모바일 기반 온실에너지 계산프로그램을 제작하기 위해 먼저 주요 단일 피복재 10종 및 보온재 16종에 대한 열관류율 측정하였다. 또한 피복 및 보온재를 이중 및 삼중으로 다층 설치할 때 열관류율 추정을 위하여 이중 설치시 24조합, 삼중설치 시 59조합에 대한 열관류율을 핫박스를 이용하여 측정하였다. 단일 피복재에서는 PE필름(0.08mm) 대비 PO필름(0.15mm) 이 가장 열관류율이 가장 작고 열절감율이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일 보온재에서는 열관류율에서는 외피가 있는 5겹 의 다겹보온커튼이 가장 보온력이 좋은 것으로 나타났다. 또한 단일자재에 대한 열관류율 값과 열저항값을 이용한 피복 및 보온재의 다층설치시의 총 열관류율 값을 산정하였고 실측 값과의 오차를 보정하는 선형회귀식을 도출하였다. 단일재료의 열관류율값에 의한 피복 및 보온재의 다층설치시 열관류율 추정 모형을 개발한 결과 모형평가지수가 0.90(0.5 이상일 때 양호)으로 나타나 추정치가 실측치를 매우 잘 재현 하고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험온실을 통한 실증시험결과 예측된 열절감율이 실측치보다 상대오차 2%로 작게 나타나는 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과를 기반으로 모바일 기반의 온실 에너지계산 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 HTML5 표준 웹 기반 모바일 웹 애플리케이션으로 구현하였으며 N-Screen 지원을 통해 다양한 모바일 장치 및 PC 브라우 저에서 동작이 가능하게 제작되었다. 또한 온실 피복(12종) 및 보온재(16종)의 조합별 열관류율 및 난방부하계수를 제공 하여 농민이 모바일로 온실 위치, 형태 및 피복·보온재 등을 반영한 최대 주야간 냉난방부하 및 기간 난방부하를 산정할 수 있다. 대상 온실의 에너지 소비량에 대한 평가가 가능하며 온실의 지역 및 형태에 따라 피복 및 보온재의 최적 선택으로 에너지 절감형 온실 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

The purpose of this study is to analyze the distribution characteristics of mist spray particle size by devising a rotary mist spraying device to develop the evaporative salt water desalination system. The rotary mist spraying device was consisted of a BLDC sirocco fan, a spinning fan, a fan fixed shaft and a salt water supply device etc. In this study we analyzed the characteristics of spray particle size and distribution according to the variation of sirocco fan surface roughness(Ra, μm), revolutions(rpm) and salt water flow rate(mL/min). When sirocco fan surface roughness( Ra) was in the range of 0.27~7.65 μm, the spray particle size was 0.117~1.360 μm. And then more than 90% of spray particles were found to be less than 0.50 μm. When sirocco fan surface roughness(Ra) was in the range of 12.70~22.84 μm, the spray particle size was 2.51~184.79 μm and more than 98% of spray particles were found to be less than 13.59 μm. To analyze the effect of fan rotation speed on the size and distribution of spray particles, when surface roughness Ra was fixed 0.27 μm and fan rotation speed and salt water flow rate was respectively changed at 3,800~5,600 rpm and 2.77~8.28 mL/min, spray particle size was 0.341~0.541 μm. And when salt water flow rate was 9.74 mL/min and fan rotation speed was 3,800~5,200 rpm, spray particle size was in the range of 29.29~341.46 μm and in case of 5,600 rpm more than 98.23% of spray particles were in the range of 2.51~13.59 μm.

Experiments of local cooling and heating on crown and root zone of forcing cultivation of strawberry ‘Seolhyang’ using heat pump and root pruning before planting were conducted. During the daytime, the crown surface temperature of the crown local cooling treatment was maintained at 18 ~ 22oC. This is suitable for flower differentiation, while those of control and root zone local cooling treatment were above 30oC. Budding rate of first flower clusters and initial yields were in the order of crown local cooling, root zone local cooling and control in root pruning plantlet and non pruning plantlet, except for purchase plantlet. Those of root pruning plantlet were higher than those of non pruning plantlet. These trends were evident in the yield of the first flower cluster until February 14, 2018, and the effect of local cooling and root pruning decreased from March 9, 2018. The budding rates of the second flower cluster according to the local cooling and root pruning treatments were not noticeable compared to first flower cluster but showed the same tendency as that of first flower cluster. In the heating experiment, root zone local heating(root zone 20oC+inside greenhouse 5oC) and crown local heating(crown 20oC+inside greenhouse 5oC) saved 59% and 65% of heating fuel, respectively, compared to control(inside greenhouse 9oC). Considering the electric power consumption according to the heat pump operation, the heating costs were reduced by 55% and 61%, respectively.

