본 연구는 주간에 온실 내에서 환기로 인하여 배출되는 잉여 태양에너지를 축열할 적정 축열 시스템 설계의 기초자료를 제공할 목적으로 확보한 표준기상년(TMY; Typical Meteorological Year) 데이터를 이용하여 주요 온실 형태별로 잉여 태양에너지를 분석하였다. 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 07-자동화-1형 및 08-자동화-1형의 경우, 온실형태에 관계없이 매우 유사한 열수지 경향을 보였다. 즉, 잉여 태양에너지가 차지하는 비율은 온실 형태별로 각각 약 20.0~29.0% 및 20.0~29.0% 정도로 나타났다. 그리고 소요 난방에너지를 온실 형태별로 각각 약 54.0~225.0% 및 53.0~218.0% 정도 보충할 수 있을 것으로 나타났다. 07-단동-1형과 07-단동-3형의 경우도 온실형태에 관계없이 매우 유사한 열수지 경향을 보였다. 즉, 잉여태양에너지가 차지하는 비율은 온실 형태별로 각각 약 20.0~26.0% 및 21.0~27.0% 정도로 나타났다. 그리고 소요 난방에너지를 온실 형태별로 각각 약 57.0~211.0% 및 62.0~228.0% 정도 보충할 수 있는 량이다. 그리고 온실형태에 관계없이 대관령 및 수원지역을 제외하면 나머지 지역은 잉여 태양에너지만으로도 난방에너지를 충당할 수 있음을 알 수 있었다.

경상대학교 농장 벤로형 유리온실(280m2)에 적외선등 난방 시스템을 설치하였다. 분식물 호접난, 홍콩야자나무, 무늬고무나무, 장미에 대한 적외선등 난방 시스템의 가 열효과를 알아보고자 열화상 카메라를 이용하여 온도 변화를 측정하였다. 그리고 난방의 효과를 적외선등 난방 시스템 ‘On’과 ‘Off’로 달리하여 실험을 수행하였고 적외 선등 난방 시스템의 경제성을 분석하였다. 온실 내부 설 정온도가 18oC일 때 식물체의 엽온도는 22.8~27oC, 화분 에 담겨 있는 배지의 온도는 21.3~24.3oC이었다. 관엽식 물과 같이 키가 큰 작물은 상부의 온도가 홍콩야자나무와 무늬고무나무 각각 24.0oC와 26.9oC로 가장 높았고, 아래 로 내려오면서 점점 온도가 내려가는 경향을 보였다. 열 화상 카메라를 이용한 온도 변화 관찰을 통하여 적외선등 난방 시스템을 이용한 온실내 작물의 가열 효과는 충분함 을 알 수 있었다. 장미의 경우 적외선등 난방 시스템을 이용한 난방의 경우 밤과 새벽 사이 외부 기온이 많이 떨어지는 시점에도 설정온도(18oC)에 가깝게 유지되고 있었다. 특히 ‘On’ 상태에서 근권부 평균온도는 21.8oC 이었고, 엽의 평균온도는 17.8oC이었다. ‘Off’ 상태의 경우 근권부 평균온도가 20.4oC이었고, 엽의 평균온도는 15.5oC 로 뚜렷한 차이를 보였다. 난방부하량은 약 24,850~ 35,830 kcal·h−1 정도로서 이 때 난방비를 경유로 환산 하면 약 27,000~40,000원 정도였다. 소비전력량과 전력요 금은 각각 330~560 kWh 및 8,600~14,800원 정도였다. 즉 전체적으로 단순비교해 볼 때, 적외선등 난방 시스템을 사용할 경우 경유 온수보일러에 비해 난방비용이 약 35% 정도 밖에 소요되지 않는 것을 알 수 있다. 적외선등 난방 시스템을 이용한 난방의 경우 야간 시간대에 공기온도가 설정온도 보다는 다소 낮게 유지되고 있음을 알 수 있다. 즉, 유리온실의 경우 밀폐성이 좋지 않아서 공기온도를 설정한 온도수준으로 유지되지 못하는 것으로 판단되어 향후 유리온실에서 적외선등 난방 시스템을 이용하는 경우 설치간격, 센서 부착위치 및 공기대류 등에 대한 연구가 더 필요하다고 생각된다.

본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 우선 태양광발전시스템을 온실의 인접한 건물의 옥상에 설치하여 기상상태에 따른 발전량을 실험적으로 검토하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 동안 최고, 평균 및 최저온도는 각각 0.4~34.1, -6.1~22.2 및 -14.1~16.7℃ 정도의 범위에 있었다. 그리고 일사량의 경우, 최대, 평균 및 최저값은 각각 28.8MJ·m-2, 14.9MJ·m-2 및 0.6MJ·m-2 정도였고, 전력은 일사량에 비례해서 증가하지 않고 약 750W 전후에서 거의 일정한 것을 알 수 있었다. 일일 최대, 평균 및 최소 소비전력량은 각각 약 5.2kWh, 2.5kWh및 0kWh정도였다. 본 실험에 사용된 시스템의 평균 소비전력량을 기준으로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작은 경우는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났다. 온풍기의 용량이 큰 경우, 어레이 면적이 현재의 약 3배인 약 21m2 정도이면 평균 전력량으로 충분할 것으로 판단되었다. 물론 어레이의 온도가 높아지는 한 여름철에는 일사량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않은 것으로 나타났지만, 현재까지 실험결과로 보면, 두 인자간에 상관계수가 0.84 정도로 상관관계가 높은 것으로 나타났다.

