R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201111CRTI-C059603-01 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술지역특성화사업 | |||||
| 연구과제명 | 충청권 자족형 도시농업용 스마트그린하우스 시스템 개발(충청권) | |||||
| 총 연구기간 | 2011-10-01 ~ 2013-02-28 | |||||
| 연구책임자 | 이은모 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
9명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 250,000,000 원 기업 : 84,000,000 원 계 : 334,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 250,000,000 원 기업 : 84,000,000 원 계 : 334,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 충청남도농업기술원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
○ 충청권은 약 36만 ha의 농지를 보유하고 있으며 도시화의 도농 통합의 개념에 따라 탄소 및 에너지 저감을 위한 도시농업시설 개발 시 이러한 신기술의 확산과 보급에 매우 유리한 위치를 점하고 있음. ○ 일본과 유럽등지에서 이미 증명되었듯이, 도시농업은 도시의 생태계 순환구조의 회복과 지역공동체형성, 탄소 및 에너지 저감, 병충해 방지, 농업부가가치 제고, 농업부산물 재활용 등의 많은 장점을 가지며 다양한 연구와 실제 시스템 구축이 이루어지고 있으나 아직 본격적인 상용화 확산 모델의 출현이 이루어지지 않고 있음. ○ 한편, 기존의 온실이나 비닐하우스는 에너지 효율이 낮고 강풍이나 폭설에 취약하며, 기후변화 따라 생산성 영향이 크고, 바이오매스 등 부산물의 자원화가 미비하며, 인공광을 이용한 식물공장은 광원설치 등의 초기투자비와 전력 및 양액 등을 포함한 운영비가 높고 생산단가가 높아 지속가능성과 경제성을 극대화한 도시농업용 시설의 프로토타입 개발과 상용화가 필요함. ○ 향후 국내 에너지 위기와 기후변화에 대한 적극적 대처 방안의 일환으로 미래 식량자원 확보 차원에서 중요 - 기후변화에 영향을 받지 않는 계획생산, 에너지 고효율형 농업생산으로 향후 잠재적 실량자족 수요에 대처할 수 있는 새로운 농업시설 개발 차원에서 필요함. - 정부의 저탄소 녹색산업 정책과 함께 농작물의 안정적 수급에 대한 적극적 방안으로 도시 내 혹은 근교에 세울 수 있는 식물공장에 대한 준비와 투자가 필요함 - 일본, 미국 등 선진국에서 미래농업의 하나로 식물공장에 대한 투자가 증가하므로 국내 관련 산업 및 기술에 대한 발전 방안의 연구가 필요함 ○ 첨단기술의 융합분야인 식물공장의 전?후방 관련 산업 효과 기대 - 식물공장은 현재 경제성에 부합되지 않으나, 향후 전후방산업 성장 및 농업고도화 등 비시장적 편익을 고려할 경우 정부의 장기적 지원이 요구되며, 본 연구는 식물공장의 아킬레스건인 높은 초기투자비와 운영비를 획기적으로 줄여서 이러한 신기술의 대중화를 앞당길 새로운 유형의 첨단복합생육시설의 엔지니어링 설계안을 도출하려는 것임, - 선진국들은 식물공장 분야를 미래의 신 시장 선점을 위한 장기적인 공공 투자의 의미로 접근 중임 - 충남 도내 LED, 제어 등 전자부품 및 바이오산업의 전후방 산업 동반 발전 가능성이 높음 [최종목표] 충청권역의 기후조건이나 설치 장소에 구애받지 않고 에너지소비와 탄소배출량을 극소화하는 방식으로 다양한 품종의 작물을 낮은 생산단가로 재배할 수 있는 첨단 정보기술로 제어되는 도농복합지역형 작물인공재배시설로서의 스마트그린하우스 프로토타입 개발. 본 연구를 통해 개발하려는 SEED시스템은 에너지 소비 및 탄소배출 저감효과가 뛰어나며 기후변화의 영향을 적게 받아 생산성이 우수한 도시 내 농산물 자급자족형 시스템으로 지원성, 융통성, 경제성 및 내구성을 고려한 충청권 도농복합지역 적응형 차세대 스마트 온실타입 작물재배 시스템 프로토타입으로 개발됨. [연구내용 및 범위] 본 연구 목적 달성을 위한 SEED 시스템의 세부연구내용은 Structure & Envelope, Light Adjustment, Cultivation, Energy Supply 모듈 등 4가지로 구성됨. Structure & Envelope Module(구조 및 외피모듈) 도시 특성에 적합한 스마트그린하우스 모델 제시(수직형, 폐쇄형 등). 지진,폭우,폭설,태풍 등에 견딜 수 있으며 경제적이고 조립및 해체가 용이하며 다양한 부지에 설치 가능한 모듈형 SEED 구조시스템 연구. 스마트그린하우스 외피 최적화 시스템 도출. 외부의 기후변화에 대응 가능하고 단열 및 자연채광조절성능이 우수하며 환기와 폐열회수가 가능한 생체모방형 SEED 외피 시스템 연구. Light Adjustment Module(광배분모듈) 인공광 및 자연광 활용의 극대화를 위한 시스템 도출. 다층형 재배선반들에 자연광을 골고루 분배하는 시스템과 필요한 경우 인공광을 가장 경제적으로 공급하는 하이브리드형 SEED 광원 시스템 연구. Cultivation Module(생육모듈) 작물별 생산 및 운영 조건의 최적화 모델 제시. 파종부터 출하까지 작물별 생육조건과 생장방식에 따라 필요한 조건을 효율적으로 맞춰주는 SEED 작물생육시스템 연구. 개발된 작물생육 기법을 적용한 작물재배 시험. 여러 품종 식물공장 연중생산 시스템. Energy & Resources Supply Module(에너지공급모듈) 냉난방 에너지 저감형 시스템 개발. 태양열, 태양광, 지열, 풍력, 바이오 에너지 등 신재생 에너지 등을 적극 활용한 SEED 에너지 시스템 연구. ○ 기존 대비 농업생산력 10배 향상된 도시형 스마트그린하우스 구조, 외피, 환경, 광분배, 생육자동화 및 원료순환, 첨단제어 및 이들의 통합설계안 도출 ○ 경제성을 확보할 수 있는 농작물 생산 및 운영 최적화 모델 도출 ○ 개발 시스템의 성능 검증 및 보완을 위한 엔지니어링 및 실사이트 TB 구축 ○ 개발된 핵심 기술 및 시설의 충청권 내 실용화 방안 제시 |
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| 색인어 | 한글 | 도시농업 | 탄소저감형 작물재배 | 지속가능시설 | 생산단가저감 | 자족형 시설 |
| 영문 | City farm | Carbon-free cultivation | Sustainable facility | Production cost down | Self-contined facility | |
| 최종보고서 | 충청권자족형도시농업스마트그린하우스시스템개발_20130228.pdf | |||||