청색에서 57.3% 였다. 그리고 흰색의 미갈변 표고 균사는 세포벽이 $1{\mu}m$ 미만으로 얇고 원형질이 들어찬 생장하는 것이었다. 이에 반하여, 갈변층의 균사는 세포벽이 $2-4{\mu}m$으로 두껍고 세포 내용물이 없는 죽은 것으로 탄력이 없이 단단한 부정형의 구조체였다. 결론적으로 녹색~청색 파장의 빛으로 촉진된 표고 균사의 갈변층은 죽은 조직이지만 그 아래 내부 활력 균사체를 보호하는 중요한 기능층이었다.

단색 발광다이오드에서 자란 축면상추 두 품종의 엽형, 생장 및 기능성 물질 (Leaf Shape Index, Growth, and Phytochemicals in Two Leaf Lettuce Cultivars Grown under Monochromatic Light-emitting Diodes)

  • 손기호;박준형;김대일;오명민
    • 원예과학기술지
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    • 제30권6호
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    • pp.664-672
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    • 2012
  • 인공광원으로써, 단색 파장을 갖고 있는 발광다이오드(light-emitting diode; LED)는 밀폐형 식물생산시스템에서 사용될 수 있다. 가시광선의 다양한 파장범위 사이에서, 각각의 스펙트럼들은 식물의 생육과 발달에 특징적인 영향을 유도한다. 이번 연구는 단색 발광다이오드에 따른 적축면 상추('선망')와 청축면 상추('그랜드래피드 TBR')의 엽형, 생장 및 기능성 물질의 영향을 구명하고자 실시하였다. 정상적인 환경 조건($20^{\circ}C$, 형광등 + 고압나트륨등, $130{\pm}5{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 광주기 12시간)에서 18일간 자란 상추 묘를 다양한 LED 광원(청색 LED, 456nm; 녹색 LED, 518nm; 적색 LED, 654nm; 백색 LED, 456nm + 558nm)이 설치된 같은 환경 조건($20^{\circ}C$, $130{\pm}7{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 광주기 12시간)의 인큐베이터에 정식하였다. 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 지하부의 생체중 및 건물중, 지상부/지하부 비율, 엽록소 함량, 총 페놀 농도, 항산화도, phenylalanine ammonia-lyase(PAL) 유전자의 발현 정도를 정식 후 9일과 23일째에 측정하였다. 두 상추 품종의 엽형지수는 청색 LED와 백색 LED 처리에서 모든 기간 동안 대조구와 비슷한 결과를 보였다. 그러나 적색 LED와 녹색 LED 처리는 다른 처리보다 엽형을 길게 유도하였다. 녹색 LED 처리는 상추 생육에 부정적인 영향을 보였다. 지상부 지하부의 생체중 및 건물중, 엽면적과 같은 생육 특성의 대부분은 두 축면 상추 모두 적색 LED 처리에서 가장 높았다. 적축면의 경우 정식 후 23일째에 적색 LED 처리의 지상부 생체중은 녹색 LED 처리보다 3.8배 높았다. 반면, 상추의 엽록소, 총 페놀 농도, 항산화도는 생육과 반대의 경향을 보였다. 청색 LED 처리에서 자란 상추의 엽록소 함량, 총 페놀 농도, 항산화도는 다른 LED 처리에 비해 유의적으로 높은 값을 보였으며, PAL 유전자 또한 정식 후 9일째 청색 LED에서 가장 높은 발현 정도를 나타냈다. 따라서 이 실험을 통해서 광질은 상추의 생육, 형태 및 기능성물질의 축적에 중요한 요소로 작용한다는 것을 확인할 수 있었다.

