• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.278-284
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• 2023

본 연구에서는 식물공장 내·외부 환경 변화에 따라 연간 총 에너지 요구량의 변화를 분석하기기 위해, 컨테이너형 식물공장을 대상으로 해석적 연구를 진행하였다. 내부 환경 변수로는 일장, 설정 온도 및 습도를 선정하였으며, 외부 환경은 ASHRAE에서 제시한 세계 기후 ZONE에 따라 9가지 기후조건에서 연간 총 에너지 요구량의 변화를 살펴보았다. 내부환경 조건 변화에 있어서는 대전지역에서의 일장의 증가는 연간 총에너지 요구량을 증가시키고, 설정 습도의 증가는 연간 총 에너지 요구량을 감소시켰다. 설정 온도의 증가는 냉·난방 및 제습 부하의 증감량에 따라 에너지 요구량 최적점이 있었다. 외부 기후 환경의 변화에 따른 차이를 살펴보면, 식물공장의 연간 총 에너지 요구량이 최대 713.0kWh·m^-2·yr^-1(타이페이, 타이완, 고온·건조)이고 최저585.7kWh·m^-2·yr^-1(모스크바, 러시아, 저온·다습)로, 동일한 작물 재배에 최대 21.7%의 에너지 요구량 차이가 났다. 또한 각 내부 환경 변수가 기후에 따라 미치는 영향의 정도를 분석하기 위해 민감도 분석을 진행하였다. 그 결과 연간 총 에너지 요구량 중 냉방부하의 비율이 높은 더운 지역의 경우 일장 변화에 의한 에너지 요구량 변화가 컸고, 반면에 난방 부하가 큰 추운 지역의 경우 설정 습도 변화에 따른 에너지 요구량 변화가 상대적으로 더컸다. 설정온도의 변화는 난방 부하 및 냉방 부하의 상충된 영향을 미치기 때문에, 기후에 따른 냉·난방 부하 비율에 따라 최적점이 나타났다. 본 연구의 개발 모델 및 결과는 작물에 따른 최적 지역 선정 또는 지역에 따른 적정 생육환경 작물을 선정하는 데 활용될 수 있으며, 또한 작물의 생육뿐만 아니라 에너지 사용량 절감을 고려한 식물공장 재배 환경 조건 도출에 활용될 수 있다.