자동화된 아쿠아포닉 시스템 설계와 온도 및 유량제어 평가 = Automated Aquaponic System Design and Evaluation of Temperature and Flow Control
저자
손대식 ( Daesik Son ) ; 박성민 ( Seongmin Park ) ; 양명균 ( Myongkyoon Yang ) ; 최금실 ( Jinshi Cui ) ; 정은성 ( Eun Seong Jeong ) ; 조성인 ( Seong In Cho )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
169-169(1쪽)
제공처
식물공장 및 수경재배 시스템과 양액제어를 통한 순환형 수경재배에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 더불어서, 수경재배 양액을 사용하지 않고 물고기와 식물을 결합한 아쿠아포닉 시스템에 대한 관심이 대두되고 있다. 아쿠아포닉 시스템은 물고기의 배설물(암모니아)을 질화박테리아를 이용하여 식물의 영양분이 되는 질산염 형태로 전환하여 식물을 생육함과 동시에 물고기의 생육환경에 치명적인 암모늄, 아질산염, 질산염을 제거하는 데에 그 목적이 있다. 아쿠아포닉 시스템은 물고기 및 박테리아가 존재하는 어항부와 식물이 생육되는 재배부로 구성된다. 어항부와 식물재배부의 물은 지속적으로 순환되어야 하며, 식물 재배부는 식물이 생육될 수 있는 온도, 습도, 광 조건이 유지되어야한다. 선행 연구에 따르면 아쿠아포닉 시스템의 효율성은 물이 순환되는 주기와 유속에 영향을 받은 바 있다. 따라서, 본 연구에서는 온도, 습도, 빛, 유량이 제어될 수 있는 환경에서 금붕어와 상추가 생육가능한 아쿠아포닉 시스템을 아두이노를 통해 구성하였다. 히트펌프를 이용하여 계절에 관계없이 냉방 및 난방이 가능하도록 설계하였으며, 온도제어 시 냉방과 난방이 번갈아 작동하며 생기는 과도한 전력 낭비를 방지하기 위하여 아두이노를 통한 온도제어 알고리즘을 구성하였다. 온도제어 알고리즘은, 원하는 온도제어 범위보다 넓은 온도 값을 기준치로 두어 히트펌프가 냉방 및 난방을 번갈아 작동하는 것을 방지하였다. 또한 유량과 습도를 제어하기 위한 펌프와 식물재배부에 광을 공급할 수 있는 LED를 아두이노를 통해 PWM 방식으로 개별제어가 가능하도록 시스템을 설계하였다. 식물재배부 내부공간의 온도제어 성능을 평가하기 위하여 내부공간에 4개의 온도센서를 위치시켜 영역별 온도를 획득하였으며, 유량제어 성능을 평가하기 위하여 정해진 시간에 대해 PWM값에 따른 유량을 기록하였다.
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