KR101923048B1 - 태양전지를 구비한 농업용 하우스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지를 이용하여 농업용 하우스에 소용되는 전력을 생산할 수 있도록 된 태양전지를 구비한 농업용 하우스에 관한 것으로서, 농업용 하우스의 형상을 구성함과 더불어, 태양전지 모듈을 결합하기 위한 결합홈을 구비하는 프레임과, 상기 프레임에 결합됨과 더불어 투명한 특성을 가지고, 자외선을 이용하여 광전변환을 실행하는 다수의 태양전지 모듈을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 농업용으로 사용되는 농업용 하우스에 관한 것으로, 특히 태양전지를 이용하여 농업용 하우스에 소용되는 전력을 생산할 수 있도록 된 태양전지를 구비한 농업용 하우스에 관한 것이다.
현재 농작물이나 화훼작물의 재배 등을 위해 농업용 하우스가 사용되고 있다. 이들 농업용 하우스를 통상 비닐 하우스라 칭하고 있다. 비닐 하우스는 통상 금속이나 프라스틱으로 구성되는 구조물에 폴리에틸렌을 덮어서 구성하게 된다.
비닐 하우스는 태양광을 잘 통과시키면서 비와 바람을 차단시킴으로써 식물의 성장 조건을 용이하게 조절할 수 있도록 하게 된다. 또한 최근에는 비닐 하우스의 내부에 난방 설비를 구비하여 하우스 내부의 온도를 일정 온도 이상으로 유지함으로써 동절기에도 식물을 재배할 수 있는 환경을 제공하고 있다.
비닐 하우스에 사용되는 난방 설비는 석탄이나 경유 등을 원료로서 사용하고 있고, 최근에는 목재의 가공후에 발생되는 톱밥 등을 사용하는 난방 설비도 점차 보급되고 있다.
그러나 최근에 이르나 석탄이나 경유 등의 화석 연료의 가격이 급등하면서 이들 원료를 사용하여 비닐 하우스를 난방하는 방법은 한계에 이르고 있다.
한편, 최근에 이르러 태양열을 이용하여 전력을 생산하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있고, 이러한 에너지를 이용하여 주택이나 비닐 하우스 등에 난방 기능을 제공하는 방안에 대하여 관심이 높아지고 있다.
그러나 태양전지의 경우에는 무게가 무겁기 때문에 비닐 하우스와 같은 견고하지 않은 구조물에 채용하는 것은 적절하기 않고, 또한 태양전지를 비닐 하우스에 적용하게 되면 태양전지가 비닐 하우스의 내부로 제공되는 태양열을 차단하기 때문에 태양전지를 비닐 하우스에 적용하는 것은 현실적으로 매우 어렵다.
또한 비닐 하우스와 떨어진 위치에 태양전지를 설치하는 경우에는 추가적으로 많은 면적이 요구되고, 또한 태양전지로부터 얻어진 전기를 비닐 하우스로 제공하기 위하여 별로의 선로를 배설해야 하는 등 많은 곤란한 문제가 발생하게 된다.
일반적으로 작물의 재배 환경을 맞쳐서 보다 빠르게 작물을 재배하기 위해 농업용 하우스가 사용되고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 작물의 재배에 영향을 주지 않으면서도 작물의 냉난방을 위한 전력을 효율적으로 제공할 수 있도록 된 태양전지를 구비한 농업용 하우스를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 농업용 하우스의 형상을 구성함과 더불어, 태양전지 모듈을 결합하기 위한 고정홈을 구비하는 프레임과; 상기 프레임에 결합되는 다수의 태양전지 모듈과; 상기 태양전지 모듈은 격자 형상으로 구획되며, 상기 구획에 의해 일정 간격을 두고 배치되는 다수의 제1 태양전지와; 상기 프레임의 내부 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 먼지 측정수단은, 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며; 상기 적외선 송신수단(A)은, 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과; 상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와; 상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과; 상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 적외선 송신수단(A)은, 상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와; 상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 고정부는, 케이스의 내부에 설치되어 상하 양방향으로 탄발력을 제공하는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되어 탄발 스프링에 의해서 상하방향으로 밀리면서 하우징(5)에 임시 고정되는 슬라이딩 볼(4b)을 포함하여 구성함이 특징이다.
