초록 ▼

- 국내·외 도시농업시설 특허분석, 기술현황조사, 문제점 분석 및 핵심기술 개발방향 정립과 유사 선진시스템 및 적용 사례에 대한 조사
- 효율적인 빛과 양분 공급과 관련한 새로운 획기적인 해결책에 대한 탐색과 이를 기반으로 생산단가를 현격히 낮출 수 있는 방법 도출
- 각 컴포넌트- 시스템별 성능기준에 부합할 수 있는 기술적 해결책 도출과 KAIST 엔지니어링 테스트베드를 통한 반복적 실험 및 ESPR, TRVSYS, WINDOW, RADIANCE, MIDAS 등 에너지, 창호, 조명 및 구조 관련 시뮬레이터들을 이용한

- 국내·외 도시농업시설 특허분석, 기술현황조사, 문제점 분석 및 핵심기술 개발방향 정립과 유사 선진시스템 및 적용 사례에 대한 조사
- 효율적인 빛과 양분 공급과 관련한 새로운 획기적인 해결책에 대한 탐색과 이를 기반으로 생산단가를 현격히 낮출 수 있는 방법 도출
- 각 컴포넌트- 시스템별 성능기준에 부합할 수 있는 기술적 해결책 도출과 KAIST 엔지니어링 테스트베드를 통한 반복적 실험 및 ESPR, TRVSYS, WINDOW, RADIANCE, MIDAS 등 에너지, 창호, 조명 및 구조 관련 시뮬레이터들을 이용한 시스템 성능예측 및 기술 대한 평가
- 충남농업기술원의 작물 생장환경 및 프로세스관련 노하우와 실제 작물실험재배 온실 시설의 이용, KAIST의 다양한 과학기술적 분석기기와 설비를 이용한 체계적 시스템 연구, (주)그린플러스의 구조, 외피, 환경 구축 관련 노하우와 (주)휠코리아의 자연광 빛 인공광 배분관련 신기술들과 실험을 위한 다양한 기기 및 장비 이용 등

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

IV. Research Outcome
O Light supply system implementation of a laminated high density cultivation utilizing solar light only
- Structure of tracing sunlight by reflection panel on the upper light-shelves, inducement-supply to spawning panel
O Implementation of nutrient supply and growth fac

IV. Research Outcome
O Light supply system implementation of a laminated high density cultivation utilizing solar light only
- Structure of tracing sunlight by reflection panel on the upper light-shelves, inducement-supply to spawning panel
O Implementation of nutrient supply and growth facility of laminated high density cultivation
- The design of multilayer high-density cultivaTIon facility which is possible to standardize independent to distant nutrient supply, solves imbalance between supply nutrient by tilTIng slope and adjusting tray unit, sponge-type circulation supply method
O Design for active thermal storage air-conditioning equipment
- Design of collection and supply system utilizing solar heat for getting and distributing solar radiation into the indoor space. System tracing solar path, and heat supply utilizing geothermal energy through horizontal soil heat exchanger and water as the medium.
O Analysis of greenhouse material
- Design of mixed building skin and performance analysis through the analysis of light transmittance and physical properties of PE film, LDPE film 2 type, and EVA film
O Structure of high-tech greenhouse
- Structural design to brush off the top of the rafters, upper rafters fixed on the ground through broken Beam Mechanical Fuse by heavy snow. Estimation limit break tension through calculation snow load and wind load
O Economic Evaluation
- Potential increase of net income gets approximately 1.869 times compared to the existing plant factory through LCC analysis studied for 20 years

