KR101631111B1 - 수상용 태양광 발전설비를 이용한 수경재배장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수면 위에 부유하도록 설치된 상태에서 태양광 에너지를 받아들여 전기 에너지로 변환하여 주는 태양광 발전설비에 각종 수경식물을 재배하기 위한 장치를 간편 용이하게 설치하여 태양광 발전설비 구축시 쓸모없이 버려진 공간을 효율적으로 활용하고, 수경식물의 생육 환경 개선으로 인한 생산량 증대와 함께 양질의 수경식물을 재배할 수 있도록 한 것이다.
위 예시의 지향하는 목적을 달성하기 위하여 수상용 태양광 발전설비의 지지 플레이트 내외측 측면에 재배수조가 구비된 재배판을 장착하고, 다양한 형태의 모종이 삽입된 모종 설치판을 재배수조 내에 부유하도록 설치하며, 배양액 탱크 내에 저장된 액상비료를 재배판에 분사 공급하기 위한 토출관을 재배판 상단에 형성하여 구성되는 것이다.

Description

수상용 태양광 발전설비를 이용한 수경재배장치{Using the surface of solar installations for commercial hydroponic unit}

본 발명은 수면위에 부유하도록 설치된 상태에서 태양광 에너지를 받아들여 전기 에너지로 변환하여 주는 태양광 발전설비에 각종 수경식물을 재배하기 위한 장치를 간편 용이하게 설치하여 태양광 발전설비 구축시 쓸모없이 버려진 공간을 효율적으로 활용하고, 수경식물의 생육 환경 개선으로 인한 생산량 증대와 함께 양질의 수경식물을 재배할 수 있도록 한 것이다.

주지된 바와 같이 전력을 생산하기 위한 대표적인 발전시스템으로 수력발전과 화력발전 및 원자력발전과 같은 발전방법을 예시할 수 있는데, 위 예시의 발전방법은 비교적 규모가 큰 발전설비를 필요로 하고 자원의 한계나 유지보수의 문제는 물론, 자연환경을 오염시키는 등의 문제점이 대두 되어 근자에 들어서는 공해가 없으면서도 무한하게 이용할 수 있는 자연친화적인 발전시스템에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 친환경 대체에너지로는 태양에너지, 풍력, 수력 또는 조력과 같은 것을 들 수 있으며, 특히 태양에너지를 이용하는 태양광 발전설비는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서 반도체로 이루어지는 태양전지 모듈에 태양광이 조사되면 광기전력에 의하여 전기가 발생하고, 다수의 태양전지 모듈에서 공급된 전기를 통하여 배터리를 충전시켜 필요한 개소에 공급하는 것이다.

위 기재의 태양광 발전설비는 자연친화적인 대체에너지로서 널리 각광받고는 있으나, 가용하기에 충분한 전기를 생산하기 위하여 필연적으로 넓은 평지를 확보 한 후 대규모로 설치해야 함은 물론, 태양광을 원활하게 흡수하기 위하여 설치공간의 주변에는 장애물이 없어야하는 등의 제약이 따르는 것인바, 이러한 문제점들을 해소하기 위한 방안으로 최근에는 호수나 바다와 같은 자연환경물이나 저수지와 같은 인공환경물을 활용한 수상용 태양광 발전설비가 제안되고 있는 것이다.

보편적으로 수상용 태양광 발전설비(특허등록 제1162473호)는 도 1과 같이 하측에 설치된 부력체(11)에 의해 수면위에 부유된 상태에서 각종 발전용 구조물이 장착되는 지지 플레이트(10)를 구비하고, 상기 지지 플레이트 상면에 설치되어진 기둥(12)에 연결되며 내부에는 발전을 위한 태양전지 모듈(도면부호는 생략함)이 배치된 태양광 발전부(13)를 구비하는 한편, 상기 지지 플레이트(10) 주연부에는 일정 간격으로 도르래(14)를 형성하며, 상기 도르래에 안내되게 끼워져 지지 플레이트를 고정하기 위한 지지로프(15)를 더 포함하되, 상기 지지로프 일측단을 수중 바닥면에 설치되어진 중량체인 앵커(16)와 연결하고, 타측단은 장력유지용 무게추(17)와 연결하여 구성되는 것이다.