상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 태양전지 모듈로부터 생산된 전력이 충전장치에 충전되고, 콘트롤박스가 이와 같이 축적된 전기를 이용하여 급수펌프 및 급수장치와 히터 및 공조장치를 구동함으로써 하우스 내부를 식물이 성장할 수 있는 최적의 상태로 유지하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 농업용 하우스의 태양전지가 프레임에 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 4는 본 발명의 두번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 농업용 하우스의 태양전지가 프레임에 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 6은 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 7은 본 발명의 세번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 9는 본 발명의 네번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 11은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 12는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 13은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 14는 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 15는 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.
도 16은 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 농업용 하우스의 태양전지가 프레임에 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 4는 본 발명의 두번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 농업용 하우스의 태양전지가 프레임에 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 6은 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 7은 본 발명의 세번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 9는 본 발명의 네번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 11은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 12는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 13은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 14는 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 15는 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.
도 16은 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 농업용 하우스의 태양전지가 프레임에 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 4는 본 발명의 두번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 농업용 하우스의 태양전지가 프레임에 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 6은 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 7은 본 발명의 세번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 농업용 하우스의 전체 구성도.
도 9는 본 발명의 네번째 실시예에 따른 태양전지를 구비한 농업용 하우스의 사시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 11은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 12는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 13은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 14는 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 15는 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.
도 16은 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도로서,
본 실시예에서 농업용 하우스는 하우스의 외관 형상을 구성하고 전체적인 지지 구조체를 형성하는 프레임(10)과 이 프레임에 결합 또는 장착되는 태양전지 모듈(20)을 구비하여 구성된다. 또한 농업용 하우스의 일측에는 관리자 등이 출입하기 위한 문(11)이 구비된다.
상기 프레임(10)은 일정 이상의 강도를 제공할 수 있는 재질, 바람직하게는 가벼우면서도 우수한 강도 특성을 갖는 알루미늄으로 구성된다. 그리고 프레임에는 태양전지 모듈을 결합 또는 고정하기 위한 고정홈(10a)이 구비된다. 이 고정홈(10a)에는 태양전지 모듈이 결합되고, 그 이후에는 실리콘 등의 마감재로 고정 또는 밀봉된다. 또한 통상적인 농업용 하우스와 마찬가지로 일부 프레임은 개패가 가능하도록 다른 프레임가 힌지를 통해서 결합된다. 이러한 구조는 농업용 하우스에 통풍 구조를 제공하기 위한 것이다.
태양전지 모듈(20)은 통상의 것과 마찬가지로 태양전지 패널과 회로부를 구비하여 구성된다. 이때 광전변환을 실행하는 태양전지 패널로서는 예컨대 실리콘, 화합물, CIGS, 염료감응형, 유기물 태양전지 등이 사용된다. 다만, 본 발명에서의 농업용 하우스의 경우에는 외부 태양광이 내부로 용이하게 투과될 수 있는 것이 바람직하게 사용된다.
도 4는 태양전지 모듈(20)에 바람직하게 적용할 수 있는 태양전지 패널의 구조예를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따른 태양전지 패널은 투명한 특성을 갖는 반도체 물질을 PN 접합 구조로 형성하여 태양전지를 구성하도록 한 것이다. 현재 알려져 있는 투명한 반도체 물질로서는 주로 산화물 반도체이다. 이러한 투명한 반도체 재질로서는 예컨대 ZnO, InO, GaO, SnO 등과 이들의 조합으로 이루어진 화합물이다. 이들 투명성 반도체 재질은 다른 금속 등과 혼합되어 P형 또는 N형 반도체 물질로서 기능한다.
태양광은 광대역의 에너지 밴드갭을 갖고 있고, 이 중 가시광선의 에너지 밴드갭은 대략 3.1eV 이하이다. 그런데 상기한 투명한 반도체 재질은 에너지 밴드갭이 3.1eV 보다 크기 때문에 가시광선은 통과시키는 반면에 자외선은 흡수하게 된다.
