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- 저자 : 박효제 ( Hyo Je Park ) (검색결과 14 건)
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박효제 ( Hyo Je Park ),강정균 ( Jeong Gyun Kang ),김동억 ( Dong Eok Kim ),홍순중 ( Soon Joong Hong ),강동현 ( Dong Hyeon Kang ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
국내에 유통되고 있는 온실 보온자재의 보온성능검증은 KS K 0560 “천의 보온성 측정 규정”을 따르고 있으나, 2000년 이후의 국내 온실 보온자재 보온성능 관련 연구는 Hot Box를 이용하여 열관류율을 측정 후 보온성능을 평가하는 방식을 채용하고 있다. 하지만 국내에서는 표준화된 관류열전달계수 측정시스템 및 측정 기준의 부재로 최근 개발되어 상용화된 피복재와 보온재에 대한 관류열전달 특성을 객관적으로 비교할 수 있는 통일된 정량적 기준이 마련되어 있지 못한 실정이다(이현우 등, 2014). 따라서 본 연구에서는 온실 보온재의 보온성 성능평가 규정과 최근 수행된 국내연구 결과를 조사하여 온실 보온재의 보온성능 분석방법을 비교 분석하였다. 국내외 보온자재의 보온성능 평가 표준은 KS K 0466, KS K 0560, ASTM D 1518, ASTM C 236-89 등이 있다. KS K 0466, KS K 0560, ASTM D 1518 규정은 사람의 체온을 기준으로 한 가열시험판 위에 올려놓은 보온재를 통과하여 방출되는 발열량을 소비 전력량으로 측정하여 보온성능을 평가하는 방식이다. ASTM C 236-89 규정은 건축물의 주거환경인 내부와 외부 조건을 조성 후 내부환경과 외부환경 사이에 시편을 설치한 후 내부환경에 난방하여 일정 온도까지 열을 공급 후 난방기를 끄고 내부, 외부온도가 같아질 때까지 시험을 진행한다. 이후 내부, 외부 보온재의 표면 온도 차이가 가장 클 때 값과 난방기에 공급된 열량을 이용하여 보온재의 보온성능을 평가하는 방식이다. 2000년 이후 온실 보온재 보온성능 분석 관련 논문은 약 9편 정도 있었으며, 모든 연구에서 ASTM C 236-89의 기준에 따라 Feuilloley and Issanchou(1996)가 사용한 Hot Box를 응용한 것으로 이 중 3편의 논문은 수직 열관류율 측정 장비를 제작하여 보온성 성능분석 시험하였고, 나머지 6편은 각각 다른 시험 조건으로 열관류율을 측정 후 보온성능을 평가하였다. 따라서 온실 보온자재에 대한 보온성능 검증은 사람체온을 기준으로 한 KS K 0560가 아닌 온실 외부환경을 기반으로 응용한 ASTM C 236-89의 결과가 필요하며 이에 따른 장비 및 시험방법 개발이 필요할 것으로 사료된다.