자생 상록 굴거리나무의 실내조명 하에서 적정광도 분석 및 도입방안 (Analysis on Suitability Light Intensity and Introduction Plan under the Indoor Lighting for the Native Evergreen Daphniphyllum macropodum)

  • 신현철;윤재길;최경옥
    • 한국조경학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.110-117
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    • 2012
  • 본 연구는 우리나라 자생종 굴거리나무에 대한 실내조명 하에서 광적응성을 조사해 보고 실내조경공간으로 도입할 때, 도입방안을 제시해 보고자 수행되었다. 공시수종인 굴거리나무는 제주도 농가에서 1년생을 구입한 후, 경남과학기술대학교 종합농장 유리온실에서 40일간 순화시킨 후 2010년 2월 15일에서 2010년 11월 15일까지 실험하였다. 첫째, 형광등의 경우, 100lux에서 500lux까지 식물이 고사하거나 잎이 지는 현상을 보여 생육상태가 좋지 못하였으며, 1,000lux부터 원활한 생육 및 생장을 보였다. 엽수나 수형, 체내 광합성률, 관상가치 등을 토대로 살펴볼 때, 형광등 1,000lux에서 가장 양호한 생장을 하여 최적광도인 것으로 조사되었다. 둘째, LED등의 경우,100lux에서 1,000lux까지 고사현상을 보여 생육상태가 불량하였으며, 광도가 높을수록 원활한 생장을 보였다. 2,000lux에서 가장 원활한 생육 및 생장을 하였다. 셋째, 삼파장의 경우,1,000lux까지 고사현상이 심하여 도입한 4개의 광원 중 생육상태가 가장 좋지 않아 전반적으로 삼파장은 굴거리나무 생육에 부적합한 것으로 파악되었다. 2,000lux에서 가장 원활한 생육 및 생장을 하였다. 넷째, 광섬유의 경우 100lux하에서도 식물 전체가 고사하는 현상은 보이지 않아 생육이 가능하여 도입광원 중 생육 및 생장상태가 가장 양호하였다. 대체적으로 광도가 높을수록 생장률이 높았으나,2,000lux보다 1,000lux하에서 엽수의 출엽률 및 수형이 흐트러지지 않아 관상가치가 더 좋았으며, 체내 광합성률도 높아 1,000lux를 조명해 주는 것이 가장 효과적인 것으로 파악되었다. 광적응성을 고려하여 굴거리나무를 실내조경공간으로 도입할 때, 광섬유, 형광등, LED등의 순으로 도입하는 것이 적합하며, 삼파장 등은 부적합한 것으로 파악되었다. 광원별 최적광도는 광섬유와 형광등을 도입할 경우 1,000lux, LED등을 도입할 경우 2,000lux를 조명해 주는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 자생종 굴거리나무는 외래종인 대엽홍콩을 대체할 수 있는 수종으로 실내조경식물로 도입이 가능하며, 중심목으로 활용할 수 있을 것으로 기대되었다.

선박용 LED 등기구의 적용에 따른 경제성 분석 (Economic analysis on the applications of shipboard LED luminaires)

  • 박서준;변성환;김선재;박경수;길경석
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권4호
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    • pp.342-347
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    • 2016
  • 본 논문에서는 실습선과 함정의 광원으로 80 % 이상을 차지하는 백열등 및 형광등기구를 대체하기 위한 선박용 LED 등기구의 경제성 분석에 관하여 기술하였다. 소비전력, 초기투자비용, 유지비용 및 유류비에 대한 절감률을 분석하였고, 탄소배출량과 손익분기점을 산출하였다. 실습선의 초기투자비용은 3.8배 상승하였지만, 5년간 유지비용은 51 % 절감되었다. 40 %, 50 % 및 60 %의 점등률에 따른 손익분기점은 각각 11개월, 9개월 및 7개월로 산출하였다. 함정의 초기 투자비용은 3.5배 상승하였지만, 5년간 유지비용은 55 % 절감되었다. 40 %, 50 % 및 60 %의 점등률에 따른 손익분기점은 각각 15개월, 12개월 및 10개월로 산출하였다. 또한 실습선과 함정의 탄소배출량은 각각 69 % 및 65 % 절감되었다. 이러한 결과를 통하여 실습선과 함정에 LED 등기구를 적용한다면, 50 % 이상의 유지비용 절약과 60 % 이상의 소비전력, 유류비 절감 및 탄소배출량이 감소될 것으로 판단된다.

