보고서 정보
주관연구기관 |
국립농업과학원 National Institute of Agricultural Sciences |
연구책임자 |
윤남규
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참여연구자 |
김형권
,
권진경
,
오성식
,
김영화
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2021-02 |
과제시작연도 |
2020 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO202100009953 |
과제고유번호 |
1395062728 |
사업명 |
농업과학기반기술연구(R&D) |
DB 구축일자 |
2021-10-02
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키워드 |
온실.에너지절감.광투과율.기능성필름.단열.greenhouse.energy saving.light transmittance.functional film.insulation.
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초록
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□ 연구의 목적 및 내용
온실은 내부 환경을 조절하기 위하여 고온기엔 차광, 저온기엔 단열 성능이 요구되므로 작물재배 환경에 적합한 기능성 필름의 요구 기준 연구가 필요하다.
본 연구에서는 산업분야 기능성 필름의 온실 적용 가능성을 검토하기 위해 기능성 필름 종류별 광투과 특성 및 열차단 성능을 비교ㆍ분석하고, 성능이 뛰어난 제품을 유리온실에 적용하여 작물 재배 영향을 평가하였다.
또, 기능성필름의 단열성능을 고려한 온실의 냉난방부하를 예측하고, 연간 에너지 소비량 비교를 통해 최적 온실설계에 활용할 수 있도록 온실
□ 연구의 목적 및 내용
온실은 내부 환경을 조절하기 위하여 고온기엔 차광, 저온기엔 단열 성능이 요구되므로 작물재배 환경에 적합한 기능성 필름의 요구 기준 연구가 필요하다.
본 연구에서는 산업분야 기능성 필름의 온실 적용 가능성을 검토하기 위해 기능성 필름 종류별 광투과 특성 및 열차단 성능을 비교ㆍ분석하고, 성능이 뛰어난 제품을 유리온실에 적용하여 작물 재배 영향을 평가하였다.
또, 기능성필름의 단열성능을 고려한 온실의 냉난방부하를 예측하고, 연간 에너지 소비량 비교를 통해 최적 온실설계에 활용할 수 있도록 온실 열환경 계산 프로그램을 개발하였다.
□ 연구개발성과
사용된 기능성필름 부착 온실은 일반 유리온실에 비해 가시광선 투과율은 일평균 약 78%, 일사투과율은 약 74%였으며, 적축면 상추의 초기 수확량은 18%, 전체 수확량은 6.9% 증가하였다. 반면 적축면 상추의 적색 발현비율은 HSV 컬러코드 분석결과 1.01%로 일반 유리온실의 7.47%보다 낮았다. 백침계 오이는 초장 81%, 엽장 67.7%, 엽폭 64.1%로 일반 유리온실보다 생육이 낮았고, 초기 수확량 및 전체 수확량도 각각 34.7%, 6.5% 감소하였으며 수확시 기도 지연되었다. 에너지소비량은 기능성필름을 부착한 온실이 일반 유리온실보다 약 4.7% 낮게 나타나 난방에너지 절감효과가 일부 있는 것으로 판단되었다.
기능성필름을 부착한 유리온실의 경우, 광투과율이 80% 이하로 낮아 엽채류 및 호음성 관엽식물 등의 재배 시 주간의 일사부하 저감으로 고온화를 지연하는 효과가 있으나 과채류 및 화훼류의 색발현과 겨울철 저일조 조건에서 작물의 생육이 저하될 수 있으므로 보광 등의 추가 조치가 필요할 것으로 판단된다.
단동온실의 열손실 분석 결과 1건을 비SCI논문 게재하였고, 온실의 열손실 측정장치와 측정방법을 특허출원하였으며, 온실 열환경계산 프로그램을 개발하여 전산프로그램등록 1건과 영농기술정보 1건을 제출하였다. 기타 영농기술정보 1건, 현장기술지원 4건, 국내 학술발표 4건의 성과를 본 과제 수행을 통해 달성하였다.
