KR101590621B1 - 복합 시설물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 시설물에 관한 것으로, 본 발명은 지상에 축조된 기본 건조물, 상기 건조물의 상측에 배치되어 농작물을 재배하는 공간을 형성하고, 태양광 및 풍력을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 발전 시설이 설치된 온실 건조물 및 상기 기본 건조물의 지하층에 배치되어 가축이 수용되는 공간을 형성하고, 상기 발전 시설에서 생산된 전기 에너지를 제공받아 이용하는 축사 건조물을 포함하는 복합시설물을 제공한다.

Description

복합 시설물{AN COMBINED FACILITY}

본 발명은 복합 시설물에 관한 것으로, 구체적으로는 자체적으로 에너지를 생산하여 운영할 수 있으며, 시설물 자체에서 생산되는 폐기물을 재활용할 수 있는 농축산 복합 시설물에 관한 것이다.

일반적으로 축사라 함은 닭, 오리, 돼지 소와 같은 가축을 사육하기 위한 시설을 의미하며, 온실은 과실 및 채소류를 재배하기 위한 시설을 의미한다. 이러한 축사 및 온실은 자연의 기상(氣象)으로부터 가축 및 재배 작물을 보호하는 동시에, 품질 및 생산 효율을 향상시킬 수 있도록 구성된다.

최근 들어 농업 시설물의 현대화에 대한 요구에 부응하여, 이러한 축사 및 온실 시설물 또한 대규모로 건축되어 자동화 설비를 이용하여 운영하는 시스템이 적용되고 있다. 따라서, 이러한 축사 및 온실 운영에 소요되는 에너지를 절감하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 기술은 한국공개특허 2007-0026984호에도 구체적으로 개시되어 있다.

다만, 축사, 온실 또는 양식장과 같은 종래의 농, 축, 수산 분야의 시설물은 외부로부터 전기 에너지를 제공받아 운영하는 것이 대부분이었다. 따라서, 정전 등의 비상 사태가 발생하는 이러한 시설물 내부의 환경을 정상적으로 유지하는 것이 곤란해지는 문제가 있었다. 또한, 외부로부터 전기 에너지가 공급되지 않는 산간 또는 도서 지방에는 이러한 시설물을 설치하는 것이 불가능하였다. 나아가, 소비자가 밀집되어 있는 도시 지역 또한 도시 지역의 전력 부족의 문제와 더불어 이러한 농, 축, 수산 분야의 시설물로부터 발생되는 오수 및 악취로 인해 시설물을 설치하는 것이 곤란한 문제가 있었다.

한국공개특허 2007-0026984호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 태양광, 풍력 및 수력을 이용하여 자체적으로 에너지를 생산하여 운영할 수 있고, 시설물 내부에서 발생되는 음식물 쓰레기 등을 재활용하여 음식물 쓰레기를 줄이고 운영 자립도를 향상시킬 수 있는 복합 시설물을 제공하기 위함이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 지상에 축조된 기본 건조물, 상기 건조물의 상측에 배치되어 농작물을 재배하는 공간을 형성하고, 태양광 및 풍력을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 발전 시설이 설치된 온실 건조물 및 상기 기본 건조물의 지하층에 배치되어 가축이 수용되는 공간을 형성하고, 상기 발전 시설에서 생산된 전기 에너지를 제공받아 이용하는 축사 건조물을 포함하는 복합시설물을 제공한다.

여기서, 상기 발전설비는 상기 온실 건조물의 지붕에 설치되는 태양광 패널 및 상기 기본 건조물로부터 배기되는 배기풍과 외부의 자연풍에 의해 회전하는 풍력팬을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 온실 건조물은 경사면을 형성하는 지붕 구조물 및 상기 지붕 구조물의 상측에 수평 방향으로 설치되는 지지 프레임이 구비되며, 상기 태양광 패널은 상기 지지 프레임 상에 동일한 높이를 갖는 복수의 열을 형성하도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 태양광 패널은 상기 지붕 구조물의 경사면 방향과 무관하게 정남향으로 설치되는 것이 가능하다.

상기 풍력팬은 상기 기본 건조물의 수직 방향으로 형성되는 배기부의 상측에서 외부에 노출되도록 설치되며, 상기 배기부를 통해 수직 방향으로 상승하는 상기 배기풍 및 외부의 상기 자연풍에 의해 회전 가능하게 설치될 수 있다. 여기서, 풍력팬은 수직 방향의 회전축을 감싸는 형태로 형성되는 곡면 형상으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 기본 건조물은 다층 구조의 건조물로 구성되며, 상기 배기부는 각 층으로부터 각각 배기되는 배기구와 연결되어, 각 층으로부터 배기되는 배기풍은 상기 배기부로 합류하여 배기되도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 각 층에 설치되는 배기구는 상기 배기부의 내측에서 상측 방향을 향해 배기하도록 구성될 수 있다.

나아가, 상기 풍력팬의 인접한 위치에는 모터에 의해 회전 가능하게 구성되어, 상기 풍력팬의 초기 회전을 유도하는 보조팬이 설치되는 것도 가능하다.

한편, 상기 축사 건조물은 음식물 쓰레기를 이용하여 사료를 가공하는 사료 가공부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 사료 가공부는 상기 기본 건조물의 음식물 쓰레기 배출구와 연결되어, 상기 기본 건조물로부터 배출되는 음식물 쓰레기를 이용하여 사료로 가공할 수 있다.

그리고, 상기 축사 건조물은 상기 사료 가공부에서 가공된 사료를 가축이 수용된 수용 공간으로 공급하는 제1 컨베이어 벨트 및 상기 수용공간의 하측에 배치되어 수용 공간 내부에서 발생하는 오수 및 오물을 외부로 배출하는 제2 컨베이어 벨트를 구비하여 구성될 수 있다.

나아가, 상기 기본 건조물 또는 상기 축사 건조물로 유입되는 급수로 및 상기 기본 건조물 또는 상기 축사 건조물로부터 배수되는 배수관의 관로 상에 설치되어 급수 또는 배수시 유속을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 수력 발전부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 의할 경우 자체적으로 농, 축, 수산물 식량을 생산하고 전기 에너지를 생산하여 이를 이용할 뿐 아니라, 시설 간 연계성을 개선하여 에너지 효율을 개선시킬 수 있어, 전력이 제공되지 않는 산간 도서 지방이나 전력이 부족한 도시 지역에도 이러한 시설물을 설치하여 운영할 수 있는 장점이 있다.

또한, 자동화 방식으로 시설물을 운영함으로써 지리적 위치 및 기후 특성 등의 외부 환경 요인에 영향을 받지 않고 농, 축, 수산물 및 작물의 종류에 따른 최적의 성장 환경을 제공하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 복합 시설물을 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 배기부 및 풍력팬의 구성을 도시한 단면도,
도 3은 도 1에서 온실 건조물의 길이 방향(지붕 구조물 기준) 단면을 종도시한 단면도,
도 4는 도 1에서 온실 건조물의 폭 방향 단면을 도시한 횡단면도,
도 5는 도 3의 온실 건조물의 태양광 패널이 설치된 모습을 도시한 개략도,
도 6은 도 3의 온실 건조물에서 다른 적용예에 따른 태양광 패널의 설치 모습을 도시한 개략도,
도 7은 도 3의 온실 건조물에서 다른 적용예에 따른 태양광 패널의 설치 모습을 도시한 개략도,
도 8은 도 3의 온실 건조물에서 다른 적용예에 따른 태양광 패널의 설치 모습을 도시한 개략도,
도 9는 도 3의 온실 건조물의 급수 부재를 도시한 단면도,
도 10은 도 1의 축사 건조물의 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 11은 도 1의 복합시설물의 에너지 흐름도를 도시한 블록도이고,
도 12는 도 1의 복합시설물의 제어 방법을 도시한 블록도이다.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 복합 시설물에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치 관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장 또는 생략하여 표시될 수 있다. 따라서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 복합 시설물을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 복합 시설물은 기본 건조물(2000), 그리고 기본 건조물(2000)의 상층에 배치되는 무창구조의 온실 건조물(1000) 및 기본 건조물(2000)의 하측에 배치되는 축사 건조물(3000)을 포함하여 구성될 수 있다.

