• 생물환경조절학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-7
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• 2011

토마토 재배용 상엽용 온실의 여름철 냉방에 최근 국내에서 개발된 저압분무식 포그냉방시스템을 사용하기 위한 시스템 설치 및 관리기술을 규명하기 위하여 저압 포그시스템을 온실에 설치하여 실험을 통하여 그 적용 가능성을 분석하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 포그를 분사한 온실이 분사하지 않은 온실보다 온도가 더 낮은 값을 보여 포그분사에 의한 냉방효과가 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 전체적으로 상대습도가 비교적 낮게 나타나 냉각효과를 충분히 얻지 못한 것으로 판단되며, 포그노즐의 설치간격을 더 줄이거나 포그분사 시간을 더 늘리는 등의 조정을 통해서 충분한 냉방효과를 얻을 수 있을 것으로 판단되었다. 온실 전체의 시간에 따른 온도분포는 짧은 시간 동안에는 온도분포의 큰 변화는 없었으나 하루의 긴 시간 동안에는 온도분포의 변화가 다소 크게 나타났다. 이는 포그분사에 따른 온도편차의 발생은 크지 않으나 일사, 공기유동 등 다른 환경요인들에 의해 발생된 편차가 큰 것으로 판단된다. 특히 본 자료에는 나타내지 않았지만 온실 하부에서의 수평방향의 온도편차는 더 크게 나타나는 경향이 있었기 때문에 온도편차를 줄일 수 있는 포그시스템 관리방안에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되었다. 앞으로 추가 실험을 통해 자연환기 토마토재배온실의 냉방을 위한 저압포그시스템 설치 및 관리기술을 제시하고자 한다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권sup호
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• pp.1-6
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• 2011

정부는 온실가스 감축을 위해 2011년 7월 12일 산업별 감축목표를 담은 '2020년 저탄소 녹색사회 구현을 위한 로드맵'을 발표하였다. 농식품 부문의 에너지 사용을 제외한 비 에너지 부문의 경우 2020년 BAU 대비 1,349천$CO_2$-eq.톤 (7.1%)을 감축해야 한다. 비 에너지 부문의 온실가스 감축에서 큰 부분(약 45%)을 차지하는 것이 가축분뇨에 관련한 감축량이다. 따라서 가축분뇨 처리과정에서 배출되는 온실가스 양을 정확히 평가하여 효율적 감축방안을 찾아내는 것이 중요하다. 이번 연구는 전과정평가를 통해 가축분뇨 처리과정의 온실가스 배출원을 판단하였다. 가축분뇨 처리과정에서 가장 많은 온실가스를 배출하는 시스템은 퇴/액비 및 정화처리 시스템 (1,649.45 kg $CO_2$-eq./head/year)이었고 가장 적은 온실가스를 배출하는 시스템은 폭기형 액비 시스템 (1,024.46 kg $CO_2$-eq./head/year)이었다. 전체 배출량 중 전기 사용에 의해 배출되는 온실가스의 비중이 가장 높은 시스템은 고온호기발효 시스템 (34.9%)이었다. 향후 온실가스 감축을 위해서는 가축분뇨 처리시스템을 선택할 경우 에너지 효율성도 고려해야 한다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제5권5호
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• pp.471-479
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• 2015

오늘날 농촌의 인구가 고령화됨에 따라 농업 자동화는 필수가 되었다. 본 연구에서는 단동온실 자동화를 위한 외부 환경 측정 기술이 연구되었다. 연구를 위해 (주)이지팜에서 측정한 외부 환경 데이터를 사용하였다. 또한 Windows 7 환경에서 JAVA와 APM_SETUP 8을 이용하여 웹 기반의 기상청 AWS 데이터를 받는 시스템을 개발하였다. 스마트온실에 가상 외부기상데이터를 제공하기 위한 프로그램은 서버와 클라이언트로 구성되었다. 서버 프로그램은 30분마다 기상청으로부터 날씨 데이터를 받아서 스마트온실에 보내주도록 만들어졌다. 클라이언트 프로그램은 자바 애플릿으로 개발되어, 서버와 통신하여 30분마다 기상청 AWS 데이터를 받아서, 수신된 기상청 AWS 데이터를 스마트 온실 외부 환경 정보로 인식한다. 이 시스템은 (주)이지팜에서 측정한 기상 데이터와 비교함으로서 평가되었다. 외기 온도의 경우 기상청 AWS 데이터와 약간의 차이를 보였다. 그러나 평균절대편차는 2.24℃ 이하로 적은 차이를 보였다. 그러므로 개발된 가상 외부기상측정시스템의 날씨 정보는 스마트온실의 외부 날씨 정보로 사용될 수 있을 것이라 생각된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제19권4호
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• pp.963-1001
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• 2010

