본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너 지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀 모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지 거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대 한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태 양 에너지의 40－75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생 장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열 부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분 석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

번식기 유부도 일대의 조수 경계부에서는 검은머리물떼 새 (Haematopus ostralegus osculans) 성체와 미성체가 한데 모여 복족류 (서해비단고둥, Umbonium thomasi)와 이매패류를 섭식하는 것이 관찰된다. 본 연구는 성체와 미성체 간의 섭식 능력에 차이가 있는지 알아보고자 해당 먹이원을 섭식하는 개체들의 행동을 영상으로 녹화한 후 성체와 미성체로 구분하여 단위 시간당 걸음수, 먹이원 탐색시도횟수 및 탐색방법 구성비율, 섭식성공횟수, 조작시간, 머리 들어 올리기횟수를 비교하였다. 서해비단고둥을 섭식할 때 먹이원 탐색방법의 구성 비율, 이매패류를 섭식할 때 먹이원 탐색시도횟수와 머리 들어올리기횟수에서 유의한 차이를 나타냈으나, 단위 시간당 걸음수, 탐색시도횟수, 섭식성공횟수는 차이가 없었다. 결과적으로 번식기 유부도 일대에 서식 하는 검은머리물떼새 미성체가 성체에 비해 비록 열세이고, 먹이원의 위치를 파악하는 능력이 부족하지만, 전반적인 섭식 능력은 성체와 유사한 수준임을 의미한다. 월동기간 동안 고도의 섭식 능력을 갖추어야 섭식이 가능한 이매패류를 지속적으로 섭식한 것에 기인한 것으로 판단된다

은둔형 습지 조류는 습지 생태계를 구성하는 중요한 고차소비자임에도 불구하고, 눈에 잘 띄지 않는 습성과 신뢰도 있는 조사 방법의 부재로 인하여 국내에서는 서식 현황 및 개체군 경향성이 잘 알려져 있지 않다. 이에 본 연구는 조류 조사 시 가장 일반적으로 활용하는 수동적인 성격의 정점조사법과 탐지 효과를 증가시키는 것으로 알려진 음성조사법을 병행하는 방식의 은둔형 습지 조류를 대상으로 한 국외 프로토콜 (Standardized North American Marsh Bird Monitoring Protocols; SNAMBMP)을 시범적으로 적용하였다. 그 결과, 흰눈썹뜸부기 (Rallus indicus)와 쇠뜸 부기사촌 (Porzana fusca), 뜸부기 (Gallicrex cinerea), 호사 도요 (Rostatula benghalensis) 4종이 탐지되었지만, 점유율이 매우 낮은 상태로 상당히 희귀한 개체군으로 판단된다. 다만, 흰눈썹뜸부기와 뜸부기의 경우 동종의 음성을 이용한 조사 방법이 다른 방법에 비해 효과적이라는 것을 확인 할 수 있었다. 국내에 서식하는 은둔형 습지 조류의 종 인 벤토리 확보 및 개체군 경향성 파악을 위해서는 생물다양성 확보를 목적으로 한 전국 단위의 생태계 조사 사업 지침에 SNAMBMP 방식의 조사 세부 지침을 추가 수록함과 더불어 조사 시 전 과정에 대한 녹음을 통해 음성 파일 확보를 제안한다.

During the breeding season, some Eurasian Oystercatchers (Haematopus ostralegus osculans) in Yubu Island foraged in the open mudflat area nearby the breeding ground, instead of the tide water line area, main feeding site throughout the year. We found significant differences in foraging behavior and prey species diversity between the two different feeding site types. Even though the birds took more steps for most probably searching preys, their feeding success was much lower in the open mudflat area than the tide water line area. The multiple peck and boring methods were more frequently adopted to catch polychaetes on the open mudflat area, whereas the single peck method was dominant and gastropods and bivalves were main preys in the tide water line area. This study suggests that the bird shows flexible foraging strategy of shifting feeding site, foraging behavior and preys for better reproductive success.

4차 산업혁명과 함께 국내외로 최첨단융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, ICT, 스마트팜 등이 농촌 에 보급되기 시작하였다. 그러나 국내 농촌인구수의 지속적인 감소, 고령화로 인하여 최신 기술들의 전파에 어려움이 많은 실정이다. 이에, 다양한 농민 교육 프로그 램이 필요한 가운데, 최근 가상현실 기술이 떠오르면서, 농민교육용 프로그램 개발에 활용을 고려해 볼 수 있다. 현재 가상현실 기술은 교육, 의료, 오락 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 교육효과의 증진, 경제적인 교육, 위험성 감소 등의 장점을 바탕으로 농업 분야에 접목이 가능할 것으로 판단하였다. 특히, 스마트팜의 경우 내부의 환경 조절을 위하여 다양한 기술이 집약되어 운영이 되기 때문에, 농민들이 이러한 공기역학적 환경 분포를 이해하는데 가상현실 기술이 매우 효과적일 수 있다. 이를 위해서는 유동, 온도, 가스 등의 분석 및 측정 결과를 바탕으로 가시화하는 기술이 필요하다. 현장에서 직접 환경 요소를 측정하는 것에 한계가 있기 때문에, 최근 연구가 활발하게 이루어지고 있는 전산유체역학을 통 한 농업시설 내의 환경 분포 및 에너지 부하를 분석결 과를 융합하면 용이할 것으로 사료된다. 또한 농민이 대상이기 때문에 사용자 편의성을 고려한 인터페이스 구축이 병행되어야 할 것이다.