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박효제 ( Hyo Je Park ),강동현 ( Dong Hyeon Kang ),강정균 ( Jeong Gyun Kang ),이용범 ( Yong Bum Lee ),서명훈 ( Myeong Whoon Seo ),이종원 ( Jong Won Lee ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
작물은 광에 의해 생육이 촉진 및 억제되며, 광 에너지를 공급받아 광합성을 하게 되고, 이를 통해 각종 대사작용에 필요한 물질을 생산한다. 또한, 밤과 낮의 길이, 광량의 차는 꽃눈의 형성과 발달에 영향을 미친다. 최근에는 시설 온실의 대규모화 및 대형화에 따라 온실 내부 광환경은 불균일화가 초래되어 균일성 향상 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 온실 내부의 광환경 균일도 조사를 통해 광환경 불균일 원인분석을 밝히고 해결방안을 구명하기 위하여 플라스틱 단동온실, 연동온실, 유리 연동온실에 일사량 센서 12개(외부 1개소, 내부 11개소)를 배치하고, 각 위치에 따른 일사량을 측정하였다. 측정된 일사량을 이용하여 시간대별 적산 일사량과 시간대별 투과율을 계산하여 광 불균일 원인을 분석하였다. 일사량 분석은 시간대별 적산 일사량 평균값과 표준편차를 계산하였고, 광환경 불량조건은 시간대별 적산일사량 평균값에 표준편차를 뺀 값보다 낮은 위치를 광환경 불량으로 간주하였다. 광 투과율은 농업과학원에서 2015년 작성된 온실 환경설계기준(안)에서 제시한 투과율보다 낮으면 광환경이 좋지 않은 것으로 간주하여 분석하였다. 시간대별 적산 일사량 기준과 투과율에서의 광환경 분석기준을 교차분석을 통해 광환경이 기준 이하 위치를 찾고, 원인을 분석하였다. 적산 일사량 기준과 투과율 기준 불량위치 교차분석 결과 주로 해질녁 남서쪽 위치에서 겹쳐진 피복재의 영향을 받았으며, 유리온실은 외부의 먼지 등으로 인하여 광한경이 불량하였다. 이는 온실 구조물 및 보온커튼으로 인한 광환경 저하와 피복재의 사용기간에 따른 저하 등의 원인을 분석할 수 있을 것으로 생각된다.
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온실 보온자재의 사용기간에 따른 보온성능 평가방법 개발
박효제 ( Hyo Je Park ),강정균 ( Jeong Gyun Kang ),김동억 ( Dong Eok Kim ),홍순중 ( Soon Joong Hong ),강태환 ( Tae Hwan Kang ),강동현 ( Dong Hyeon Kang ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1
스마트 온실 난방비용을 절감하기 위해 개발된 다겹보온커튼을 이용하여 보온성을 높이기 위해 많은 연구가 진행되었다. 윤 등(2013)은 투광성 보온커튼을 이용한 난방에너지 절감 연구를 수행하였고, 유 등(2013)은 다겹보온커튼과 에어로겔 보온커튼의 총괄 열전달 계수 분석을 통해 성능을 개선하기 위한 연구를 수행하였다. 국내에서 유통되고 있는 다겹보온자재에 대한 보온성능 검증방법에 대한 연구가 진행되어 몇 개 기관에서 보온성에 대한 검증을 실시하고 있으나, 현재 수행 중인 방법은 미사용 다겹보온자재를 이용하여 보온성능을 검증하고 있어 태양광 등에 의해 발생할 수 있는 보온자재의 부식으로 인한 보온성 저하에 대한 검증은 수행되지 못하고 있다. 윤 등(2019)에 의하면 온실 보온 관련 연구는 다겹보온자재의 내부 재료 조합형태별 보온성과 그 개선 효과에만 집중되어 있으며 오래사용된 보온자재의 보온성 변화 및 교체 기간 등의 설정을 위해 접근한 연구는 미비한 실정이라고 하였다. 본 연구에서는 온실 보온자재를 40W 자외선 형광등을 이용하여 168시간(1주), 336시간(2주), 504시간(3주), 672시간(4주) 동안 자외선에 노출 시키는 촉진 내후성 시험과 1년에 5개월을 보온자재를 이용하여 보온한다는 가정하에 권취방식으로 150번 왕복 개폐를 1년으로 가정하여 6년(900번 왕복) 개폐 후 시험하였다. 보온성능 비교는 내후성 시험 후 보온율 측정, 내구성 촉진시험 후 보온율 측정, 내후성 시험을 수행하고 내구성 촉진시험을 한 후 보온율을 측정하는 방법으로 보온성능을 비교 분석하였다. 내구성 촉진시험만 수행한 결과에서는 보온율 변화가 거의 없었으며, 내후성 시험만 수행한 결과에서 0.85%의 보온율이 낮아졌다. 내후성 시험과 내구성 촉진시험을 동시에 하는 시험에서는 내후성 시험결과보다 약 1.1% 낮아지는 결과가 도출되었다. 시험장치에 대해 수정 보완한다면 보온자재 사용기간에 따른 보온성능 평가도 가능할 것으로 사료된다.