기본 건조물(2000)은 복합 시설물의 주요 골격을 이루는 건조물을 형성한다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 아파트 또는 오피스 빌딩과 같이 다수의 층으로 구성되는 집합 건물을 이용하여 기본 건조물(2000)을 형성할 수 있다. 다만, 이 이외에도 공장 건조물, 농축산물 복합 건물 등 일반적으로 지상 또는 지하에 설치되는 다양한 건조물을 이용하여 구성하는 것도 가능하며, 다층이 아닌 단층의 건조물로 구성하는 것도 가능함을 밝혀둔다.

한편, 기본 건조물(2000)의 상측에는 온실 건조물(1000)이 형성될 수 있다. 온실 건조물(1000)은 과수 및 채소 등의 농작물을 재배할 수 있는 공간을 형성한다. 이러한 온실 건조물(1000)은 기본 건조물(2000)의 최상층에 구비되며, 빛이 투과할 수 있는 투명한 재질의 벽체로 구성되어 효과적으로 태양광을 수광할 수 있다.

한편, 기본 건조물(2000)의 하측에는 축사 건조물(3000)이 형성될 수 있다. 축사 건조물(3000)은 가축이 사육되는 공간을 형성한다. 도 1에서는 이러한 축사 건조물(3000)이 지하층에 구비되는 것으로 도시되었으나, 지상층에 구비되도록 구성되는 것도 가능하다. 이러한 축사 건조물(3000)은 무창(無窓) 구조로 구성되어, 외부의 기상 등의 상황과 독립적으로 가축의 사육 환경을 조성하여 제어하는 것이 가능하다.

한편, 이러한 복합 시설물은 자체적으로 전기 에너지를 생산하여 이를 이용할 수 있도록 구성된다. 태양광, 풍력 그리고 수력 중 적어도 하나 이상을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 발전 설비를 구비할 수 있으며, 본 실시예에서는 일 예로서 태양광, 풍력 그리고 수력 모두를 이용하여 전기 에너지를 생산하도록 구성할 수 있다.

이하에서는 별도의 도면을 참조하여, 각 건조물의 구체적인 구성 및 발전 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2는 도 1에서 배기부 및 풍력팬의 구성을 도시한 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기본 건조물의 내부에는 배기부(170)이 형성된다. 배기부(170)은 수직 방향으로 기본 건조물(2000)을 관통하도록 형성된다. 본 실시예에서 배기부(170)의 하단은 축사 건조물(3000)의 상측과 연통하도록 구성되며, 상단은 온실 건조물(1000)을 관통하도록 구성될 수 있다.

그리고, 기본 건조물(2000)의 각 층은 온도 제어 또는 환기를 위한 공조(空造) 시스템이 구비될 수 있다. 그리고, 공조 시스템의 운전에 의해 내부의 공기는 각 층별로 구비된 배기구(2010)를 통해 배기된다. 각각의 배기구(2010)는 배기부(170) 내측에 설치되어, 각 층별로 배기되는 배기풍들은 배기부(170)에서 합류하여 배기부(170)의 상측으로 이동할 수 있다. 이때, 각각의 배기구(2010)는 배기부(170)의 내측에서 상향으로 배기풍을 배기시키도록 구성된다. 이 경우, 각 층에서 배기풍이 합류되는 지점에서 가속이 이루어지면서 배기부(170)을 통해 배기되는 배기풍의 유속이 증가하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이, 배기부(170)의 하단은 기본 건조물(2000)의 하측에 구비되는 축사 건조물(3000)까지 연장되며, 축사 건조물(3000)에 구비되는 축사 배기구(3220)와 연통하도록 구성될 수 있다. 여기서, 축사 배기구(3220)에는 모터를 이용하여 회전할 수 있는 팬(미도시)이 구비되어, 팬의 회전에 의해 축사 건조물 내부의 공기를 배기하도록 구성할 수 있다. 이때, 팬의 구동에 의해 배기부의 내측에 능동적으로 상승 기류가 발생하게 되며, 배기부의 배기가 원활하게 진행될 수 있다.

또한, 축사 건조물(3000)로부터 배기되는 배기풍은 가축 사육으로 인해 일부 악취가 포함될 수 있으나, 배기부(170)을 통해 다른 층의 배기풍과 합류하여 배기시킴으로서 악취를 희석시킬 수 있는 장점이 있다. 다만, 도 2에서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 축사 배기구(3220)와 인접한 위치에 별도의 필터를 설치하여 악취가 외부로 빠져나가는 것을 방지하도록 구성하는 것도 가능하다.

이와 같이, 배기부(170)을 통해 배기되는 배기풍은 기본 건조물(2000) 및 온실 건조물(1000)을 관통하여 복합 시설물의 상측으로 배기될 수 있다. 여기서, 배기부(170)의 상단에는 풍력팬(150)이 설치되며, 풍력팬(150)은 이러한 배기풍을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 풍력팬(150)은 수직 방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 형성되며, 회전축을 나선 형태로 둘러싸는 형상의 곡면을 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 풍력팬(150)은 배기부(170)의 상측에 위치함과 동시에 외부에 노출되도록 형성될 수 있다. 따라서, 풍력팬(150)은 수직 방향으로 배기되는 배기풍 및 상대적으로 수평 방향으로 불어오는 자연풍에 의해 회전이 가능하다. 이때, 온실 건조물(1000)의 지붕 구조물은 경사면을 형성하며 상측에 태양광 패널이 설치되는 구조로, 풍력팬(150)은 경사면을 따라 유로가 좁아지면서 유속이 증가하는 자연풍을 이용하여 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.

이러한 풍력팬(150)의 하단은 배기부(170)의 상단에 설치되는 프레임에 고정 설치될 수도 있고, 또는 지붕 구조물 상측의 지지 프레임(120) 상에 설치될 수도 있다. 그리고, 풍력팬(150)의 상단은 지지 프레임 상측의 별도의 상부 프레임(140)에 고정설치 될 수 있다. 이와 같이, 풍력팬(150)은 상단 및 하단이 안정적으로 고정된 상태를 유지하면서, 배기풍 및 자연풍을 이용하여 회전할 수 있다.

이때, 지붕의 급경사로 생긴 자연풍을 원뿔형 형태의 기구로 바람을 모아 풍력 에너지를 생산하는데 도움을 주고, 지붕의 원뿔형 형태의 공기 흐름 기구 장치 설비를 이용하여 풍력팬(150)이 동작하는데 도움을 줄 수 있다. 풍력팬(150)은 최초 회전이 시작되는 시점에서 큰 부하가 걸리기 때문에 일반적인 자연풍의 경우에는 최초 회전을 유도할 정도로 풍력팬에 충분한 에너지를 제공하는 것이 어려우나, 원뿔형 형태의 기구를 이용할 경우 풍력 에너지를 보다 집중적으로 제공하는 것이 가능하다. 따라서, 이를 이용하여 엔진을 돌려 자연풍과 혼합하여 전기 에너지를 더 많이 생산할 수 있다.