그러나, 위와 같은 구조의 수상용 태양광 발전설비는 수면위에 설치된 상태에서 발산하는 태양광을 태양광 발전부에서 흡수하여 태양전지 모듈의 광기전력에 따라 전기를 생산하기에 별다른 문제가 없는 것이나, 일정한 등간격으로 형성된 여러 개의 태양광 발전부 사이 공간과 지지 플레이트 주변의 공간이 쓸모없이 그대로 버려져 활용되지 못하고 있는 실정이다.

또한, 비닐하우스와 같은 대단위 실내 공간에서 흙을 사용하지 않고 물과 수용성 비료만 공급하여 드라세나, 프테리스, 아이비, 코드딜리네, 아나나스, 크립탄서스, 트라데스칸티아, 아글라오네아, 안수리움, 디펜바키아, 스킨답서스, 필로덴드론, 신고니움, 스파티필럼, 시페러스 등의 관엽식물과 고구마, 감자, 당근, 양파, 토란, 무, 콩나물, 숙주나물, 무나물, 토마토, 미나리, 쑥갓, 양상추, 부추, 샐러리, 파 등의 채소 및 히야신스, 크로커스, 수선화, 아이리스, 튤립, 아마릴리스 등의 알뿌리 식물을 재배하는 수경재배장치(특허등록 제1372185호)가 활발하게 제안되고 있으나, 이러한 통상의 수경재배장치는 실내 공간의 가용 면적을 필요로 하여 부담이 될 수 있고, 수경식물의 광합성 작용을 위하여 햇빛이 잘 들어오는 위치에 한정적으로 설치해야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 설치공간의 여건에 따라 그늘진 곳에 설치해야 할 경우에는 태양광을 대체하기 위한 램프와 같은 구성품을 별도로 구입해야함으로 비용 부담이 가중되는 것이며, 주기적으로 물을 보충하거나 교환해야 하는 번거로움이 있는 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 수상에 부유 된 태양광 발전설비 구조물에 수경재배를 위한 장치를 설치하여 발전설비 주변에 버려진 공간을 효율적으로 활용하고, 수경식물 생육에 필요한 햇빛과 물을 항시 안정적으로 공급받아 재배에 따른 생산성 향상과 품질을 개선할 수 있도록 함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하측에 설치된 부력체를 이용하여 수면위에 부상하는 지지 플레이트와 태양광을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양광 발전부가 지지 플레이트 상면에 장착된 수상용 태양광 발전설비에 있어서, 상기 지지 플레이트 측면에 수경식물 재배장치를 설치하되, 상기 수경식물 재배장치는 지지 플레이트에 체결되며 하측으로 함체형의 재배수조를 형성한 재배판과, 상기 재배수조 내측에 설치되는 모종 설치판과, 수용성 액상비료가 저장된 배양액 탱크와, 재배판 상단에 설치되어 액상비료를 분사 공급하는 토출관으로 구성된 특징을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 태양광 발전설비의 주변 공간을 활용하여 수경식물 재배장치를 설치함으로서 발전설비 주변 환경을 자연친화적으로 조성할 수 있고, 수생식물 생육에 필요한 햇빛과 물이 항시 안정적으로 공급되어 생산성이 증대됨은 물론 품질 향상으로 인한 만족도를 가일층 향상시킬 수 있는 효과를 얻는 것이다.

도 1은 일반적인 수상용 태양광 발전설비의 구조를 설명하기 위한 예시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수상용 태양광 발전설비에 수경식물 재배장치가 설치된 상태를 예시한 정면도
도 3은 도 2에 대한 요부 발췌 사시도
도 4는 본 발명에 따른 단면 예시도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수상용 태양광 발전설비에 수경식물 재배장치가 설치된 상태를 예시한 정면도이고, 도 3은 도 2에 대한 요부 발췌 사시도 이며, 도 4는 본 발명에 따른 단면 예시도를 각각 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수경식물 재배장치(100)는 수상용 태양광 발전설비(A)의 지지 플레이트(10) 측면에 장착되는 것으로, 전면 양측에 대향하는 한 쌍의 장공(111)을 천공하고 하측으로 함체형의 재배수조(112)를 형성한 재배판(110)이 구비되는 것이다.

위 구성의 재패판에 있어 재배수조(112)는 바닥면과 측면에 걸쳐 호수에 담수 된 물(재배수)을 공급받기 위하여 통수공(112a)을 천공하고 있으며, 바닥면 양측으로는 상단부에 나사산이 형성된 가이드봉(112b)이 상측 방향을 향해 돌출되어 있다.