따라서 이러한 투명한 반도체 재질을 이용하여 태양전지를 구성하게 되면 식물에게는 유용한 가시광선은 투과시키는 반면에 식물에게 유해한 자외선을 흡수하여 광전변환을 실행하는 투명한 특성을 갖는 태양전지를 구성할 수 있게 된다.
도 4에서 참조번호 201은 기판이다. 이 기판(201)은 예컨대 유리로 이루어진다. 상기 기판(201)상에는 하부 전극층(202)이 형성된다. 이 하부 전극층(202)은 바람직하게는 ITO, TCO, FTO, ZnO 등의 투명전극으로 이루진다.
상기 하부 전극층(202)상에는 투명한 반도체 재질로 이루어진 제1 도전형, 예컨대 P형 반도체층(203)이 형성되고, 이 P형 반도체층(203)의 상측에는 투명한 반도체 재질로 이루어진 제2 도전형, 예컨대 N형 반도체층(204)이 형성된다. 물론, N형 반도체층을 하측에 형성하고 P형 반도체층을 상측에 형성하는 것도 가능하다. 이들은 PN 접합구조를 형성한다.
상기 P형 반도체층(204)의 상측에는 투명한 재질로 구성되는 상부 전극층(205)이 형성된다. 이 상부 전극으로층(205)서는 ITO, TCO, FTO, ZnO 등의 투명전극이 이용된다. 또한 이 상부 전극층(205)으로서는 도전성 유기물이 이용될 수 있다. 또한 상부 전극층(205)으로서는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물이 이용될 수 있다.
상기 상부 전극층(205)의 상측에는 필요에 따라 상부 기판 또는 보호층(206)이 형성된다. 이 보호층(206)으로서는 투명도가 높은 유기물이나 실리콘이 이용될 수 있다.
상기한 구조로 된 태양전지는 각 층을 구성하는 재질이 모두 투명한 재질로 구성된다. 따라서 이러한 태양전지 패널을 이용하여 농업용 하우스를 구성하게 되면 외부 태양광이 농업용 하우스의 내부로 용이하게 입사되게 된다.
또한 본 실시예에서 기판(201)이나 보호층(206)에는 임의적으로 특정한 칼라가 착색되도록 구현할 수 있다.
상기 프레임(10)의 내측에는 온도를 측정하기 위한 적어도 한 개 이상의 온도 센서(12)와 습도를 측정하기 위한 적어도 한 개 이상의 습도 센서(13)가 구비된다.
농업용 하우스의 외측에는 태양전지 모듈(20)로부터 얻어진 전기를 충전하기 위한 충전장치(30)가 구비되고, 하우스의 내부에는 하우스 내부의 온도를 조절하기 위한 히터와 에어컨디셔너 등의 공조장치(50)가 구비된다.
또한 하우스 외측에는 급수펌프(70)가 구비된다. 이 급수펌프(70)는 하우스 내부의 급수장치(71)에 연결된다. 급수장치(71)는 식물에 물을 공급하기 위한 것이다.
그리고 도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나, 하우스 내부에는 상기 온도센서(12) 및 습도센서(13)의 검출결과를 근거로 히터(40)와 공조장치(50)를 구동하고, 급수펌프(70) 및 급수장치(71)를 구동제어하는 콘트롤박스가 설치된다.
또한 도면에서 참조번호 90은 하우스 내부의 조도를 조절하기 위한 조명기이다.
상기한 농업용 하우스는 태양전지 모듈(20)로부터 생산된 전력이 충전장치(30)에 충전되고, 콘트롤박스가 이와 같이 축적된 전기를 이용하여 급수펌프(70) 및 급수장치(71)와 히터(40) 및 공조장치(50)를 구동함으로써 하우스 내부를 식물이 성장할 수 있는 최적의 상태로 유지하게 된다.
한편, 상술한 실시예에서는 태양전지 모듈(20)로서 자외선을 이용하여 광전변환을 실행하는 태양전지를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 태양전지 이외에 통상적인 태양전지, 예컨대 실리콘, 화합물, CIGS, 염료감응형, 유기물 태양전지 등도 바람직하게 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 농업용 하우스의 외관형상을 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 농업용 하우스의 태양전지가 프레임에 결합되는 상태를 도시한 사시도이며, 도 7은 농업용 하우스의 전체 구성도이다. 또한 도 5 내지 도 7에서 상술한 도 1의 실시예와 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예는 태양전지 모듈(100)로서 통상적인 태양전지를 적용하는 경우의 일례를 나타낸 것이다. 자외선만을 이용하는 태양전지 이외에 다른 통상적인 태양전지를 채용하는 경우에는 하우스 내부로 인입되는 태양광이 차단되는 것을 최소한도로 회피할 필요가 있다.