종래의 풍력 발전 설비는 설치 규모가 크기 때문에 자연을 훼손하고, 발전 과정에서 발생되는 소음 및 팬의 움직임으로 인해 자연 생태계에 악영향을 미칠 수 있다. 이에 비해, 시설물에 설치되는 풍력 발전기의 경우 소음이 적고 자연을 훼손하지 않고 생태계를 파괴하지 않는 장점이 있다.

또한 종래의 복합건물은 배출구 입구를 막아 강제 배기하고 있는 것에 비해, 본 발명은 배출구 입구를 개봉하여 굴뚝의 원리를 이용하여 각 층에서 배출되는 폐공기와 지하에서 밀어 올리는 굴뚝의 원리의 바람과 각 층에서 올라오는 폐 공기와 옥상의 자연풍을 혼합하여 전기 에너지를 생산하는 굴뚝형 풍력 발전 구조를 제공할 수 있다.

이처럼 본 실시예에 의한 풍력팬(150)은 배기풍 뿐 아니라 자연풍을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것이 가능하다. 이 경우, 풍력 발전의 효율을 극대화시키면서, 바람이 불지 않는 기상 상황에서도 풍력을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 장점이 있다.

한편, 풍력팬(150)과 인접한 위치 또는 풍력팬에 직접 설치되는 별도의 보조팬(160)을 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 보조팬(160)은 태양광 패널(110)을 설치하기 위한 구조물(별도의 도면을 이용하여 이하에서 구체적으로 설명함)에 설치될 수 있다. 보조팬(160)은 별도의 동력원을 이용하여 회전 가능하게 설치되어, 구동시 풍력팬(150)으로 소정의 풍력을 제공한다. 풍력팬(150)은 상대적으로 대형 모듈로서 초기 정지 상태에서 회전이 시작되는데 일정 크기 이상의 동력이 요구된다. 따라서, 풍력팬(150)의 회전 시작 단계에서 보조팬(160)이 선택적으로 구동되어 소정의 풍력을 제공함으로서 풍력팬(150)이 원활한 회전을 유도할 수 있는 구성이다. 풍력팬(150)에 직접 동력을 주입시켜 바람의 강도에 따라 자동센서로 원활한 회전을 유도할 수 있다.

이처럼, 본 실시예에서는 복합 시설물 내부에서 배기되는 배기풍 및 외부의 자연풍을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 풍력팬(150)을 구비하여, 폐풍 및 자연풍을 활용하여 전기 자급을 도모할 수 있다. 이러한 풍력팬(150)은 복수개로 구비하여 구성할 수 있다. 또한 위에서는 기본 건조물(2000)과 축사 건조물(3000)로부터 배기되는 공기만을 이용하는 구성을 개시하고 있으나, 온실 건조물로부터 배기되는 배기풍 또한 배기부로 합류되어 배기되도록 구성하는 것도 가능하다.

도 3은 도 1에서 온실 건조물의 길이 방향(지붕 구조물 기준) 단면을 종도시한 단면도이고, 도 4는 도 1에서 온실 건조물의 폭 방향 단면을 도시한 횡단면도이다. 여기서, 설명의 편의를 위해 도 3 및 도 4는 온실 건조물을 관통하는 배기부와 풍력팬의 구비되지 않은 위치의 단면을 중심으로 도시함을 알려둔다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 온실 건조물(1000)은 지붕 구조물(103) 및 벽체 구조물(101)을 포함하여 구성된다. 여기서, 벽체 구조물(101)은 재배 공간의 측면을 구획하도록 구성되고, 벽체 구조물(101)의 상측에는 골격을 형성하는 지붕 프레임(104)이 구비되며, 지붕 구조물(103)은 지붕 프레임(104)에 지지되도록 설치된다.

지붕 구조물(103)과 태양광 패널(110) 사이에는 수평 방향으로 설치되는 지지 프레임(120)이 형성된다. 지지 프레임(120)은 강우 또는 바람 등의 영향을 최소화시킬 수 있는 격자형 메시 구조로 형성될 수 있다. 수평면을 형성하는 지지 프레임(120) 상에는 태양광 패널(110)이 배치될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 태양광 패널(110)은 지붕 프레임(104) 상에 동일한 높이를 갖는 복수개의 열을 형성하도록 배치된다. 이러한 태양광 패널(110)은 외부에 노출된 상태로 설치되므로 잦은 유지 보수가 요구되나, 종래의 경우 태양광 패널이 지붕 경사면에 대형 구조물로 밀착 설치되어 특정 구역을 유지 보수하는 것이 어려웠다. 이에 비해, 본 실시예에서는 태양광 패널(110)이 복수개의 열로 구성되어 있어 각각의 열 사이를 통해 태양광 패널(110) 및 인접한 위치에 설치되는 풍력팬(150)의 유지 보수 작업을 진행하는 것이 가능하다. 특히 태양광 패널(110)이 설치된 지지 프레임(120)이 작업자의 보행 통로 기능을 수행하므로 유지 보수 작업을 용이하게 진행할 수 있는 장점이 있다. 이 경우, 태양광 패널(110)이 온실로 조사되는 태양광의 일부를 차폐하는 것이 가능하여 별도의 차광막을 설치하지 않더라도, 태양광의 입사량을 차단할 수 있는 효과를 갖는다.

이러한 태양광 패널(110) 및 지지 프레임(120)은 복수개의 패널 지지부에 의해 지붕 구조물 상측에 설치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 패널 지지부는 지붕 구조물과 지지 프레임(120)을 연결하는 복수개의 제1 부재(131) 및 지지 프레임(120)과 태양광 패널을 연결하는 복수개의 제2 부재(132)를 포함한다.

복수개의 제1 부재(131) 중, 지붕 구조물(103)의 경사면에서 낮은 위치에 설치되는 제1 부재(131)은 경사면에서 높은 위치에 설치되는 제1 부재(131)보다 길게 형성된다. 따라서, 복수개의 제1 부재(131)의 상단이 동일한 높이를 형성함에 따라, 지지 프레임은 수평하게 설치될 수 있다. 그리고 지지 프레임 상에 태양광 패널이 동일한 높이로 설치될 수 있다.

구체적으로, 제1 부재(131)의 상단은 지지 프레임(120)을 고정시키도록 체결되고, 하단에는 지붕 구조물(103)의 상면과 밀착되어 설치되는 플랜지(미도시)가 형성된다. 이 때, 플랜지에 설치되는 체결구는 지붕 구조물을 관통하여 지붕 구조물(103)을 지지하는 지붕 프레임(104)에 체결되도록 구성될 수 있다. 그리고, 제2 부재(132)의 상단은 태양광 패널(110)을 지지하도록 설치되고, 하단은 지지 프레임(120)에 고정되도록 설치된다. 이와 같이, 태양광 패널(110)은 지지 프레임(120) 및 패널 지지부에 의해 지붕 프레임(104)과 건축물에 일체로 고정 설치됨으로서 보다 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다.

이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 태양광 패널의 설치구조를 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

전술한 바와 같이, 지지 프레임(120)은 지붕 구조물의 상측에 수평 방향으로 형성되는 격자형 구조로 구성된다. 그리고, 지지 프레임(120) 상측으로 고정 설치되는 제2 부재(132)의 상단에 복수개의 태양광 패널(110)과 풍력팬(150)을 설치할 수 있다.

도 5는 도 3의 온실 건조물의 태양광 패널이 설치된 모습을 도시한 개략도이다. 도 5에서 태양광 패널(110)은 지붕 구조물 상측에 복수개의 열을 형성하도록 배치된다. 그리고 태양광 패널(110)이 형성하는 열은 온실 건조물의 길이 방향과 평행하게 형성된다. 다만, 본 실시예에 의할 경우 온실 건조물(상층 시설물이 온실 건조물 이외의 다른 농축수산 건조물로 구성된 경우, 해당 건조물)의 방향과 무관하게 태양광 패널의 설치 방향을 자유롭게 변경하는 것이 가능하다.