본 연구는 국화 재배온실에서 사용되고 있으면서 수작업 시 많은 노동시간이 요구되는 국화 유인네트를 대상으로 작업의 소요시간을 대폭 절감시켜 재배 작기를 증가시킴은 물론 국화재배용 유인네트의 베드를 기존 및 신축 국화재배 온실에 보급할 목적으로 네트의 베드를 설계한 후, 베드 및 기존 온실의 구조적 안전성을 검토하였다. 총 15종류의 부재에 대한 단면의 특성과 역학적 성질을 검토하고 각각의 부재에 대한 응력비를 검토한 결과, 이들 파이프 중 ∅38.1×1.7t와 ∅38.1×2.0t의 경우, 응력비는 초과하지 않았지만 처짐의 제한 값인 10mm를 초과하였으므로 응력비와 처짐의 제한 값을 모두 만족하는 최적 파이프는 ∅48.1×1.5t인 것으로 나타났다. 유인네트의 베드를 중방에 설치할 경우, 베드 하중, 풍하중 및 설하중 때문에 중방은 트러스로 설계되어야 안전한 것으로 나타났다. 중방을 트러스로 시공할 경우에도 풍하중 및 설하중이 작용하면, 베드의 유무에 관계없이 거창지역의 국화재배 온실의 경우, 기둥과 방풍벽에 발생되는 응력은 허용응력을 초과하기 때문에 적절한 보강이 필요한 것으로 나타났다.

온실단지 내에서 발생되는 폐영농자재의 효율적인 관리방안을 제시하기 위한 목적으로 시설농업용 폐영농자재의 관리 실태를 조사하여 검토하였다. 조사 결과를 요약하면 다음과 같다. 현재 국내에서 발생되는 영농폐기물은 아직 생활쓰레기와 같이 취급되고 있었고, 일부 영농폐기물에 대한 자료는 별도로 관리되고 있었지만 공급량에 대한 정보가 전혀 없는 등 다소 신뢰도가 떨어지는 것을 알 수 있었다. 농촌지역에 보급되는 영농자재의 경우, 개인이 필요에 따라 수시로 구입하는 등 관리 및 조사가 용이하지는 않지만, 지역농협과 농업기술관리센터 등을 적극 활용하여 영농자재의 공급에서부터 수거, 재활용 및 처리단계까지 투명하게 관리할 수 있는 시스템의 도입이 절실히 필요한 것으로 나타났다. 그리고 영농자재도 재활용이 가능한 친환경 자재의 개발도 적극 도입하여야 할 것으로 판단되었다. 특히 공동 집하장의 경우, 재정지원으로 그칠 것이 아니라 재정지원은 물론 작목반, 마을 단위 또는 지자체별로 영농폐기물에 대한 인식을 지역 주민들을 대상으로 적극적으로 홍보 및 교육 등을 실시하여 지역주민이 그 지역의 환경지킴이 역할을 할 수 있도록 하여야 할 것으로 판단되었다.

본 연구는 1-2W형 온실의 구조를 개조하여 착색단 고추 재배온실로 이용하고 있는 온실의 구조의 안정성을 검토하였다. SAP-2000에 의한 구조해석 결과 1-2W기본형 온실의 기둥을 1.2m높였을 경우, 구조물이 견딜 수 있는 한계적설심은 변화는 거의 없으나 한계풍속은 약 26.0~41.0m/s정도로서 기본형에 비하여 약 3~18% 정도 감소하는 것으로 나타났다. 풍하중 작용시 변형도를 비롯하여 축방향력, 전단력, 휨모멘트 등의 최대단면력은 기본형이나 개조형에 관계없이 거의 유사한 경향으로 나타났으며, 최대단면력은 풍상측의 처마높이 부위에서 발생하는 것으로 나타났다. 설하중 작용시 변형도를 비롯하여 축방향력, 전단력, 휨모멘트 등의 최대단면력은 기본형이나 개조형에 관계없이 거의 유사한 경향으로 나타났으며, 축방향력을 제외한 최대단면력은 처마높이 부위에서 발생하였으며, 최대축방향력은 내측기둥에서 발생하였다. 한계적설심에 대한 내측기둥의 좌굴은 모두 안전한 것으로 나타났으며 세장비 또한 제한값 범위내에 들어 기본형 및 개조형 모두 만족하였다. 기초의 인발저항력과 지내력은 기본형과 개조형에 관계없이 모두 안전한 것으로 나타났다.