KR101916749B1 - Water quality management system using solar energy - Google Patents

Water quality management system using solar energy Download PDF

Info

Publication number
KR101916749B1
KR101916749B1 KR1020170012367A KR20170012367A KR101916749B1 KR 101916749 B1 KR101916749 B1 KR 101916749B1 KR 1020170012367 A KR1020170012367 A KR 1020170012367A KR 20170012367 A KR20170012367 A KR 20170012367A KR 101916749 B1 KR101916749 B1 KR 101916749B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
unit
motor
water quality
voltage
Prior art date
Application number
KR1020170012367A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180087949A (en
Inventor
한운기
Original Assignee
(주)위 에너지
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 (주)위 에너지 filed Critical (주)위 에너지
Priority to KR1020170012367A priority Critical patent/KR101916749B1/en
Priority to PCT/KR2017/000987 priority patent/WO2018139695A1/en
Publication of KR20180087949A publication Critical patent/KR20180087949A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101916749B1 publication Critical patent/KR101916749B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K61/00—Culture of aquatic animals
    • A01K61/10—Culture of aquatic animals of fish
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
    • A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3606—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/009—Apparatus with independent power supply, e.g. solar cells, windpower, fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
    • Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/60—Fishing; Aquaculture; Aquafarming

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광 에너지를 이용하여 생성된 전력을 사용하여 수조 내의 수질을 관리하는 수질 관리 시스템으로서, 센서부로부터 측정된 수질 또는 수량 상태, 에너지 생성부로부터 생성되는 전력 상태 및 배터리부의 충전 상태(State Of Charge)에 근거하여, 모터부의 모터 구동을 제어함으로써, 전력 이용 효율을 향상시킬 수 있고, 양식장 등의 수질 및 급배수를 최적으로 관리할 수 있다.The present invention relates to a water quality management system for managing water quality in a water tank using electric power generated by using solar energy, the water quality management system comprising: a water quality or quantity state measured from a sensor unit; a power state generated from an energy generating unit; State Of Charge), it is possible to improve the power utilization efficiency and to optimally manage the water quality and the water supply / drainage in a farm or the like.

Description

태양광 에너지를 이용한 수질 관리 시스템 {WATER QUALITY MANAGEMENT SYSTEM USING SOLAR ENERGY}{WATER QUALITY MANAGEMENT SYSTEM USING SOLAR ENERGY}

본 발명은 태양광 에너지를 이용한 수질 관리 시스템에 관한 것으로서, 특히 태양광 에너지를 사용하여 양식장이나 양어장 등의 전력 공급을 관리함과 더불어, 수질을 효율적으로 관리할 수 있는 수질 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a water quality management system using solar energy, and more particularly, to a water quality management system capable of managing power supply to a farm or a fish farm using solar energy and managing water quality efficiently.

최근 태양광이나 풍력과 같은 신재생 에너지를 이용한 전원 공급 시스템이 많이 개발되고 있으며, 이러한 전원 공급 시스템을 수산 양식장 등의 수질 관리에 적용하는 사례가 늘고 있다.Recently, many power supply systems using renewable energy such as sunlight and wind power are being developed. There are more and more cases of applying this power supply system to water quality management of aquaculture farms.

구체적인 일례로서, 한국공개특허 제10-2015-0049964호에 의하면, 태양광 발전에 의해 자체 전력 공급이 가능한 구성을 갖추면서, 수중의 저층수가 표층수로 수직 공급되도록 함으로써 해당 수계의 부영양화와 적조/녹조 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 태양광 발전을 이용한 수질 정화 시스템에 대해 개시하고 있다.As a specific example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0049964 discloses a solar power generation system that has a configuration capable of supplying power by solar power and vertically supplies low-level water in the water to surface waters, And a water purification system using photovoltaic power generation capable of effectively suppressing the generation of water.

또 다른 일례로서, 한국등록특허 제10-0859368호에 의하면, 수면 위에 부는 바람에 의해 회전하는 날개의 회전력 또는 태양전지에 의해 축적된 전기 에너지를 이용해 외기를 펌핑하여 수중에서 분사함으로써 인위적인 동력의 투입 없이도 상시 동작이 가능하도록 한 기포발생기에 대해 개시하고 있다.As another example, according to Korean Patent No. 10-0859368, by blowing out the air using the rotational force of the rotating blades or the electric energy accumulated by the solar cell on the surface of the water, the artificial power input And the bubble generator is capable of being operated at all times without using the bubble generator.

그러나 이러한 종래의 태양광 등을 이용한 수질 관리 시스템은 전력 공급을 최적화하지 않고 있으므로, 필요 이상의 태양광 패널의 설치가 필요하고 전력 낭비가 많다. 특히, 모터의 초기 기동전류를 보상하기 위해, 평균 사용량보다 큰 공급 전력을 확보해야 하므로 전력 사용이 비효율적이다. However, such a conventional water quality management system using solar light or the like does not optimize the power supply, so that it is necessary to install a solar panel more than necessary and a lot of power is wasted. Particularly, in order to compensate the initial starting current of the motor, the power consumption is inefficient because the supply power must be secured larger than the average usage amount.

따라서 양식장 등의 수질 및 유량을 자동으로 관리할 수 있으면서, 태양광 등의 전력을 최적으로 공급하여 전력 공급 효율을 향상시킬 수 있는 수질 관리 시스템을 개발할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to develop a water quality management system capable of automatically managing water quality and flow rate in a farm, etc., and improving power supply efficiency by optimally supplying power such as sunlight.

