KR101417963B1 - 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템 - Google Patents

태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101417963B1
KR101417963B1 KR1020120093708A KR20120093708A KR101417963B1 KR 101417963 B1 KR101417963 B1 KR 101417963B1 KR 1020120093708 A KR1020120093708 A KR 1020120093708A KR 20120093708 A KR20120093708 A KR 20120093708A KR 101417963 B1 KR101417963 B1 KR 101417963B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
temperature
culture
solar
container
Prior art date
Application number
KR1020120093708A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140027744A (ko
Inventor
공민근
민경진
오혜진
정유나
Original Assignee
주식회사이피에스솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사이피에스솔루션 filed Critical 주식회사이피에스솔루션
Priority to KR1020120093708A priority Critical patent/KR101417963B1/ko
Publication of KR20140027744A publication Critical patent/KR20140027744A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101417963B1 publication Critical patent/KR101417963B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/06—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of illumination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

본 발명은 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광을 집광하는 집광기와 함께 적외선 열을 흡수할 수 있는 태양열 집열기를 구비하여, 태양광을 이용한 광공급 및 태양열을 이용한 배양조 내부의 온도조절을 수행함에 따라 동절기에도 지속적으로 미세조류의 대량 생산이 가능함과 동시에 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 태양열을 집열하는 태양열 집열기, 미세조류 및 배양액이 유입되는 유입구 및 생육된 미세조류를 배출하는 배출구가 구비되어 미세조류를 배양하는 배양조 및 상기 태양열 집열기를 통해 집열된 태양열을 이용하여 상기 배양조의 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치를 포함하여 구성되는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템을 제공한다.

Description

태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템{Micro algae culturing system of controlling temperature using solar heat}
본 발명은 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광을 집광하는 집광기와 함께 적외선 열을 흡수할 수 있는 태양열 집열기를 구비하여, 태양광을 이용한 광공급 및 태양열을 이용한 배양조 내부의 온도조절을 수행함에 따라 동절기에도 지속적으로 미세조류의 대량 생산이 가능함과 동시에 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템에 관한 것이다.
우리나라의 하수고도처리기술은 미생물을 이용한 활성슬러지법 위주로 진행되었으며, 미세조류를 이용한 하수고도처리에 관한 국내연구는 전무한 상태이다. 기존 하수고도처리 시스템에서는 질산화/탈질 과정을 통해 질소를 제거하지만, 미세조류의 경우
Figure 112012068796126-pat00001
등의 다양한 형태의 질소를 질소원으로 활용하므로 질산화/탈질 과정 없이 질소의 제거가 가능하다.
또한, 기존 하수고도처리 시스템에서는 질소와 인의 제거효율을 높이기 위해 미생물 성장에 필요한 유기탄소를 외부에서 공급해줌으로써 운영비 상승 등의 문제점이 있지만, 미세조류는 무기탄소를 탄소원으로 사용하므로 외부에서 유기탄소원의 공급이 없어도 질소와 인의 처리가 가능하다.
그러나, 미세조류를 이용하여 하수고도처리를 실시할 경우, 빛을 공급하는 설비가 반드시 필요한 실정이다. 특히, 우리나라의 경우, 태양광이 일정하지 않고 일조시간이 연간 약 2,000시간 내외(기상청, 2009)에 불과하여 태양광만으로 미세조류를 성장시키는데에는 한계가 있다, 또한, 온도 및 강우량의 일편차 및 연편차가 큰 지역에서는 미세조류의 고농도 배양을 위해서는 밀폐형 배양장치인 광생물반응기에 의해서 수행되어야만 경쟁력을 가질 수 있다.