상이한 광질 및 광주기 하에서 UV-A LED 부가 조사가 상추의 생장, 안토시아닌 및 아스코르빈산 함량에 미치는 영향 (Growth and Contents of Anthocyanins and Ascorbic Acid in Lettuce as Affected by Supplemental UV-A LED Irradiation with Different Light Quality and Photoperiod)

  • 김용현;이재수
    • 원예과학기술지
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    • 제34권4호
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    • pp.596-606
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    • 2016
  • 본 연구의 공시품종은 적치마 상추(Lactuca sativa L., cv. 'Jeokchima')로서 파종 후 본엽이 4매일 때 식물공장 내에 설치된 DFT 재배시스템에 정식하였다. 본 연구에서는 피크파장이 각각 450nm, 660nm, 365nm인 청색 LED, 적색 LED, UV-A LED를 이용하여 청색 LED (B), 적색 LED (R), 청색+UV-A LED (BUV), 적색+UV-A LED (RUV) 등 4개의 처리구를 설정하였고, 대조구로서 3파장 백색형광등을 사용하였다. 또한 광주기(명기/암기)에 따른 효과를 분석하고자 3수준(12/12h, 16/8h, 20/4h)의 광주기를 설정하였다. 식물공장 내 환경 조건은 기온(명기/암기) $22/18^{\circ}C$, 상대습도 70%, $CO_2$ 농도 $800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 조절하였다. 한편 광합성유효광양자속과 UV-A LED의 조사강도는 각각 $230{\pm}11{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, $80{\pm}3mW{\cdot}m^{-2}$이었다. 정식 후 28일째에 측정된 상추의 엽수, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 건물중은 본 연구에서 적용된 광질 및 광주기에 따라 유의차가 인정될 만큼 다르게 나타났다. 명기가 증가할수록 R 처리구에서의 엽수, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 건물중은 증가하였다. 한편 B 처리구에서는 잎의 신장이 억제되었으나, 엽록소함량은 증가하였다. UV-A의 부가 조사로 인하여 엽장, 엽폭, 엽면적 및 지상부 생체중이 감소하였다. 그러나 상추 잎의 안토시아닌 함량은 청색광 하에서 많이 증가하였으며, 명기가 짧아질수록 높게 축적되었다. 한편 UV-A의 부가 조사에 따른 안토시아닌 함량의 증가 효과는 R 처리구에서 높게 나타났다. 상추 잎의 아스코르빈산 함량은 광주기의 영향을 크게 받았다. 청색 또는 적색 LED에서 UV-A LED의 부가 조사에 따라 아스코르빈산 함량이 20-30% 증가하였다. 결론적으로 상추의 생장, 안토시아닌 및 아스코르빈산 함량에 미치는 UV-A LED의 조사 효과가 분명하게 나타났다. 향후 폐쇄형 시스템에서 엽채류의 영양성을 향상시키는 데 필요한 UV-A LED의 운용 조건을 제시하고자 할 때 본 연구 결과가 기초 자료로서 유용하게 활용될 것이다.

실고사리(Lygodium japonicum (Thunb.) Sw.) 포자발아와 전엽체 발달조건 (Spore Germination and Prothallium Development Conditions of Lygodium japonicum (Thunb.) Sw.)

  • 권혁준;신소림;임윤경;김수영
    • 한국자원식물학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.400-406
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    • 2016
  • 본 연구는 실고사리 포자를 이용한 효율적인 증식방법을 마련하기 위해 배지종류, 배양온도, 광질 조건 등 배양환경을 규명하고자 수행되었다. 포자 발아율과 전엽체 발달은 무기물 함량이 낮은 Knop 배지와 1/8MS, 1/4MS 배지에서 74% 이상으로 높고, 심장형 전엽체로 발달되었다. 그러나 무기물 함량이 가장 적은 Knop 배지에서는 전엽체 노화가 빠르게 진행되었고 1/4MS 배지에서는 전엽체 증식이 다소 느렸다. 온도에 따른 발아율은 배양온도가 증가할수록 높아져 30℃에서 86.7%로 가장 우수하였으나, 25℃에 비해 전엽체가 얇고, 가근이 비정상적으로 발달되어 실고사리 포자의 발아적온은 25℃로 규명되었다. 광질에 의한 발아율은 LED red에서 90.6%로 형광등(77.2%)과 LED blue (5.4%)에 비해 높았고, 심장형 전엽체로 발달이 진행되었으나 파종 15일 후에는 전엽체 발달이 감소하고 길어졌다. 반면 형광등에서는 정상적인 심장형 전엽체 발달이 진행되었다.