도 6은 도 3의 온실 건조물에서 다른 적용예에 따른 태양광 패널의 설치 모습을 도시한 개략도이다. 도 6에서는 태양광 패널(110)의 열(列)이 온실 건조물(상층 시설물이 온실 건조물 이외의 다른 농축수산 건조물로 구성된 경우, 해당 건조물)의 길이 방향과 상이한 방향으로 형성된다. 지지 프레임(120)에 설치되는 제2 부재(132)의 위치를 조절함에 따라 태양광 패널(110)의 설치 방향을 변경하는 것이 가능한 것이다.

일반적으로 지붕 위에 설치되는 태양광 패널(110)은 지붕의 경사면을 따라 설치되므로 건물의 방향에 따라 설치되므로 건물의 방향, 즉 지붕 구조물의 형성 방향에 따라 태양광 패널의 설치 방향이 결정되었다. 따라서, 지붕의 경사면이 남향으로부터 비껴난 건물에 설치되는 경우 발전 효율이 낮은 문제가 있었다.

이에 비해, 본 실시예에서는 지붕 구조물(103)의 상측에 수평면을 형성하는 지지 프레임(120)을 설치하고, 태양광 패널(110)을 지지 프레임(120) 상에 설치하기 때문에 태양광 패널(110)을 고정시키는 제2 부재(132)의 위치를 변경시킴으로써 태양광 패널(110)의 설치방향을 자유롭게 결정하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의할 경우 온실 건조물의 지붕 구조물 형성 방향과 무관하게 태양광 패널을 남향으로 설치함으로서 태양광 발전 효율을 극대화시킬 수 있으며, 이러한 구조를 이용하여 이미 건축된 공장, 농축산수산 시설물, 아파트 등의 기타 복합 건물에도 태양광 패널을 정남향으로 설치하여 전기 에너지를 생산하는 것이 가능하다. 나아가, 이미 설치된 태양광 패널 지지 프레임을 이용하여 풍력팬을 설치하여 에너지를 생산할 수 있다.

도 7은 도 3의 온실 건조물에서 다른 적용예에 따른 태양광 패널의 설치 모습을 도시한 개략도이다. 전술한 도 5 및 도 6에 도시된 구조에서는 태양광 패널이 지지 프레임으로부터 일정 간격 이격된 상태로 고정 설치되는 것에 비해, 도 7에서는 태양광 패널이 지지 프레임 상에 직접 설치되는 구조를 도시하고 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 태양광 패널(110)의 일단은 지지 프레임(120) 상에 고정 설치된다. 그리고 지지 프레임(120) 상에 설치되는 제2 부재(132)가 태양광 패널의 후면을 지지하여, 태양광 패널(110)이 경사면을 형성하도록 설치할 수 있다. 이 경우, 도 5 및 도 6에 도시된 구조와 비교하여 설치가 단순하고, 태양광 패널(110)이 지지 프레임(120) 상에 직접 고정됨으로서 보다 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 이 경우에도 태양광 패널(110)이 설치되는 방향은 지붕 구조물의 방향과 무관하게 지지 프레임(120) 상에 자유롭게 결정할 수 있다. 이 이외에도 다양한 방식을 적용하여 태양광 패널(110)을 지지 프레임(120) 상측에 설치할 수 있음을 밝혀둔다.

도 8은 도 3의 온실 건조물에서 다른 적용예에 따른 태양광 패널의 설치 모습을 도시한 개략도이다. 도 8은 도 5에 도시된 구조와 비교하여, 태양광 패널(110)의 유지 보수 작업시 작업자가 위치할 수 있는 작업용 플레이트(190)가 지지 프레임(120) 상에 설치되는 구성이다.

전술한 바와 같이, 태양광 패널이 복수개의 열을 형성하도록 배치되는 경우, 작업자가 태양광 패널 사이를 이동하면서 일부 위치의 태양광 패널 또는 풍력팬에 대한 유지 보수 작업을 진행할 수 있다. 이때, 도 5에 도시된 지지 프레임을 따라 작업자가 이동하면서 유지 보수 작업을 진행하는 것도 가능하나, 본 실시예에서는 작업자의 안전을 고려하여 별도의 작업용 플레이트를 구비할 수 있다.

이러한 작업용 플레이트(190)는 지지 프레임(120) 상에 직접 설치되어 작업자가 작업용 플레이트의 위치를 이동시키면서 작업을 진행하는 것도 가능하며, 도 8에 도시된 바와 같이, 작업용 플레이트가 이동할 수 있는 레일(191)을 지지 프레임 상에 더 구비할 수 있다. 여기서, 레일은 태양광 패널(110)이 형성하는 열과 평행한 방향으로 형성될 수 있다. 따라서, 작업자는 작업용 플레이트(190)에 위치한 상태에서 레일(191)을 따라 이동하면서 용이하게 작업을 진행할 수 있다.

이와 같이, 지붕 구조물(103)과 태양광 패널(110) 사이에 별도의 지지 프레임(120)이 구비된 구조는 최상층부의 방향과 관계없이 태양광, 풍력 설비를 정 남향으로 설치하여 전기를 생산하는 것이 가능하며, 이미 건축된 공장, 농축산물 건물, 복합 건물, 아파트, 창고, 상가 등에도 태양광 설비를 정남향으로 설치하는 것이 가능하다. 또한, 태양광, 풍력을 지붕위에 설치했을 때 교체 및 수리시 작업자가 용이하게 유지 보수를 할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 실시예와 같이 유리 온실 지붕 위에 5m 간격으로 태양광 패널 및 풍력팬을 정남향으로 설치하면 직사광선을 막을 수 있고, 유리온실에 차광막을 설치하지 않는 경제적 장점이 있다.

이하에서는 다시 도 3 및 도 4를 중심으로 설명한다. 전술한 바와 같이 지붕 구조물의 상측에는 보조팬(160)이 구비될 수 있다. 이러한 보조팬(160)은 지붕 구조물의 상면에 설치되는 것도 가능하고, 제1 부재(131), 제2 부재(132) 또는 지지 프레임(120)에 설치되어, 구동시 전술한 풍력팬 방향으로 풍력을 발생할 수 있도록 설치될 수 있다.

한편, 지붕 구조물(103)과 벽체 구조물(101)은 투명한 재질의 부재로 구성될 수 있다. 따라서, 외부의 환경에서 재배되는 과수와 마찬가지로 충분한 태양광이 제공되는 재배 환경을 조성함과 동시에 온실의 기능을 수행하는 것이 가능하다.

이러한 무창 구조의 첨단 유리온실은 가뭄, 홍수, 폭염, 태풍 등의 자연재해와 이상기온으로 인한 병충해에 대항성을 갖는다. 중국 매미, 메뚜기떼, 쥐, 새, 들짐승의 습격 등의 피해를 예방할 수 있고, 장마철 강한 비바람과 변덕스런 날씨로 인한 낙과 피해와 과일의 당도가 떨어지는 등 식물의 상품가치가 떨어지는 피해를 예방 및 방지할 수 있고, 장마철, 햇빛과 병해충으로 인한 피해를 막기 위해 열매에 봉지를 씌우고 벗기는 노동의 강도를 낮추어 높은 생산성과 경쟁력이 생긴다.