기후변화 완화를 위한 정책에 있어서 가장 핵심적인 과제는 과거나 현재의 온실가스 배출량을 일정한 기준에 따라 측정하고 이를 기반으로 해당 감축노력의 온실가스 감축효과를 측정 및 평가하는 것이며, 이때 감축노력의 감축효과는 '기준배출량'과 '배출전망' 정보에 기초하여 평가된다. 일반적으로 많이 알려진 온실가스 배출량 개념은 IPCC 가이드라인에 따라 작성되는 '국가 온실가스 인벤토리'의 배출량 개념이다. 하지만 국가 인벤토리시스템이 제공하는 온실가스 배출량 정보는 배출원별 특성을 기준으로 작성되기 때문에 경제활동 관련 통계와 일관된 구조를 가지고 있지 않다. 본 논문에서는 UN이 제시하는 국제적인 기준에 따라 우리나라의 NAMEA-air를 편제한 과정과 그 결과를 제시함으로써 향후 온실가스 및 대기환경과 관련된 환경경제적 분석과 정책운영에 유용한 기초 자료를 제공하고 있다. 경제통계와 통합된 배출정보는 다양한 측면에서 경제적 변화가 온실가스 배출에 미치는 영향을 분석하는데 핵심적인 정보를 제공하며, 이는 구조적 접근에 따른 기후정책의 수립과 운영은 물론 소위 '하향모형'이라 불리는 기후정책모형의 구축과 운영에 있어서도 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.328-334
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• 2013

본 연구에서는 온실 내부의 태양 잉여열과 외부의 공기열을 선택적으로 열원으로 이용함으로써 히트펌프의 성능을 향상시키고, 온실의 환기 지연을 통해 이산화탄소 시용비용을 절감할 수 있는 온실 공조시스템을 개발하고자 하였다. 본 시스템의 축열 과정은 태양 잉여열을 이용하는 내부순환모드와 외기열을 이용하는 외부순환모드가 온실 내부온도에 따라 자동으로 절환되도록 구성하였으며, 히트펌프 가동, 축열모드 절환, 난방 가동을 위한 6개의 온도값을 입력함으로써 축열과 난방이 자동으로 수행되도록 설계하였다. 단동온실을 대상으로 무환기 조건에서 기초시험을 수행한 결과, 태양 잉여열을 이용한 축열은 약 11시부터 시작되어 평균 3시간 30분 정도 유지되었으며, 주간의 온실 내부온도는 환기를 수행하지 않음에도 대부분 약 $20{\sim}28^{\circ}C$ 범위를 유지하였다. 주간 내부순환모드에서 시스템의 난방성능계수는 약 3.35로 야간 외부순환모드의 2.46 및 주간 외부순환모드의 2.67에 비해 각각 36% 및 25% 향상됨을 확인하였다. 본 시스템의 개선사항으로 태양 잉여열의 효율적 이용을 위해 축열조 관리온도를 상승시킬 수 있는 고효율 히트펌프의 적용이 필요하며, 온실의 무환기 운용에 따른 과습환경의 조성을 방지하고 태양 잉여열 수준이 높은 시기에 온실의 온도상승을 방지하기 위해 강제환기를 운전모드에 추가할 필요가 있는 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제6권1호
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• pp.48-54
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• 1997

하절기 고온으로 인한 작물의 열악한 생육 환경개선을 위하여 미포그노즐을 이용하여 패트온실에서 증발 냉각 시험을 수행하였다. 본 연구에 사용된 미포그노즐의 분무특성을 말븐입자분석기로 분석한 결과 분무압 70kg/$\textrm{cm}^2$에서 분무입자의 크기는 평균 27$\mu\textrm{m}$로 나타났고, 이때의 분무량은 분당 100$m\ell$였다. 또한 평균 분무 입자의 크기가 27$\mu\textrm{m}$인 경우에 분무낙하량을 조사한 결과 낙하거리 150cm에서 총분무량의 88%가 공중에 부유하는 것으로 나타났다. 냉방시스템의 주요 구성 부분은 고압노즐, 양수펌프, 필터 및 미포그노즐 32개로 이루어졌고, 1분 분무-1분 환기로 이루어진 연속 분무 시험 결과 외기온 3$0^{\circ}C$의 조건에서 온실내 기온을 4$0^{\circ}C$에서 32$^{\circ}C$로 강하시킬 수 있었다 또한 분무시험시 측정한 온실내의 온습도 값을 psychrometric equation에 대입하여 온실내의 수분변화량을 분석할 수 있었으며, 이와 같은 분석을 통하여 온도강하정도와 온실내 공기의 절대습도비 변화량을 예측할 수 있는 실험식을 정립할 수 있었다. 이 실험식을 이용하여 우리 나라 표준형 온실 1-2W, 3-2G-3S에서 실내온도를 4$0^{\circ}C$에서 3$0^{\circ}C$로 강제 냉각시킬 때 필요한 분무수량을 분석한 결과 분무입자 27$\mu\textrm{m}$에서의 분무수량은 각각 80.7, 99.9$\ell$였으며, 포그시스템에 필요한 노즐의 수는 분당분무량 100$m\ell$의 경우 3분 분무기준으로 각각 270, 333개가 소요될 것으로 계산되었다. 앞으로 포그시스템을 활성화하기 위해서는 온실의 기상조건에 따른 증발율과 분무입자에 대한 심층적 연구가 요망된다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권2호
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• pp.62-72
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• 2024