LED와 QD-LED(Quantum Dot) 광처리가 적무 새싹의 생산과 품질에 미치는 영향 (Effect of LED and QD-LED(Quantum Dot) Treatments on Production and Quality of Red Radish(Raphanus sativus L.) Sprout)

  • 최인이;왕립;이주환;한수정;고영욱;김용득;강호민
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.265-272
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    • 2019
  • 본 연구는 적무 새싹 재배시 LED와 QD-LED(Quantum Dot) 광조사가 종자 발아율, 항산화능, 그리고 미생물에 미치는 영향에 대해 알아보고자 수행되었다. 조사한 광은 청색(Blue), 적색(Red), 청색+적색(Blue+Red) 그리고 청색+적색+원적색 혼합광(QD-LED)광이며, 대조구로 명조건(형광등-FL)과 암조건(Dark)을 두었다. 발아율은 암조건에서 가장 높았다. 암조건에서 7일간 재배한 후 1일간 광처리한 적무 새싹의 초장과 생체중은 모든 처리구에서 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다. 광조사후 자엽의 녹색은 청색+적색, 배축의 적색은 청색과 QD-LED의 색발현이 우수하였다. DPPH와 페놀은 암조건과 청색+적색, 안토시아닌은 청색과 QD-LED가 높은 수치를 나타내었다. 총 세균은 모든 처리구 유사하며 살균 효과는 나타나지 않았다. 대장균은 QD-LED의 수치가 가장 낮았으며, 총 곰팡이 수는 형광등에서 가장 낮았다. 위의 결과를 종합해보면, 적무새싹 생산를 위해 암조건에서 발아시켜 7일간 새싹으로 재배한 후, 수확전 24시간 동안 청색광 또는 QD-LED광을 조사하는 것이 색발현에 적합하며 안토시아닌 함량을 증가시키며 대장균 살균에 적합하다고 판단된다.

마이크로웨이브센서와 디밍제어를 활용한 조명제어시스템 설계 및 구현 (Design of Illumination Control System Using Microwave Sensors and Dimming Control)

  • 송은성;민병원;오용선
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.19-26
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    • 2013
  • 본 논문에서는 지하주차장 조명방식의 효율성을 확보하기 위하여 디밍제어와 마이크로웨이브센서기술을 접목하여 새로운 조명제어시스템을 설계 구현한다. 이를 통하여 기존 시스템에 비하여 성능과 비용 측면에서 효율적인 조명체계를 확립하고 궁극적으로 에너지 절감효과를 얻고자 한다. 기존 아파트 지하주차장의 에너지 절감방식은 대부분 설계 당시 설치된 형광등을 전부 운영하지 않고 격등으로 운영하는 방책에 의존하고 있다. 일부에서는 이와 같은 격등 운영을 원활히 하기 위하여 적외선센서를 설치하여 형광등을 점 소등하거나, 타이머를 활용한 형광등의 점등시간을 조절하고 있다. 이러한 기존의 방식은 단순히 설계된 전기사용량에 비해 소모되는 양을 감소시키는 방식으로 체계적인 에너지 절감 효과를 기대할 수 없으며, 방치되는 경우 지속적인 소모가 발생하는 등 매우 비효율적으로 운영되고 있다. 본 조명제어시스템은 마이크로웨이브센서를 통해서 사물을 감지하여 조명등의 점등 시점을 알려주고, LED 형광등의 디밍제어를 통해 환경에 따라 그 밝기를 조정함으로써, 일정한 조도로 상시 점등되는 기존의 지하주차장 조명체계를 획기적으로 개선한다. 본 논문을 통하여 설계된 조명제어시스템을 일반 지하주차장 조명체계에 적용하여 검증을 실시한 결과 최대 약 81.9%의 에너지 절감효과를 얻었다.