지붕 구조물(103)의 하측에는 내부 공간으로 조명을 조사하기 위한 다수개의 광 조사부(1100)가 구비될 수 있다. 이러한 광 조사부(1100)는 복수개의 LED 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 광 조사부(1100)는 외부의 기상 환경과 무관하게 재배 공간의 조도를 유지하도록 구성되어, 재배 작물의 종류에 따라 최적의 조도 조건을 제공하는 것이 가능하다. 또한, 광 조사부(1100)는 재배 작물의 종류에 따라(온실 이외의 다른 농, 축산, 수산 시설물인 경우 해당 농, 축, 수산물의 종류에 따라) 성장을 유도하는 파장 대역의 광을 조사하도록 구성함으로써 과수의 성장을 유도하도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 이러한 광 조사부(1100)는 빛의 조사량을 일정하게 유지할 수 있고, 일조량이 적은 지역에서도 충분한 시간동안 광을 조사하여 동식물의 성장을 돕고 과실을 당도를 높일 수 있다.

도 9는 도 3의 온실 건조물의 급수 부재를 도시한 단면도이다. 한편, 지붕 구조물(103)의 하측에는 급수 부재(1200)가 설치될 수 있다. 이러한 급수 부재(1200)는 과수의 상측으로 이동하면서 과수에 물 또는 약액을 분사하도록 구성할 수 있다. 이러한 급수 부재(1200)는 이동 프레임(1210), 가이드부(1220), 구동부(1230) 및 이송부(1240)를 포함하여 구성될 수 있다.

이동 프레임(1210)은 온실 건조물의 폭 방향으로 연장 설치된다. 이러한 이동 프레임(1210)은 바 형상의 부재를 이용하여 구성되며, 중앙부가 높고 가장자리 방향으로 하향 경사진 '∧'자 구조를 갖도록 구성된다. 다만, 이 이외에도 아치형 구조로 이동 프레임을 형성하는 것도 가능하며, 지면과 수평하게 형성되는 이동 프레임(1210)을 형성하는 것도 가능하다.

이러한 이동 프레임(1210)의 하측에는 복수개의 분사 노즐(1250)이 구비된다. 그리고 물 또는 약액이 저장되는 저장 탱크로부터 연결되는 급수관(미도시)이 이동 프레임(1210)에 연결되어, 분사 노즐(1250)을 통해 물 또는 약액을 공급할 수 있다.

한편, 가이드부(1220)는 양측 벽체 구조물(101)에 각각 설치되며 이동 프레임(1210)이 이동하는 경로를 형성한다. 이동 프레임(1210)의 양단에는 각각 구동부(1230)가 구비되며, 이동 프레임(1210)이 가이드부(1220)를 따라 이동하는 동력을 제공할 수 있다. 다만, 이러한 가이드부(1220) 및 구동부(1230)의 구성은 종래에 알려진 다양한 구조를 이용하여 다양하게 구성할 수 있으며, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

한편, 이동 프레임(1210)은 구조적인 안정성을 향상시킬 수 있도록 이동 프레임(1210)의 중심부 상측으로 연장 형성되는 지지빔(1211)이 구비될 수 있다. 지지빔(1211)의 단부는 지붕 프레임(104)의 중앙을 따라 형성되는 가이드 홈(104a)에 삽입 설치된다. 그리고, 지지빔(1211)의 단부는 양측으로 돌출부(미도시)가 형성되고 돌출부의 하부에는 롤러 등의 부재(미도시)가 설치되어 가이드 홈(104a)에 삽입된 상태에서 이동할 수 있도록 형성된다. 다라서, 지지빔(1211)은 이동 프레임(1210)이 이동하게 되면 지붕 프레임(104)의 가이드 홈(104a)을 따라 이동하면서, 이동 프레임(1210)을 지지할 수 있다.

한편, 이송부(1240)는 이동 프레임(1210)에 설치되는 적어도 하나 이상의 와이어를 이용하여 이동 프레임(1210) 하측에 설치될 수 있다. 이송부(1240)는 내부에 수납 가능한 공간이 형성되어, 온실 건조물(1000) 관리에 필요한 각종 용품을 수납하거나, 재배된 작물을 수납할 수 있다. 이러한 이송부(1240)는 이동 프레임(1210)의 이동에 의해 전방 및 후방으로 이송하는 것이 가능하므로, 재배 공간 내에서의 작업시 작업 편의성이 현저히 개선될 수 있다.

이러한 이송부(1240)는 와이어에 연결되는 후크 등의 체결부재에 의해 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 따라서, 별도의 이송 작업이 필요하지 않은 경우에는 이송부(1240)를 탈거한 상태로 유지할 수 있고, 이송되는 대상에 따라 다양한 종류의 이송부를 체결하여 사용하는 것도 가능하다.

이러한 급수 부재(1200)를 이용하여 물 및 약액을 분사할 뿐 아니라, 이를 이용하여 습도를 조절하는 것도 가능하고, 병해충이 발생하면 사람이 온실 내부에 들어가지 않은 상태에서 급수 부재(1200)를 이용하여 자동으로 농약을 살포하는 것이 가능하다.

다만, 본 실시예의 급수 부재(1200)는 재배 작물의 상측에 설치되어 하향으로 물 또는 약액을 분사하는 구조로 구성하였으나, 이는 일 예에 불과하며 지면에 설치되는 스프링 쿨러 부재로 급수 부재를 구성하여 과수의 하측으로 물 또는 약액을 분사하도록 구성하는 것도 가능하다.

전술한 광 조사부(1100) 및 급수 부재(1200)는 기 설정된 주기 또는 관리자가 입력하는 제어 신호 또는 온실 건조물에 설치되는 각종 센서의 감지값에 따라 자동적으로 운전이 이루어지도록 구성할 수 있다.

한편, 온실 건조물(1000)의 입구에는 전실이 형성되며, 전실 내부에는 클린 룸(1300)을 구성할 수 있다. 이러한 클린룸(clean room)은 과수가 재배되는 내부 공간과 분리된 공간을 형성하며, 에워 샤워 유닛을 이용하여 내부 공간에 출입하는 작업자의 몸에 뭍은 먼지 및 병원균 등의 이물질을 제거하도록 구성할 수 있다.

본 실시예에 따른 클린룸(1300)에서는 에워 샤워 유닛을 분사하도록 구성하고 있으나, 이 이외에도 외부인 출입시 살균을 진행할 수 있도록 방역 가스를 분사하도록 구성하는 것도 가능하다. 한편, 클린룸(1300)과 작물이 재배되는 재배 공간 사이에는 개폐 가능하게 형성되는 게이트(1310)가 구비된다. 게이트의 상측 또는 측면에는 에어 커튼 유닛(air curtain unit)(미도시)이 구비된다. 에어 커튼 유닛은 고압의 공기를 분사하는 복수개의 에어 노즐로 구성되어, 게이트(1310) 개방시 고압의 공기를 분사하여 클린룸의 공기가 재배 공간으로 유입되는 것을 차단한다.

한편, 벽체 구조물에는 외기가 내부로 유입될 수 있는 외기 유입부가 형성될 수 있다. 이러한 외기 유입부는 후술하는 보조팬(160)의 구동에 의해 선택적으로 외기가 유입되도록 구성된다. 이러한 외기 유입부는 외기 유입시에만 선택적으로 개방되도록 구성될 수 있다.

한편, 온실 건조물(1000)의 일측에는 온실 배기팬(1410)이 형성되어 내부 공간의 공기를 외부로 배기시킨다. 이러한 온실 배기팬(1410)의 강제 배기에 의해 외기 유입부를 통해 외부의 공기가 수용공간 내부로 유입되어 환기가 이루어질 수 있다.

