[고객 사례] 마이크로웨이브로 병해충 & 세균 방제

고객 사례 요약:

국내 연구기관에서, RFHIC의 마이크로웨이브 장비를 활용하여 토양 속 해로운 해충과 세균을 방제하는 기술을 개발했습니다. 해당 기술을 통해 농작물의 성장을 방해하는 요소를 친환경적으로 제거하고, 농가의 생산성을 크게 늘릴 수 있습니다. RFHIC의 900-930 MHz, 15 kW GaN 반도체형 마이크로웨이브 장비 (RIK0915K-40TG)가 어떻게 활용되었는지 알아보세요!

고객사:

고객사는 전자 & IT산업 분야의 연구개발을 선도하는 정부 산하 연구기관이며, 지난 몇 년 동안 마이크로웨이브로 토양 속 병해충과 세균을 방제하여 농가의 생산성을 향상시키는 시스템을 개발하고 있었습니다.

농가에서 인삼 등의 농작물을 수확한 뒤, 생산성을 올리기 위해 같은 밭에 같은 작물을 연이어 심고 있습니다. 그러나 이럴 경우 수확량 및 품질이 떨어지는 연작장해가 발생하는데, 원인으로는 농작물의 성장을 방해하는 병해충이나 세균이 손꼽히고 있습니다.
농가에서 연작장해를 방지하기 위해 농약을 쓰고 있지만 환경오염이 발생한다는 단점이 있으며, 장기간 휴작을 할 경우 농가의 수익이 줄어든다는 단점이 있습니다.
고객사는 RFHIC의 마이크로웨이브 기술을 활용하여, 환경오염없이 연작장해를 방지하고 농가의 수익을 늘리는 해결책을 개발했습니다.

연작 후 토양에 기생하고 농작물의 성장을 방해하는 선충

고객사의 고민:

고객사의 마이크로웨이브 시스템은 원래 마이크로웨이브를 발생시키기 위해 마그네트론이라는 부품을 사용했습니다.
그러나 마그네트론의 고질적인 단점으로 인해 다음과 같은 문제점이 발생했습니다.

    1. 불균등한 토양 가열과 열 분포

마그네트론이 발생시키는 마이크로웨이브의 주파수는 일정하지 않고 불안정한 편입니다. 가동 온도, 전원 공급 등 다양한 변수에 따라 주파수가 예상치 못하게 변하는 경우가 많고, 마그네트론의 제한적인 구조 탓에 주파수나 페이즈에 대한 정밀한 조절이 매우 제한적인 편입니다.
마이크로웨이브로 균등하게 가열을 하기 위해서 일정하고 안정적인 주파수는 필수적입니다.
따라서 주파수가 불안정한 마그네트론은 불균등한 열 분포 현상을 보입니다.

고객사의 마이크로웨이브 시스템의 경우, 마그네트론으로 토양을 균등하고 깊숙히 가열하는 데 한계가 있었습니다. 이로 인해 목표하는 토양 속 병해충이나 세균이 완전히 제거되지 않아 어려움을 겪었습니다.

    2. 잦은 시스템 고장과 짧은 수명

마그네트론의 평균 수명은 약 5,000시간으로 짧은 편이며, 최대 20Kv에 육박하는 높은 전압에서 작동합니다.
이로 인해 고장이 잦으며, 교체 시 마그네트론 뿐만이 아니라 다른 연결된 부품 (아이솔레이터 등) 역시 함께 교체해줘야 된다는 단점이 있습니다. 시간이 흐르면 저렴한 마그네트론의 비용이 무색할 정도로 큰 운영비가 발생합니다.

고객사의 마이크로웨이브 시스템은 지방의 농가에서 설치될 목적으로 설계되었습니다.
작동 도중 시스템이 고장날 경우, 수리를 위해 많은 비용과 시간이 들어갈 수밖에 없었습니다.

RFHIC의 해결책

900 - 930 MHz, 15 kW, RIK0915K-40TG GaN 반도체형 마이크로웨이브 장비

RFHIC는 마그네트론 대신 GaN 반도체형 마이크로웨이브 장비인 RIK0915K-40TG를 고객사에 제공했습니다.
RIK0915K-40TG 제품은 900-930 MHz 사이에서 작동하며 최대 출력이 15 kW인 제품입니다.
GaN-on-SiC 기술로 만들어진 RIK0915K-40TG 제품은 8개의 전력증폭기가 결합된 구조로 설계되어 있으며, 380VAC 전원 공급 장치, 제어 모듈과 함께 제공됩니다.

마그네트론과 달리, RIK0915K-40TG 제품은 주파수와 페이즈를 정밀하게 조절할 수 있는 기능을 탑재하고 있습니다. 덕분에 토양의 깊이나 구성에 따라 조건을 바꿔 균등한 열을 가하는 것이 가능해졌습니다. 이로 인해 고객사의 마이크로웨이브 시스템은 토양 속 병해충과 세균을 효과적으로 제거할 수 있었습니다. 

RFHIC의 마이크로웨이브 장비 디지털 제어 GUI 소프트웨어 

성과

    1. 균등하고 안정적인 가열 및 폐기물 처리량 증가

915MHz, 15kW 마이크로웨이브 열 분포도

1 MHz 단위로 주파수 조절이 가능한 RIK0915K-40TG 제품을 통해 고객사는 토양의 조건에 제일 알맞는 가동 조건을 찾아 균등히 열을 가할 수 있었습니다. 덕분에 병해충과 세균의 방제 효과가 이전보다 크게 증가했습니다. 

    2. 우수한 시스템 안정성으로 인한 운영비 감소

GaN 반도체형 마이크로웨이브 장비 vs 마그네트론 비교

잦은 오작동을 일으키고 수명이 짧은 마그네트론과 달리, RIK0915K-40TG 제품은 높은 안정성을 선보였습니다. 낮은 전압과 긴 수명 덕분에 고객사의 마이크로웨이브 시스템은 안정적으로 가동하며 병해충과 세균을 중지없이 제거했습니다.
마그네트론 및 기타 부품을 교체하는 데 더이상 많은 시간과 비용을 들이지 않게 되었으며, 운영비가 크게 감소했습니다.

*RFHIC의 제품, 기술 및 고객 사례에 대해 궁금하신 점은 문의하기를 통해 주시기 바랍니다.

알에프에이치아이씨(주)에 대하여:

알에프에이치아이씨(주) (KOSDAQ: A218410)는 대한민국 경기도 안양시 동안구에 위치한 무선주파수 반도체 전문기업으로,질화갈륨 (GaN) 소자를 활용하여 트랜지스터, 전력 증폭기 및 마이크로웨이브 장비를 자체적으로 설계하고 제조하고 있습니다. RF와 마이크로웨이브 산업을 이끌어 더 나은 세상을 만들겠습니다.