표제지
목차
국문 초록 8
Ⅰ. 서론 10
1. 연구 배경 10
2. 선행 연구 12
3. 연구 목적 및 범위 13
Ⅱ. 이론적 배경 14
1. 수직농장 의미와 필요성 14
2. 국내 농업 현황 및 실태 16
3. 국내외 기술 동향 및 수준 19
4. 국내외 시장 현황 21
5. 에너지 사용량 조사 22
Ⅲ. 연구방법 25
1. 에너지 절감형 수직농장 설계 25
1) 수직농장 설계 25
2) 수직농장 제어 시스템 설계 30
2. 구현 및 실험 43
1) 실험 환경 및 조건 선정 43
2) 실험군과 대조군의 환경 및 구성장치 44
3) 실험방법 44
3. 실험 결과 45
Ⅳ. 결론 및 기대효과 50
참고 문헌 51
표 1. 소프트웨어 정책연구소, 미래형 농업기술에 관한 동향 및 전망 21
표 2. 국내 시장 성장률 변화 22
표 3. 세계 시장 성장률 변화 22
표 4. 업종별 에너지소비 : 농림어업 23
표 5. 2016년 에너지원별 소비 비중 : 농림업 23
표 6. 용도별 에너지소비 23
표 7. 에너지원별 소비 : 총에너지 24
표 8. 인버터 냉난방기기 규격 27
표 9. LED 규격표 28
표 10. 환풍기 규격 29
표 11. 열 회수 환기장치 규격 29
표 12. IEC1000 구성 31
표 13. FA-DUINO-32TA 32
표 14. 이슬점 계산 프로그램 수식 33
표 15. 테이블 구성 목록 -1 35
표 16. 테이블 구성 목록 -2 36
표 17. 사용자 마스터 등록 테이블 36
표 18. 제어기 정보 관리 테이블 37
표 19. 센서 정보 관리 테이블 37
표 20. 장치 정보 관리 테이블 38
표 21. 제어기 조작 정보 관리 테이블 38
표 22. 접점 정보 관리 테이블 39
표 23. 환경(센서) 데이터를 저장 테이블 39
표 24. 환기팬 48
표 25. 열교환 환기장치 49
그림 1. 식물공장의 5대 핵심기술과 7가지 기대효과 14
그림 2. 삶의 질과 지구 보존을 위해 해결해야 할 상호 연관된 글로벌 이슈 16
그림 3. 국내 식량 및 곡물 자급률 추이 16
그림 4. 농촌인구 고령화 추이 16
그림 5. 작물 재배면적 17
그림 6. 부류별 농업생산액 17
그림 7. 농업 요소 생산성 18
그림 8. 기온 및 강수량 18
그림 9. 농가 소득 구조 19
그림 10. 농촌인구 및 농가인구 19
그림 11. 연령별 농가인구(2016) 19
그림 12. 수직농장 전체 구성도 25
그림 13. 프레임 제작 26
그림 14. 식물공장 외관 26
그림 15. 재배상 및 LED, 상추재배 26
그림 16. 베트+다이+LED 전체 도면 26
그림 17. CAD 도면 27
그림 18. 고성능 단열패널(HIP) 27
그림 19. 인버터 냉난방 기기 28
그림 20. 선정 LED 28
그림 21. 환풍기 29
그림 22. 열 회수 환기시스템 도면 개략도 29
그림 23. 열 회수 환기시스템 29
그림 24. 수직 농장 소프트웨어 모식도 30
그림 25. IEC1000 구성 31
그림 26. FA-DUINO-32TA 32
그림 27. 메인 화면 32
그림 28. 입출력 설정 화면 33
그림 29. 데이터 이력 관리 화면 34
그림 30. 환경 설정 화면 34
그림 31. ER-DIAGRAM 35
그림 32. 펌웨어 동작 시스템 프로세스 40
그림 33. 하드웨어 설계 모식도 40
그림 34. 하드웨어 세부 설계 -1 41
그림 35. 하드웨어 세부 설계 -2 41
그림 36. 환기팬 사용에 따른 내부 온도변화(10시~11시) 46
그림 37. 환기팬 사용에 따른 내부 온도변화(11시~12시) 46
그림 38. 열교환환기장치 사용에 따른 내부 온도 변화(10시~11시) 47
그림 39. 열교환환기장치 사용에 따른 내부 온도 변화(11시~12시) 47
그림 40. 누적 소비전력량 48