온실 배기팬(1410)과 인접한 위치에는 필터 복합체로 구성되는 이물질 처리부(1420)가 구비될 수 있다. 따라서, 온실 배기팬(1410)의 구동에 의해 재배 공간 내부에서 발생된 이물질이 제거된 상태로 배기되어, 후측에 배치된 벽면과 부딪힌 후 온실 배출구(1430)를 통해 배기된다. 이때, 일부 공기가 배기되지 않고 역류하는 것을 방지할 수 있고 온실 배기팬(1410)과 후방 벽면 사이에는 별도의 역류 방지 가이드가 구비될 수 있다.

한편, 온실 배출구(1430)와 인접한 위치에는 별도의 풍력팬(150)이 설치될 수 있다. 따라서, 온실 배출구(1430)를 통해 배기되는 배기풍의 운동 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 이때, 온실 배출구(1430)는 전술한 배출부와 별도의 배출 유로를 구성하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예에 불과하여 온실 배출구(1430) 또한 배기부(170) 내측으로 내부 공기를 배기하도록 유로가 형성되어, 온실로부터 배기되는 배기풍 또한 배출부 내부에서 다른 층의 배기풍과 합류하여 배기되면서 전기 에너지를 생산하도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 온실 건조물(1000)의 내부에는 재배 공간의 온도를 제어할 수 있는 온도 조절 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 온도 조절 부재는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 일 예로 온풍을 공급할 수 있는 공조기로 구성하는 것도 가능하며, 외기가 유입되는 통로에 히터 등의 부재를 설치하여 내부로 유입되는 공기의 온도를 조절함으로써 재배 공간 내부의 온도를 조절하는 것도 가능하며, 이 이외에도 다양한 구성을 적용하여 구성할 수 있다.

이러한 온도 조절 부재는 기 설정된 주기 또는 관리자가 입력하는 제어 신호 또는 온실 건조물(1000)에 설치되는 각종 온도 센서의 감지값에 따라 자동적으로 운전이 이루어지도록 구성할 수 있다.

또한, 온실 건조물(1000)의 지붕 구조물(103)의 상측에는 지붕의 경사면을 따라 수류를 형성할 수 있는 수류 발생부(180)를 더 포함할 수 있다. 수류 발생부는 외부로부터 제공되는 급수 시설 또는 저수조로부터 물이 순환 구조로 공급되도록 구성하여, 지붕의 경사면을 따라 물을 분사하여 수류를 형성한다. 이로 인해 발생되는 수류는 온실 내부의 온도가 지나치게 상승하는 경우 온실 내부의 온도를 낮추는 효과가 있으며(냉풍을 공급하여 온도를 낮추는 경우에는 동식물이 직접 찬 공기를 맞게 되어 냉해와 호흡기 질환의 발병일 발생할 수 있으나, 지붕 수류를 이용하여 온도를 낮추는 경우 이러한 문제점을 방지할 수 있음), 태양광이 지나치게 강하게 조사되는 경우 물 우산을 형성하여 재배 공간 내부로 조사되는 직사광선의 양을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 온실 건조물(1000)에서 과수 등을 재배하는 경우 지면에서 성장하는 잡초를 지속적으로 제거할 필요가 있다. 이러한 잡초는 과수가 섭취할 양분 등을 지면으로부터 대신 섭취함으로서, 과수의 재배 상태에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다. 이러한 잡초를 제거하기 위해 별도의 제초제를 사용하는 것이 일반적이나, 최근 유기농 재배법이 각광을 받으면서 제초제의 사용이 감소하는 대신 인적 노동을 통한 제초가 이루어지면서 작업 강도가 증가하는 문제가 있을 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 온실 건조물 내부에 오리, 염소, 장닭과 같은 초식 동물 및 잡식 동물을 과수 재배 공간에 방목하기 위한 간이형 축사 시설(1500) 구비할 수 있다. 이처럼 온실 건조물 내부에 간이형 축사 시설을 구비하여 초식 동물들을 방목함으로서 제초 작업이 자연스럽게 진행되기 때문에, 인적 노동의 투입 없이 유기농 방식의 제초가 진행될 수 있다. 그리고, 이러한 초식동물 및 잡식 동물들이 토질을 파헤치면서 토질 특성을 향상시키고 재배되는 작물을 자극하여 재배 작물의 건강 상태를 더욱 개선할 수 있다. 또한, 밀집된 축사 시설이 아닌 넓은 과수 재배 시설에서 동물을 방목 형태로 사육함으로써, 새로운 이익을 창출하는 것도 가능하다. 나아가, 유리 온실 내 꿀벌을 사육하는 것도 가능하다.

이러한 간이형 축사는 동물들의 방목을 전제로 한 시설로서, 태양광을 차단할 수 있는 차양 시설 및 식수를 제공하는 식수 시설 등 최소한의 구성으로 간단하게 구성되며, 동물들이 자유롭게 출입할 수 있도록 개방형 구조로 구성될 수 있다. 다만, 이러한 간이형 축사는 방목이 이루어지는 동물의 종류에 따라 다양한 구조로 설계될 수 있다.

이와 같이, 온실 건조물은 다양한 품종의 과수에 대응되는 재배 환경을 조성하는 것이 가능하며, 초식 동물 또는 잡식 동물의 방목을 통한 유기농 재배가 이루어지므로 우수한 품질의 과일을 생산하고 방목 사육한 가축을 판매할 수 있어, 농가의 수익성을 개선할 수 있는 장점이 있다.

도 10은 도 1의 축사 건조물의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 전술한 바와 같이 축사 건조물(3000)은 기본 건조물의 지하층에 위치하며 가축이 수용되는 공간을 형성한다. 그리고, 가축이 사육되는 환경을 조성할 수 있도록 내부에 각종 구성요소가 설치된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 축사 건조물(3000)의 상측에는 복수개의 광 조사부(3100)가 설치된다. 광 조사부(3100)는 가축이 사육되는 공간으로 광을 조사하며, 조도를 조절할 수 있도록 구성된다. 따라서, 외부로부터 빛이 유입되지 않는 상태에서도 광 조사부(3100)를 이용하여 가축의 생장 주기에 적합한 조도를 유지할 수 있다. 이러한 광 조사부(3100)의 구동은 온실 건조물의 광 조사부(3100)와 마찬가지로 자동적으로 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.

이러한 광 조사부(3100)는 복수개의 LED를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 광 조사부(3100)는 가시광 대역의 광 뿐만 아니라 자외선 대역의 광을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 사육 공간의 조도를 조절하는 역할 뿐 아니라, 사육 공간 내부의 살균 효과를 도모할 수 있다.

한편, 축사 건조물(3000)은 내부의 사육 공간의 환풍을 유도할 수 있도록 외기가 유입되는 외기 유입부(3210)가 형성된다. 외기 유입부(3210)는 개폐 가능하게 설치되어, 외부와 선택적으로 연통될 수 있도록 구성된다. 그리고, 앞서 설명한 축사 배기구(3220)에 설치되는 배기팬(미도시)의 회전에 의해 강제 배기가 이루어지게 되면, 외기 유입부(3210)를 통해 외기가 유입되어 환기가 이루어질 수 있다.

이때, 외기 유입부(3210)에는 제습 또는 이물질을 제거하기 위한 다양한 필터 구조가 설치될 수 있다. 또한, 외기 유입부에는 유입되는 외기의 온도를 조절할 수 있는 히터(미도시) 등의 부재가 설치되는 것도 가능하다. 이를 이용하여 사육 공간 내부의 온도 및 습도를 제어하는 것도 가능하나, 온도 및 습도를 제어하기 위한 추가적인 구성을 별도로 구비하는 것도 가능하다.