더불어, 일반적으로 미세조류의 적정 온도는 25~35℃로 알려져 있으나, 미세조류 종에 따라 최적 성장온도는 다른 것으로 알려져 있다. 국내의 경우, 하절기를 제외한 다른 계절에서는 수온이 25℃ 이하로 유지됨에 따라 미세조류의 성장률이 저하되게 된다. 따라서 지속적으로 열에너지를 공급해야하나, 이로 인하여 유지관리비용이 증가되어 미세조류의 생산비용을 크게 증가시키게 되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 태양광을 집광하는 집광기와 함께 적외선 열을 흡수할 수 있는 태양열 집열기를 구비하여, 태양광을 이용한 광공급 및 태양열을 이용한 배양조 내부의 온도조절을 수행함에 따라 동절기에도 지속적으로 미세조류의 대량 생산이 가능함과 동시에 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은, 태양열을 집열하는 태양열 집열기, 미세조류 및 배양액이 유입되는 유입구 및 생육된 미세조류를 배출하는 배출구가 구비되어 미세조류를 배양하는 배양조 및 상기 태양열 집열기를 통해 집열된 태양열을 이용하여 상기 배양조의 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치를 포함하여 구성되는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 미세조류 배양 시스템은 지하나 비닐하우스 내부에 배양조를 설치하여 빗물방지, 외부 미세균에 의한 오염방지 및 외부온도에 의한 영향을 줄이고, 소요부지면적을 감소시킬 수 있다. 또한, 태양열 및 인공열에 의해 배양조 내부의 온도를 조절함에 따라 계절 및 시간에 관계없이 안정적으로 미세조류의 대량 생산이 가능하다.
더불어, 본 발명은 하·폐수 처리장이나 축산폐수 처리장의 방류수에 이산화탄소를 용해시킨 배양액을 사용하여, 연중 지속적으로 대량의 원수를 공급할 수 있어 고가의 배지를 대체할 수 있으며, 태양광을 통한 광공급을 수행함에 따라 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있어 미세조류 생산에 따른 제조원가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세조류 배양 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 집광기의 외부 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양열 집열기의 외부 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배양조의 내부 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 온도조절장치의 내부 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세조류 배양 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세조류 배양 시스템은 태양광을 집광하는 태양광 집광기(100)와, 태양열을 집열하는 태양열 집열기(200), 미세조류 및 배양액이 유입되는 유입구 및 생육된 미세조류를 배출하는 배출구가 구비되며, 배양조 일측면상 내부에 다수개의 확산렌즈가 구비된 배양조(300), 상기 태양열 집열기(200)를 통해 집열된 태양열을 이용하여 상기 배양조(300)의 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치(400), 상기 태양광 집광기(100)로부터 집광된 태양광을 받아들여 별도의 장치를 통해 전기에너지로 변환하여 이를 저장하는 축전지(500), 상기 태양열 집열기(200)로부터 집열된 태양열을 받아들여 이를 축적하는 축열탱크(600)를 포함하여 구성된다.
낮에 태양이 있을 경우, 배양조(300)는 배양조의 일측상면 내부에 구비된 다수개의 확산렌즈를 통해 태양광을 수용하여, 배양조의 내부에 빛 에너지를 전달하며, 날씨가 흐리거나 우기 철 또는 빛이 없는 밤에는, 태양광 집광기(100)에 의해 얻어진 전기에너지를 배양조 내부의 발광부로 공급함으로써, 항상 일정한 밝기의 빛에너지를 배양조 내부의 미세조류에 제공할 수 있다.
또한, 낮에 태양이 있을 경우, 태양열 집열기(200)를 통해 집열된 열원으로 축열탱크(600)의 저장수를 가열하여, 가열된 저장수가 온도조절장치(400) 내부를 순환함으로써 배양조(300) 내부의 온도를 일정온도로 상승시킬 수 있으며, 이로 인해 배양조 내부의 온도가 기 설정된 온도가 되면, 상기 가열된 저장수의 온도조절장치(400) 내부의 순환을 차단시켜, 상기 태양열 집열기(200)를 통해 전달받은 태양열을 상기 축열탱크(600)에 축적시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 날씨가 흐리거나 우기 철 또는 빛이 없는 밤에는 축열탱크(600)에 저장된 저장수를 통해 온도조절장치(400)의 내부를 데움에 따라, 배양조(300) 내부의 온도를 항상 일정한 온도로 유지할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 집광기의 외부 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 집광기(100)는 반사거울(110), 2차 반사거울(120), 태양광 수집기(130)를 포함하여 구성되며, 다수개의 광섬유로 이루어진 광섬유부(150)를 통해 수집된 태양광을 별도의 장치를 통해 전기에너지로 변환시켜 축전기(500)로 전달한다. 또한, 본 발명에 따른 태양광 집광기(100)는 별도의 팬-틸트(140)와 GPS 감지기(160) 및 컨트롤러(미도시)를 구비하여 태양의 위치를 추적하며 태양광을 집광할 수도 있다.