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박효제 ( Hyo Je Park ),백이 ( Yee Paek ),김동억 ( Dong Eok Kim ),홍순중 ( Soon Joong Hong ),강동현 ( Dong Hyeon Kang ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
현재 국산밀 생산량은 3만톤으로 자급률은 1.2%에 불과하여 식량안보와 국제 시장 변동에 취약하다. 이를 보완하기 위해서는 국산 밀 자급률 향상과 수입 밀 대비 가격과 품질 경쟁력 향상을 위해 국산밀 단위 면적당 생산량 증가시켜야 한다. 국산밀 수량 증진을 위한 밀 파종방법 확립과 생육단계별 토양수분의 체계적인 관리를 통한 수량구성 요소 변화 및 증수 요인 구명이 필요하다. 관행 밀 파종량의 경우 광산파의 경우 평균 18~23kg/10a이며 밀 고품질 안전성 생산 재배서에서 제시하는 파종량의 경우 광산파 16~20kg/10a, 세조파 10~13kg/10a 이다(RDA, 2021). 일본의 경우 세조파 7~8kg/10a 광산파 10~12kg/10a이었다. (Takahashi Yoshio at. al, 2017). 김한신 등이 2014년에 발표한 밀 파종기 관련 사전연구에 의하면 트랙터부 착용 기계 산파의 적정 파종량은 20 kg/10a, 동시작업기 세조파는 15kg/10a가 적절한 것으로 판단되나 안전한 밀수량을 확보하기 위해서는 파종량을 고려한 검토가 필요하다고 하였다. 따라서 본 연구에서는 휴립 세조파 파종의 파종기의 파종량을 제어하기 위해 밀의 종자의 특성인 길이, 장폭, 단폭, 천립중을 측정 후 측조 시비기의 시비량 제어 디스크 역설계에 적용하여 밀 파종량 제어 디스크를 설계 및 제작하고자 하였다. 밀 종자 파종량을 일본과 국내 표준 재배방법 사이인 8~10kg/10a를 목표로 하였을 때 천립중 평균으로 10cm 당 3~4립이 필요로 하였다. 따라서 밀 종자가 들어가는 공간인 배종구 1칸당 3 ~ 4립이 들어가 배출될 수 있도록 설계 제작하여 시험하였다. 시험결과 배종구의 크기가 가로 10 mm, 세로 7.5 mm, 깊이 5.5 mm 일 때 배종구에 3~4 립의 밀 종자가 삽입되었다가 배출되었다.
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이상윤 ( Sang-yoon Lee ),박효제 ( Hyo-je Park ),한철우 ( Cheol-woo Han ),이승윤 ( Seung-yun Lee ),권기영 ( Giyoung Kweon ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
최근 국내 소비자들의 안전한 음식과 환경문제에 대한 관심이 높아지면서 재배작물과 경작지 토양의 물리 · 화학적 특성 등에 맞추어 적정 시비 및 재배관리를 적용하는 정밀농업이 시도되고 있다. 정밀농업은 농약 및 비료 등의 양을 적절하게 사용하여 생산 비용을 절감할 수 있으며, 과다사용을 막아 환경오염을 줄일 수 있다. 현재 토양의 수분, EC, pH등과 같은 항목은 신속하고 간단하게 분석이 가능하지만 토양의 필수 원소인 N, P, K 성분을 분석하는 제품은 상용화 되지 않았거나 가격이 비싸 일반 농가에서는 사용이 어렵다. 특히, 토양의 인을 현장에서 분석하기 위한 연구가 많이 수행되고 있으나 실제로 현장에서 사용되는 경우 또한 없는 상황이다. 일반적으로 토양에 포함되어 있는 인을 측정하기 위해서 많은 실험실에서는 이화학적 분석법을 사용하고 있다. 하지만 이 분석법은 오랜 시간과 전문적인 인력이 필요하며 주변 환경변화에 민감하여 실시간으로 분석하기에는 어렵다고 한다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 실시간으로 토양의 인을 분석하기 위해 반자동 분석시스템을 제작하고 이를 검증하고자 하였다. 이전 연구에서 현장 토양을 이용한 신속측정법의 가능성(R<sup>2</sup>>0.7)을 확인하여 이 분석법을 바탕으로 반자동 분석시스템을 제작하였고 표준결과 값의 약 70% 이상의 수준을 목표로 하였다. 진주 지역의 현장 토양 20개 샘플과 반자동 침출 장치, 여과 장치, 발색 장치 그리고 통합 반자동 시스템을 이용하여 분석한 후 표준 분석 결과와 비교하였을 때 R<sup>2</sup> 값이 각각 0.985, 0.817, 0.893, 0.837로 약70% 이상의 수준을 달성하였다. 추후, 반자동 토양 인 신속측정시스템을 완전 자동화 시스템으로 개발하고 주행 장치를 부착시켜 현장에서 실시간으로 원하는 위치의 인을 측정 할 수 있을 것으로 판단된다.
