• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.155-155
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• 2017

최근 애플망고 스마트 농가에 에너지 사용량이 증가됨에 따라 에너지 절감을 위한 대책들과 화석연료를 대체하는 다양한 신재생에너지 도입에 대한 요구들이 늘고있다. 본 연구에서는 애플망고 스마트 농가에 여러 에너지원들을 혼합하여 사용할 수 있도록 실증시험 모델을 구축하고 운영함으로써 그 효용성을 검토하고자 하였다. 우선 애플망고 특성을 고려한 비닐온실의 최대 냉난방부하량과 에너지모델을 분석하여 신재생 에너지원들의 혼합 및 기존 공조설비와의 연계를 계산하였다. 애플망고 시험 농지로는 재배에 적합한 제주도 서귀포를 선정하였으며, 기존의 경유 난방기를 사용하는 비교시험 하우스, 기존의 경유와 태양광, 지하 공기 히트펌프 난방기를 혼합하여 사용하는 실증시험 하우스, 경유와 지하공기 히트펌프 난방기를 사용하는 대조시험 하우스를 10~11월 두 달간 운영하여 그 결과들을 평가하였다. 온실 내외부에 온도, 습도, CO2를 측정할 수 있는 6점의 센서부들을 설치하였고, 적산 전력계와 유량계를 설치하여 데이터를 수집하였으며, 모든 시험 데이터는 모바일 원격으로 제어 및 모니터링이 가능하도록 구성하였다. 시험 결과, 각 하우스들에서 수확한 과실의 수량과 품질은 유사하게 평가되었지만, 실증시험 하우스의 난방비가 비교시험 하우스보다 절감되었다. 하지만 실증시험 하우스의 경우 높은 시설유지비로 인해 이를 고려한 사용료는 비교시험 하우스보다 더 비싸게 평가되었다. 본 연구를 통해 생산된 잉여전력을 매전할 때 이로 인한 이용비는 비교시험 하우스보다 더 경제적임을 확인할 수 있었다. 또한 기존의 경유와 지하공기 히트펌프 난방기를 혼합한 대조시험 하우스의 난방비용이 경제성에서 더 유리함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 애플망고 스마트 농가에 적합한 에너지-믹스 모델을 구축할 수 있었으며, 다양한 신재생에너지들의 효용성들을 검토할 수 있었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.133-133
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• 2017

최근 딸기 생산이 확대 되면서, 고품질 다수확이 가능한 딸기 우량묘에 대한 수요가 빠르게 늘고 있으며, 딸기 육묘에 관한 관심이 더욱 늘고 있다. 그러나, 육묘시 작물에 따른 포트 혹은 트레이 선정에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 또한, 마이크로버블의 세정 능력은 이미 산업현장에서 널리 알려져 있으나 이를 이용한 시스템 개발은 농업분야에서는 미비한 실정이다. 따라서, 딸기 육묘에 적합한 마이크로버블 시스템을 설계하여 실증 개발함으로써 딸기 육묘 농가의 자립능력을 제고하고, 딸기 육묘 생산시스템의 확대 하여 농가소득 증대에 기여하고자 한다. 실험방법은 생육에 적합한 육묘용 트레이를 선정하고, 마이크로 버블 시스템을 적용한 육묘와 기존 방법에 의한 육묘의 비교 실험하였다. 포트의 용량에 따른 뿌린 근부의 성장변화를 관찰하고, SEM 촬영을 통하여 딸기 뿌리근부의 조직의 치밀성을 확인하였다. 기존 저면관수의 경우 딸기탄저병 확산을 억제하지만, 반입에 의한 감염주의 발병을 억제하는 것은 아니다. 따라서 포트 및 트레이를 청결하게 관리할 필요가 있으며 이를 해결하기 위해 미세기포(micro-bubble)를 사용한 클리닝이 상당한 효과가 있는 것으로 확인하였다. 또한 조직의 치밀도을 측정하기 위해 딸기 육묘 조직을 SEM 촬영하여 분석하였으며, 미세기포를 이용한 딸기 육묘 방법이 기존의 딸기 육묘 방법에 비하여 조직이 치밀한 것으로 확인 되었다. 또한 배지량 및 육묘 트레이가 딸기 육묘의 성장에 영향을 미치며 제1액아가 １개밖에 발생하지 않는 포기가 많아지고 '눈 없는 포기'의 발생 현상들이 발생하고 있어 적정 육묘 트레이의 선택 및 배지량 조절하는 비교 실험을 통하여 해결하였다. 본 연구의 결과 개선된 육묘트레이를 사용함으로써 제1액아의 형성이 촉진되어 정과방 후의 제1액과 방의 수확량이 증대한다는 것에 의해서 １월 혹은 ２월부터의 수량이 증대되어 소득향상이 기대되며, 마이크로버블을 저면관수에 적용함으로써 트레이의 청결을 유지하여 병해를 예방하고 딸기모종의 조직을 치밀하게 함으로써 딸기의 우량육묘를 얻는데 기여 할 것으로 기대된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.121-121
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• 2017