반사거울(110)은 원형의 대형거울로 이루어져 있으며, 중심부에는 태양광 수집기(130)가 위치하여 반사거울(110)의 외둘레에서 중심부로 갈수록 기울어져 반사하는 태양광을 태양광 수집기(130)가 모으도록 구성되며, 2차 반사거울(120)은 상기 태양광 수집기(130)의 중심부 상면에 일정 거리를 두고 위치하여, 상기 반사거울(110)에 의해 반사된 태양광을 아래방향에 위치한 태양광 수집기(130)로 반사시킨다.
이러한 태양광 집광기(100)는, 주변의 조형물로 인해 발생되는 그늘로 인하여 음영지역이 없는 곳에 고정 설치되며, 눈이나 비를 대비하여 태양광 집광기(100)를 보호할 수 있도록 투명 돔 내부에 구비될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양열 집열기의 외부 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 태양열 집열기는, 태양열을 반사하는 반사부(210)와, 태양열과 열교환 하는 집열부(220)와, 이 집열부(220)의 열매체가 순환 유동하는 집열관(230)을 포함하여 구성된다.
반사부(210)는 고 반사율을 가지는 일체형의 포물면 형 반사경으로 구성된다. 이러한 반사부(210)는 고 반사율을 가지도록 하기 위하여 알루미늄 원자재를 절단, 성형, 세척, 프라이머 코팅, 건조, 은코팅, 유리코팅, 초발수 코팅 공정을 거쳐 제작된다. 상기 성형 공정은 스피닝 공법을 적용하였다. 상술한 제조 공정에 의해 제작된 상기 반사부(210)는 집광비: 1/1,200~1/1600, 집열 온도: 100℃~1,000℃, 직경 1.4~ 1.8m로 제작되는 경우 반사율 98%로 나타났다. 즉 알루미늄 원판에 상술한 처리공정에 의한 코팅처리에 의해 반사율일 획기적으로 높일 수 있었다.
집열부(220)는 단열커버와 이 단열커버의 내측에 안착되는 코일형배관을 포함하여 구성된다. 상기 단열커버는 단열재질로서 원통형으로 제작된다. 상기 단열커버는 상부가 차폐되고, 하부는 개방되며, 내부는 열매체를 순환시키는 코일형 배관이 수용되는 수용부를 가진다. 상기 코일형 배관은 내부에 열매체가 순환되는 관으로서, 단열커버 저면 개방부를 통해 유입된 후 수용부의 내측으로 삽입되어 코일 형상으로 감겨지는 유로를 형성한다. 이때, 코일형 배관은 원통형의 코일 형상으로 감겨질 수 있다.
집열관(230)은 코일형 배관으로부터 연장되어 반사부(210)를 관통하는 열매체 순환 유로를 형성한다. 즉, 집열관(230)은 코일형 배관으로 열매체가 유입하는 유입관과, 코일형 배관을 유동한 열매체가 배출되는 배출관으로 이루어진다. 이러한, 유입관 및 배출관은 축열탱크(600)와 연결되어 유입관으로 저장수가 유입되고, 배출관을 통해 태양열에 의해 가열된 온수를 공급함으로써, 축열탱크(600)에 열을 축적시킨다.
