• 제목/요약/키워드: 온실 효과

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딸기재배 스마트 온실용 온습도 계측시스템의 성능평가 (Analyzing the Performance of a Temperature and Humidity Measuring System of a Smart Greenhouse for Strawberry Cultivation)

  • 정영균;이종구;안은기;서재석;김현태;윤용철
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.117-125
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    • 2019
  • 본 연구는 기존에 사용하여 왔고, 최근에 온습도의 정확도를 검증하였던 강제 흡출식 복사선 차폐장치(Aspirated Radiation Shield; ARS)와 모 기업(A 회사)에서 개발한 시스템으로 측정한 온습도를 비교하여 성능을 검토한 후, 시스템의 성능을 개선할 목적으로 수행되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 딸기의 무성도가 두 계측시스템에 영향을 미친 경우를 제외하면, 전체적으로 볼 때 플레이트 2개의 시스템이 1개보다 복사선 차폐효과가 미미하지만 좋은 것으로 나타났다. 그리고 A회사의 시스템과 ARS장치로 측정한 최고온도의 전체적인 범위는 각각 $20.5{\sim}53.3^{\circ}C$$17.8{\sim}44.1^{\circ}C$정도로써 A사 제품이 $2.7{\sim}9.2^{\circ}C$정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 $12.2^{\circ}C$ 정도였다. 평균온도의 경우, 두 기관의 전체적인 범위는 각각 $12.4{\sim}38.6^{\circ}C$$11.8{\sim}32.7^{\circ}C$정도로써 A사 시스템이 $0.6{\sim}5.9^{\circ}C$정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 $6.7^{\circ}C$정도였다. 최저온도의 경우도 각각 $4.2{\sim}28.6^{\circ}C$$2.9{\sim}26.4^{\circ}C$정도로써 A사 제품이 $1.3{\sim}2.2^{\circ}C$정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 $2.9^{\circ}C$정도로써 두 기관의 장치로 측정한 온도에 편차가 있는 것으로 나타났다. 또한 상대습도의 경우, A회사와 ARS장치로 측정한 평균상대습도의 전체적인 범위는 각각 52.9~93.3% 및 55.3~96.5%정도로써 A회사의 시스템이 ARS장치보다 2.4~3.2%정도 낮게 나타나는 경향을 보였다. 그러나 일별로 비교하여 보면, 최대 18.0%정도 A회사의 시스템이 낮게 나타나는 날도 있었다. 결국 상대습도도 온도와 마찬가지로 미미하긴 하지만 두 기관의 장치로 측정한 온도에 편차가 있는 것으로 나타났다.

캔터키블루그래스와 토끼풀의 파종방법 및 혼파비율에 따른 종자발아 반응 (Germination Responses to Mixtures Seeding Rate and Sowing Method of Kentucky Bluegrass and White Clover)