한국공개특허 제10-2015-0049964호Korean Patent Publication No. 10-2015-0049964 한국등록특허 제10-0859368호Korean Patent No. 10-0859368

본 발명은 상기한 종래의 태양광을 이용한 수질 관리 시스템에서의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 친환경적으로 생성된 전력을 최적의 방법으로 공급하여 전력 이용 효율을 향상시킬 수 있고, 이러한 전력을 이용하여 양식장 등의 수질 및 급배수를 최적으로 관리할 수 있는 태양광 에너지를 이용한 수질 관리 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems in the water quality management system using the conventional solar light as described above. It is possible to improve the power utilization efficiency by supplying the environmentally-generated power in an optimal way, And water quality management system using solar energy that can optimally manage water quality and water supply and drainage.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수질 관리 시스템은, 태양광 에너지를 이용하여 생성된 전력을 사용하여 수조 내의 수질을 관리하는 수질 관리 시스템으로서, 상기 수조의 수질 또는 수량을 측정하는 다수의 센서로 이루어진 센서부; 태양광으로부터 전력을 생성하는 에너지 생성부; 상기 에너지 생성부로부터 전압을 받아 충전하고, 충전된 전압을 방전하여 출력하는 배터리부; 상기 에너지 생성부와 상기 배터리부로부터 전력을 공급받아 구동되는 다수의 모터로 이루어진 모터부; 및 상기 센서부, 에너지 생성부, 배터리부 및 모터부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a water quality management system for managing water quality in a water tank using electric power generated by using solar energy, comprising: a plurality of sensors ; An energy generating unit for generating electric power from the sunlight; A battery unit for receiving a voltage from the energy generating unit, discharging the charged voltage, and outputting the discharged voltage; A motor unit including a plurality of motors driven by power supplied from the energy generating unit and the battery unit; And a control unit for controlling operations of the sensor unit, the energy generating unit, the battery unit, and the motor unit.

상기 제어부는 상기 센서부로부터 측정된 수질 또는 수량 상태, 상기 에너지 생성부로부터 생성되는 전력 상태 및 상기 배터리부의 특성에 근거하여, 상기 모터부의 모터 구동을 제어하는 것이 바람직하다.Preferably, the control unit controls the motor driving of the motor unit based on the water quality or quantity state measured from the sensor unit, the power state generated from the energy generating unit, and the characteristics of the battery unit.

상기 배터리부의 특성은 배터리의 충전 상태(State of Charge)인 것이 바람직하다.The characteristic of the battery unit is preferably a state of charge of the battery.

상기 센서부는 상기 수조의 수질을 측정하는 수질 센서와, 상기 수조의 수량를 측정하는 수위 센서를 포함하며, 상기 모터부는 상기 수질 센서의 측정값에 따라 블로워를 동작시켜 상기 수조의 수질을 조절하는 모터와, 상기 수위 센서의 측정값에 따라 펌프를 동작시켜 상기 수조의 수량을 조절하는 모터를 포함하는 것이 바람직하다.The sensor unit includes a water quality sensor for measuring the water quality of the water tank and a water level sensor for measuring the water level of the water tank. The motor unit includes a motor for controlling the water quality of the water tank by operating the blower according to the measured value of the water quality sensor And a motor that operates the pump according to the measured value of the water level sensor to adjust the water level of the water level.

상기 배터리부는 상기 에너지 생성부로부터의 전력을 저장하는 배터리; 상기 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 배터리 전압전류 측정회로; 상기 배터리에 충방전되는 전압을 조정하는 충방전 컨버터; 및 상기 배터리의 온도를 측정하는 배터리 온도 센서를 포함하여 구성된다.The battery unit includes a battery for storing power from the energy generating unit. A battery voltage / current measuring circuit for measuring voltage and current of the battery; A charge / discharge converter for adjusting a voltage charged / discharged to / from the battery; And a battery temperature sensor for measuring the temperature of the battery.

상기 제어부는 상기 배터리 전압전류 측정회로에서 측정된 전압 및 전류값과, 상기 배터리 온도 센서에서 측정된 배터리의 온도에 근거하여, 상기 배터리의 충전 상태를 판정하는 것이 바람직하다. The control unit may determine the charged state of the battery based on the voltage and current values measured by the battery voltage / current measuring circuit and the temperature of the battery measured by the battery temperature sensor.

상기 제어부는 상기 배터리 온도 센서에서 측정된 배터리의 온도와 미리 설정된 최적 배터리 온도와의 차이에 비례하여, 상기 배터리의 충전 전압을 조절하는 것이 바람직하다.Preferably, the controller adjusts a charging voltage of the battery in proportion to a difference between a temperature of the battery measured by the battery temperature sensor and a preset optimal battery temperature.

상기 제어부는 상기 센서부로부터 측정값에 근거하여 모터의 기동 여부를 판정하고, 상기 모터를 기동해야 하는 것으로 판정된 경우, 상기 에너지 생성부의 생성 전력과 상기 배터리부의 충전 전력의 합에 근거하여, 모터 기동에 필요한 전력이 준비되었는지를 판정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 모터 기동에 필요한 전력이 준비된 경우에는 상기 모터부의 모터를 구동시키고, 상기 모터 기동에 필요한 전력이 준비되지 않은 경우에는 상기 배터리부의 배터리를 충전시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 모터의 구동 이후에는, 상기 센서부로부터 측정값에 근거하여 모터의 정지 여부를 판정하고, 상기 모터를 정지시켜야 하는 것으로 판정된 경우, 상기 모터를 정지시키고 상기 배터리를 충전시키는 것이 바람직하다.Wherein the control unit judges whether or not to start the motor based on the measured value from the sensor unit and, when it is determined that the motor should be started, based on the sum of the generated power of the energy generation unit and the charging power of the battery unit, It is preferable to determine whether or not the electric power necessary for starting is prepared. It is preferable that the motor of the motor unit is driven when electric power necessary for starting the motor is prepared and the battery of the battery unit is charged when electric power necessary for starting the motor is not prepared. After the motor is driven, it is determined whether or not the motor is stopped based on the measured value from the sensor unit. If it is determined that the motor should be stopped, the motor is stopped and the battery is charged .

상기 에너지 생성부의 생성 전력은 태양광을 직류 전압으로 변환하는 PV 패널의 전압 및 전류값을 측정하여 계산하고, 상기 배터리부의 충전 전력은 상기 배터리에서 출력되는 전압 및 전류값을 측정하여 계산하고, 상기 모터 기동에 필요한 전력량은 모터의 고유 특성에 근거하여 미리 설정하는 것이 바람직하다.Wherein the generated power of the energy generating unit is calculated by measuring a voltage and a current value of a PV panel that converts sunlight into a DC voltage, and the charging power of the battery unit is calculated by measuring a voltage and a current value output from the battery, The amount of electric power required for starting the motor is preferably set in advance based on the intrinsic characteristics of the motor.

