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Kafe 바로가기주관연구기관 | 국립농업과학원 National Institute of Agricultural Sciences |
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연구책임자 | 장재경 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2022-12 |
과제시작연도 | 2022 |
주관부처 | 농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 | TRKO202300028062 |
과제고유번호 | 1395072138 |
사업명 | 신농업기후변화대응체계구축 |
DB 구축일자 | 2023-11-15 |
키워드 | 환경제어.폐양액.농업용수.에너지 절감.Environmental control.Waste nutrient solution.Agricultural water.Energy saving. |
연구개발목표 및 내용
최종 목표
기후변화 대응 에너지저감형 다요인 복합시스템 적용시설 환경 제어 시스템 정립
전체 내용
1) 복합 환경 제어시스템 적용을 위한 폐양액 재이용 기술 개발
○ 환경제어시스템 기초 조사 및 작물 생육환경에따른 급배액량산정
○ 미립자 발생장치를 이용한 양액재처리 시스템 설계 및 제작
○ 양액재처리 시스템의 성능 시험 및 경제성 평가
2) 시설원예용 농업용수 환경 개선 기술 개발
○ 시설원예용 지하수 정수 시스템 및 지하수 성분 조사 분석
○ 시설원예용 농
연구개발목표 및 내용
최종 목표
기후변화 대응 에너지저감형 다요인 복합시스템 적용시설 환경 제어 시스템 정립
전체 내용
1) 복합 환경 제어시스템 적용을 위한 폐양액 재이용 기술 개발
○ 환경제어시스템 기초 조사 및 작물 생육환경에따른 급배액량산정
○ 미립자 발생장치를 이용한 양액재처리 시스템 설계 및 제작
○ 양액재처리 시스템의 성능 시험 및 경제성 평가
2) 시설원예용 농업용수 환경 개선 기술 개발
○ 시설원예용 지하수 정수 시스템 및 지하수 성분 조사 분석
○ 시설원예용 농업용수 생산시스템 모델링 및 설계 제작
○ 시설원예용 농업용수 생산시스템 성능 평가
3) 냉난방 및 물 에너지 절감형 시설 복합제어 알고리즘 개발 및 제어기 설계
○ 환경데이터를 이용한 합성곱신경망 기반 온실 내 온도 변화 예측 모델 개발 및 외부기상 변화 대응 온도 제어 알고리즘 개발
○ 이온선택성 전극을 사용한 재사용 용수 내 양분 및 염분 농도 임베디드 모니터링 시스템 개발
○ 대체 수자원 사용과 배액 재사용을 통한 수자원 저감을 위한 정밀 비료 공급 알고리즘 개발
○ 온실환경제어 및 양액제어알고리즘 구동을 위한 복합환경제어 시스템 설계 및 평가
4) 냉난방 및 물 에너지 절감형 시설 복합제어 시스템 제작 및 현장 실증
○ 복합환경 제어 및 양액제어용 통합보드 설계 및 제작
○ 3공동으로부터 제공되는 알고리즘 기반의 통합 프로그램 개발
○ 복합제어기의 테스트베드 구축을 통한 현장 실증
연구개발성과
○ 복합환경제어 인자(온도, 풍속, 일사량)에 따른 배액 배출량과의 상관관계 검증
→일사량에 따라 배액 배출 일정한 패턴 확인 (한국산학기술학회 논문게재, 2023.2월)
○ 미립자 발생장치를 이용한 양액 배액 살균·재이용 시스템 설계 및 제작
→ 토마토 시들음병 적용 시간별 처리액을 이용 곰팡이 배양 및 작물 재배 검증
○ 미립자 발생장치를 이용한 양액 배액 살균·재이용 시스템 설계 및 제작 완료
→ 딸기 역병 등 적용 처리 효과 검증
→ 양액 20∼30% 재이용에 의한 용수 절감 및 양분 절감(온실면적1ha당 탄소감축 효과 2,503 tCO2)
○ 시설원예용 지하수 정수 시스템 현황 및 성분 조사 분석
○ 지하수 및 지하염수 이용 시설원예 농업용수 생산시스템 모델링 및 설계·제작