오늘날 시장에 유통되는 버섯은 대부분 환경이 조절되는 시설 내부에서 재배된다. 버섯은 다른 식물과 달리 버섯의 종류, 품종 등에 따라 요구되는 환경이 매우 다르다. 특히 대부분의 버섯은 버섯이 생육되는 공간의 온도, 수분, 이산화탄소, 조도 등의 관리가 필수적이다. 버섯의 단위면적당 생산량을 극대화하기 위해서는 이들 버섯이 필요로 하는 환경을 버섯의 생육특성에 따라 적합하게 유지해 주어야만 한다. 현재 대부분의 버섯재배사에는 이들 환경을 컨트롤하는 장치가 설치되어 있고, 이들 시스템의 환경 설정은 농업인이 현장에서 버섯의 상태를 확인 한 후 그때그때 경험에 의해 채득한 정보를 기반으로 환경설정을 하고 있는 실정이다. 이렇다 보니 버섯을 재배하는 기간에는 농업인이 재배사 내부의 환경을 관리하기 위해서 항상 버섯재배사에 머물러야 하고, 재배사의 환경관리 때문에 원거리 또는 장기 출타가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 기존에 사람이 버섯재배 현장에서 컨트롤하던 환경관리를 원격에서 컴퓨터 또는 모바일로 구현할 수 있는 시스템을 개발하였다. 시스템에서 모니터링 및 제어하는 환경은 온도, 습도, 이산화탄소, 배기팬 및 입기팬의 가동 등 버섯재배 환경관리에 필요한 모든 요소를 모니터링 및 관리할 수 있도록 하였다. 이들 관리 요소는 인터넷이 연결된 컴퓨터에 접속하여 버섯재배사의 환경을 실시간으로 모니터링 하고 필요에 따라 제어를 할 수 있도록 하였다. 또한 컴퓨터에서 볼 수 있는 환경을 스마트폰을 통해서도 볼 수 있고 또한 제어할 수 있도록 하였다. 그리고 버섯배지를 입상 한 후부터 수확시기까지의 관리 환경을 데이터베이스로 만들어 농민이 버섯배지를 입상하고 데이터베이스와 연동한 제어가 되도록 설정하면 버섯재배사 내부의 환경은 데이터베이스의 정보를 읽어 들여 버섯의 생육단계에 따라 자동으로 내부환경이 제어되도록 하였다. 또한 농업인이 원격에서 버섯재배사 내부 버섯의 생육상황을 모니터링 할 수 있도록 재배사 상부에 CCD 카메라를 달아 실시간으로 버섯의 생육상활을 모니터링 할 수 있도록 구성하였다. 이와 같은 시스템을 사용하면 버섯재배 경험이 없는 농업인도 경험자와 같은 재배관리가 가능하고 원격에서 재배사 내부환경을 모니터링하고 제어 할 수 있기 때문에 농업인이 재배사에 매여 있지않아도 될 것으로 판단된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제7권2호
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• pp.36-44
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• 1983