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 1절 연구개발의 배경 및 필요성 ... 12
• 1. 안정적인 농산물 수급의 필요성 ... 12
• 2. 식물공장 개발의 필요성 증대 ... 12
• 3. 자연광 활용을 통한 식물공장 초기투자비용 절감 ... 13
• 2절 연구개발의 개요 ... 15
• 1. 연구개발의 개요 ... 15
• 2. 연구개발의 범위 및 주요 내용 ... 16
• 3. 연구개발의 의의 ... 22
• 3절 연구개발의 목표 및 위상 ... 24
• 1. 연구개발의 목표 ... 24
• 2. SEED의 시스템적 특성 ... 24
• 3. SEED의 구성과 세부연구내용 ... 26
• 4. 식물공장의 분류 및 SEED 시스템이 차지하는 기술적 위치 ... 28
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 30
• 1절 국내 기술 및 산업 동향 ... 30
• 1. 국내 산업동향 ... 30
• 2. 국내 선진기술 ... 31
• 2절 국외 기술 및 산업 동향 ... 33
• 1. 국외 산업동향 ... 33
• 2. 국외 선진기술 ... 40
• 3절 특허동향 ... 41
• 1. 국내 특허 동향 ... 41
• 2. 미국 특허 동향 ... 42
• 3. 일본 특허 동향 ... 43
• 4절 정부지원정책 현황 ... 44
• 1. 관련법령, 정부 정책 및 담당기관 ... 44
• 2. 정부지원 정책사업 종류와 현황 ... 45
• 5절 종합결론 ... 46
• 6절 연구개발과제 및 대상기술의 중복성 ... 48
• 1. 연구개발과제의 중복방지를 위한 조사 및 검토결과 ... 48
• 2. 연구개발과제의 차별화 방안 ... 49
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 50
• 1절 연구개발 주요내용 ... 50
• 2절 태양광활용 적층밀식재배 광공급 시스템 ... 55
• 1. 연구 배경 및 목적 ... 56
• 2. 연구 방법 및 범위 ... 57
• 3. 국내 충청남도권 광환경 분석 ... 58
• 4. 작물의 광 요구조건 분석 ... 63
• 5. 충청남도권 광환경을 고려한 광공급부 설계 ... 67
• 6. 태양광 공급설비 적용 광환경 성능평가 ... 75
• 7. 결론 ... 86
• 3절 적층밀식재배 양액공급 및 생육설비 ... 87
• 1. 연구 배경 및 목적 ... 88
• 2. 연구방법 및 범위 ... 88
• 3. 공장형 표준 작물재배를 위한 트레이 재배시설구조 ... 89
• 4. 작물별 요구환경을 만족하는 다중식생장치 및 양액공급장치 ... 92
• 5. 결론 ... 94
• 4절 액티브 축열 냉난방 설비 ... 95
• 1. 연구 배경 및 목적 ... 96
• 2. 연구 방법 및 범위 ... 96
• 3. 작물생육을 위한 식물공장 열환경 분석 ... 96
• 4. 열환경을 고려한 에너지 회수 및 공급체계 설계 ... 99
• 5. 열환경 시뮬레이션 분석 ... 106
• 6. 실내환경 모니터링 및 제어 소프트웨어 ... 115
• 7. 결론 ... 119
• 5절 첨단온실 외피 분석 ... 120
• 1. 연구 배경 및 목적 ... 121
• 2. 연구 방법 및 범위 ... 122
• 3. 결과 및 고찰 ... 122
• 6절 첨단온실 구조_폭설대비 제설 시스템 ... 126
• 1. 연구 배경 및 목적 ... 127
• 2. 연구 방법 및 범위 ... 128
• 3. 결과 및 고찰 ... 130
• 4. Simulation ... 132
• 5. 이론적 분석 ... 133
• 6. 자재 구매 및 제작 ... 136
• 7. 실험적 분석 ... 139
• 7절 식물공장 특수작물(딸기) 연중생산 연구 ... 143
• 1. 연구배경 및 목적 ... 144
• 2. 연구 방법 및 범위 ... 144
• 3. 결과 및 고찰 ... 145
• 8절 경제성평가 ... 147
• 1. 연구 배경 및 목적 ... 147
• 2. 연구 방법 및 범위 ... 148
• 3. 경제성평가 분석결과 ... 162
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 163
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 169
• 1절 산업 및 국내외 연계·협력 가능성 ... 169
• 1. 기술의 융복합화 ... 169
• 2. 수출이 가능한 신성장 동력 ... 169
• 3. 정부와 지자체 지원 및 협력 ... 170
• 2절 연구결과의 활용방안 및 기대성과 ... 171
• 1. 연구결과의 활용방안 ... 171
• 2. 기대성과 및 파급효과 ... 176
• 3. 연구결과의 기업 활용방안 ... 178
• 4. 기타 ... 180
• 제6장 수집한 해외과학기술정보 ... 182
• 1절 일본 업체 및 연구소 방문 ... 182
• 1. Osaka Prefecture University ... 182
• 2. Marubeni ... 183
• 3. 해외 자문(CHIVA UNIV. EIJI GOTO) ... 184
• 2절 수집한 해외 식물공장 관련 과학기술정보 ... 185
• 1. 일본 ... 185
• 2. 미국 ... 185
• 3. 유럽 ... 186
• 제7장 참고문헌 ... 187
• 별첨 ... 190
• 별첨 1 충청권 자족형 도시농업용 스마트 그린하우스 광환경 시스템 엔지니어링 테스트베드 실험설비 ... 190
• 별첨 2 충청권 자족형 도시농업용 스마트 그린하우스 광환경 시스템 엔지니어링 테스트베드 제어소프트웨어 ... 220
• 끝페이지 ... 224