한편, 본 발명의 수질 관리 시스템은 상기 제어부와 통신하여 원격으로 상기 제어부를 제어할 수 있는 어플리케이션이 설치된 모바일폰을 더 포함하고, 상기 제어부는 모바일폰과의 통신을 위한 무선통신 모듈을 더 포함한다. 상기 제어부는 상기 센서부로부터 측정된 수질 또는 수량 상태, 상기 에너지 생성부로부터 생성되는 전력 상태 및 상기 배터리부의 충전 상태를 상기 모바일폰에 송신하고, 상기 모바일폰은 상기 어플리케이션을 통해, 상기 수질 또는 수량 상태, 전력 상태 및 충전 상태에 수신받고, 이에 근거하여 상기 모터부의 동작에 대한 명령을 상기 제어부로 송신하고, 상기 제어부는 상기 모터부의 동작에 대한 명령에 따라 상기 모터부의 모터 구동을 제어할 수 있다.Meanwhile, the water quality management system of the present invention further includes a mobile phone installed with an application capable of communicating with the control unit to remotely control the control unit, and the control unit further includes a wireless communication module for communicating with the mobile phone . Wherein the control unit transmits to the mobile phone the measured water quality or quantity status from the sensor unit, the power status generated from the energy generation unit, and the charging status of the battery unit, and the mobile phone, State, a power state, and a charging state, and transmits a command for the operation of the motor section to the control section based on the received state, and the control section can control the motor drive of the motor section according to a command for the operation of the motor section .

본 발명의 태양광 에너지를 이용한 수질 관리 시스템은 다음과 같은 유리한 효과를 나타낸다.The water quality management system using the solar energy of the present invention has the following advantageous effects.

첫째, 양식장 등의 수질 또는 수량 상태, 태양광 에너지에 의해 생성되는 전력 상태 및 배터리의 충전 상태(State Of Charge)에 근거하여, 수질 관리를 위한 모터의 구동을 제어함으로써, 전력 사용 효율을 높이고 태양광 발전 설비의 설치비 등을 절감할 수 있다.First, by controlling the driving of the motor for water quality management based on the water quality or quantity state of a farm or the like, the power state generated by solar energy, and the state of charge of the battery (state of charge) The installation cost of the photovoltaic system can be reduced.

둘째, DC 모터의 기동전류 특성에 맞추어 모터의 기동과 배터리의 충전 동작을 제어함으로써, 모터의 전력 사용에 최적화하여 전력을 공급할 수 있어서 전력 낭비를 줄일 수 있다.Second, by controlling the starting of the motor and the charging operation of the battery in accordance with the starting current characteristics of the DC motor, it is possible to supply power optimally to the use of the motor, thereby reducing power consumption.

셋째, 배터리 온도 변화에 따라 배터리의 충전 전압을 조절함으로써, 배터리를 효율적으로 사용할 수 있다.Third, by adjusting the charging voltage of the battery according to the battery temperature change, the battery can be efficiently used.

넷째, 제어부와 모바일폰의 무선통신을 통해, 사용자가 상기한 수질 또는 수량 상태, 전력 상태 및 충전 상태에 근거하여 모터 구동을 직접 원격으로 제어할 수 있다.Fourth, through wireless communication between the control unit and the mobile phone, the user can directly and remotely control the motor drive based on the water quality or quantity state, the power state, and the charge state.

도 1은 본 발명의 수질 관리 시스템이 적용된 양식장 혹은 양어장을 일례로서 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수질 관리 시스템의 기능을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수질 관리 시스템에서 에너지 생성부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수질 관리 시스템에서 배터리부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 DC 모터의 기동전류 특성을 설명하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수질 관리 시스템에서 모터의 기동과 배터리의 충전 동작을 나타내는 흐름도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a configuration diagram showing a farm or a fish farm to which the water quality management system of the present invention is applied.
2 is a block diagram conceptually illustrating functions of a water quality management system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating the configuration of an energy generation unit in a water quality management system according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a configuration of a battery unit in a water quality management system according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph for explaining the starting current characteristics of the DC motor.
FIG. 6 is a flowchart showing a start-up of a motor and a charging operation of a battery in a water quality management system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 태양광 에너지를 이용한 수질 관리 시스템으로서, 수질 관리 시스템이 적용된 양식장 혹은 양어장의 구성을 일례로서 도 1에 나타내었고, 수질 관리 시스템의 기능을 개략적인 블록도로서 도 2에 나타내었다.The present invention relates to a water quality management system using solar energy, wherein the structure of a farm or a fish farm to which a water quality management system is applied is shown in FIG. 1 as an example and the function of the water quality management system is shown in FIG. 2 as a schematic block diagram.

도 1에 나타낸 바와 같이, 양식장 혹은 양어장에는 다수의 수질 센서와 수위 센서가 각각의 수조에 설치되어 있고, 산소 공급을 위한 블로워와 급수를 위한 펌프가 각각 설치되어 있다.As shown in Fig. 1, a plurality of water quality sensors and water level sensors are provided in each tanks in a farm or fish farm, and a blower for supplying oxygen and a pump for supplying water are provided, respectively.

한편, 도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 수질 관리 시스템은 에너지 생성부(100), 배터리부(200), 모터부(300), 센서부(400) 및 제어부(500)로 구성되며, 이에 대해 각각 설명한다.2, the water quality management system of the present invention includes an energy generation unit 100, a battery unit 200, a motor unit 300, a sensor unit 400, and a control unit 500, Respectively.

먼저, 에너지 생성부(100)는 태양광을 전기 신호로 변환하여 출력하는 것으로서, 도 3에 나타낸 바와 같이, PV 패널(Photovoltaic panel)(110), PV 전압전류 측정회로(120) 및 PV 컨버터(130)로 구성된다. 3, the energy generating unit 100 includes a photovoltaic panel 110, a PV voltage / current measurement circuit 120, and a PV converter (not shown) 130).