또한, 상기한 재배판의 재배수조(112) 내측 상단으로는 각종 모종(160)을 실질적으로 설치하기 위한 모종 설치판(113)이 구비되는 것인데, 상기 모종 설치판은 길이방향을 기준한 양측에 재배판의 가이드봉(112b)이 끼움되는 체결공(113a)이 천공되고, 다양한 종류별 모종(160)을 수용하기 위한 모종 삽입공(113b)이 상면에 사방 연속적으로 배열 천공되는 것이다.

이때, 상기한 모종 삽입공(113b)의 일측으로부터 모종 설치판(113) 측면까지 절개부(113c)를 길게 형성하고, 절개부의 외측 단부를 'V' 자 형태로 확장시켜 삽입 및 분리되는 모종(160)이 훼손되지 않고 원활하게 출입할 수 있는 것이며, 모종 설치판의 체결공(113a)과 연통하는 체결공이 상측에 형성된 별도의 보강 브래킷(150)을 구비한 후 모종 설치판(113)의 양측단부에 체결하는 것으로 재배판의 가이드봉(112b)과 모종 설치판 체결공(113a) 간의 훼손을 방지함과 동시에 동작 효율을 높일 수 있는 것이다.

아울러, 위 예시의 모종 설치판(113)은 수용된 재배수로부터 부유할 수 있도록 발포성 수지물(스펀지, EVA 등등)이나 합성수지물로 형성함이 바람직한 것으로, 이는 재배판의 재배수조(112) 바닥면과 모종 설치판(113) 사이에 공간을 확보하여 산소를 원활하게 공급함과 동시에 발육하는 모종의 생육 환경을 최상의 조건으로 유지하기 위한 것이다.

한편, 수상용 태양광 발전설비의 지지 플레이트(10) 상면으로 수용성 액상비료가 저장된 배양액 탱크(130)를 형성하고, 탱크 일측으로는 펌프(131)와 공급관(132)을 순차적으로 설치하여 모종 생육에 필요한 영양분을 재배판(110) 내에 공급할 수 있도록 하며, 도시된 실시예의 재배판 전면 상단에는 하측으로 액상비료를 분사하기 위한 노즐(120a)과 공급관에 연결되어진 호스(120b)를 갖는 토출관(120)이 고정 브래킷(140)에 의해 장착되는 것이다.

도면 중 미설명 부호 141은 재배판을 지지 플레이트(10) 측면에 체결 고정하기 위한 고정볼트를 도시한 것이고, 부호 142는 모종 설치판의 체결공(113a)과 재배판의 가이드봉(112b)을 고정하기 위한 너트를 도시한 것이다.

다음은, 위에서 상세히 설명된 구성요소들의 유기적 결합관계와 그로 인한 실질적 작용효과에 대하여 설명하기로 하되, 부력체(11)와 지지 플레이트(10) 및 태양광 발전부(13) 등은 수상용 태양광 발전설비(A)의 통상적인 구성물이므로 이들의 결합관계 내지 작용에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

우선적으로 도 2 내지 도 4와 같이 지지 플레이트(10)의 외측 또는 내측에 마련된 측면으로 수경식물 재배장치(100)의 재배판을 장착하여야 하는 것으로, 재배판(110)의 전면에 형성된 한 쌍의 장공(111)을 지지 플레이트(10) 측면에 위치시킨 상태에서 부호 141의 고정볼트를 체결함으로 재배판이 지지 플레이트에 설치 완료되는 것이며, 이때 부력체(11)로부터 부유 된 지지 플레이트(10)는 담수 된 물의 수위 변화와 무관하게 항시 일정한 간격을 두고 수면 위에 부상되어 있어 재배판(110)이 항상 물속에 잠기게 되어 기후 변화와 관계없이 재배수조(112) 외주면의 통수공(112a)을 통해 재배수가 가득 공급되어 모종(160) 생육에 필요한 충분조건을 만족할 수 있고, 필요할 경우에는 장공(111) 범위내에서 재배판(110)의 설치 높이를 조정하여 재배수 공급 효율성을 앙정적으로 유지할 수 있는 것이다.

위 실시예와 같이 재배판(110)의 설치가 완료된 후에는 모종 설치판(113)의 모종 삽입공(113b)으로 다양한 종류별 단일 모종 내지는 혼합 모종을 수용하게 되는 것인데, 모종 삽입공(113b)의 일측으로부터 모종 설치판(113) 측면에 이르기까지 연이어 절개된 절개부(113c)와 그 단부의 확관부위를 통해 모종(160)이 훼손되지 않는 상태로 원활하게 삽입 및 분리될 수 있는 것이다.

