KR101973270B1 - 가변형 하우스가 구비된 온실 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면 솔라셀 모듈 하부 공간을 온실로 활용하되 온실 내부 공간에 가변형 하우스를 구비하여 생육환경을 조절할 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 특히 본 발명의 일 실시예는, 제1 프레임과 제1 프레임에 장착되는 제1 광투과성 부재로 제1 내부 공간을 형성하고 내부 공간에 식물이 생육하는 온실에 있어서, 상부에 형성되는 솔라셀 루프; 솔라셀 루프의 적어도 일 모서리에 장착되고 태양광의 광경로를 제1 내부 공간을 향하도록 변경하는 제1 광학 부재; 제2 프레임과 상기 제2 프레임에 장착되는 제2 광투과성 부재로 형성되어 제1 내부 공간에 식생베드를 수용하는 제2 내부 공간을 형성하고, 제2 프레임의 구동으로 제2 내부 공간의 부피를 변화시키는 가변 하우스; 및 제2 프레임 중 수직 프레임을 승하강시키는 구동부를 포함하는 가변형 하우스가 구비된 온실을 포함한다.

Description

가변형 하우스가 구비된 온실{GREENHOUSE WITH VARIABLE HOUSE}

본 발명은 온실에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 솔라셀 루프 하부 공간을 식물 생육 공간으로 활용할 수 있는 온실에 관한 것이다.

최근 태양광을 활용하기 위해 솔라셀 모듈을 설치하여 자가 전력을 생산하는 사례가 늘고 있다. 솔라셀 모듈은 판넬 면적으로 인하여 비교적 넓은 공간을 차지하기 마련이고 특히 그 하부 공간은 그늘짐과 철제 프레임 등으로 인해 다른 용도로 활용하기 어려운 부분이 있었다.

종래기술로서 대한민국 특허공개 제 10-2013-0021308 호의 선행특허에서는 태양전지모듈을 구비한 온실에 대하여 솔라셀 루프 하부 공간을 식물 재배 공간으로 활용하는 기술을 개시하고 있다. 그러나 일반적인 솔라셀 루프가 그 판넬로 인해 그늘진 공간이 많아 충분한 채광 효과를 가질 수 없다는 것과 태양의 고도가 년중 계속해서 달라짐에도 생육환경은 변화되지 않는다는 점에서 충분한 해결책을 마련하지 못한 부분이 있었다.

따라서 솔라셀 모듈의 하부 공간을 온실로 활용하면서도 채광 및 식물 생육 환경을 다양하게 고려할 수 있는 새로운 형태의 온실에 대한 연구의 필요성이 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 도출된 것으로서 본 발명의 제1 목적은 솔라셀 모듈 하부 공간을 온실로 활용하되 온실 내부 공간에 가변형 하우스를 구비하여 생육환경을 조성할 수 있는 가변형 하우스가 구비된 온실를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 솔라셀 모듈 하부 공간에 충분한 채광을 제공할 수 있는 가변형 하우스가 구비된 온실를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3 목적은 시간에 따라 또는 계절에 따라 식물이 위치하는 내부 공간의 부피를 조절할 수 있는 가변형 하우스가 구비된 온실를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 제1 프레임과 제1 프레임에 장착되는 제1 광투과성 부재로 제1 내부 공간을 형성하고 내부 공간에 식물이 생육하는 온실에 있어서, 상부에 형성되는 솔라셀 루프; 솔라셀 루프의 적어도 일 모서리에 장착되고 태양광의 광경로를 제1 내부 공간을 향하도록 변경하는 제1 광학 부재; 제2 프레임과 상기 제2 프레임에 장착되는 제2 광투과성 부재로 형성되어 제1 내부 공간에 식생베드를 수용하는 제2 내부 공간을 형성하고, 제2 프레임의 구동으로 제2 내부 공간의 부피를 변화시키는 가변 하우스; 및 제2 프레임 중 수직 프레임을 승하강시키는 구동부를 포함하는 가변형 하우스가 구비된 온실을 제공함으로써 달성될 수 있다.

그리고 제1 광학 부재는 솔라셀 루프의 북향 모서리 측에 장착되고 코닉형 광덕트를 포함할 수 있다.

아울러 구동부는 솔라셀 루프로부터 전력을 공급 받을 수 있다.

제1 및 제2 광투과성 부재는 투명 복층판을 포함할 수 있다.

한편 가변형 하우스가 구비된 온실은 솔라셀 루프의 남향 모서리에 장착되는 제2 광학 부재를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면 솔라셀 모듈 하부 공간을 온실로 활용하되 온실 내부 공간에 가변형 하우스를 구비하여 생육환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

그리고 솔라셀 모듈 하부 공간에 충분한 채광을 제공할 수 있다.