PV 패널(110)은 태양광을 직류 전압으로 변환하는 것으로서 실리콘 태양전지나 화합물 태양전지로 만들어지고, PV 전압전류 측정회로(120)는 PV 패널(110)에서 출력되는 전압 및 전류를 측정한다. PV 컨버터(130)는 PV 패널(110)에서 입력되는 전압을 승압하여 DC 링크(LINK)에 인가한다.The PV panel 110 converts sunlight to DC voltage, and is made of a silicon solar cell or a compound solar cell. The PV voltage / current measurement circuit 120 measures the voltage and current output from the PV panel 110. The PV converter 130 boosts the voltage input from the PV panel 110 and applies the voltage to the DC link LINK.

다음으로, 배터리부(200)는 전압을 충방전하기 위한 것으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 배터리(210), 배터리 전압전류 측정회로(220), 충방전 컨버터(230), 배터리 온도 센서(240) 및 배터리 팬(250)으로 구성된다.4, the battery unit 200 includes a battery 210, a battery voltage / current measurement circuit 220, a charge / discharge converter 230, a battery temperature sensor 240 And a battery fan 250.

배터리(210)는 전력을 저장하기 위한 것으로서 다수의 배터리셀을 직렬 연결하여 구성할 수 있고, 충방전 컨버터(230)는 배터리(210)에 충전 및 방전되는 전압을 변환하는 기능을 한다. 충방전 컨버터(230)는 충전시에는 입력 전압을 감압하여 배터리(210)에 공급하고, 방전시에는 출력 전압을 승압하여 DC 링크에 인가한다. The battery 210 is for storing electric power, and can be configured by connecting a plurality of battery cells in series. The charge / discharge converter 230 functions to convert a voltage charged and discharged in the battery 210. The charge / discharge converter 230 reduces the input voltage and supplies the reduced voltage to the battery 210. When the battery is charged, the charge / discharge converter 230 boosts the output voltage and applies the boosted voltage to the DC link.

배터리 전압전류 측정회로(220)는 배터리(210)에서 출력되는 전압 및 전류값을 측정하고, 배터리 온도 센서(240)는 배터리(210)의 온도를 측정한다. 측정된 전압 및 전류값과 온도에 근거하여 제어부(500)는 배터리(210)의 특성을 판정한다. 판정한 주된 특성은 충전 상태(State Of Charge)이며, 임피던스, 사용 온도 및 충전 전압도 추가로 판정할 수 있다. The battery voltage / current measuring circuit 220 measures the voltage and current values output from the battery 210, and the battery temperature sensor 240 measures the temperature of the battery 210. Based on the measured voltage and current values and the temperature, the controller 500 determines the characteristics of the battery 210. The main characteristic determined is the state of charge, and the impedance, the use temperature and the charge voltage can be additionally determined.

예를 들어, 배터리(210)에 흐르는 충방전 전류를 적산하여 충전 상태(SOC)를 판정할 수 있다. 다른 방법으로서, 배터리(210)의 전압을 측정하고 측정된 전압으로부터 무부하 상태의 배터리 개방 전압(open loop voltage; OCV)을 추정하고 개방 전압 별 SOC 테이블을 참조하여 추정된 개방 전압에 해당하는 SOC를 맵핑하여 충전 상태(SOC)를 판정할 수도 있다.For example, it is possible to determine the state of charge (SOC) by accumulating the charge / discharge current flowing in the battery 210. [ As another method, the voltage of the battery 210 is measured, an open loop voltage (OCV) of a no-load state is estimated from the measured voltage, and an SOC corresponding to the estimated open- And may determine the state of charge (SOC) by mapping.

한편, 배터리부(200)는 배터리(210)의 온도를 낮추기 위한 배터리 팬(250)을 추가로 포함한다. 이러한 팬(250)에 의해 배터리(210)의 온도를 낮춤으로써 배터리(210)의 효율을 더 향상시킬 수 있다.The battery unit 200 further includes a battery fan 250 for lowering the temperature of the battery 210. By lowering the temperature of the battery 210 by the fan 250, the efficiency of the battery 210 can be further improved.

본 발명에서는 부동 충전 방식으로 배터리(210)를 충전하며, 배터리(210)의 부동 충전 전압은 배터리 온도 센서(240)에서 측정된 배터리(210)의 온도에 따라 조절될 수 있다. 즉, 미리 설정된 최적 배터리 온도값과 측정된 배터리 온도값의 차이에 따라, 배터리(210)의 충전 전압을 조절한다. 최적 배터리 온도는 배터리(210)의 고유 특성에 따라 설정될 수 있다. The floating charge voltage of the battery 210 may be adjusted according to the temperature of the battery 210 measured by the battery temperature sensor 240. In this case, That is, the charging voltage of the battery 210 is adjusted according to the difference between the preset optimal battery temperature value and the measured battery temperature value. The optimal battery temperature may be set according to the intrinsic characteristics of the battery 210.

예를 들어 최적 배터리 온도를 25℃로 설정한 경우, [(측정 온도값 - 25℃) x -3mV]의 값만큼 부동 충전 전압을 조정할 수 있다. For example, if the optimum battery temperature is set at 25 ° C, the floating charge voltage can be adjusted by the value of [(measured temperature value - 25 ° C) x -3 mV].

다음으로, 센서부(300)는 양식장이나 양어장과 같은 수조에 저장된 물의 상태를 측정하는 것으로서, 수질 센서와 수위 센서로 구성된다. 수질 센서는 수조 내의 물의 온도, 용존 산소(DO: Dissolved Oxygen), 탁도 등을 측정하는 센서이고, 수위 센서는 수조의 수량이나 유량을 측정하는 센서이다. Next, the sensor unit 300 measures the state of water stored in a water tank such as a farm or a fish farm, and is composed of a water quality sensor and a water level sensor. The water quality sensor is a sensor that measures water temperature, dissolved oxygen (DO), and turbidity in a water tank, and the water level sensor is a sensor that measures the water quantity and flow rate of a water tank.