Farm population was rapidly decreasing due to shift of the people from farm sector to the non-farm sector caused by the economic growth of the country. Especially, a great shortage of farm labor in busy farming period in June and October is becoming a serious problem in maintaining or promoting land productivity. The peak of labor requirement in summer is caused by rice transplanting and barley harvesting. In order to reduce the restrictions imposed on farm management by the concurrence of labor requirement and the lack of labor, the experimental study for mechanization of barley harvesting has been carried out in the fields. 1. The machines for barley harvesting were knap-sack type reapers, windrow reaper (power tiller attachment), binder and combine. The order of higher efficiency of machine for barley harvesting was combine, binder, windrow reaper (WR), knapsack type reaper 1(KSTR1), and knap sack type reaper 2(KSTR2; mist and duster attachment). 2. The ratio of grain loss for the manual, binder, and combine plot was about four percent of total field yield. 3. The total yield of barley in 35 days and 40 days harvesting after heading were 514 kg and 507kg per 10 ares respectively. The yield of 35 days-plot was higher than other experimental plots. 4. The lowest yield was recorded in 30 days-plot due to the large quantity of immatured grains and having lighter 1000-grain weight. The ratio of immatured grains was 2.66 percent and 1000-grain weight was 29.4 grams. 5. The total harvesting cost of the windrow reaper was 10,178 won per 10 ares. It was the lowest value compared to other machines. The next were combine, binder, KSTR1, KSTR2, and manual in sequence. As a result, the optimum time of barley harvesting for mechanization was 35-40 days after heading. Combine, binder, and windrow reaper were recommended as the suitable machines for barley harvesting in the work efficiency. However, in total harvesting cost, the windrow reaper was the most promising machine for barley harvesting.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.73-84
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• 2015

Electricity generation using fossil fuels has caused environmental pollution. To solve this problem, research on new renewable energy sources (solar, wind power, geothermal heat, etc.) to replace fossil fuels is ongoing. These devices are able to generate power consistently. However, they have many weaknesses, such as high installation costs and limits to possible setup environments. Therefore, an active study on piezoelectric harvesting technology that is able to surmount the limitations of existing energy technologies is underway. Piezoelectric harvesting technology uses the piezoelectric effect, which occurs in crystals that generate voltage when stress is applied. Therefore, it has advantages, such as a wider installation base and lower technological costs. In this study, a piezoelectric harvesting device imitating seaweed, which has a consistent motion caused by fluid, is used. Thus, it can regenerate electricity at sea or on a bridge pillar, which has a constant turbulent flow. The components of the device include circuitry, springs, an electric generator, and balancing and buoyancy elements. Additionally, multiphysics analysis coupled with fluid, structure, and piezoelectric elements is conducted using COMSOL Multiphysics to evaluate performance. Through this program, displacement and electric power were analyzed, and the actual performance was confirmed by the experiment.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.437-441
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• 2014

본 논문은 미세유체 시스템에서 농도차에 의한 역전기투석을 이용하여 에너지발전을 할 수 있는 장치를 제안한다. 역전기투석을 위한 이온교환막은 미세유체칩의 적정 위치에 자기조립화된 나노입자 사이의 공극으로 이루어지며, 이는 마이크로 용량의 나노입자가 분산된 용액 방울을 제어함으로써 쉽고 저렴한 방법으로 제작이 가능하다. 본 제안 시스템은 미세유체칩의 형상을 변형하거나 나노입자의 사이즈, 혹은 나노입자의 종류를 손쉽게 바꿔가며 최대 파워와 에너지 변환 효율을 향상 시킬 수 있다는 장점이 있다. 앞으로, 본 연구에서 제안하는 디바이스는 랩온어칩 시스템에서 다른 미세장치로 에너지를 공급하는 매개체로 이용 될 수 있을 뿐 아니라 더 다양한 재료를 이용함으로써 이온 교환현상 및 에너지 발전의 기초 연구에 활용될 수 있을 것이라 기대한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권2호
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• pp.114-119
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• 2009