  • 박선영;이선영;윤용한;주진희
    • 한국유기농업학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.601-612
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    • 2021
  • 본 연구는 켄터키블루그래스와 토끼풀을 다른 파종방법 각 산파와 점파로 파종 비율(1:0, 1:2, 1:3, 3:1, 2:1, 0:1)을 다르게 하여 종자별 발아특성을 살펴보았다. 이러한 결과를 토대로 켄터키블루그래스와 토끼풀의 순기능이 효과적으로 발휘될 수 있는 적절한 파종비율 및 방법을 규명함으로 조성, 유지관리에 활용할 수 있는 기초자료를 얻기 위해 수행되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 산파한 경우 토끼풀과 켄터키블루그래스 모두 종자 비율이 상대적으로 클수록 높은 발아율을 보였으며, 토끼풀과 켄터키블루그래스의 비율이 2:1이 되는 처리구에서 두 종의 발아율이 비슷한 수준을 유지하는 것으로 나타났다. 둘째, 점파한 경우 산파시와 마찬가지로 파종비율이 높을수록 종자발아율이 높았으나 반대로 켄터키블루그래스가 토끼풀 비율의 2배 정도로 유지될 때 두 종자의 발아율이 비슷한 것으로 나타났다. 셋째, 파종방법에 있어서는 켄터키블루그래스와 토끼풀을 혼합하여 파종할 경우 점파보다는 산파하는 것이 발아율 증가에 미치는 영향이 큰 것으로 드러났다. 종합적으로 정리하면, 산파와 점파, 모두 종자의 파종비율이 높을수록 높은 발아율을 가지는 것으로 나타났으나 점파 시 켄터키블루그래스:토끼풀(1:2), 산파 시 켄터키블루그래스:토끼풀(1:2)과 같이 적정 비율범위를 벗어날 경우 한 종이 우점하여 나머지 종의 발아를 억제할 가능성이 있는 것으로 드러났다. 따라서 산파 시에는 토끼풀 종자를 켄터키블루그래스 종자의 2배 이상이 되지 않도록 점파 시에는 역으로 켄터키블루그래스 종자가 2배 이상이 되도록 파종하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 이러한 연구의 결과는 골프장, 공원 등에 있어 켄터키블루그래스와 토끼풀을 활용하여 녹지 조성 및 유지관리에 적용 가능할 것으로 기대된다. 다만, 본 연구는 자연조건이 아닌 온실 안에서 충분한 관수 조건하에서 이루어져 실질적 파종지 적용에 있어서 연구결과와 상이할 가능성이 있어 외부환경에서의 현장적용 검증 단계가 필요하다. 또한, 연구가 단기간에 발아율 대상으로 한정되어 발아 이후의 장기적 생육 모니터링 역시 필요할 것으로 사료된다.

OSC 활용 의사결정 지원을 위한 경제성 분석 지표 개발 및 사례 시나리오 분석 - 공동주택 PC공법을 중심으로 - (Development of Economic Analysis Indicators and Case Scenario Analysis for Decision-making support for Off-Site Construction Utilization of Apartment Houses)

  • 윤원건;배병윤;신은영;강태경
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.24-35
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    • 2023
  • 최근 국토교통부 '제6차 건설기술진흥기본계획' 및 '스마트 건설 활성화 방안(2022.7.20.)' 등에서 국내 건설 산업 혁신 방안의 하나로 제시되고 있는 PC (Precast Concrete), 모듈러(Modular) 등 탈 현장 건설 생산방식인 OSC (Off-Site Construction)는 공기 단축, 원가 절감, 품질 향상, 건설 폐기물 감소, 안전사고 감소 등 각종 장점이 있는 것으로 알려져 있으나, 현장타설 기반의 전통적 RC공법에 비해 비싼 공사비로 인하여 활용 확산에 제약이 되어왔다. 본 연구에서는 이러한 OSC 활용성을 개선할 수 있도록 공동주택을 대상으로 계획·설계단계에서의 의사결정을 지원할 수 있는 경제성 분석 지표 및 방법론을 제안하였다. 국내·외 연구, 기술자료 조사 등을 통해 전통적인 경제성 분석의 틀에서 공사비 외에도 정량화 가능한 다양한 공동주택 OSC(PC공법 기반) 방식의 경제성 연관 요인들의 특성을 검토하였으며, 최종 편익 부문 지표로는 OSC의 기술적 장점을 반영한 '공사기간', '재해발생', '폐기물발생', '온실가스배출' 을 도출하였다. 또한, 이렇게 제시된 경제성 분석 지표 및 편익 산출기준을 실제 공동주택 사례 데이터를 기반으로 시나리오 분석을 실시하여, 기존 RC공법과의 공사비 차이를 상쇄시키는 편익 수준을 검토하였다. 향후 세부 지표별 측정 기준 적용성에 대해 추가적인 사례 연구 수행과 편익 지표 보완이 필요할 것으로 판단되며, 이를 통해 보다 개선된 효과 검증도 가능할 것으로 판단된다.