이러한, 축열탱크(600)는 상하로 높이를 갖는 몸체 내부에 저장수가 채워지고, 외주면에는 내부와 연통되도록 다수개의 라인 연결관이 형성되며, 상기 집열관과 연결되어 집열된 열원으로 하여금 저장수를 가열하도록 배관이 형성된다. 또한, 축열탱크(600)는 태양열만으로 제공되는 열원공급이 부족할 경우를 대비하여 별도의 열원공급장치와 연결될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도시된 배양조의 내부 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배양조는 용기형태의 배양용기(310)와, 상기 배양용기 일측에 구비되어 미세조류 및 배양액이 투입되는 투입구(320), 상기 투입구(320)의 타측에 구비되어 생육된 미세조류가 배출되는 배출구(330), 상기 배양용기(310)의 일 측면상에 일정 간격을 가지며 구비된 다수개의 확산렌즈(340) 및 상기 배양용기(310)의 내부에 구비되되, 상기 확산렌즈(340) 사이 사이에 위치하며, 상기 배양용기(310) 내부에 빛 에너지를 공급하는 다수개의 발광부(350)를 포함하여 구성된다. 또한, 배양용기 내부에는 온도조절장치와 연결되어 배양조 내부의 온도를 센싱하여 전달하는 온도센싱부(미도시)가 포함된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배양조는 지하 또는 비닐하우스 내부에 설치되어, 빗물방지, 외부 미세균에 의한 오염방지 및 외부온도에 의한 영향을 줄이고, 소요부지면적을 감소시킬 수도 있다.
먼저, 배양용기(310)의 일측에는 미세조류 및 이산화탄소가 용해된 배양액이 유입되는 투입구(320)가 구비되며, 투입구의 타측에는 생육된 미세조류가 배출되는 배출구(330)가 구비된다. 이러한 투입구(320) 및 배출구(330)와 연결된 경로는 개폐장치(322, 332)에 의해 개폐가 조절되며, 상기 개폐장치(322, 332)는 마개, 벨브 또는 전동수문으로 구성될 수 있다.
본 발명의 배양용기(310)에 유입되는 배양액은 이산화탄소가 용해된 배양액으로 특히, 하·폐수 처리장이나 축산폐수 처리장의 방류수에 이산화탄소를 용해시킨 배양액이 투입된다. 하·폐수 처리장이나 축산폐수 처리장의 방류수 내에는 영양염류와 미량원소가 풍부하고 연중 지속적으로 대량의 원수를 공급할 수 있어, 고가의 배지를 대체함으로써 생산원가를 절감할 수 있다. 또한, 방류수를 이용할 경우, 기존 하수처리장의 방류수질중 강화된 총인 규제에 대응하기 위하여 설치된 총인 처리시설을 대체함으로써 화학응집제 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 화학응집제 사용에 의한 2차적 환경을 방지할 수 있게 된다.
배양용기(310)는 내부에서 미세조류가 배양될 수 있도록 하는 용기형태를 갖는다. 이러한 용기형태는 원통형, 사각형, 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 투과성과 기계적 강도가 뛰어난 강화유리, 폴리카보네이트 또는 아크릴 계열의 재질로 이루어질 수 있다. 배양용기의 내벽은 배양용기 상면에서 공급되는 빛에너지를 배양용기(310) 내부에 전체적으로 확산시킬 수 있도록 반사판 설치되어 있거나, 폴리염화비닐(PVC) 또는 폴리에틸렌 시트(PE Sheet) 등을 이용한 표면코팅이 되어 있다.
확산렌즈(340)는 태양광을 수용하여 배양용기(310) 내부에 빛 에너지가 고르게 전달될 수 있도록 하는 구성요소로서, 상기 배양용기(310) 일측면상 내부에 일정 간격을 가지고 일측면상 전체 또는 부분에 배치된다.
발광부(350)는 전기에너지를 저장하고 있는 축전지와 연결되어 전기에너지를 전송받아 배양용기(310) 내부에 빛에너지를 전달하는 구성요소로서, 상기 배양조(310) 일측면상 내부에 위치한 확산렌즈(340) 사이 사이의 전체 또는 부분에 위치할 수도 있으며, 배양용기 내부에 위치할 수도 있다. 이러한 발광부(350)는, LED, 형광등, 냉음극 형광램프, 광섬유 다발 또는 이들을 혼합하여 사용될 수 있다.