다음으로, 모터부(400)는 상기 수질 센서의 측정값에 따라 블로워를 동작시켜 상기 수조의 수질을 조절하는 모터와, 상기 수위 센서의 측정값에 따라 펌프를 동작시켜 상기 수조의 수량을 조절하는 모터로 구성된다. 모터는 소형화가 용이하고 배터리 효율이 좋은 BLDC 모터를 사용하는 것이 바람직하다.Next, the motor unit 400 includes a motor for controlling the water quality of the water tank by operating the blower according to the measured value of the water quality sensor, and a controller for controlling the quantity of the water tank by operating the pump according to the measured value of the water level sensor And a motor. It is desirable to use a BLDC motor that is easy to miniaturize and has good battery efficiency.

모터부(400)는 에너지 생성부(100)의 생성 전력과 배터리부(200)의 충전 전력이 인가되는 DC 링크를 통해서 전력을 공급받으며, 제어부(500)의 명령에 따라 각 모터를 구동한다.The motor unit 400 receives power through the DC link to which the generated power of the energy generating unit 100 and the charging power of the battery unit 200 are applied and drives each motor according to a command of the controller 500. [

다음으로, 제어부(500)는 하나의 마이크로컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)으로 이루어지며, 에너지 생성부(100), 배터리부(200), 센서부(300), 모터부(400)의 동작을 제어한다.The control unit 500 includes a microcontroller unit (MCU) and includes an energy generating unit 100, a battery unit 200, a sensor unit 300, a motor unit 400, .

구체적으로 제어부(500)는 센서부(300)로부터 측정된 수질 또는 수량 상태와, 에너지 생성부(100)로부터 생성되는 전력 상태와, 배터리부(200)의 충전 상태(SOC)에 근거하여, 모터부(400)의 모터 구동 여부를 결정한다.More specifically, the control unit 500 controls the motor 500 based on the measured water or water quantity from the sensor unit 300, the electric power state generated from the energy generating unit 100, and the state of charge (SOC) of the battery unit 200, The controller 400 determines whether the motor 400 is driven.

일반적으로 DC 모터의 경우, 도 5에 나타낸 바와 같은 기동전류 특성을 나타낸다. 즉, 기동 시에만 많은 전류가 소모되며, 이후에는 일정한 정상전류를 소모한다. 구체적으로, 초기 모터 기동 시에 정상전류의 출력량의 300%를 확보해야 시스템 출력 및 발전이 가능하므로, 효율성 및 경제성이 떨어진다. 따라서 배터리 전력을 이용하여 기동전류 부분을 보완할 필요성이 있다.Generally, in the case of a DC motor, it shows the starting current characteristic as shown in Fig. That is, a large amount of current is consumed only at the time of starting, and then a constant current is consumed. Specifically, 300% of the amount of the steady-state current is required to be secured at the time of starting the initial motor, so that system output and power generation are possible, resulting in low efficiency and economical efficiency. Therefore, there is a need to supplement the starting current portion by using battery power.

이를 고려하여, 본 발명에서는 모터의 기동과 배터리의 충전 동작을 도 6에 나타낸 흐름도와 같이 제어함으로써, 전력 사용 효율을 높이고 있으며, 이하에서 이에 대해 설명한다.In consideration of this, in the present invention, the operation of the motor and the charging operation of the battery are controlled as shown in the flowchart of FIG. 6, thereby improving the power use efficiency.

도 5에 나타낸 바와 같이, 제어부(500)는 센서부(300)로부터 수조 내의 수질 혹은 수량 상태를 수신하여 모터의 기동 여부를 판정한다. As shown in FIG. 5, the control unit 500 receives the water quality or the water quantity status in the water tank from the sensor unit 300, and determines whether the motor is started or not.

즉, 수조의 수질이나 수량이 기준값 이상의 양호한 상태이면, 제어부(500)는 모터를 기동하지 않고 배터리 충전 동작을 계속한다. 반면, 수질이나 수량이 기준값 이하의 나쁜 상태일 경우, 제어부(500)는 모터를 기동하여 블로워나 펌프를 동작시켜야 하는 것으로 판정한다 (단계 100).That is, if the water quality and quantity of water in the water tank are in a good state or more than the reference value, the control unit 500 continues the battery charging operation without starting the motor. On the other hand, when the water quality or the quantity is in a bad condition below the reference value, the control unit 500 determines that the blower or the pump should be operated by starting the motor (step 100).

만일 모터를 기동해야 하는 것으로 판정된 경우, 제어부(500)는 에너지 생성부(100)의 생성 전력과 배터리부(200)의 충전 전력의 합에 근거하여, 모터 기동에 필요한 전력이 준비되었는지를 판정한다 (단계 200).If it is determined that the motor should be started, the control unit 500 determines whether the power required for starting the motor is ready based on the sum of the generated power of the energy generation unit 100 and the charging power of the battery unit 200 (Step 200).

즉, 에너지 생성부(100)의 생성 전력과 배터리부(200)의 충전 전력의 합이 모터 기동에 필요한 전력량 이하일 경우에는, 모터 기동에 필요한 전력이 준비되지 않은 상태로 판정하고, 배터리부(200)의 배터리(210)를 계속 충전시킨다. 반면, 에너지 생성부(100)의 생성 전력과 배터리부(200)의 충전 전력의 합이 모터 기동에 필요한 전력량 이상일 경우에는, 모터 기동에 필요한 전력이 준비된 상태로 판정하고, 모터를 구동시킨다. 이때 모터 기동에 필요한 전력이 준비되지 않은 상태일 때, 별도의 다른 발전기와 같은 전력원을 추가로 사용하여 모터를 구동시킬 수도 있다.That is, when the sum of the generated power of the energy generation unit 100 and the charging power of the battery unit 200 is equal to or less than the amount of power required for starting the motor, it is determined that the power required for starting the motor is not ready. The battery 210 of the battery pack 200 is continuously charged. On the other hand, when the sum of the generated power of the energy generating unit 100 and the charging power of the battery unit 200 is equal to or greater than the power required for starting the motor, the power required for starting the motor is determined to be ready and the motor is driven. At this time, when the electric power required for starting the motor is not ready, another electric power source such as another generator may be additionally used to drive the motor.