HFC-134a 가수분해를 위한 Red mud 촉매 기계적 안정성 향상에 관한 연구 (Study on the Mechanical Stability of Red Mud Catalysts for HFC-134a Hydrolysis Reaction)

  • 곽인헌;이은한;남성찬;김중배;이신근
    • 청정기술
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    • 제30권2호
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    • pp.134-144
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    • 2024
  • 본 연구는 7대 온실가스 중 하나인 HFC-134a를 효과적으로 분해하기 위한 촉매로써 산업 부산물인 red mud를 상업적으로 사용하기 위한 기계적 안정성 향상에 관한 것이다. 알루미늄 공정에서 배출한 산업용 폐기물인 red mud는 분쇄-분취-압축-성형-소성 공정으로 HFC-134a 분해가 가능한 촉매 제조가 가능하였는데, 소성을 통해 촉매 성능 향상 및 기계적 안정성을 확보할 수 있었다. 최적의 열처리 조건을 확인하기 위하여, 펠렛형태로 압축성형한 red mud는 머플퍼니스를 이용하여 300, 600, 800 ℃에서 5시간 소성하여 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인하였는데, 기계적 안정성은 증류수에 촉매를 담근 후 초음파 처리 전후 무게 손실률로 확인하였다. 열처리에 따른 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인한 결과 800 ℃에서 소성한 촉매(RM 800)가 기계적 안정성은 물론 촉매활성 또한 가장 우수하였다. RM 800 촉매를 사용한 촉매 성능 및 100시간 동안 수행한 내구성 측정 결과 650 ℃에서 1 mol% HFC-134a를 99% 이상 분해하였고, 내구성 측정 기간동안 촉매성능 저하는 관찰할 수 없었다. XRD 분석 결과 800도 소성 후 Ca, Si, 및 Al의 상호작용으로 인해 기계적 강도와 활성 향상에 영향을 미치는 트라이 칼슘알루미네이트와 게레나이트 결정상이 나타났다. 내구성을 측정한 촉매 SEM/EDS 분석 결과 RM 800 촉매는 HFC-134a 분해로 인한 활성물질 저감 및 형상변화가 나타나지 않았다. 본 연구를 통해 산업폐기물인 red mud는 경제성이 매우 높고 분해효율 및 기계적 안정성 또한 매우 높아 폐냉매 처리를 위한 촉매로써 상용화가 가능할 것으로 기대한다.

리기테다 소나무의 균근(菌根) 접종(接種) 반응(反應)과 토양비옥도(土壤肥沃度)에 따른 모래밭 버섯의 효과(効果) 및 그 생태학적(生態學的) 의미(意味) (Growth Response of Pinus rigida × P. taeda to Mycorrhizal Inoculation and Efficiency of Pisolithus tinctorius at Different Soil Texture and Fertility with Organic Amendment)