본 연구는 4연동 벤로형 유리온실의 냉·난방 부하를 고려한 PV 시스템의 적정 패널 설치 면적을 도출하기 위하여 BES 기법을 이용하여 온실 및 PV 시스템의 에너지 모델을 설계하였으며 동적 에너지 시뮬레이션을 수행하였다. 대상 작물은 파프리카로 선정하였으며 작물의 적정생육온도를 고려하여 냉·난방장치 및 환기장치의 가동조건을 설정하였다. 2012년부터 2016년까지 총 5년 동안의 기간별 냉·난방부하 및 최대 냉·난방 부하를 환 기팬의 환기량 조건 별로 분석을 실시하였다. 온실의 냉 ·난방 부하 산정과 함께 PV 시스템의 설치 각도에 따른 전력 생산량을 분석하였으며 신재생에너지 공급의무비율을 적용하여 최적 PV 시스템 설계 방안을 도출하였다. 환기팬의 환기량 60AE·hr-1 조건에서 대상 온실의 기간 평균 냉방 부하로 인한 전력 소모량은 174,310kWh, 기간 평균 난방 부하로 인한 전력 소모량은 458,903kWh 로 총 633,213kWh의 전력 소모량이 산정되었다. PV 시스템은 설치 각도를 30o로 설정하는 조건에서 가장 높은 전력 생산량이 나타났으며 월별 최적 각도를 적용하는 조건에서는 고정형 PV 시스템보다 약 5.7% 많은 전력 을 생산하는 것으론 산정 되었다. 최종적으로 대상 온실에 적합한 PV 시스템 패널 면적을 도출한 결과, 고정형 PV 시스템은 521m2의 패널이 필요한 것으로 산정되었고, 가변형 PV 시스템의 경우 494m2의 패널이 필요한 것으로 산정되었다. 본 연구를 통하여 4연동 벤로형 유리온실의 냉·난방 부하를 고려한 PV 시스템의 필요 패널 설치 면적을 도출할 수 있었으며 PV 시스템의 온실 적용 가능성 및 경 제성 평가의 기초 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다. 한편, 본 연구에서는 작물 특성 데이터를 확보하지 못하여 작물의 에너지 교환을 고려하지 않았다. 보다 정확한 결과를 도출하기 위해서는 현장 실험 데이터에 기반을 둔 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

This paper was to evaluate social enterprises’ management efficiency with Data Envelope Analysis (DEA). The data was based on the 168 social enterprises’ of annual performance reports published in 2015. The research focused on to measure both financial efficiency and social impact of the companies simultaneously. To apply DEA, the paper classified the enterprises into seven types based on types of socal impacts which each company provides before the estimation of the efficiency. The research results showed that group D, which employes disadvantaged people, provides social services and shares resources was the most efficient group and had higest net worths in Pure Technical Efficiency. In contrast, Group B, which only employs social advantage people and provides social service, was the least efficient one. The research suggests a practical and efficient framework in measuring social enterprises’ management efficiency, including both the financial performance and social impacts simultaneously with their self-publishing reports. Because the Korea Social Enterprise Promotion Agency does not open business reports which social enterprises submit each year, there are basic limitations on researchers attempting to analyse with data from all social enterprises in Korea. Thus, this study dealt with only 10% of the social enterprises which self-published their performance report on the Korea Social Enterprise Promotion Agency’s web site. Regardless of these limitations, this study suggested substantial methods to estimate management efficiency with the self-published reports. Because self-publishing is increasing each year, it will be the main source of information for researchers in examining and evaluating social enterprises’ financial performance or social contribution. The research suggests a practical and efficient framework in measuring social enterprises’ management efficiency, including both the financial performance and social impacts simultaneously with their self-publishing reports. The research results suggest not only list of efficient enterprises but also methods of improvement for less efficient enterprises.

In this study, we used I-V spectroscopy, photoconductivity (PC) yield and internal photoemission (IPE) yield using IPE spectroscopy to characterize the Schottky barrier heights (SBH) at insulator-semiconductor interfaces of Pt/HfO2/p-type Si metal-insulator-semiconductor (MIS) capacitors. The leakage current characteristics of the MIS capacitor were analyzed according to the J-V and C-V curves. The leakage current behavior of the capacitors, which depends on the applied electric field, can be described using the Poole-Frenkel (P-F) emission, trap assisted tunneling (TAT), and direct tunneling (DT) models. The leakage current transport mechanism is controlled by the trap level energy depth of HfO2. In order to further study the SBH and the electronic tunneling mechanism, the internal photoemission (IPE) yield was measured and analyzed. We obtained the SBH values of the Pt/HfO2/p-type Si for use in Fowler plots in the square and cubic root IPE yield spectra curves. At the Pt/HfO2/p-type Si interface, the SBH difference, which depends on the electrical potential, is related to (1) the work function (WF) difference and between the Pt and p-type Si and (2) the sub-gap defect state features (density and energy) in the given dielectric.