본 실시예에서는 태양전지 모듈(100)에 구비되는 태양전지 패널이 바둑판 형상으로 구성되고, 태양전지가 태양전지 패널의 전체 표면에 설치되지 않고, 부분적으로 형성되게 된다. 이와 같이 태양전지를 태양전지의 패널에 부분적으로 설치하는 것은 현재 상용화 되어 있는 기술을 이용하여 용이하게 구현할 수 있다.
본 실시예에서 태양전지 모듈(100)을 채용하게 되면 태양전지가 구비되는 면적의 크기와 수효를 적절하게 조절함으로써 하우스 내부로 인입되는 태양광의 광량을 적절하게 조정하는 것이 가능하다.
또한 본 실시예의 바람직한 변형 실시예로서, 도 1에서 설명한 자외선을 이용하는 태양전지와 통상적인 태양전지를 교대로 배열함으로써 보다 효율적인 태양전지 모듈을 구현할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 농업용 하우스의 외관 형상을 나타낸 사시도로서, 이는 본 발명을 돔형 하우스에 적용한 경우를 나타낸 것이다.
도 8에 있어서는 반원형의 프레임(10)이 길이 방향을 따라서 일정 간격을 두고 복수개 설치된다. 그리고 이 프레임(10)의 상측에 유연성이 있는 태양전지판(100)이 설치된다. 유연성이 있는 태양전지판으로서는 예컨대 염료감응형 태양전지나 유기태양전지가 바람직하게 적용될 수 있다.
또한 본 실시예에 있어서는 도 5의 실시예와 마찬가지로 태양전지판이 바둑판 형상으로 구획되면서, 일정 간격을 두고 태양전지가 설치된다.
또한 본 발명의 바람직한 변형 실시예에 있어서는 반원형의 프레임(10)에 직각 방향으로 별도의 프레임을 설치하고, 이들 프레임에 의해 형성되는 공간에 각각 일정한 곡률 반경을 갖는 태양전지 모듈을 설치하는 것도 가능하다.
또한 본 실시예에서도 일반적인 태양전지와 자외선을 이용하는 태양전지를 교대로 설치하여 하우스를 구성하는 방법도 바람직하게 구현할 수 있다.
도 9는 도 8의 변형 실시예에 따른 농업용 하우스를 나타낸 외관 사시도로서, 본 실시예에서는 도 8의 실시예와 마찬가지로 반원 형상의 프레임(10)을 설치하고, 그 상측에 자외선을 이용하는 투명한 태양전지판을 설치한 것이다.
물론, 본 실시예에 있어서도 반원 형상의 프레임(10)과 직교하는 방향으로 다수의 프레임을 설치하고, 이들 프레임이 형성하는 공간 부분에 일정한 곡률반경을 갖는 투명한 태양전지 모듈을 각각 부착하여 하우스를 구성하는 것도 가능하다.
한편, 도 1 내지 도 9에 도시된 구조를 복합적으로 적용한 구조를 상정하면, 상기 태양전지 모듈(20)은 일정 투명도 이상을 갖는 적어도 반투과 재질 층들로 마련된 태양전지들이 프레임(10)의 고정홈(10a)에 격자 구조로 배치되며, 태양전지들 사이를 격자 구획만큼 이격시키되, 태양전지들의 이격된 사이는 투명하게 만들어서 빛이 투과하도록 하우스 벽체를 구성한 태양전지를 구비한 농업용 하우스를 제공할 수 있다.
이러한 태양전지를 구비한 농업용 하우스는, 반투명 재질로 구성된 태양전지들과 이들 사이를 투명하게 만듦으로써 전술한 실시예들보다 하우징에 더 많은 빛을 제공할 수 있다.