Quantum Dot LED를 이용한 상추 주요 병원성 곰팡이 및 세균의 생장억제효과 기내실험 (In Vitro Quantum Dot LED to Inhibit the Growth of Major Pathogenic Fungi and Bacteria in Lettuce)

  • 이현구;김상우;마헤시 아드히카리;순 쿠말 구룽;세투 바지에;산 꼬설;권병헌;주한준;고영욱;김용득;유용환;박태희;신정철;김민하;이윤수
    • 식물병연구
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    • 제25권3호
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    • pp.114-123
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    • 2019
  • Quantum Dot LED (QD LED) 조명은 소형의 크기, 좁은 대역파장, 긴 수명, 전자 시스템을 통한 제어가 용이하여 현재 시설재배에 이용되는 형광등, 할로겐램프, HID, HSP 램프의 단점을 보완할 수 있는 작물생육에 이상적인 광원으로서 잠재력을 가지고 있다. QD LED 조명을 이용하여 식물 병원성 미생물의 방제가 가능하다면 작물재배에 사용되는 인력 및 비용을 절감하고 화학적 방제제를 사용하지 않은 안전성 높은 생산물을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 식물공장 및 온실에서 많이 재배되고 있는 상추에 큰 피해를 입히는 주요 식물 병원성 곰팡이에 대한 QD LED 조명의 영향과 생장억제효과를 확인하기 위해 시행하였다. 상추에 주로 발생하여 작물에 피해를 입히는 Rhizoctonia solani, Phytophthora drechsleri, Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotinia minor, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Pectobacterium carotovorum, Xanthomonas campestris균을대상으로 QD LED 조명에 의한 균사생장억제 효과를 조사하였으며 처리한 6종류의 조명 중 BLUE (450 nm) 조명은 Sclerotinia sclerotiorum는 50 cm 거리에서 16.7%의 억제율을 보였으며 30 cm 거리에서 94.1%의 균사생장억제율을 보였다. S. minor는 50 cm 거리에서 80.4%, B. cinerea는 50 cm 거리에서 36.3%의 균사생장이 억제되었으며 30 cm 거리에서 S. minor와 B. cinerea는 100%의 균사생장억제율을 보였다. 15 cm 거리에서는 3종의 병원균 모두 100%의 억제율을 보였다. QD RED (M1), QD RED (M2)조명은 30 cm와 15 cm 거리에서 Sclerotinia minor와 Botrytis cinerea의 균사생장을 100% 억제했으며 Sclerotinia sclerotiorum의 경우 30 cm 거리에서 QD RED (M1)과 QD RED (M2)조명에 대해 각각 75.2%, 100%의 억제율을 보였으나 15 cm 거리에서는 각각 5.8%, 36.3%의 억제율을 보였다. 상추에 병원균을 접종하여 LED 광원 하에 생장을 확인한 결과 QD RED (M2)광원에서 S. sclerotiorum의 감염을 59.9% 억제하였고 S. minor는 BLUE (450 nm), QD RED (M1), QD RED (M2) 광원에서 59.9%의 억제율을 보였다. B. cinerea의 경우 BLUE (450 nm) 광원에서 84%의 높은 억제율을 보였다.

도광판 삽입 반응기가 Chlorella vulgaris 증식에 미치는 영향 (Effect of Photo Bioreactor with Optical Panel on the Growth Rate of Chlorella vulgaris)

  • 최희정;이승목
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.467-472
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    • 2012
  • 본 연구는 도광판이 Chlorella vulgaris (C. vulgaris)의 증식률에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 각 조건에서의 효율을 평가하기 위하여 C. vulgaris (FC-16) (3~$8{\mu}m$)를 Jaworski's Medium에 온도 $22^{\circ}C$에서 15일 증식시킨 뒤, 광원을 도광판 + LED (Run 1), 형광등 (Run 2) 그리고 LED (Run 3) 로 나누어 바이오매스의 증식률에 미치는 영향을 실험하였다. 실험결과, C. vulgaris의 비증식속도는 Run 1이 Run 2에 비해 14배 그리고 Run 3에 비해 5배 높은 비증식속도를 나타내었다. 11일을 증식시킨 후 C. vulgaris의 평균바이오매스를 비교한 결과 Run 1은 11.79 g/L를 나타내어 Run 2에 비해 30배 그리고 Run 3에 비해 6.5배나 많은 바이오매스를 나타내었다. 도광판을 사용할 경우 빛의 균일한 분포를 증가시키고 그림자 효과를 저해시켜 바이오매스의 증식률이 도광판을 사용하지 않은 반응기에 비해 월등히 높았음을 알 수 있었다.