이때 에너지 생성부(100)의 생성 전력은 PV 전압전류 측정회로(120)로의 전압 및 전류값으로부터 계산할 수 있고, 배터리부(200)의 충전 전력은 배터리 전압전류 측정회로(220)의 전압 및 전류값으로부터 계산할 수 있다. 또한, 모터 기동에 필요한 전력량은 모터의 고유 특성에 근거하여 미리 설정한다. The generated power of the energy generating unit 100 may be calculated from the voltage and current values of the PV voltage and current measuring circuit 120 and the charging power of the battery unit 200 may be calculated from the voltage and current of the battery voltage / Value. ≪ / RTI > The amount of power required for starting the motor is set in advance based on the intrinsic characteristics of the motor.

상기와 같이 모터가 구동된 이후에는, 센서부(300)로부터 측정값에 근거하여 모터의 정지 여부를 판정한다 (단계 300). After the motor is driven as described above, the sensor unit 300 determines whether the motor is stopped based on the measured value (step 300).

즉, 블로워나 펌프의 가동으로 인해 수질이나 수량이 기준값 이상의 양호한 상태로 회복되었을 경우, 제어부(500)는 모터를 정지해야 하는 것으로 판정한다.That is, when the water quality or the quantity of the water is recovered to a good state or more than the reference value due to the operation of the blower or the pump, the control unit 500 determines that the motor should be stopped.

모터를 정지시켜야 하는 것으로 판정한 경우, 모터는 정지되고 배터리(210)를 충전시킨다. 배터리(210)는 최대로 충전하여 그 상태를 유지한다.If it is determined that the motor should be stopped, the motor is stopped and the battery 210 is charged. The battery 210 is fully charged and maintained in that state.

상기와 같이 모터의 기동과 배터리의 충전 동작을 제어함으로써, DC 모터의 기동전류 특성에 맞게 배터리의 충전 전력을 이용할 수 있다. As described above, by controlling the starting of the motor and the charging operation of the battery, the charging power of the battery can be used in accordance with the starting current characteristic of the DC motor.

한편, 본 발명의 수질 관리 시스템은 제어부(500)와 통신하여 원격으로 제어부(500)를 제어할 수 있는 어플리케이션이 설치된 모바일폰(mobile phone)(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이때, 제어부(500)는 모바일폰과의 통신을 위한 무선통신 모듈을 더 포함한다. 이때, 무선통신은 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(WiBro), 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZiBee) 등의 무선 네트워크가 이용될 수 있고, 모바일폰은 스마트폰이나 PDA(Personal Digital Assistant) 등이 사용될 수 있다.Meanwhile, the water quality management system of the present invention may further include a mobile phone (not shown) provided with an application that can control the controller 500 remotely by communicating with the controller 500. At this time, the control unit 500 further includes a wireless communication module for communicating with the mobile phone. At this time, a wireless network such as Wi-Fi, WiBro, Bluetooth, or ZiBee may be used for the wireless communication, and a smart phone, a PDA (Personal Digital Assistant) Can be used.

이러한 구성에 의해, 제어부(500)는 센서부(300)로부터 측정된 수질 또는 수량 상태와, 에너지 생성부(100)로부터 생성되는 전력 상태와, 배터리부(200)의 충전 상태를 모바일폰에 송신한다. The control unit 500 transmits the measured water quality or quantity state from the sensor unit 300, the electric power state generated from the energy generating unit 100, and the charged state of the battery unit 200 to the mobile phone do.

모바일폰은 상기 어플리케이션을 통해, 상기 수질 또는 수량 상태, 전력 상태 및 충전 상태에 수신받고, 이에 근거하여 모터부(400)의 동작에 대한 명령을 제어부(500)로 송신한다. 물론, 모터부(400)의 동작에 대한 명령은 모바일폰 사용자의 명령 입력에 의해 실행된다. The mobile phone receives the water quality or quantity state, the power state, and the charging state through the application, and transmits a command for the operation of the motor unit 400 to the control unit 500 based on the received data. Of course, the command for the operation of the motor unit 400 is executed by the command input of the mobile phone user.

제어부(500)는 무선통신 모듈을 통해 모터부(400)의 동작에 대한 명령을 수신하고 그에 따라 모터 구동을 제어한다. The control unit 500 receives a command for the operation of the motor unit 400 through the wireless communication module and controls the motor driving accordingly.

상기와 같이 본 발명에서는, 제어부(500)와 모바일폰의 무선통신을 통해, 사용자가 수질 또는 수량 상태, 전력 상태 및 충전 상태에 근거하여 모터 구동을 직접 원격으로 제어할 수 있다.As described above, in the present invention, the user can directly and remotely control the motor drive based on the water quality or the quantity state, the power state, and the charge state through the wireless communication between the controller 500 and the mobile phone.

상기한 본 발명의 실시예에서는 태양광을 이용한 발전 시스템에 대해 설명하고 있으나, 태양광 이외에도 풍력과 같은 여러 가지 신재생 에너지 발전 시스템에도 본 발명이 적절히 적용될 수 있을 것이다. Although the power generation system using solar light is described in the embodiment of the present invention, the present invention can be suitably applied to various renewable energy generation systems such as wind power in addition to solar power.

본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments described above and the accompanying drawings, it is to be understood that the invention may be embodied in different forms without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention is defined by the appended claims, and is not to be construed as limited to the specific embodiments described herein.