  • 이경준
    • 한국산림과학회지
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    • 제64권1호
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    • pp.11-19
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    • 1984
  • 외생균근(外生菌根)을 형성(形成)하는 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius) (Pt)을 대상(對象)으로 토성(土性)의 변화(變化)와 퇴비(堆肥)의 첨가(添加)로 인(因)한 토양비옥도(土壤肥沃度)의 변화(變化)에 따른 공생균(共生菌)으로써의 생장촉진효율(生長促進效率)을 조사(調査)하였다. Pt균(菌)을 vermiculite-peat moss-영양액(營養液)에 균사형태(菌絲形態)로 배양(培養)하여 세가지 토성(土性)((사토(砂土) 양질사토(養質砂土), 사질양토(砂質壤土)), 퇴비(堆肥)의 첨가유무(添加有無), 균근균(菌根菌)의 종류(種類)(Pt균(菌), 천연(天然) 균근균(菌根菌), 무균근(無菌根))에 따른 요인시험설계(要因試驗設計)에 맞추어서, 소독(消毒)된 흙 속에 접종(接種)하였다. 접종(接種)된 흙을 $4{\ell}$ 용량(容量)의 플라스틱 화분(花盆)에 담고 4개의 리기테다소나무(Pinus rigida ${\times}$ P. taeda) 종자(種子)를 파종(播種)하고 온실(溫室)에서 사개월간(四個月間) 생육(生育)시켰다. 수확후(收穫後)에 처리간(處理間)에 묘고(苗高), 건중량(乾重量), 균근형성율(菌根形成率), 질소함량(窒素含量), T/R율(率)을 조사(調査)하였다. 토성(土性), 토양비옥도(土壤肥沃度), 퇴비첨가유무((堆肥添加有無)에 관계(關係)없이, Pt로 접종(接種)된 묘목(苗木)은 천연균근균(天然菌根菌)으로 (토양(土壤) 소독(消毒)없이 천연적(天然的)으로 형성(形成)된 균근(菌根)) 접종(接種)된 묘목(苗木)이나 무균근묘목(無菌根苗木)(토양소독(土壤消毒)만 실시(實施))보다 묘고생장(苗高生長)과 건중량(乾重量)에서 훨씬 더 컸다. 그러나 가장 토양비옥도(土壤肥沃度)가 높은 토양(土壤)(퇴비(堆肥)가 첨가(添加)된 사질양토(砂質壤土), 질소(窒素) 0.075%, 유기물(有機物) 1.32%) 에서는 무균근묘목(無菌根苗木)이 Pt묘목(苗木)보다 묘고(苗高)에서 8%, 건중량(乾重量)에서 18% 더 좋았다. 전체(全体) 평균(平均)으로 볼 때 Pt묘목(苗木)은 천연균근묘목(天然菌根苗木)보다 묘고(苗高)에서 30%, 건중량(乾重量)에서 107% 더 컸으며, 무균근묘목(無菌根苗木)보다 묘고(苗高)에서 31%, 건중량(乾重量)에서 60% 더 컸다. 토양비옥도(土壤肥沃度)가 낮고 퇴비(堆肥)가 첨가(添加)되지 않았을 때, Pt균(菌)에 의(依)한 생장촉진효과(生長促進效果)가 더 크게 나타났다. 균근형겅빈도(菌根形成頻度)는 퇴비첨가(堆肥添加)로 Pt의 경우에 절반(折半)으로 사질양토(砂質壤土) 경우(境遇)에 84에서 33%로, 양질사토(養質砂土)의 경우(境遇)에 77에서 40%로) 줄었으나, 천연균근균(天然菌根菌)의 경우(境遇)에는 줄지 않았다. 무균근묘목(無菌根苗木)은 심(甚)한 질소결핍현상(窒素缺乏現像)(1.38%N)을 일으킨 반면(反面)에, Pt접종묘목(接種苗木)(1.68%N)과 천연균근묘목(天然菌根苗木)(1.89% N)은 정상적(正常的)이었다. 이로 미루어 보아서 균근균(菌根菌)은 토양내(土壤內) 질고(窒素)의 흡수(吸收)를 촉진(促進)한다고 생각된다. T/R율(率)은 퇴비첨가(堆肥添加)로 인(因)하여 증가(增加)하였으나, 균근균(菌根菌)의 종류(種類)나 그 존재유무(存在有無)로 인(因)하여 영향(影響)을 받지 않았다. 모래밭버섯균의 생장촉진효율(生長促進效率)은 비옥도(肥沃度)에 의(依)하여 결정(決定)된다고 결론(結論)지을 수 있다. 즉 비옥도(肥沃度)가 낮은 사질토(砂質土)에서 퇴비(堆肥)를 첨가(添加)하면 Pt의 효율(效率)이 크게 나타나지만, 비옥도(肥沃度)가 더 높은 사질양토(砂質壤土)에 퇴비(堆肥)를 첨가(添加)하면 Pt의 효율(效率)이 적게 나타난다. 모래밭버섯균의 이점(利點)은 퇴비(堆肥)를 첨가(添加)하지 않을 경우(境遇)와 토양(土壤)의 비옥도(肥沃度)가 높지 않을때 더 크게 나타날 것이라고 생각된다.