○ 시설원예용 농업용수 생산시스템 성능 및 경제성 평가
○ 이온선택성 전극을 이용한 재사용 용수 내 양분 및 염분 농도 측정 시스템 개발
○ 나트륨 이온 선택성 전극 현장 적용
○ 대체 수자원 사용 및 배액 재사용 기반 정밀 비료 제어 알고리즘 및 SW개발
○ 외부기상 대응 온실 합성곱 신경망 기반 온도 예측 모델 개발
○ 예측 모델 기반 온도 제어 알고리즘 개발
○ 온실환경제어와 양액 제어가 가능한 복합환경제어 시스템 설계
○ 농업용수 생산시스템 및 냉·난방 제어기 요인 실험 장치 제작
○ 온실환경, 생육데이터 기반 환경제어 시스템 제작
○ 개발 시스템 적용 시험을 위한 테스트베드 구축 및 성능 시험
* ‘붙임1 주요연구 성과요약’ 참고
연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 연구개발성과 활용계획
- 원예시설용 양액 배액 살균·재이용 시스템 현장실증 연구 연계 실증화
- 지하염수 담수화 장치를 간척지 등 농업용수 공급에 활용
- 시설원예 온실 운용을 위한 용수 절약형 복합환경 제어 기술 확보
- 간척지 등 지하수 사용이 어려운 농가의 농업용수 확보
- 상수도 설치 및 정수담수화 업체를 통한 정수비용 보다 경제성 확보
- 다양한 수자원의 재사용을 통한 시설원예용 농업용수 절감 기술 확보
- 외부환경에 대응한 온실 내부환경 정밀 예측 기술 확보 및 상용기술 발전
- 예측 모델에 기반한 선제적 환경 제어 기술 확보 및 상용기술 발전
- 시설원예 용수 절약 및 최적 환경 제어를 위한 고도화 연구의 토대 마련
- 에너지 소비 정보 및 모델을 통한 에너지 최적화 기술 고도화에 활용 가능 및 일반화
- 개발 기술의 산업재산권 출원 및 기술이전을 통한 상용화 확대
- 국내 온실에 적합한 순환식 수자원 활용 모델 개발 및 보급
- 복합 환경제어시스템의 농업 부분의 다양한 시범사업 적용 및 사업 확대
- 수자원 재사용 및 환경예측제어 모델 구동가능한 제어기 설계를 통해 지능형 복합환경 제어 시스템 개발 마련
- 스마트팜 ICT기자재 국가표준 확산 지원사업을 통한 개발 제품의 인증 획득
- 시범구매 및 실증화 지원사업을 통한 복합환경 및 양액제어기의 현장 테스트
- 전시회 참가를 통한 제품 홍보 및 판로 개척
○ 기대효과
- 대부분 네덜란드 등 해외 기술을 도입하여 사용되고 있는 양액 재처리 기술을 국내 기술로 대체
- 우수 등의 대체 수자원 활용을 통한 자원 사용 절감
- 대부분 방류해 온 폐양액의 재사용 기술을 적용함으로써 환경 부하 경감으로 사회적 비용 절감 효과
- 기상이변에 의한 가뭄 대비 농업용수의 안정적 확보로 사회적 비용 발생 저감
- 지능형 복합환경 제어기술을 통한 제품 사용 편이성 개선
- 환경 변화를 예측하여 에너지 효율을 고려한 복합환경 제어가 가능하여 온실 운영 관리비 절감을 통해 농가 소득 증대
- 개발 기술의 산업재산권 출원 및 상용화를 통한 친환경 시설원예 생산 시설 확대
- 확장성 및 범용성이 뛰어나 기존에 설치된 센서 및 제어기 재활용이 가능한 기술로 시스템 구축 비용의 절감 가능
- 미립자 발생장치를 이용한 양액 소독 및 재처리 기술 확보
- 환경 변화를 예측하여 에너지 효율을 고려한 복합환경 제어가 가능하여 온실 운영 관리비 절감을 통해 농가 소득 증대
- 80%이상이 해외 제품이 차지하고 있는 국내 온실 환경제어시스템의 국산화 및 시장 경쟁력 확보
- 지하수, 지하염수 성분 분석을 통한 양액 조성 기준 및 양액 조성 불가 요인 선정
- 농가 기술 보급을 통한 농가 물/에너지 소비 절감 유도
- 양액제어기 개발을 통한 양액 자동제어 시스템 구축
(출처 : 요약문 2p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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