예를 들어, 축사 건조물 내부에 사육 공간에 온풍 및 냉풍을 공급할 수 있는 공조기 형태의 온도 조절 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 사육 공간 내부의 공기를 순환시켜 제습 작업을 수행할 수 있는 습도 조절 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 온도 조절 장치 및 습도 조절 장치는 전술한 구성 이외에도 종전에 개시된 다양한 구성을 적용하여 실시할 수 있음은 물론이다.

그리고, 이러한 온도 조절 장치 및 습도 조절 장치는 기 설정된 주기 또는 관리자가 입력하는 제어 신호 또는 축사 건조물에 설치되는 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 및 풍량 센서의 감지값에 따라 자동적으로 운전이 이루어지도록 구성할 수 있다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 축사 건조물과 인접한 위치에는 사료 가공부(3010)가 구비된다. 사료 가공부(3010)는 내부에 가열기 및 건조기 등의 구성이 구비되어 외부에서 유입되는 음식물 쓰레기를 이용하여 사육되는 가축들의 사료를 가공하도록 구성된다. 이러한 음식물 쓰레기는 외부의 음식물 쓰레기 처리 시설로부터 공급되는 것도 가능하나, 바람직하게는 복합 시설물을 구성하고 있는 기본 건조물에서 수거되는 음식물 쓰레기를 이용하여 사료를 공급하도록 구성할 수 있다. 따라서, 복합 시설물 자체에서 발생되는 음식물 쓰레기를 재활용하여 가축의 사료로 활용함으로써, 쓰레기 발생량을 줄이고 자원을 재활용할 뿐 아니라 가축 사육에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 가축의 사료로 제공하고 남는 음식물 쓰레기는 농작물 재배시 액비로 활용하는 것도 가능하다.

이러한 음식물 쓰레기를 기본 건조물의 이용자가 직접 수거한 음식물 쓰레기를 이용하는 것도 가능할 것이나, 바람직하게는 기본 건조물 내부에 구비되는 음식물 쓰레기 수집관의 배출구와 연결되어, 기본 건조물의 이용자가 각 층에서 음식물 쓰레기의 수집관으로 음식물 쓰레기를 투입하면 음식물 쓰레기 배출구를 통해 사료 가공부로 제공되도록 구성될 수 있다.

나아가, 사료 가공부는 음식물 쓰레기 뿐 아니라 복합 시설물에서 배출되는 분뇨를 이용하여 가축들의 사료로 가공하도록 구성할 수 있다. 사료로 가공되는 분뇨는 복합 시설물에서 배출되는 것으로 부패되기 이전 단계에서 사료로 가공함으로서, 분뇨 배출량을 줄이고 축사 운영비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 그리고 이러한 사료 또한 가축의 사료로 제공하고 남은 양은 농작물 재배시 액비로 활용하는 것도 가능하다.

한편, 사료 가공부(3010)에서 가공된 사료는 축사 건조물(3000) 내부에서 이동 가능하게 설치되는 제1 컨베이어 벨트(3310)를 통해 가축들에게 자동적으로 공급될 수 있다. 따라서, 사육 공간의 가축들을 제1 컨베이어 벨트(3310)를 통해 공급되는 사료를 섭취하는 것이 가능하다.

한편, 축사 건조물(3000)의 내부에는 제1 컨베이어 벨트(3310)와 구분되는 제2 컨베이어 벨트(3320)가 추가적으로 더 구비될 수 있다. 여기서, 제2 컨베이어 벨트(3320)는 제1 컨베이어 벨트(3310)와 마찬가지로 축사 건조물(3000) 내부에 이동 가능하게 설치되며, 축사 건조물(3000) 내부에서 발생되는 분뇨 및 오수를 연속적으로 외부로 배출시킬 수 있다. 따라서, 분뇨 또는 오수가 축사 건조물 내부에서 분뇨의 발효가 진행될 때까지 장시간 방치되지 않고 자동 물세척으로 실시간으로 외부로 배출됨에 따라 쾌적한 사육 환경을 유지하는 것이 가능하다.

한편, 축사 건조물(3000)의 주변으로는 복합 시설물로 물을 공급하는 급수로(210) 및 복합 시설물로부터 배출되는 폐수를 배수하는 배수로(220)가 설치될 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 복합 시설물은 급수로 및/또는 폐수로를 통해 진행하는 수류의 운동 에너지를 이용하여 전기를 생산하도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 급수로 및 폐수로에는 수류가 진행하는 방향을 따라 회전 가능하게 설치되는 스크류 부재(미도시)가 설치될 수 있다. 그리고, 관로를 따라 진행하는 수류가 스크류 부재를 통과하면서 스크류 부재가 회전하고, 이로부터 전기 에너지를 발생시키는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 따른 복합 시설물은 전술한 바와 같이 태양광 및 풍력 뿐 아니라 복합시설물로 유입되는 상하수도관 및 오폐수관에서의 수력을 이용하여 전기를 생산하도록 구성되어 에너지 자립도를 극대화시키는 것이 가능하다.

다만, 본 실시예에서는 급수로 및 폐수로를 따라 진행하는 수류를 이용하여 발전하는 구성만을 설명하였으나, 이 이외에도 우천시 복합 시설물의 상측에서 집수된 강우를 지하에 구비되는 저수조로 배수하면서, 배수되는 수류의 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것도 가능하다. 또한, 우수로 집수된 저수조를 생활용수로 쓰기 위해 반복적으로 정화하는 것을 이용하여, 수력 전기 에너지를 반복적으로 얻을 수 있는 장점이 있다.

도 11은 도 1의 복합시설물의 에너지 흐름도를 도시한 블록도이다. 이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 복합 시설물은 전기 에너지를 생산할 수 있는 발전 설비를 구비하여 에너지 자립을 구현하는 것이 가능하다. 이러한 발전 설비는 태양광 발전부, 풍력 발전부 및 수력 발전부(230)를 포함하여 구성된다.

여기서, 태양광 발전부(310)는 태양광 패널(110)을 포함하여 구성되며, 복합 시설물의 설치 위치와 관계 없이 정남향을 향해 태양광 패널을 설치함으로서 발전 효율을 증가시키는 것이 가능하다. 또한, 풍력 발전부(320)는 풍력팬(150)을 포함하여 구성되며, 복합 시설물에서 배기되는 배기풍 및 외부의 자연풍을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것이 가능하다. 그리고, 수력 발전부(330)는 급수로, 폐수로 및 배수로에 구비되는 스크류 부재를 포함하여 구성되어, 수류에 의한 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다.

이러한 자체 발전 설비를 이용하여 생산된 전기 에너지는 복합 시설물의 온실 건조물(1000), 축사 건조물(3000) 및 기본 건조물(2000)의 각 구성요소를 운전하는 동력을 사용될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 복합 시설물은 전력이 공급되지 않는 산간 도서 지방이나 전력이 부족한 도심 지역에 설치되는 경우에도 자체적으로 전기 에너지를 생산하여 운영하는 것이 가능하며, 생산된 전기 에너지를 판매하여 수익을 올릴 수 있다.

도 12는 도 1의 복합시설물의 제어 방법을 도시한 블록도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 복합 시설물의 온실 건조물 및 축사 건조물(온실 또는 축사 이외의 농, 축, 수산 시설물로 구성하는 것도 가능) 내부에는 각각 센서부(410)가 설치될 수 있다. 여기서, 센서부(410)는 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 및 풍량 센서와 같이 다양한 센서 모듈을 포함하여 구성되며, 각 건조물 내부의 재배 환경 및 생장 환경을 모니터링하는 것이 가능하다.