□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
광투과성능이 우수한 온실용 기능성필름 개발, 보급을 통해 고품질 작물생산으로 농가소득 증대에 기여할 수 있으며, 온실의 냉, 난방에너지 비용 절감과 작업환경 개선 등의 효과가 우수한 국산 농업용 기능성필름 관련 전후방 산업 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
(출처 : 국문 요약문 4p)
Abstract
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□ Purpose&Contents
Greenhouses need dimming in high temperatures and insulation in low temperatures to control the internal environment.
Therefore, it is necessary to study the requirements of functional films suitable for crop cultivation environments.
In this study, light transmission cha
□ Purpose&Contents
Greenhouses need dimming in high temperatures and insulation in low temperatures to control the internal environment.
Therefore, it is necessary to study the requirements of functional films suitable for crop cultivation environments.
In this study, light transmission characteristics and train stage performance of each type of functional film were compared andanalyzed to examine the applicability of greenhouse for functional films in the industrial field.
Among them, products with excellent light transmittance and insulation performance were applied to glass greenhouses to evaluate the impact of crop cultivation.
And a greenhouse thermal environment calculation program was developed to predict the heating and cooling load of greenhouse considering the insulation performance of functional films and tobe used for the optimal design of greenhouse by comparing annual energy consumption.
□ Results
As a result of the experiment, the functional film-attached greenhouse had a daily average visible light transmittance of about 78 percent and a solar radiation transmittance of 74 percent compared to ordinary glass greenhouses.
The initial yield of lettuce increased by 18% and the total yield increased by 6.9%.
According to HSV color code analysis, the red expression ratio of red lettuce on the accumulated surface was 1.01%, lower than7.47% of ordinary glass greenhouses.
Cucumber was 81% lower in herb paste, 67.7% in follicles, and 64.1% in follicles compared to general glass greenhouses, and decreased in initial and overall yields by 34.7% and 6.5%, respectively.
The energy consumption of glass greenhouses with functional films was about 4.7 percent lower than that of ordinary glass greenhouses, which was considered to have some heating energy savings.
In the case of glass greenhouses with functional films, the light transmittance rate is lower than 80%, which delays high temperature due to reduced solar load during the week when cultivating leaf vegetables and acoustic plants.
However, it is believed that additional measures such as supplementary lighting will be needed as fruit vegetables and florables have poor color expression and the growth of crops may deteriorate under low weather conditions in winter.
As a result of the analysis of heat loss in a single greenhouse, one non-SCI paper was published, and a patent application was applied for the measurement device and measurement method of a greenhouse.
In addition, one computer program registration and one agricultural technology information were submitted by developing a greenhouse thermal environment calculationprogram.
In addition, the results of one case of farming technology information, four cases of field technical support, and four cases of domestic academic presentation were achieved through the implementation of this project.
□ Expected Contribution
Through the development and distribution of functional films for greenhouses with excellent optical permeation performance, it can contribute to the increase of farm income by producing high-quality crops.
In addition, it can contribute to the development of functional films for domestic agriculture, which have excellent effects such as reducing the cost of cooling and heating energy in greenhouses and improving the working environment.
In addition, it is expected to contribute to the development of front and rear industries related to greenhouse cladding.
(출처 : SUMMARY 5p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 보고서 요약서 ... 3
- 국 문 요 약 문 ... 4
- Summary ... 5
- 목차 ... 7
- 제 1 장 연구 개발 과제의 개요 ... 8
- 제1절 연구 개발 목적 ... 8
- 제2절 연구 개발의 필요성 ... 8
- 제3절 연구 개발 범위 ... 9
- 제 2 장 연구 수행 내용 및 결과 ... 12
- 제1절 연차별 연구수행 내용 ... 12
- 제2절 1차년도 주요 연구결과 ... 13
- 제3절 2차년도 주요 연구결과 ... 20
- 제4절 3차년도 주요 연구결과 ... 26
- 제 3 장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 37
- 제1절 목표대비 달성도 ... 37
- 제2절 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타)를 기술 ... 38
- 제 4 장 연구 결과의 활용 계획 ... 39
- 제 5 장 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 40
- 제 6 장 연구시설·장비종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 41
- 제 7 장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 42
- 제 8 장 기타사항 ... 43
- 제 9 장 참고문헌 ... 44
- 끝페이지 ... 45
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