이에 따라 본 발명에 따른 배양조는 낮에 태양이 있을 경우, 태양광이 반응용기 내부의 확산렌즈(340)를 통해 태양광을 수용하여, 배양용기(310) 내부에 빛 에너지가 고르게 전달되어 미세조류가 잘 성장할 수 있게 되며, 날씨가 흐리거나 우기 철 또는 빛이 없는 밤에는 태양광이 약하므로, 태양광 집광기(100)에 의해 얻어진 전기에너지를 배양용기 내부의 발광부(350)로 공급함으로써, 항상 일정한 밝기의 빛 에너지가 배양용기(310) 내부로 유입될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 온도조절장치의 내부 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 온도조절장치(400)는, 배양조(300)가 내부에 장착되는 내부 보온용기(410) 및 상기 내부 보온용기(410)가 일정간격을 가지고 내입되는 외부 보온용기(420)를 구비하고, 상기 내부 보온용기(410)와 외부 보온용기(420) 사이에 형성된 사(四)측면 및 하면의 간격에는 물이 채워지거나 난방배관이 형성된다.
태양열 집열기를 통해 전달받은 태양열은 축열탱크에 축적되며, 온도조절장치(400)는 상기 축열탱크에 축적된 열을 이용하여 내부 보온용기(410)와 외부 보온용기(420) 사이를 데우게 됨에 따라, 배양조(300) 내부의 일정 온도를 유지시킬 수 있게 된다.
낮에 태양이 있을 경우, 태양열 집열기를 통해 집열된 열원으로 축열탱크의 저장수를 가열하여, 가열된 저장수가 온도조절장치(400) 내부를 순환함으로써 배양조(300) 내부의 온도를 일정온도로 상승시킬 수 있으며, 이로 인해 배양조 내부의 온도가 기 설정된 온도가 되면, 상기 가열된 저장수의 온도조절장치 내부의 순환을 차단시켜, 상기 태양열 집열기를 통해 전달받은 태양열을 상기 축열탱크에 축적시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 날씨가 흐리거나 우기 철 또는 빛이 없는 밤에는 축열탱크에 저장된 저장수를 통해 온도조절장치의 내부를 데움에 따라, 배양조(300) 내부의 온도를 항상 일정한 온도로 유지할 수 있게 된다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부 보온용기(410)와 외부 보온용기(420) 사이에 난방배관(430)이 형성되어 있을 경우, 태양열 집열기의 집열관 유입관에는 축열탱크의 저장수가 유입되고, 배출관을 통해서는 태양열에 의해 가열된 온수가 다시 축열탱크로 순환됨에 따라 축열탱크에는 태양열에 의한 열이 축적된다.
축열탱크에 태양열에 의해 가열된 저장수는 상기 온도조절장치(400)의 일측에 구비된 난방배관(430)의 유입관(432)으로 유입되고, 타측에 구비된 난방배관(430)의 유출관(434)으로 유출됨에 따라 온도조절장치(400)의 내부를 순환함으로써, 온도조절장치(400)의 중심 내부에 있는 배양조(300)를 가열하게 된다. 이에 따라, 배양조(300)는 기 설정된 온도로 유지될 수 있으며, 배양조(300) 내부에 구비된 온도센싱부에 의해 기 설정된 온도 이상이 될 경우, 난방배관(430)의 저장수 유입을 차단시킴으로써 배양조(300) 내부의 온도를 기 설정된 온도로 유지시키고, 축열탱크는 태양열에 의해 열이 계속 축적된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 취한, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
100 : 태양광 집광기 110 : 반사거울
120 : 2차 반사거울 130 : 태양광 수집기
140 : 팬-틸트 150 : 광섬유부
160 : GPS 감지기 200 : 태양열 집열기
210 : 반사부 220 : 집열부
230 : 집열관 300 : 배양조
310 : 배양용기 320 : 투입구
330 : 배출구 322, 332 : 개폐장치
340 : 확산렌즈 350 : 발광부
400 : 온도조절장치 410 : 내부 보온용기
420 : 외부 보온용기 430 : 난방배관
432 : 유입관 434 : 유출관
500 : 축전지 600 : 축열탱크

Claims (19)

  1. 미세조류를 배양하는 배양시스템에 있어서,
    태양열을 집열하는 태양열 집열기;
    미세조류 및 배양액이 유입되는 유입구 및 생육된 미세조류를 배출하는 배출구가 구비되어 미세조류를 배양하는 배양조; 및
    상기 태양열 집열기를 통해 집열된 태양열을 이용하여 상기 배양조의 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치;
    를 포함하고,
    상기 배양액은,
    이산화탄소가 용해된 하·폐수 처리장 또는 축산폐수 처리장의 방류수이고,
    상기 태양열 집열기는,
    태양열을 반사하는 반사부;
    상기 반사부를 통해 태양열과 열교환하는 집열부;
    상기 반사부를 관통하여 상기 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관; 및