100 에너지 생성부 110 PV 패널
120 PV 전압전류 측정회로 130 PV 컨버터
200 배터리부 210 배터리
220 배터리 전압전류 측정회로 230 충방전 컨버터
240 배터리 온도 센서 250 배터리 팬
300 센서부 400 모터부
500 제어부100 Energy generating unit 110 PV panel
120 PV voltage current measurement circuit 130 PV converter
200 Battery part 210 Battery
220 Battery voltage current measurement circuit 230 Charge / discharge converter
240 Battery temperature sensor 250 Battery fan
300 sensor unit 400 motor unit
500 controller

Claims (8)

태양광 에너지를 이용하여 생성된 전력을 사용하여 수조 내의 수질을 관리하는 수질 관리 시스템으로서,
상기 수조의 수질 또는 수량을 측정하는 다수의 센서로 이루어진 센서부;
태양광으로부터 전력을 생성하는 에너지 생성부;
상기 에너지 생성부로부터 전압을 받아 충전하고, 충전된 전압을 방전하여 출력하는 배터리부;
상기 에너지 생성부와 상기 배터리부로부터 전력을 공급받아 구동되는 다수의 모터로 이루어진 모터부; 및
상기 센서부, 에너지 생성부, 배터리부 및 모터부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지며,
상기 배터리부는,
상기 에너지 생성부로부터의 전력을 저장하는 배터리;
상기 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 배터리 전압전류 측정회로;
상기 배터리에 충방전되는 전압을 조정하는 충방전 컨버터; 및
상기 배터리의 온도를 측정하는 배터리 온도 센서를 포함하며,
상기 배터리부의 특성은 배터리의 충전 상태(State of Charge)이고,
상기 제어부는,
상기 센서부로부터 측정된 수질 또는 수량 상태, 상기 에너지 생성부로부터 생성되는 전력 상태 및 상기 배터리부의 특성에 근거하여, 상기 모터부의 모터 구동을 제어하고,
상기 배터리 전압전류 측정회로에서 측정된 전압 및 전류값과, 상기 배터리 온도 센서에서 측정된 배터리의 온도에 근거하여, 상기 배터리의 충전 상태를 판정하고,
상기 배터리는 부동 충전 방식으로 충전되며, 상기 배터리 온도 센서에서 측정된 배터리의 온도와 미리 설정된 최적 배터리 온도와의 차이에 비례하여 상기 배터리의 충전 전압을 조절하고, 이때, 미리 설정된 최적 배터리 온도값과 측정된 배터리 온도값의 차이에 따라, 배터리의 부동 충전 전압을 [(측정 온도값 - 최적 배터리 온도) x -3mV]의 값만큼 조절하고,
상기 센서부로부터 수조 내의 수질 혹은 수량 상태를 수신하여 모터의 기동 여부를 판정하고,
상기 모터를 기동해야 하는 것으로 판정된 경우, 상기 에너지 생성부의 생성 전력과 상기 배터리부의 충전 전력의 합에 근거하여, 모터 기동에 필요한 전력이 준비되었는지를 판정하고,
상기 모터 기동에 필요한 전력이 준비된 경우에는 상기 모터부의 모터를 구동시키고, 상기 모터 기동에 필요한 전력이 준비되지 않은 경우에는 상기 배터리부의 배터리를 충전시키며,
상기 모터의 구동 이후에는, 상기 센서부로부터 측정값에 근거하여 모터의 정지 여부를 판정하고,
상기 모터를 정지시켜야 하는 것으로 판정된 경우, 상기 모터를 정지시키고 상기 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는 수질 관리 시스템.
A water quality management system for managing water quality in a water tank using electric power generated by using solar energy,
A sensor unit comprising a plurality of sensors for measuring the quality or quantity of water in the water tank;
An energy generating unit for generating electric power from the sunlight;
A battery unit for receiving a voltage from the energy generating unit, discharging the charged voltage, and outputting the discharged voltage;
A motor unit including a plurality of motors driven by power supplied from the energy generating unit and the battery unit; And
And a controller for controlling operations of the sensor unit, the energy generating unit, the battery unit, and the motor unit,
The battery unit includes:
A battery for storing power from the energy generating unit;
A battery voltage / current measuring circuit for measuring voltage and current of the battery;
A charge / discharge converter for adjusting a voltage charged / discharged to / from the battery; And
And a battery temperature sensor for measuring a temperature of the battery,
The characteristic of the battery unit is a state of charge of the battery,
Wherein,
Controls the motor drive of the motor unit based on the water quality or quantity state measured from the sensor unit, the electric power state generated from the energy generating unit, and the characteristics of the battery unit,
Determining a state of charge of the battery based on the voltage and current values measured by the battery voltage / current measuring circuit and the temperature of the battery measured by the battery temperature sensor,
The battery is charged in a floating charging mode. The charging voltage of the battery is adjusted in proportion to a difference between a temperature of the battery measured by the battery temperature sensor and a predetermined optimal battery temperature. At this time, According to the difference of the measured battery temperature value, the floating charge voltage of the battery is adjusted by the value of [(measured temperature value - optimal battery temperature) x -3 mV]
A water quality or quantity status in the water tank is received from the sensor unit to judge whether or not the motor is started,
Based on a sum of the generated power of the energy generation unit and the charging power of the battery unit when it is determined that the motor should be started,
The motor of the motor unit is driven when electric power necessary for starting the motor is prepared and the battery of the battery unit is charged when electric power necessary for starting the motor is not prepared,
After the motor is driven, it is determined whether or not the motor is stopped based on the measured value from the sensor unit,
And stops the motor and charges the battery when it is determined that the motor should be stopped.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 센서부는 상기 수조의 수질을 측정하는 수질 센서와, 상기 수조의 수량을 측정하는 수위 센서를 포함하며,
상기 모터부는 상기 수질 센서의 측정값에 따라 블로워를 동작시켜 상기 수조의 수질을 조절하는 모터와, 상기 수위 센서의 측정값에 따라 펌프를 동작시켜 상기 수조의 수량을 조절하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit comprises a water quality sensor for measuring the water quality of the water tank and a water level sensor for measuring the water amount of the water tank,
The motor unit includes a motor for controlling the water quality of the water tank by operating the blower according to the measured value of the water quality sensor and a motor for controlling the water amount by operating the pump according to the measured value of the water level sensor Water quality management system.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 에너지 생성부의 생성 전력은 태양광을 직류 전압으로 변환하는 PV 패널의 전압 및 전류값을 측정하여 계산하고,
상기 배터리부의 충전 전력은 상기 배터리에서 출력되는 전압 및 전류값을 측정하여 계산하고,
상기 모터 기동에 필요한 전력량은 모터의 고유 특성에 근거하여 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 수질 관리 시스템.
The method according to claim 1,
The generated power of the energy generating unit is calculated by measuring the voltage and the current value of the PV panel for converting the sunlight into the DC voltage,
Wherein the charging power of the battery unit is calculated by measuring a voltage and a current value output from the battery,
Wherein the amount of electric power required for starting the motor is set in advance based on the intrinsic characteristic of the motor.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부와 통신하여 원격으로 상기 제어부를 제어할 수 있는 어플리케이션이 설치된 모바일폰을 더 포함하고,
상기 제어부는 모바일폰과의 통신을 위한 무선통신 모듈을 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 센서부로부터 측정된 수질 또는 수량 상태, 상기 에너지 생성부로부터 생성되는 전력 상태 및 상기 배터리부의 충전 상태를 상기 모바일폰에 송신하고,
상기 모바일폰은 상기 어플리케이션을 통해, 상기 수질 또는 수량 상태, 전력 상태 및 충전 상태에 수신받고, 이에 근거하여 상기 모터부의 동작에 대한 명령을 상기 제어부로 송신하고,
상기 제어부는 상기 모터부의 동작에 대한 명령에 따라 상기 모터부의 모터 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 수질 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a mobile phone in which an application capable of communicating with the control unit and controlling the control unit remotely is installed,
The control unit may further include a wireless communication module for communicating with the mobile phone,
Wherein the control unit transmits to the mobile phone the measured water quality or quantity status from the sensor unit, the power status generated from the energy generation unit, and the charging status of the battery unit,
The mobile phone receives the water quality or quantity status, the power status, and the charging status through the application and transmits a command for the operation of the motor unit to the controller based on the reception,
Wherein the control unit controls the motor driving of the motor unit according to a command for the operation of the motor unit.
KR1020170012367A 2017-01-26 2017-01-26 Water quality management system using solar energy KR101916749B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170012367A KR101916749B1 (en) 2017-01-26 2017-01-26 Water quality management system using solar energy
PCT/KR2017/000987 WO2018139695A1 (en) 2017-01-26 2017-01-26 Water quality management system using solar energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170012367A KR101916749B1 (en) 2017-01-26 2017-01-26 Water quality management system using solar energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180087949A KR20180087949A (en) 2018-08-03
KR101916749B1 true KR101916749B1 (en) 2018-11-08