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온실보온(溫室保溫)을 위한 상변화(相變化) 물질(物質)의 축열특성연구(蓄熱特性硏究) (Study on the Thermal Storage Characteristics of Phase Change Materials for Greenhouse Heating)

  • 송현갑;유영선;김영복
    • 태양에너지
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    • 제13권2_3호
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    • pp.65-78
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    • 1993
  • 자연적인 기후조건하에서 농산물을 생산하는 재래식 농업으로부터 계절을 초월하는 시설 농업이 파생 발전함에 따라 태양에너지이외의 화석에너지 사용이 급증하고 있으며, 이로 인한 농산물 가격상승과 품질저 하는 물론이고, 농촌환경을 오염시키고 있다. 이와 같은 문제를 근원적으로 해결하기 위해서는 태양에너지 농업이용을 극대화 하여야 하며, 이를 실현하기 위해서는 동적이며, 순간적 공급의 특성을 갖는 태양에너지를 정적이며, 조절이용이 가능한 에너지로 전환하여야 한다. 이런 필요성에 부응하여 본 연구에서는 태양에너지를 저장할 수 있는 상변화 잠열재를 선택하였으며, 축열특성을 분석하므로서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 유기 잠열재, $C_{28}H_{58}$은 안정된 물성을 가지고 있기 때문에 400 사이클의 상변화 후에도 열특성 변화가 없었으나, 무기 잠열재($CH_3COONa{\cdot}3H_2O,\;Na_2SO_4{\cdot}10H_2O$)는 불안정한 물성을 가지고 있기 때문에 조핵제와 농화제를 사용하여 $400{\sim}600$ 사이클의 상변화 후에 나타나는 열특성 변화를 최소화 하였다. 잠열량이 최대가 되는 결정핵의 임계반경을 수식으로 정리하므로서 잠열량 감소현상을 억제할 수 있는 방법을 찾는데 도움을 줄 수 있었다. 유기 잠열재, $C_{28}H_{58}$의 상변화 온도는 $62^{\circ}C$였으며, 잠열량은 $50{\sim}52$ kcal/kg이었고, 고상비열, $C_{ps}$$0.572{\sim}0.750kcal/kg^{\circ}C$였으며, 액상비열, $C_{pL}$$0.540{\sim}0.690kcal/kg^{\circ}C$였다. 무기 잠열재, $CH_3COONa{\cdot}3H_2O$의 상변화 온도는 $61{\sim}62^{\circ}C$였으며, 잠열량은 $64.9{\sim}65.8$ kcal/kg이었고, 고상 비열, $C_{ps}$$0.510{\sim}0.520kcal/kg^{\circ}C$였으며, 액상비열, $C_{pL}$$0.83kcal/kg^{\circ}C$였다. 무기 잠열재, $Na_2SO_4{\cdot}10H_2O$는 물성안정제를 가한 상태의 시약수준에서는 상변화 온도가 $29.72^{\circ}C$였고, 잠열량은 53.0 kcal/kg이었으며, 고상비열, Cps는 $0.742kcal/kg^{\circ}C$이었고, 액상비열, $C_{pL}$$1.002kcal/kg^{\circ}C$였다. 공업용 수준에서는 상변화 온도가 시약수준의 경우보다 약간 높은 $30{\sim}30.9^{\circ}C$였으며, 비열은 고상에서 $0.50{\sim}0.7kcal/kg^{\circ}C$였고, 액상에서 $0.78{\sim}0.89kcal/kg^{\circ}C$였다. SSD($Na_2SO_4{\cdot}10H_2O$)에 urea를 첨가함으로서 상변화 온도와 잠열량이 변하였으며, urea 함량을 $0{\sim}7.5wt%$로 변화시킴에 따라 상변화 온도는 $29.72^{\circ}C$에서 $25.18^{\circ}C$로 낮아졌으며, 잠열량은 53.0 kcal/kg에서 38.5 kcal/kg으로 감소하였다. Greenhouse 보온용으로 urea를 21.85% 첨가하고, 상변화를 $0{\sim}600$ 사이클까지 반복한 경우 상변화 온도는 $16.7^{\circ}C$에서 $16.0^{\circ}C$로 낮아졌고, S.V를 첨가하지 않은 경우 잠열량은 46.22 kcal/kg에서 36.30 kcal/kg으로 감소하였으나, 비열은 큰 변화가 없었다. 상변화 사이클의 증가에 의한 열특성의 감쇠현상을 줄이기 위하여 S.V를 $0{\sim}1.5wt%$ 첨가한 결과 S.V 0.5wt% 이하에서는 약간의 효과가 있었으나, 그 이상에서는 효과적인 증후가 없었다.