더욱이, 도 1, 도 2, 도 5, 도 6 및 도 7을 보면, 상기 프레임(10)의 고정홈(10a)은 태양전지 모듈(20)이 삽입되어 안착되도록 마련되며, 태양전지 모듈(20)의 모서리부가 안정적으로 지지되는 ‘┗ ┛’구조를 제공한다.
태양전지 모듈(20)은 고정홈(10a)에 돌출 없이 실리콘이나 접착제에 의해 안착 배치되므로, 진동이나 충격에 의해 파손되거나 분리되지 않으며, 미려한 외관을 제공한다.
한편, 본 발명은 농업용 하우스를 구성하는 프레임의 내부 일단에 먼지 측정수단(1000)을 더 설치하며, 상기 먼지 측정수단(1000)의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호 출력부(2000)를 통해 경보신호를 출력하여 농업용 하우스의 내부에 미세먼지가 기준치 이상이므로 작업자가 대피하거나 먼지를 적절히 제거토록 유도한다.
본 발명의 먼지 측정수단(1000)은 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.
즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.
즉, 먼지 측정 제어부에서 적외선 수신수단에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.
다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.
본 발명은 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군(1)과;
상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;
상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링(3)과;
상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부(4)를 포함하여 구성한다.
그리고, 상기 스프링과 고정부를 수납하는 하우징(5)과;
상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단(6)과;
상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링(3)의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링(3)을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자(7)와;
상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부(8)를 포함하여 구성한다.
그리고, 상기 고정부(4)가 위치하는 하우징의 테두리에는 다수개의 홀(5a, 5b 5c)을 형성하고, 상기 홀에는 고정부(4)의 위치를 세팅하기 위한 자석(9)을 삽입 결합하여 이루어진다.
즉, 고정부(4)는 금속으로 구성하며, 자석(9)을 홀에 삽입하여 고정부를 임시 고정시킨다. 이에 따라 기온이 낮은 지역은 자석을 중앙홀(5b) 또는 왼쪽홀(5a)에 위치시켜 세팅하고, 기온이 높은 지역은 자석(9)을 중앙홀(5b) 또는 오른쪽(5c)에 위치시켜 세팅한다.
그러면 최초 송신소자(2) 위치가 오목렌즈군(1)의 중앙에 위치되고, 이후 온도변화에 따라서 적절히 팽창과 수축을 하여 먼지의 농도를 정확하게 판별할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 고정부(4)는 원터치에 의해서 결합토록 구성할 수 있는바, 고정부 케이스 내부에 설치되는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되는 슬라이딩 볼(4b)를 설치하여 구성하며, 하우징(5)에 딸깍 하면서 결합되도록 구성한다.
즉, 미리 하우징(5)에 일정 간격으로 홀을 형성하고, 상기 고정부를 움직이면서 슬라이딩 볼(5b)이 홀에 임시 결합되도록하고, 이때 탄발 스프링(4a)의 작용으로 슬라이딩 볼이 좌우로 펼쳐지면서 고정상태가 지속되도록 한 것이다.
이에 따라 고정부의 위치를 사용자가 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 것이 가능하다.
본 발명은 온도의 변화에 따라서 송신소자(2)의 출력이 자동으로 조절되도록 구성하였는바, 형상기억 스프링(3)이 기본 온도로 세팅되어 있으며, 이후 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 늘어나면서 송신소자의 광을 줄여서 출력시키고, 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 줄어들면서 송신소자(2)의 광을 낮추어서 출력시킨다.
즉, 먼지는 기체속에 분포되기 때문에 온도가 올라가면 움직임이 활발해져서 송신소자(2)의 출력을 낮추었을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 채크할 수 있으며, 온도가 낮아지면 움직임이 둔해지기 때문에 송신소자(2)의 출력을 높였을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 체크할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 온도변화를 반영하여 오목렌즈군(1)을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.
그리고, 주변 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 팽창되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 그리고, 주변 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 수축되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다.
상기와 같이 본 발명은 주변 온도에 반응하여 형상기억 스프링(3)이 자동으로 팽창과 수축을 함으로서 먼지의 움직임에 따른 광량 변화를 촉진하여 보다 더 정밀한 먼지 농도를 파악할 수 있고, 보다 더 정확한 경보출력이 이루어진다.