그리고, 이러한 센서부(410)로부터 감지된 정보는 제어부(400)로 전송되며, 제어부(400)는 온실 건조물(1000) 및 축사 건조물(3000) 내부의 구성요소들을 각각 제어할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 제어부(400)는 센서부(410)에 의한 환경 정보에 의해 온실 건조물(1000) 및 축사 건조물(3000)을 자동적으로 제어함으로서 최적의 재배 환경 및 사육 환경을 조성하는 것이 가능하다.

이와 같이, 무창 구조의 공장형 농, 축, 수산 시설물에 항빛, 항풍, 항습, 항온 공기 살균 등을 자동제어시스템으로 하여 농축산물의 종류에 따라 최적의 성장 환경을 제공하여 저비용, 고생산, 고영양분, 고당도, 무공해로 국토 어느 지역에서나 태양, 바람, 물만 있으면 전기를 생산하여 원하는 시기에 최고의 우수한 품질의 농축산수산물을 생산할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 시설물은 자체적으로 전력을 생산하여 외부로부터 공급되는 전력 없이도 시설물을 운영하는 것이 가능하므로, 지역적인 제한 없이 어느 곳에서나 설치하여 운영이 가능하다. 나아가, 이러한 시설물로부터 생산된 전기 에너지를 외부 시설물에 제공하거나 전기 에너지를 판매하는 것도 가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 복합 시설물은 단일 시설물로부터 인간 생활에 필요한 식물 식량 자원 및 동물 식량 자원을 수확하는 것이 가능하므로, 외부 시설의 지원 없이도 식량 자원을 자급하는 것이 가능하다.

나아가, 본 발명에 따른 복합 시설물은 온실 건조물 및 축사 건조물(온실 또는 축사 이외의 농, 축, 수산 시설물로 구성하는 것도 가능)의 구성요소를 자동 제어 시스템을 이용하여 제어함으로써 최적의 재배 환경 및 사육 환경을 제공하는 것이 가능하므로, 생산되는 식량 자원의 품질 및 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 지구의 기후 변화와 온난화로 자연상태 파괴와 동식물 생태 변화로 인구는 증가하고 농축수산물은 감소함으로 농어촌 및 밀집된 도시에서도 첨단 무창 공장형 시스템으로 농축수산물을 생산할 수 있고 건물 지붕위에 태양광, 풍력으로 전기 에너지를 생산할 수 있으며 건물 지붕위에 태양광, 풍력으로 전기 에너지를 생산할 수 있고, 빗물 저수조를 이용하여 수력 발전하며 생활용수로도 사용할 수 있다.

다만, 전술한 복합시설물의 실시예는 본 발명을 구현하기 위한 일 예로서 이 이외에도 다양한 방식으로 변경 설계하여 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 기본 건조물 상에 별도의 온실 건조물을 구비하지 않고, 태양광 패널 및 풍력팬을 기본 건조물의 상측에 직접 설치하도록 구성할 수도 있다. 또한, 별도의 사무실 또는 주거용 건조물을 이용하지 않고, 일층이 온실 건조물을 형성하고 이층이 축사 건조물을 형성하거나, 일층이 축사 건조물을 형성하고 이층이 온실 건조물을 형성하는 이층 구조의 복합 시설물에서 각 층에서 배기되는 폐풍이 풍력팬을 향하도록 배기 유로를 형성하고, 전술한 실시예와 마찬가지로 지붕 구조물을 구비하여, 시설물 내 배기풍, 자연풍 및 태양광을 이용하여 전기에너지를 생산하는 구조를 형성하는 것도 가능하다. 나아가, 시설물은 지하층을 구비하는 단층으로 구성되는 것도 가능하고, 별도의 지하층을 구비하지 않는 단층으로 구성되어, 지붕 구조물에서 시설물로부터 배기되는 배기풍, 자연풍 및 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생산하도록 구성하는 것도 가능하다.

이처럼, 본 발명은 다양하게 설계 변경하여 실시할 수 있으며, 본 발명에서 청구하는 권리범위는 실시예에 기재된 사항에 국한되는 것이 아니라, 청구항에 기재된 특징을 실시하는지 여부로 판단해야 할 것이다.

Claims (14)

1. 지상에 축조된 기본 건조물;
   상기 건조물의 상측에 배치되어 농작물을 재배하는 공간을 형성하고, 태양광 및 풍력을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 발전 시설이 설치된 온실 건조물;
   상기 기본 건조물의 지하층에 배치되어 가축이 수용되는 공간을 형성하고, 상기 발전 시설에서 생산된 전기 에너지를 제공받아 이용하는 축사 건조물; 및
   상기 기본 건조물 내부, 또는 상기 기본 건조물 외측에서 상기 기본 건조물에 인접하게 배치되어 상기 기본 건조물로부터 배출되는 음식물 쓰레기와 부패 전 분뇨를 즉시 사료로 가공하는 사료 가공부를 포함하고,
   상기 축사 건조물은 상기 사료 가공부에서 가공된 사료를 상기 사료 가공부로부터 상기 가축이 수용된 수용공간으로 공급하는 공급수단을 포함하는 복합시설물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 발전 시설은 상기 온실 건조물의 지붕에 설치되는 태양광 패널 및 상기 기본 건조물로부터 배기되는 배기풍과 외부의 자연풍에 의해 회전하는 풍력팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
3. 제2항에 있어서,
   상기 온실 건조물은 경사면을 형성하는 지붕 구조물 및 상기 지붕 구조물의 상측에 수평 방향으로 설치되는 지지 프레임이 구비되며,
   상기 태양광 패널은 상기 지지 프레임 상에 동일한 높이를 갖는 복수의 열을 형성하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
4. 제3항에 있어서,
   상기 태양광 패널은 상기 지붕 구조물의 경사면 방향과 무관하게 정남향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
5. 제2항에 있어서,
   상기 풍력팬은 상기 기본 건조물의 수직 방향으로 형성되는 배기부의 상측에서 외부에 노출되도록 설치되며, 상기 배기부를 통해 수직 방향으로 상승하는 상기 배기풍 및 외부의 상기 자연풍에 의해 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
6. 제5항에 있어서,
   상기 풍력팬은 수직 방향의 회전축을 감싸는 형태로 형성되는 곡면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
7. 제5항에 있어서,
   상기 기본 건조물은 다층 구조의 건조물로 구성되며, 상기 배기부는 각 층으로부터 각각 배기되는 배기구와 연결되어, 각 층으로부터 배기되는 배기풍은 상기 배기부로 합류하여 배기되는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
8. 제7항에 있어서,
   상기 각 층에 설치되는 배기구는 상기 배기부의 내측에서 상측 방향을 향해 배기하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
9. 제5항에 있어서,
   상기 풍력팬의 인접한 위치에는 모터에 의해 회전 가능하게 구성되어, 상기 풍력팬의 초기 회전을 유도하는 보조팬이 설치되는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 사료 가공부는 상기 기본 건조물의 음식물 쓰레기 배출구와 연결되어, 상기 기본 건조물로부터 배출되는 음식물 쓰레기를 이용하여 사료로 가공하는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
12. 제1항에 있어서,
    상기 축사 건조물은 상기 사료 가공부에서 가공된 사료를 가축이 수용된 수용 공간으로 공급하는 제1 컨베이어 벨트 및 상기 수용공간의 하측에 배치되어 수용 공간 내부에서 발생하는 오수 및 오물을 외부로 배출하는 제2 컨베이어 벨트를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합시설물.
13. 제1항에 있어서,
    상기 기본 건조물 또는 상기 축사 건조물로 유입되는 급수로 및 상기 기본 건조물 또는 상기 축사 건조물로부터 배수되는 배수관의 관로 상에 설치되어 급수 또는 배수시 유속을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 수력 발전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 시설물.
14. 삭제

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