Family

ID=62979375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170012367A KR101916749B1 (en) 2017-01-26 2017-01-26 Water quality management system using solar energy

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101916749B1 (en)
WO (1) WO2018139695A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102168469B1 (en) * 2018-08-13 2020-10-23 (주)위 에너지 Small Hydro Power Generator using Fish Farm Effluent Water and the method using it
CN108845273B (en) * 2018-08-30 2020-11-03 北京经纬恒润科技有限公司 Power battery power state estimation function test method and device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101265645B1 (en) * 2010-12-28 2013-05-24 엘지전자 주식회사 Photovoltaic power generation system
KR101441660B1 (en) * 2014-05-30 2014-09-23 주식회사 디스엔지니어링 Remote monitoring and control system for a water treatment system of measuring instrument

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100859368B1 (en) 2007-11-19 2008-09-19 이동준 Bubble generator using a force of the wind or solar energy
KR101142912B1 (en) * 2009-12-16 2012-05-10 한국건설기술연구원 Pool for fishing banks having adjustable water level and system for monitoring pool for fishing banks using the same
KR101265771B1 (en) * 2011-09-30 2013-05-30 주식회사 한국피이엠 Floating type photovoltaic power generation system
KR20150049964A (en) 2013-10-31 2015-05-08 주식회사 이시스 Water purification system using sunlight generation
KR101787070B1 (en) * 2015-06-29 2017-11-15 양희범 Micro-bubble water purification device using the solar energy

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101265645B1 (en) * 2010-12-28 2013-05-24 엘지전자 주식회사 Photovoltaic power generation system
KR101441660B1 (en) * 2014-05-30 2014-09-23 주식회사 디스엔지니어링 Remote monitoring and control system for a water treatment system of measuring instrument

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180087949A (en) 2018-08-03
WO2018139695A1 (en) 2018-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2017215605B2 (en) Photovoltaic energy storage air conditioner, and control method
US20050200133A1 (en) Separate network and method for operating a separate network
CA2421785C (en) Island network and method for operation of an island network
CA2712401C (en) Method and device for controlling operation of a power supply system
JP5175451B2 (en) Power supply system
JP4641507B2 (en) Power supply system
EP2793345A1 (en) Electric power supply system
WO2011162025A1 (en) Dc power distribution system
US20140111015A1 (en) Energy converting apparatus and method
US10734913B2 (en) Method and apparatus for bidirectional power production in a power module
JP5470087B2 (en) Rectifier control method for photovoltaic power generation system
KR101916749B1 (en) Water quality management system using solar energy
CN105284026A (en) Power supply system using a fuel cell, controller for the same and control method
KR200402306Y1 (en) Device of controlling charge and discharge using solar cell
CN101860074B (en) Control method based on backup power system of fuel cell
KR20180121451A (en) Floricultural pot management system using solar energy
JP4267541B2 (en) Power supply
KR20190075030A (en) Floricultural pot management system using solar energy
SE534553C2 (en) Method, control device, system and computer program product for power supply of a radio base station
JP2009169800A (en) Control device of photovoltaic power system
JPH10174312A (en) System interconnection operating method for hybrid power supply system involving photovoltaic power generation and wind power generation
CN102364810A (en) Control method and controller for controlling electric energy of multistage absorption solar photovoltaic cell
WO2020161766A1 (en) Direct-current power supply system
KR101422884B1 (en) Photovoltaic Pump System
JP4073217B2 (en) Power generation system

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