Field test was conducted to investigate primary factors reducing rapeseed harvesting using a reciprocating cutter-bar of combine. The results showed that the correlation between crop moisture content and yield loss had a U-type, which indicated that the yield reduction increased at too high and too low crop moisture contents. The proper ranges of crop moisture contents were 27${\sim}$35%, 21${\sim}$56%, and 62${\sim}$73% in case of grain, pod and stem, respectively. Crop moisture content was negatively correlated with header loss, but positively correlated with threshing loss. In contrary, stem moisture content showed positive correlations with total loss, threshing loss and separation loss. Working speed was positively correlated with header loss. Total flow rate, pod flow rate and stem flow rate were highly correlated with threshing loss and separation loss. However, grain flow rate did not show any correlation with total loss. According to the principal component analysis, two principal components were derived as components with eigenvalues greater than 1.0. The contribution rates of the first and the second components were 52.7% and 38.9%, which accounted for 91.6% of total variance. As a contributive factor influencing total loss of rapeseed mechanical harvesting, a crop moisture content factor was greater than a crop flow rate factor. The stepwise multiple regression analysis for total loss was conducted using crop moisture content factor, crop flow rate factor and coefficient. However, the model did not show any correlation among independent and dependent factors ($R^2$=0.060).

• Weed & Turfgrass Science
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• 제5권4호
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• pp.225-229
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• 2016

본 시험은 벼 어린모 기계이앙 답에서 발생하는 일년생 잡초와 다년생잡초에 대한 방제효과를 알아보기 위하여 benzobicyclon을 기반으로 한 수면부상성 입제로 개발한 BAO UG와 BBF UG의 방제효과를 BIF SC와 비교하여 실험을 수행하였다. 시험약제인 BAO UG와 BBF UG의 잡초방제효과는 96% 이상으로 높게 나타났으며 벼에 대한 안전성이 높은 것으로 나타났다. 또한 후기생육 및 수확량에 있어서도 시험약제와 대조약제간에 차이가 없었으며 모두 벼에 대해 안전한 것으로 판단된다. 따라서 본 시험에서 사용한 수면부상성 입제의 경우 쉽게 처리할 수 있다는 장점이 있어 벼 생력재배를 위해 이용 가능 할 것으로 보인다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권5호
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• pp.9-15
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• 2022

Discarded bio-wastes, such as seeds and rinds, cause environmental problems. Multiple studies have recycled bio-wastes as eco-friendly energy sources to solve these problems. This study uses bio-waste to fabricate a mandarin peel powder based triboelectric nanogenerator (MPP-TENG). The MPP-TENG is based on the contact separation mode. It generates an open-circuit voltage and short-circuit current of 156V and 2µA, respectively. In addition, MPP-TENG shows stable operation over continuous 3000s without any deviation in output. Also, the device exhibits maximum power density of 5.3㎼/cm² when connected to a resistance of 100MΩ. In an energy storage capacity test for 1000s, the MPP-TENG stores an energy of 171.6µJ in a 4.7µF capacitor. The MPP-TENG can power 9 blue LEDs and 54 green lettering LEDs. These results confirm that the MPP-TENG can provide a new avenue for eco-friendly energy harvesting device fabrication.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권2_2호
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• pp.285-291
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• 2023

In this paper, in order to secure the safety and productivity of pine cone harvest, modeling and structural analysis of the hammering system for pine cone harvest drone that can easily access pine cone of Pinus koraiensis and collide with them to harvest them was performed. It calculate the equivalent stress for the structure of the hammering system and the yield strength of the applied material by applying the shear force of the stalk at which the pine cone is separated from the branch, and it is to verify the safety of the structure and propose an optimal design through appropriate factor of safety and design change. The shear force of the stalk at which the pine cone was separated from the branch was 468 N, and was applied to both ends of the hammering system. The yield strength of SS400 steel used in the hammering system is 245 ㎫, and the design change and structural analysis were performed so that the Von Mises stress could be less than 122.5 ㎫ by applying the factor of safety of 2.0 or more. As a result of the structural analysis of the frist modeling, the Von Mises stress was 220.3 ㎫, the factor of safety was 1.12, and the stress was concentrated in the screw fastening holes. As a result of the design change of the screw fastening holes, the Von Mises stress was 169.4 ㎫, the factor of safety was 1.45, and the stress was concentrated on the side part. As a result of the design change by changing screw fastening holes and adding ribs, the Von Mises stress was 121.6 ㎫, and the factor of safety was 2.02. The safety of the hammering system was secured with an optimal design with little change in mass. There was no deformation or damage as a result of experimenting on pine cone harvest by manufacturing the hammering system with an optimal design.