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우리나라 농경지에서 질소의 수계유출에 의한 아산화질소 간접배출량 평가 (Evaluation of indirect N2O Emission from Nitrogen Leaching in the Ground-water in Korea)

  • 김건엽;정현철;김민경;노기안;이덕배;강기경
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.1232-1238
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    • 2011
  • 아산화질소 ($N_2O$)는 가장 중요한 지구온난화 가스 중의 하나로 농업용으로 시용한 비료의 생물학적인 변환에 의한 것이 가장 큰 배출 원인으로 알려져 있다. 우리나라 농경지로부터 아산화질소의 간접배출 특성 및 배출량을 밝히기 위해 2007부터 2010년 까지 4년간 경남지방의 농업용관정의 지하수 질소성분들을 분석한 결과, 총 질소의 경우 평균 6.91, 질산태질소는 $5.06mg-N\;L^{-1}$이었다. 용존 아산화질소의 농도는 평균 $14.2{\mu}g-N\;L^{-1}$, 중앙값은 $7.8{\mu}g-N\;L^{-1}$, 최고값은 $169.6{\mu}g-N\;L^{-1}$로 분포하였다. 지하수 중의 총 질소나 질산태질소의 농도는 연도나 시기별로 큰 차이가 없었으나 용존 아산화질소 농도는 연도별로는 2009년에 시기별로는 8월이 가장 낮은 결과를 보였다. 우리나라 지하수 중의 $N_2O$-N 농도와 $NO_3$-N 농도비는 평균값이 0.0034, 중앙값이 0.0018이며, 95% 이상이 IPCC 가이드라인의 default 값인 0.015 이하에 분포하고 있어 IPCC가 1996 가이드라인의 농경지 지하유출에 의한 간접배출계수 ($EF_{5-g}$) 0.015 $N_2O-N/NO_3-N$가 우리나라의 환경보다 너무 높게 선정된 것임을 알 수 있었다. 따라서 IPCC의 $EF_{5-g}$ default 값인 0.015 $N_2O-N/NO_3-N$ 대신 우리나라 농경지 지하수 중의 $N_2O$-N와 $NO_3$-N 농도비의 평균값인 0.0034 $N_2O-N/NO_3-N$을 농경지 질소의 지하유출에 의한 아산화질소 간접배출량 평가를 위한 국가고유 배출계수 ($EF_{5-g}$)로 제시코자 하며, 따라서 농경지에서 수계유출에 의한 아산화질소 전체의 간접 배출계수 ($EF_{5-g}+EF_{5-r}+EF_{5-e}$)는 현재 우리나라의 국가 배출량평가에 사용되는 IPCC default값 0.025 $N_2O-N/NO_3-N$ 대신 0.0134 $N_2O-N/NO_3-N$를 제시코자 한다. IPCC의 수계 간접 배출계수인 0.025 $N_2O-N/NO_3-N$을 적용하여 평가한 2008년 우리나라 농경지에서 질소의 수계유출에 의한 아산화질소 배출량은 1,801,576톤 ($CO_2$-eq)이었으나 본 연구에서 제시한 배출계수인 0.0134 $N_2O-N/NO_3-N$을 적용할 경우 964,645톤 ($CO_2$-eq)으로 835,931톤 ($CO_2$-eq)의 온실가스 배출 감축효과를 얻을 수 있었다. 하지만 본 연구에서 제시한 배출계수는 질소 유출경로 중 가장 비중이 큰 지하침출에 의한 배출계수인 $EF_{5-g}$ 뿐으로 우리나라 농경지 아산화질소 간접배출량의 올바른 평가를 위해서는 앞으로 시용된 질소 중 수계를 통한 외부 유출 비율에 관한 default 값인 $Frac_{LEACH}$ (30%), 표면수 유출계수인 $EF_{5-r}$ (0.0075 $N_2O-N/NO_3-N$), 그리고 하천변을 통해 유출되는 계수인 $EF_{5-e}$ (0.0025 $N_2O-N/NO_3-N$ )에 관한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것이다.