자연광은 전혀 효과가 없는 것은 아닙니다. 다만 효과의 크기와 실용성은 온실 설계(유리 투과율, 배향), 기후(계절·일조량), 작물의 생육 요구량, 그리고 재배 방식(완전 자연광 vs 보광 병행)에 따라 달라집니다. 요약하면 다음과 같습니다.
자연광의 장점
- 낮 시간대의 조도 공급으로 전기 조명 사용을 줄일 수 있어 에너지 절감에 기여합니다.
- 스펙트럼이 식물에 유익하고, 일주기/생장 리듬에도 긍정적 영향을 줍니다.
- 적절한 유리 투과율과 배향(논문에서는 북남 방향, 90° 배향 권장)에서는 자연광 효과가 크게 증가합니다.
자연광만으로의 한계
- 일조량이 적은 계절(예: 겨울), 흐린 날, 고위도 지역에서는 자연광만으로 목표 조도를 유지하기 어렵습니다.
- 실내 깊이가 깊거나 유리 투과율이 낮으면 실내 구석까지 빛이 도달하지 못해 전기 보광이 필요합니다.
- 일정한 조도 스펙(예: 작물별 최소 럭스)을 항상 만족시키려면 자연광만으로는 변동성이 커서 품질 관리가 어렵습니다.
논문(유리온실 사례)에서의 핵심 결과
- 유리 재질의 투과율이 높을수록 자연광의 효과가 커졌고, 최적 배향은 90°(북–남)로 제시되었습니다.
- 상추 재배를 가정했을 때 자연광을 활용하면 인공광(LED)만 사용할 때에 비해 인공광 소비전력을 크게 줄일 수 있었으며, 논문 조건에서는 인공광 사용량이 약 41% 수준으로 감소하였다는 결과가 보고되었습니다(즉 인공광 소비가 41% 수준으로 줄어들어 에너지 절감 효과가 큼).
실무적 권장점
- 자연광을 최대한 활용하되, 계절·날씨 변동과 재배 목표를 고려해 LED 등 보조광을 병행하는 방식이 현실적입니다.
- 온실 설계 시 유리의 가시광선 투과율, 차광·차열 대책, 방향 배치, 내부 레이아웃을 최적화하면 자연광 효과를 극대화할 수 있습니다.
- 연중 안정적 생산이 목표라면 자동 제어형 보광(조도 센서 기반 디밍 등)과의 병행이 비용·품질 면에서 유리합니다.
참고 자료