또한 시간에 따라 식물이 위치하는 내부 공간의 부피를 조절할 수 있는 가변형 하우스가 구비된 온실를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명인 가변형 하우스가 구비된 온실에 따른 일 실시예의 단면을 나타낸 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명인 가변형 하우스가 구비된 온실에 따른 일 실시예의 계절에 따라 변화되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면들,
도 4는 본 발명인 가변형 하우스가 구비된 온실의 내부 평면을 나타낸 도면이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

가변형 하우스가 구비된 온실

도 1은 본 발명인 가변형 하우스가 구비된 온실에 따른 일 실시예의 단면을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명인 가변형 하우스가 구비된 온실에 따른 일 실시예는 솔라셀 루프(30)와 솔라셀 루프(30)의 일 모서리에 장착되는 제1 광학 부재(40)와 식물이 위치하는 식생베드(520)와 식생베드(520)를 수용하는 가변 하우스(50)와 가변 하우스(50)를 구동시키는 구동부를 포함한다. 본 실시예에 의하면 솔라셀 루프(30)의 하부 공간에 충분한 채광을 제공할 수 있는 식물의 생육 공간을 형성하고 시간에 따라 부피가 변화되는 가변 하우스(50)를 통해 식물 생육에 필요한 환경을 조절하게 된다.

본 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이, 솔라셀 루프(30)를 상부에 천정으로 구비한다. 솔라셀 루프(30)는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위해 태양 고도를 고려하여 적절한 방향 및 각도를 갖도록 구비될 수 있다.

솔라셀 루프(30)는 그 하부의 제1 내부 공간(32)에 필연적으로 그늘을 형성한다. 따라서 제1 내부 공간(32)은 대부분의 식물 생육 환경에 필요한 태양광 에너지가 불충분한 상태인 것이 종래 기술이다. 본 실시예는 제1 광학 부재(40)가 솔라셀 루프(30)의 모서리를 따라 장착되어 있어 솔라셀 루프(30)의 주변으로 향하는 태양광을 집광하게 된다.

솔라셀 루프(30)의 모서리를 따라 장착되므로 제1 광학 부재(40)는 태양광을 차단하지 않고 솔라셀 루프(30)의 에너지 변환 기능을 저해하지 않는다.

이러한 제1 광학 부재(40)는 코닉형 광덕트로 구비될 수 있는데 구체적으로 코닉 형(conic type)의 집광부와 집광된 태양광을 전달하는 도광부와 도광부 끝에 마련되어 태양광을 제1 내부 공간(32)으로 확산시키는 산광부로 구성될 수 있다. 코닉 형(conic type)의 집광부는 다면 프리즘 등의 굴절재를 이용하거나 코닉의 곡면을 이루는 부분에 반사판을 포함하여 구성될 수도 있다. 또한 도광부 면에 반사판을 구성할 수도 있다. 도광부의 출광측 면은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 내부 공간(32) 및 가변 하우스(50)를 향하여 확산되도록 형성할 수 있으며, 광경로를 고려하여 도광부를 적절히 절삭하고 절삭면에 산광부를 배치시키는 것이 바람직하다.

제1 광학 부재(40)는 도 1에 도시된 바에 의하면 솔라셀 루프(30)의 북향 모서리 측에 장착되어 있지만 다양한 방향의 모서리에 장착될 수 있고 이 경우에는 광덕트를 길이 및 형태를 변형하여 사용할 수도 있을 것이다.

제2 광학 부재(42)는 솔라셀 루프(30)의 남향 모서리를 따라 장착되어 남향 모서리를 향하는 태양광을 직접 제1 내부 공간(32)으로 조사시키는 역할을 하는데, 이러한 제2 광학 부재(42)는 프리즘이나 기타 태양광을 넓게 확산시킬 수 있는 굴절재를 이용할 수 있다.

온실(1)의 측면들은 제1 프레임(10)과 제1 프레임(10)에 장착되는 제1 광투과성 부재(20)로 형성할 수 있다. 특히 제1 광투과성 부재(20)는 유리로도 형성할 수 있지만 아크릴 소재나 PMMA 레진의 복층판 시트 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate resin)를 압출 성형, 절단 가공하여 형성할 수 있다. 특히 복층판 시트로 형성하는 경우에는 높은 가시광선 투과율을 유지하면서 공기층으로 인해 단열성이 우수하고 가공이 쉬우며, 곡면시공이 가능하다는 장점이 있다. 경우에 따라서는 양면 UV 코팅이 된 것을 사용할 수도 있다.