본 연구에서는 풍환경에 따른 열손실을 분석하는데 있어 필요한 풍속 기초자료를 제공하기 위하여 주요 11개 해안지역 중 온실밀집지역을 선정하여 기상환경 및 온실 방위를 조사 분석하였다. 대상지역은 난방온실 재배면적과 풍환경 기준으로 선정하였고 온실밀집지역은 50,000m2 이상인 지역을 대상으로 하였다. 11곳의 기상자료 중 기온,풍속, 풍향을 대상으로 30년간 자료를 수집하여 분석하였고 기온은 최저, 평균, 최고 기온을 나누고 풍속 및 풍향 기준은 기상청 분석 기준을 적용하였다. 온실의 배치방향은 형태가 대칭인 점을 감안하여 0~180o 범위로 자료를 수집하였다. 또한, 각 지역마다 풍향이 있으며 온실길이방향을 기준으로 하였을 때 적용되는 풍향은 달라질 수 있으며 이를 상대풍향으로 지칭하고 중복되는 점을 고려하여 0~90o 범위로 자료를 수집하였다. 11개 지역의 기온은 중부지방에 있는 보령, 영광 지역과 남부지방에 있는 9개 지역의 기온차이가 구분되었다. 중부해안 대상지역은 1월 최저기온은 약 3~4oC 정도 온 도가 높은 것을 확인할 수 있었고 평균기온은 약 3oC 정도 높았으며 월별 기온 중 최저기온을 선정할 때에 1 월 기온을 고려해야 되는 것으로 판단된다. 대상지역의 주풍향에 대한 월별 차이는 크게 발생하지 않았으며 풍향 분포에 따라 지역별로 서해안측, 서해 및 남해 경계 해안측, 남해안측으로 구분되어졌다. 풍속은 영광을 제외 한 10개 지역은 월간 풍속 포차이가 크게 발생하지 않는 것으로 판단된다. 대상지역의 온실의 방향은 길이방향 기준으로 분석하였으며 보령과 영광, 남해 지역은 60%이상 집중되어 있는 방향이 존재하였고 해남, 통영 지역은 약 90% 집중되어있는 방향이 존재하였으며 이는 경지정리로 인하여 방향이 편향되어있는 지역이 존재하는 것으로 판단된다.

쓰레기 소각장이나 산업체의 폐열을 농업에 활용한 사례는 몇몇 있었다. 그러나 온배수를 농업에 활용한 사례는 전무하였으며, 치어, 종패 등을 양식하는 수산업이 대부분이었다. 본 연구에서는 화력발전소의 온배수(폐열)를 열원으로 이용하는 120 RT 규모의 냉난방시스템을 제주특별자치도 서귀포시 안덕면 소재의 5,280m2 아열대 작물(망고) 재배 온실에 설치, 10월에서 다음해 2월까지 약 5개월 동안 난방을 실시하여 난방에너지 비용 절감 효과 등 분석하였다. 난방에너지 비용 절감효과는 면세경유에 대하여 87%이였으며, 또한 발전소의 온배수를 에너지원으로 재활용함으로 서 62%의 이산화탄소 배출 저감 효과를 얻었다. 본 연구를 계기로 2015년에 해수가 수열에너지 분야로 재생에너지에 포함되었다. 해수의 표층의 열을 히트펌프를 사용하여 변환시켜 얻은 에너지라는 수열에너지 분야의 기준과 범위를 볼 때, 이는 온배수가 재생에너지에 포함되었다고 말해도 과언이 아닐 것으로 사료된다. 그 이유는 온배수도 해수임에도 불구하고 온도가 일반 해수 보다 7~8oC 높아, 일반 해수를 히트펌프의 열원으로 이용하는 것보다 온배수를 열원으로 이용했을 때 히트펌프의 성능이 높기 때문이다. 또한 같은 해 농식품부의 폐열 재이용 시설 지원 사업이 발표되어, 발전소 온배수뿐만 아니라 산업체와 소각장의 폐열을 농업에 활용하면 지원을 받을 수 있게 되었다. 이 사업에 의하여 2015년 당진시, 하동군, 제주시, 곡성군이 선정되었으며, 2016년 태안군, 서귀포시 등이 선정되어, 2016년 말 곡성군과 제주시가 공사를 완료, 농업에 폐열을 활용하고 있으며(제주시는 발전소, 곡성군은 산업체 폐열을 이용하고 있음), 기타 지역은 추진 중이다.