기후 위기에 대응하고자 지난 2015년 파리협정에서 지구 온도상승을 2℃보다 아래로 유지하고 나아가 1.5℃ 아래로 억제하기 위한 목표를 설정하였음에도 불구하고, 지구 온도는 계속 상승 중에 있다. 실질적으로 이에 대응하기 위한 주요 전략으로 선진국들은 순환경제 실현을 제시하고 있으며, 세부 이행 방법으로는 재사용, 재제조, 재활용, 에너지 회수 등이 있다. 그중 재제조는 다른 자원순환 방법보다도 고부가가치 및 탄소중립 달성에 큰 잠재력을 가지고 있지만, 재제조를 통한 온실가스 저감효과를 정량적으로 평가할 수 있는 표준화된 방법이 부재한 상황이다. 이에 본 연구에서는 재제조에 의한 온실가스배출 감축효과 산정에 관한 2020년 이후의 최근 연구동향과 온실가스를 포함한 환경영향 평가 국제 표준 및 환경성적표지제도를 비교·분석함으로써 재제조품의 온실가스배출 저감효과 산정 표준화를 위한 핵심 요소를 도출하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.181-189
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• 2023

수소는 다양한 신재생에너지 중 환경친화적인 에너지로 각광받고 있지만 농업에 적용된 사례는 드물다. 본 연구는 수소연료전지 삼중 열병합 시스템을 온실에 적용하여 에너지를 절약하고 온실가스를 줄이고자 한다. 이 시스템은 배출된 열을 회수하면서 수소로부터 난방, 냉각 및 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료 전지 삼중 열 병합 시스템을 온실에 적용하기 위해서는 온실의 냉난방 부하 분석이 필요하다. 이를 위해서는 온실의 형태, 냉난방 시스템, 작물 등을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건물 에너지 시뮬레이션(BES)을 활용하여 냉난방 부하를 추정하고자 한다. 전주지역의 토마토를 재배하는 반밀폐형 온실을 대상으로 2012년부터 2021년까지의 기상데이터를 수집하여 분석했다. 온실 설계도를 참고하여 피복재와 골조를 모델화하여 작물 에너지와 토양 에너지 교환을 실시했다. 건물 에너지 시뮬레이션의 유효성을 검증하기 위해 작물의 유무에 의한 분석, 정적 에너지 및 동적 에너지 분석을 실시했다. 또한 월별 최대 냉난방 부하 분석에 의해 평균 최대 난방 용량 449,578kJ·h^-1, 냉방 용량 431,187kJ·h^-1이 산정되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제14권3호
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• pp.218-231
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• 2005

본고에서는 우주에서 장기간에 걸쳐 임무를 수행하는 인간의 생명지원을 목적으로 CELSS를 이용한 식물생산, 물과 공기의 정화 및 재생, 폐기물 처리 등을 위한 공학적 접근을 검토하였다. 이러한 공학적 접근에는 미소중력 또는 저압과 같은 우주 환경에 적용 가능한 폐쇄형 식물생산 시스템, 물질 순환, 물의 재생, 폐기물의 처리, 미량 유해가스의 제거, 조명, 배양액의 공급 등이 포함된다. 우주에서 재배 가능한 작물의 선택 기준으로 높은 생산성, 식용성, 소화성, 조리성, 자동화 가능성, 짧은 줄기, 높은 증산속도 등이 제기되고 있다. 화성 표면에서의 낮은 압력은 작물 생산용 온실을 설계할 때 주요 장애물에 해당한다. 때문에 저압하에서 식물 재배가 가능한 팽창식 온실의 개발에 관심이 집중되고 있다. 팽창식 온실의 구조, 내부 압력, 자재, 조명 방식, 방사선 차폐 등은 주요 설계 인자에 해당한다. 팽창식 온실 내의 낮은 압력은 구조물의 질량과 가스의 누출속도를 줄일 수 있다. 저압 조건에서는 증산속도가 급격하게 증가하여 식물의 수분요구도가 높게 나타난다. 증산 또는 수경재배시스템으로부터의 증발에 의해서 수분이 대기 중으로 방출될 때 증기압이 증가한다. 저압 조건에 있는 폐쇄계에서는 증기압의 변화가 전체 압력에 커다란 영향을 미친다. 그러므로 저압 조건의 수경재배시스템은 누수로 인하여 기화되는 수분 손실을 줄이기 위해서 고도로 밀폐되어야 한다. 또한 저압으로 유지되는 온실내의 상대습도를 높게 유지할 수 있는 환경제어 기술이 개발되어야 한다. 향후 폐쇄생태계 생명유지 시스템의 핵심 기술은 우주뿐만 아니라 지구상의 사막, 극지방 또는 해저와 같은 열악한 환경 조건에서도 생명 지원을 가능케 할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.246-254
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• 2022

본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태양 에너지의 40-75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.