가변 하우스(50)는 제2 프레임과 제2 프레임에 장착되는 제2 광투과성 부재로 형성되어 제1 내부 공간에 식생베드(520)를 수용하는 제2 내부 공간(530)을 형성하고, 제2 프레임의 구동으로 제2 내부 공간의 부피를 변화시키는 역할을 한다. 제2 프레임은 여러 형태로 형성할 수 있으나 일반적인 구조인 정육면체 구조를 형성하도록 제2 프레임을 연결하는 경우 상부에만 제2 광투과성 부재를 형성할 수도 있고 추가적으로 4 측면에도 형성할 수 있다.

가변 하우스(50)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 식물을 생육하는 식생베드(520)를 수용하는 제2 내부 공간(530)의 부피를 변화시키도록 구동된다. 이는 계절에 따라(또는 시간에 따라) 부피를 변화시킨다. 예를 들어, 도 2는 제2 내부 공간(530)의 기온이 충분히 높을 때 부피를 증가시키는 상황을 보여주고 도 3은 제2 내부 공간(530)의 기온이 낮을 때 부피를 감소시키는 상황을 보여준다. 일반적으로 온실(1)의 제1 내부 공간(32)의 부피가 고정적이기 때문에 상황에 따라 기온이나 습도 등의 식물 생육 환경을 조절하기 위한 것이다.

이러한 가변 하우스(50)의 제2 내부 공간(530)의 부피 변화는 수직 프레임(512)의 길이가 조절됨으로써 가능하다. 수직 프레임(512)은 도 4에 도시된 바와 같이 외측 프레임과 이에 삽입되는 내측 프레임으로 구성하고, 구동부(도시되지 않음)로 전동 모터를 이용하여 승하강 시킬 수 있다. 이러한 전동 모터는 솔라셀 루프(30)로부터 집진된 전기 에너지를 직접 이용하도록 구성될 수 있다.

한편 승하강하는 수직 프레임(512) 사이에 장착되는 제2 광투과성 부재는 제일 낮은 높이에서 상기 외측 프레임에 장착되는 것이 바람직하다. 제2 광투과성 부재는 투명 복층판일 수 있으며 다양한 소재 및 다양한 형태를 가지는 것은 전술한 제1 광투과성 부재와 동일하므로 설명은 생략한다.

가변 하우스(50)의 제2 내부 공간(530)의 부피 변화는 작업자가 수동으로 조절할 수도 있지만, 제2 내부 공간(530)의 기온을 측정하는 온도 센서와 측정된 기온에 기반하여 필요한 제2 내부 공간(530)의 부피를 계산하고 계산된 부피를 형성하기 위해 구동부에 제어명령을 내리는 제어부(도시되지 않음)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당 업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 온실
10: 제1 프레임
20: 제1 광투과성 부재
30: 솔라셀 루프
32: 제1 내부 공간
40: 제1 광학 부재
42: 제2 광학 부재
50: 가변 하우스
512: 수직 프레임
520: 식생베드
530: 제2 내부 공간

Claims (5)

1. 제1 프레임과 상기 제1 프레임에 장착되는 제1 광투과성 부재로 제1 내부 공간을 형성하고 상기 내부 공간에 식물이 생육하는 온실에 있어서,
   상부에 형성되는 솔라셀 루프;
   상기 솔라셀 루프의 적어도 일 모서리에 장착되고 태양광의 광경로를 상기 제1 내부 공간을 향하도록 변경하는 제1 광학 부재;
   제2 프레임과 상기 제2 프레임에 장착되는 제2 광투과성 부재로 형성되어 상기 제1 내부 공간에 식생베드를 수용하는 제2 내부 공간을 형성하고, 상기 제2 프레임의 구동으로 상기 제2 내부 공간의 부피를 변화시키는 가변 하우스; 및
   상기 제2 프레임 중 수직 프레임을 승하강시키는 구동부를 포함하되,
   상기 제1 광학 부재는 상기 솔라셀 루프의 북향 모서리 측에 장착되는 코닉형 광덕트를 포함하되, 상기 코닉형 광덕트는 상기 솔라셀 루프의 북향 모서리를 벗어나는 태양광을 집광하는 집광부와, 상기 집광된 태양광을 상기 제1 내부 공간을 향하도록 전달하는 도광부와, 상기 전달된 태양광을 산란시키는 산광부로 구성되고,
   상기 제2 프레임의 수직 프레임은 상기 제2 내부 공간의 기온에 기초하여 승하강되는 것을 특징으로 하는 가변형 하우스가 구비된 온실.
   
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 구동부는 상기 솔라셀 루프로부터 전력을 공급 받는 것을 특징으로 하는 가변형 하우스가 구비된 온실.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 광투과성 부재는 투명 복층판을 포함하는 가변형 하우스가 구비된 온실.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 솔라셀 루프의 남향 모서리에 장착되는 제2 광학 부재를 더 포함하는 가변형 하우스가 구비된 온실.

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