    상하로 높이를 갖는 몸체 내부에 저장수가 채워지고, 외주면에는 내부와 연통되도록 다수개의 라인 연결관이 형성되며, 상기 집열관과 연결되어 집열된 열원으로 하여금 저장수를 가열하도록 배관이 형성된 축열탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 축열탱크는,
    별도의 열원공급장치와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배양조는,
    지하 또는 비닐하우스 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 배양조는,
    용기형태의 배양용기;
    상기 배양용기 일측에 구비되어 미세조류 및 배양액이 투입되는 투입구;
    상기 투입구의 타측에 구비되어 생육된 미세조류가 배출되는 배출구; 및
    상기 배양용기 내부에 장착되어 배양용기 내의 온도를 센싱하는 온도센싱부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 배양용기는,
    상기 배양용기의 일측면상 내부에 확산렌즈 및 발광부가 일정 간격을 가지며 반복 교차되어 구비되는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 확산렌즈 및 발광부는,
    상기 배양용기의 일측면상에 전체 또는 부분 배치되는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 배양용기의 상면을 제외한 내벽에는,
    반사판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 배양용기의 상면을 제외한 내벽에는
    폴리염화비닐 또는 폴리에틸렌 시트를 이용한 표면코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 투입구 및 상기 배출구는,
    개폐장치에 의해 개폐가 조절되는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 온도조절장치는,
    상기 배양조가 내부에 장착되는 내부 보온용기 및 상기 내부 보온용기가 일정간격을 가지고 내입되는 외부 보온용기를 구비하고,
    상기 내부 보온용기와 외부 보온용기 사이에 형성된 사측면 및 하면의 간격에는 물이 채워지며,
    상기 물을 태양집열기의 열매체로 사용하여 배양조 내부의 일정 온도를 유지시키는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 온도조절장치는,
    상기 배양조가 내부에 장착되는 내부 보온용기 및 상기 내부 보온용기가 일정간격을 가지고 내입되는 외부 보온용기를 구비하고,
    상기 내부 보온용기와 외부 보온용기 사이에 형성된 사측면 및 하면의 간격에는 난방배관이 구비되며,
    상기 태양열 집열기를 통해 전달받은 열매체를 상기 난방배관으로 공급하여 순환시켜 배양조 내부의 일정 온도를 유지시키는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  15. 제 13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 온도조절장치는,
    상기 배양조 내부의 온도가 기 설정된 온도가 되면, 상기 열매체의 상기 온도조절장치 내부 순환을 차단시키는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도 조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 온도조절장치는,
    상기 배양조 내부의 온도가 기 설정된 온도가 되면, 상기 태양열 집열기를 통해 전달받는 태양열을 축열탱크에 축적시키는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도 조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 미세조류 배양 시스템은,
    태양광을 집광하는 태양광 집광기; 및
    상기 태양광 집광기로부터 집광된 태양광을 전달받아 별도의 장치를 통해 전기에너지를 생성하고 이를 저장하는 축전지;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도 조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 태양광 집광기는,
    원형의 대형거울로 이루어진 반사거울;
    상기 반사거울의 중심부에 위치하는 태양광 수집기; 및
    상기 태양광 수집기의 중심부 상면에 일정 거리를 두고 위치하는 2차 반사거울;을 포함하여 구성되며,
    상기 반사거울은 외둘레에서 중심부로 갈수록 기울어지도록 구성되어 반사거울에 의해 반사되는 태양광을 태양광 수집기가 모으고, 상기 2차 반사거울은 상기 반사거울에 의해 반사된 태양광을 아래방향에 위치한 태양광 수집기로 반사시키는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 태양광 집광기는,
    다수개의 광섬유로 이루어진 광섬유부를 통해 태양광을 상기 축전지로 전달하는 것을 특징으로 하는 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템.