이후, 모종 설치가 완료된 모종 설치판(113)을 도 4와 같이 재배수조(112) 내부에 설치해야 하는데, 모종 설치판(113)의 양측에 마련 된 체결공(113a)을 재배수조 바닥면으로부터 돌출 된 가이드봉(112b)에 끼워 너트(142)를 체결함으로써 설치 완료되는 것이며, 이때 모종 설치판(113)은 그 자체가 부력을 갖고 있는 것으로 항시 모종 설치판(113)과 재배수조(112) 바닥면 사이에 모종 생육에 필요한 공간과 산소 공급량을 충분히 확보할 수 있는 것이다.

한편, 재배판(110) 상단에 설치된 액상비료 토출관(120)과 지지 플레이트 상면에 장착된 배양액 탱크(130)를 통해서 모종 생육에 필요한 영양분을 공급받게 되는 것인데, 배양액 탱크(130)에 저장된 수용성 액상비료가 펌프(131) 가동에 따라 공급관(132)을 타고 토출관(120)으로 공급되며, 이어서 토출관의 하측에 마련된 여러 개의 분사 노즐(120a)을 통해 액상비료가 분사되어 모종 설치판(113)에 수용된 모종(160)에 영양을 공급하게 되는 것이다. 이때, 상기한 모종 설치판(113)은 다공성의 발포성 수지물로 구성되어 있어 분사된 액상비료를 흡수하여 모종 및 재배수에 전달함과 동시에 액상비료를 머금은 상태에서 일정 시간 지속적으로 공급하여 비료 과잉공급을 예방함은 물론, 영양 공급의 효율성을 가일층 향상시킬 수 있는 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같이 수상용 태양광 발전설비의 버려진 공간을 활용하여 수경식물을 재배함으로써, 발전설비 주변 환경의 녹지화를 실현함은 물론 수경식물 재배지의 가용 면적을 별도로 마련하지 않아 경제적이며, 항시 자연 그대로의 신선한 바람과 풍부한 일조량을 공급하여 수경식물 품질과 생산성을 가일층 향상시킬 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

A : 수상용 태양광 발전설비, 10 : 지지 플레이트,
100 : 수경식물 재배장치, 110 : 재배판,
111 : 장공, 112 : 재배수조,
113 : 모종 설치판, 113b : 모종 삽입공,
113c : 절개부, 120 : 토출관,
120a : 노즐, 130 : 배양약 탱크,
131 : 펌프, 132 : 공급관,
140 : 고정 브래킷, 150 : 보강 브래킷,

Claims (8)

1. 하측에 설치된 부력체(11)를 이용하여 수면위에 부상하는 지지 플레이트(10)와 태양광을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양광 발전부(13)가 상기 지지 플레이트의 상면에 장착된 수상용 태양광 발전설비(A)에 있어서, 상기 수상용 태양광 발전설비(A)의 지지 플레이트(10) 측면에 수경식물 재배장치(100)가 체결되게 하고, 수경식물 재배장치(100)는 하측으로 함체형의 재배수조(112)를 형성한 재배판(110)과; 상기 재배수조 내측에 설치되는 모종 설치판(113)과; 수용성 액상비료가 저장된 배양액 탱크(130) 및 펌프(131)와; 재배판 상단에 설치되어 상기 펌프(131)로부터 제공되는 액상비료를 공급 및 분사하는 토출관(120)과 노즐(120a);로 구성되되,
   상기 재배판(110)은, 전면 양측에 대향하는 한 쌍의 장공(111)이 형성되고 재배수조(112) 바닥면과 측면에 걸쳐 재배수를 공급받기 위하여 통수공(112a)을 천공하며 재배수조 바닥면 양측으로 상단부에 나사산이 형성된 가이드봉(112b)이 상향 돌출 형성되고,
   상기 모종 설치판(113)은, 길이방향을 기준한 양측에 체결공(113a)이 형성되고 다양한 종류별 모종(160)을 수용하기 위한 모종 삽입공(113b)이 상면에 배열 천공되며 모종 삽입공(113b)의 일측으로부터 모종 설치판(113) 측면까지 연이어 절개부(113c)가 형성되며 상기 모종 설치판(113)의 양측 단부에는 체결공(113a)과 연통하는 체결공이 형성된 보강 브래킷(150)을 체결 형성하여 구성됨을 특징으로 한 수상용 태양광 발전설비를 이용한 수경재배장치.
   
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