한편, 본 발명은 먼지 농도에 따라 송신 제어부(8)가 강제로 오목렌즈군(1)을 움직여서 가장 정확한 먼지 농도를 파악할 수 있도록 구성하는바, 온도 변화가 없더라도 먼지의 농도에 따라 송신소자의 광량을 조절하여 정확한 먼지의 농도를 파악할 수 있도록 하였다.
즉, 본 발명은 적외선 송신수단의 광량 변화를 용이하게 하기 위해서 먼지 측정 제어부(C)가 제어신호를 출력하면 송신 제어부(8)에서 이를 인지하여 발열수단(6) 및 열전소자(7)를 구동하여 가장 적절한 적외선 송신이 이루어지도록 하였다.
먼저, 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 적외선 광을 출력토록하며, 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 발생시켜 형상기억 스프링이 팽창되도록하고 이에 따라 송신소자(2)가 고정되어 있으므로 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되는 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자(2) 위치로 움직이면서 송신소자의 출력광이 제 2 오목렌즈를 통해 출력된다.
그리고, 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 팽창되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 1 오목렌즈(1a)가 송신소자(2)의 위치로 이동되도록 가열하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 1 오목렌즈(1a)를 통해 출력한다.
그리고, 적외선 광을 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽이 설치되는 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자에 위치하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 4 오목렌즈(1d)를 통해 출력된다.
그리고, 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 5 오목렌즈(1e)가 송신소자(2) 위치로 이동되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 5 오목렌즈(1e)를 통해 광을 출력한다.
그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.
그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.
그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.
그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.
그리고, 제 5 오목렌즈(1e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.
10 : 프레임 11 : 문
10a : 고정홈 20 : 태양전지 모듈
30 : 충전장치 40 : 히터
50 : 공조장치 70 : 급수펌프
71 : 급수장치 90 : 조명장치
10a : 고정홈 20 : 태양전지 모듈
30 : 충전장치 40 : 히터
50 : 공조장치 70 : 급수펌프
71 : 급수장치 90 : 조명장치
Claims (4)
- 농업용 하우스의 형상을 구성함과 더불어, 태양전지 모듈을 결합하기 위한 고정홈을 구비하는 프레임과;
상기 프레임에 결합되는 다수의 태양전지 모듈과;
상기 태양전지 모듈은 격자 형상으로 구획되며, 상기 구획에 의해 일정 간격을 두고 배치되는 다수의 제1 태양전지와;
상기 프레임의 내부 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과;
상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하여 구성하고;
상기 먼지 측정수단은,
적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며;
상기 적외선 송신수단(A)은,
다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과;
상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와;
상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과;
상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 농업용 하우스. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 적외선 송신수단(A)은,
상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과;
상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과;
상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와;
상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 농업용 하우스. - 제 1 항에 있어서,
상기 고정부는,
케이스의 내부에 설치되어 상하 양방향으로 탄발력을 제공하는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되어 탄발 스프링에 의해서 상하방향으로 밀리면서 하우징(5)에 임시 고정되는 슬라이딩 볼(4b)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 농업용 하우스.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180103843A KR101923048B1 (ko) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 태양전지를 구비한 농업용 하우스 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180103843A KR101923048B1 (ko) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 태양전지를 구비한 농업용 하우스 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101923048B1 true KR101923048B1 (ko) | 2018-11-28 |
Family
ID=64561347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180103843A KR101923048B1 (ko) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 태양전지를 구비한 농업용 하우스 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101923048B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101317982B1 (ko) | 2012-04-04 | 2013-10-14 | 에스피티씨주식회사 | 원격먼지측정시스템 |
| KR101338333B1 (ko) | 2013-05-20 | 2013-12-06 | 주식회사 이건창호 | 태양 전지 모듈을 구비한 유리 온실 |
| KR101771971B1 (ko) | 2015-08-25 | 2017-09-05 | 대한민국 | 축산시설의 모듈형 환경제어장치 |
| KR101875056B1 (ko) * | 2018-02-26 | 2018-07-06 | (주)파코코리아인더스 | 실내 환기 시스템 |
-
2018
- 2018-08-31 KR KR1020180103843A patent/KR101923048B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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