KR1020120093708A 2012-08-27 2012-08-27 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템 KR101417963B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120093708A KR101417963B1 (ko) 2012-08-27 2012-08-27 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120093708A KR101417963B1 (ko) 2012-08-27 2012-08-27 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140027744A KR20140027744A (ko) 2014-03-07
KR101417963B1 true KR101417963B1 (ko) 2014-07-10

Family

ID=50641520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120093708A KR101417963B1 (ko) 2012-08-27 2012-08-27 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101417963B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101530493B1 (ko) * 2014-10-08 2015-06-19 이순환 열전소자를 이용한 부유식 태양광 발전 장치
CN109370874A (zh) * 2018-11-27 2019-02-22 四川省天惠能源科技有限公司 太阳能微藻生长繁殖装置和微藻生长繁殖的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090038313A (ko) * 2007-10-15 2009-04-20 주식회사 바이오트론 고효율 미세조류 배양용 광생물 반응기
KR20120068288A (ko) * 2010-12-17 2012-06-27 김성천 유기성폐기물의 미세조류배양에 의한 바이오가스, 지용성물질 및 미세조류의 생산 방법 및 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090038313A (ko) * 2007-10-15 2009-04-20 주식회사 바이오트론 고효율 미세조류 배양용 광생물 반응기
KR20120068288A (ko) * 2010-12-17 2012-06-27 김성천 유기성폐기물의 미세조류배양에 의한 바이오가스, 지용성물질 및 미세조류의 생산 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140027744A (ko) 2014-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100897019B1 (ko) 고효율 미세조류 배양용 광생물 반응기
US20090023199A1 (en) Micro-organism production system and method
KR102200310B1 (ko) 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치 및 이를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물
KR102050330B1 (ko) 태양광을 이용한 식물공장 시스템
CN104025950A (zh) 一种温室大棚
NO304556B1 (no) FremgangsmÕte og apparat for dyrking av fotosyntetiske mikrober
US20100120134A1 (en) Micro-organism production apparatus and system
CN203884315U (zh) 一种温室大棚
CN100535099C (zh) 生物光合反应堆生产微藻的装置及工艺
CN104956951A (zh) 一种全天候全地域循环生态农业系统
CN110800496A (zh) 一种分频采光、照明、发电及供热一体化植物生长系统
KR101417963B1 (ko) 태양열을 통한 온도조절이 가능한 미세조류 배양 시스템
RU2485174C1 (ru) Установка для выращивания планктонных водорослей
US20160113224A1 (en) Large-scale algae cultivation system with diffused acrylic rods and double parabolic trough mirror systems
KR101278146B1 (ko) 발전소 온배수를 이용한 해조류 및 미세조류 대량 배양시스템
CN102199533A (zh) 室外温控微藻光生物反应系统
CN109370874A (zh) 太阳能微藻生长繁殖装置和微藻生长繁殖的方法
CN205747535U (zh) 一种光伏农业暖棚增温补光集成系统
CN100494047C (zh) 太阳能光合生物制氢装置
CN102616926B (zh) 欧洲鳗鲡可控生态精养系统
CN105123336A (zh) 高效循环设施大棚及动植物混合养殖方法
CN208191744U (zh) 一种智能畜牧养殖场环境调节装置
JPH05244932A (ja) 藻類培養方法
KR101290812B1 (ko) 태양추적기능을 구비한 미세조류 배양 시스템
WO2022062269A1 (zh) 环形凸透镜及高效轻型太阳能热水器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170621

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180427

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 6