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강정균 ( Jeong Gyun Kang ),박효제 ( Hyo Je Park ),김동억 ( Dong Eok Kim ),홍순중 ( Soon Joong Hong ),강태환,강동현 ( Dong Hyeon Kang ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1
본 연구는 스마트온실의 내부순환팬 성능 평가 방법을 개발하기 위하여 순환팬 작동에 따른 풍속 도달거리를 측정 및 분석하는 연구를 수행하였다. 공기순환팬의 풍속 도달거리를 측정하기 위해 풍속센서(HD103T.0)를 수직, 수평으로 설치하여 사용하였다. 풍속측정을 위해 프로파일로 센서 설치 및 고정할 수 있도록 제작하였고, 풍속센서의 수직방향 측정은 Yu. 등(2007)의 온풍 시험과 같이 지면에서부터 0.6m 간격으로 설치하여 총 5개를 설치하였다. 수평방향 측정은 수직으로 설치한 중앙센서를 기준으로 좌우 2개씩 1m 간격으로 설치하였다. 풍속센서의 데이터는 데이터로거(GP10)를 통해 측정 및 기록하였다. 시험에 사용한 순환팬은 직경 250mm(LD-SF250), 270mm(SN-14-2), 300mm(SW-SF300), 340mm(SN-14-1), 350mm(LD-SF350) 팬을 사용하였고, 전동리프트에 고정시켰으며, 리프트는 순환팬이 수직, 수평방향의 중앙센서의 정면에 위치하도록 상하좌우를 맞추었다. 시험방법은 순환팬이 안정화되도록 30분동안 작동시킨 후 시험을 시작하였다. 최초 측정은 중앙센서에서 1m 거리부터 측정하였으며 이후 1m 간격으로 리프트를 이동시키며 최대 17m까지 측정하였다. 측정방법은 데이터로거를 통해 각 위치마다 2분 동안 5초 간격으로 측정하여 평균값을 분석하였다. 시험결과, 순환팬 230mm, 250, 300, 340, 350, 팬의 최초풍속은 2.71m/s, 3.27, 4.35, 5.31, 5.50으로 조사되었다. Kim(1997)의 연구에 따르면 작물의 생육을 위한 적정 기류속도는 0.3 ~ 0.5m/s이라 하였으며 이를 기반으로 각 팬의 풍속 도달거리로는 230mm가 6 ~ 15m, 250mm가 9 ~ 16m 구간으로 나타났다. 직경 300 ~ 350mm 팬은 최대 측정거리까지 0.2m/s 이하로 떨어지지 않았으며, 각각 11m, 12, 14 부터 풍속 0.5m/s 미만으로 떨어졌다. 본 시험결과를 통해 순환팬의 풍속 도달거리 시험 및 순환팬 설치 기준에 대한 지표가 될 것으로 사료된다. 추후 시험에서는 17m 이상 거리에서 풍속을 측정하여 각 팬의 풍속 0.2m/s 미만 도달거리까지 측정이 필요할 것으로 판단된다.
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