본 연구에서는 BES 기법을 활용하여 온실을 대상으로 실시간 에너지교환 시뮬레이션 모델 개발 및 검증을 수행하고 냉·난방부하 산정 및 경향성을 분석하였다. 우선 BES 기법과 현장실험을 기반으로 온실의 실시간 에너지 교환 모델을 개발하였다. 광흡수율, 엽면적지수, 잎 특성 길이 등 대상작물인 애플망고의 특성 값들과 온실 내부 이산화탄소 농도, 광량, 온도 등 실시간 입력 자료를 고려하여 작물 및 토양의 에너지교환을 구현하였다. 모델의 검증은 온실 내부 기온으로 수행하였으며 실측 내부 기온과 연산된 내부 기온 간의 결정계수, 일치도로 평가 하였다. 내부 기온 비교는 결정계수 0.89, 일치도 0.93으로 높은 유사성을 확인하였으며 모델의 유의성을 판단하였다. 개발한 모델과 2005년부터 2014년까지의 기상자료, 대상작물의 생육단계별 적정생육온도를 이용하여 대상온실의 냉·난방부하 산정하였다. 연도별 냉·난방부하산정 및 경향성을 파악하였으며 최대 냉·난방부하 산정을 통하여 대상온실의 냉·난방장치 용량설계의 기초자료를 확보하였다. 최근 10년 치 기상자료를 통하여 평균 최대 난방부하 525,473 kJ·hr-1, 평균 최대냉방부하 630,870 kJ·hr-1가 산정되었으며 대상 온실에 지열, 온배수, 태양열 등 신재생에너지를 활용할 경우 유용하게 활용될 것으로 판단된다. 본 연구를 통하여 온실 내 각 구성요소 간의 실시간 에너지교환을 모의할 수 있었으며 추후 온배수 활용을 위한 저류조, 히트펌프, 축열조 등의 설비를 구현함에 따라 전반적인 냉·난방 시스템의 구현 가능성을 확인하였다. 또한 동적 해석방법을 통하여 재배작물, 생육단계 및 토양을 고려하였으며 온실 에너지교환 모델에 다양한 형태로 적용 가능할 것으로 판단된다.

정부는 정책적으로 ICT 기반 시설원예의 첨단화로 농작물의 생산성을 높이고 에너지 절감형 스마트 온실의 보급 확대를 계획하고자 한다. 그러나 농업 분야에 있어서 모니터링 및 제어의 다양성 및 연계성은 매우 부족한 실정이다. 이에 자동화된 시설원예를 활용하여 다양한 모니터링 및 제어를 위한 복합형 알고리즘을 활용한 농업생산 전주기적 과정의 지능적 시스템화를 위한 현장 중심형 사물인터넷 기반 스마트팜 융합 서비스 시스템의 개발이 필요하다. 따라서, 농업분야 ICT 현장적용 관련 국내·외 연구 동향을 소개하고 이로부터 시설원예 분야에 접목 가능한 ICT 기반 미래 핵심기술을 분석 및 제시하고자 하였다.

절연 특성이 기존의 SiO2 보다 우수한 500 두께의 SiN4층을 두 단결정 실리콘사이의 절연막질로 채택하고 직접접합시켜 직경 10cm의 Si(100) /500 -Si3N4/Si (100) 기판쌍을 제조하였다. p-type (100) 실리콘기판을 친수성, 소수성을 갖도록 습식방법으로 세척한 두 그룹의 시편들을 준비하였다. 기판전면에 LPCVD로 500 Å 두께의 Si3N4∥Si(100) 기판을 성장시키고 실리론 기판과 고청정상태에서 가접시킨 후, 선형열원의 이동속도를 0.1mm/s로 고정시키고 선형 입열량을 400~1125w 범위에서 변화시키면서 직접접합을 실시하였다. 접합된 기판은 적외선 카메라로 계면 접합면적을 확인하고 razor blade creek opening 측정법으로 세정 방법에 따른 각 기판쌍 그들의 접합강도를 확인하였다. 접합강도가 측정된 기판쌍은 high resolution transmission electron microscopy (HRTEM )을 사용하여 수직단면 미세구조를 조사하였다. 입열량의 증가에 따라 두 그를 모두 접합율은 큰 유의차 없이 765% 정도로, 소수성 처리가 된 기판쌍의 접합강도는 1577mJ/m2가지 선형적으로 증가하였으나, 친수성 처리가 된 기판쌍은 주어진 실험 범위에서 입열량의 증가에 따라 큰 변화 없이 2000mj/m2이상의 접합 강도를 보였다 친수성 처리가 된 기판쌍의 수직단면 미세구조를 고분해능 투과전자현미경으로 각인한 결과 모든 시편의 실리콘과 Si3N4사이에 25 Å 정도의 SiO2 자연산화막이 존재하여 중간충 역할을 함으로서 기판접합강도를 향상시키는 것으로 판단되었다.