This study investigated the use of a hydroxyl-radicals-generated microbubble/catalyst (MB/Cat) system for removing organic pollutants, nitrogen, and phosphorous from liquid fertilizer produced by livestock wastewater treatment. Use of the MB/Cat system aims to improve the quality of liquid fertilizer by removing pollutants originally found in the wastewater. In addition, a reduction effect has been reported for antibiotics classified as representative non-biodegradable matter. Samples of liquid fertilizer produced by an aerobic biological reactor for swine wastewater treatment were first analyzed for initial concentrations of pollutants and antibiotics. When the MB/Cat system was applied to the liquid fertilizer, TCOD, TOC, BOD5, and NH3-N, and PO4-P removal efficiencies were found to be approximately 52%, 51%, 30%, 21%, and 66%, respectively. Additionally, Amoxicillin hydrate was removed by 10%, and Chlortetracycline HCl and Florfenicol were not present at detectable levels These findings confirm that the MB/Cat system can be used with livestock wastewater treatment to improve liquid fertilizer quality and to process wastewater that is safe for agricultural re-use.

Livestock wastewater has high potential as one of energy resources because this wastewater is including high organic matter. Therefore the studies attempting to bio-gasification and bio-electricity generation using livestock wastewater is being tried. The pre-treatment system used in this study was the purpose to control the ammonia nitrogen in conjunction with the system and the microbial fuel cell. Because ammonia nitrogen is to inhibit the electricity generation efficiency of microbial fuel cell. These studies were to ascertain the effect of oxidants on the nitrogen removal in the pre-treatment system using catalyst and microbubbles to treat the ammonia nitrogen. The three kinds of oxidant such as air, oxygen (O2), and hydrogen peroxide (H2O2) were used to know the ammonia and nitrate nitrogen removal. This system was operated with four kinds of conditions. First method is O2 gas with 100 mL/min with 1ml of 30% H2O2 was supplied to the wastewater. A second method, the O2, with 400 and 1,000 mL/min was supplied through the flow meter before livestock wastewater was flow in the reactor. The last method, air was supplied 800 mL/min. The nitrate removal had no significant difference all conditions except the air supply. On the other hand, the ammonia and nitrate nitrogen removal when oxygen was supplied with 1000 mL O2/min was higher than that of the other conditions. The removal rate when air was supplied 800 mL/min was similar to the value in the supplied with 400 ml O2/min. This result showed that oxidant was important factor to improve the ammonia nitrogen removal rate.

This study was attempted to evaluate the change of microbial community in inoculums, lag, and stationary phase using the community level physiological profiles (CLPP) base on C-substrate utilization. It was to ascertain the characterizing microbial community over time in the enrichment step of microbial fuel cells. Microbial fuel cell is a device that converts chemical energy to electricity with aid of the catalytic reaction of microorganisms using C-substrate included wastewater. Microbial fuel cells enriched by a mixture of anaerobic digestive sludge of the sewage treatment plant and livestock wastewater were used. The current after enrichment was generated about 0.84 ± 0.06 mA. Microbial community in inoculums, lag and stationary phase used amine group, phosphorylated chemical group, and carboxylic acid group (some exclusion). However, phenolic compound did not use by microorganisms in lag and stationary phase. It means that there are not the microorganisms capable of decompose the phenol in microbial fuel cell enriched by livestock wastewater. In case of substrates of amino acid and carbohydrates group, these C-substrates were only used by microorganisms in the stationary phase. It may be that electrochemically active microorganisms (EAM) which we want to know should utilize the better these C-substrates than that of lag phase. This study showed that the electrochemically active bacteria that can be distinguished by electron changes of C-substrate utilization over time could be separated.