KR101985284B1 - control matrod of solar sharing for solar photovoltatic power generation in the farm land - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하고 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스에 저장하도록 하여 제어부에서 이산화탄소 센서를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 태양광 모듈 어레이가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 상기 이산화탄소의 양과 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 태양광 모듈 어레이가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 함으로써 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하고 농업용지를 훼손하지 않으면서 최대의 효과를 얻을 수 있도록 한 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling solar sharing for photovoltaic power generation in a cropland. More particularly, the present invention relates to a method of controlling solar sharing in a cropland by providing a solar module array in a supporting structure provided on a cropland, The amount and the intensity of the carbon dioxide recognized by the control unit through the carbon dioxide sensor are recognized as the state where the photosynthesis of the crop is actively progressed. When the photovoltaic module array is in the same angle as the incidence angle of the light The photosynthetic activity is activated by the light that is not disturbed at all, so that the crops are grown. Meanwhile, when the amount and the intensity of the carbon dioxide recognize the state of photosynthesis in which the crops are not grown, When the array is closed By maintaining the sun's angle of incidence and vertical angle, solar power generation through the solar module array can be made, enabling the production of electricity by solar power generation at the same time as the harvest of crops, and the maximum effect To a control method of solar sharing for photovoltaic power generation in a cropland.
종래부터 태양광 발전 시스템(power generating system)에는 큰 주목이 모아지고 있어 주택의 지지구조 등, 구조물에는 많은 태양광 모듈(module)이 설치되어 있다.BACKGROUND ART [0002] Conventionally, a large amount of attention has been paid to a power generating system, and many solar modules are installed in structures such as a housing supporting structure.
한편, 대규모 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)을 구축하는 경우에는 많은 모듈(module)을 배치하기 위한 광대한 스페이스가 필요하다.On the other hand, when constructing a solar photovoltaic power generating system, a large space is required to place a large number of modules.
그래서 한국이나 일본과 같이 국토의 면적이 적고 농경지가 많은 국가에서는 많은 농경지가 존재하고 있으며, 이러한 농경지에서는 광량이 양호한 곳이 많다.So, there are lots of farmland in countries where land area is small, such as Korea or Japan, and farmland is large.
그리하여 2013년 06월 05일자 한국특허등록 제10-1274199호(작물재배온실을 구비한 태양전지발전시설물 및 그 시공방법)가 제안되었으며,Thus, a Korean Patent Registration No. 10-1274199 (a solar cell power plant having a crop growing greenhouse and a construction method thereof) of June 05, 2013 was proposed,
이는, 지면에 설치되어 온실을 형성하는 온실과, 상기 온실의 수직지지프레임에 결합되는 태양전지구조물을 포함하며,This includes a greenhouse formed on the ground to form a greenhouse, and a solar cell structure coupled to a vertical support frame of the greenhouse,
상기 태양전지구조물은 북쪽을 향하는 면에서 하나 이상의 팬이 설치됨으로써, 상기 팬에 의하여 태양전지모듈을 향하여 공기유동을 형성하되,The solar cell structure includes at least one fan disposed on the northward facing surface to form an air flow toward the solar cell module by the fan,
상기의 태양전지구조물은 복수의 태양전지모듈들을 구비하여 태양광으로부터 전기를 생산하는 구조물로서,The solar cell structure includes a plurality of solar cell modules to produce electricity from sunlight,
복수개의 태양전지모듈들과;A plurality of solar cell modules;
태양전지모듈들의 수광면이 실질적으로 남쪽을 향하여 경사를 이루도록 태양전지모듈을 지지하는 지지프레임부를 포함하며,And a support frame portion for supporting the solar cell module such that the light receiving surface of the solar cell modules is inclined substantially toward the south,
상기 지지프레임부는 상기 온실의 수직지지프레임에 결합되도록 하고,The support frame portion being coupled to the vertical support frame of the greenhouse,
상기의 지지프레임부는 상기 온실의 수직지지프레임의 상단에 지지되어 설치되는 수직프레임을 포함하도록 구성하였다.And the support frame portion includes a vertical frame supported by the upper end of the vertical support frame of the greenhouse.
그러나 상기와 같은 종래의 태양광 발전설비를 구비한 온실에 의하여서는 온실의 상면 일부에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈을 설치하면서 그 하단의 음지에는 자연 채광부에 의해 반사된 빛이 조사되도록 하였으나, 온실의 일부에 의한 태양광 발전으로는 충분한 전기를 발생시킬 수 없어 태양광 발전 설비에 따른 비용이 거의 회수되지 않는 비효율적인 문제점이 있었다.However, according to the greenhouse equipped with the conventional solar power generation facility as described above, a solar module for solar power generation is installed on a part of the upper surface of the greenhouse, and the light reflected by the natural lightening part is irradiated to the shade , There is an inefficient problem that solar power generation due to a part of the greenhouse can not generate sufficient electricity and the cost due to the photovoltaic power generation facility is hardly recovered.
또한 온실의 상면 전체에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈을 설치하도록 하였으나, 온실의 전체에 설치하는 구조에 의하여서는 태양광 발전에 따른 전기의 발생에 따른 이점이 있는 반면에 하단 전체가 음지가 되어 온실로서의 기능을 거의 발생하지 못하게 되는 문제점이 있었다.In addition, although a solar module for solar power generation is installed on the entire upper surface of the greenhouse, the entire structure of the greenhouse has advantages according to the generation of electricity due to the solar power generation, There is a problem that the function as a greenhouse is hardly generated.
그리고 농경지에 태양광 패널을 설치함으로써 농경지에서 농사를 지으면서 태양광 발전도 실시하는 솔러 쉐어링(sharing)이 제안되어 실시하고 있다. Solar sharing has been proposed and implemented by cultivating farmland and installing solar panels by installing solar panels on farmland.
즉, 일본특허공개 2015－17489호에 의하면, 농경지에 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)을 설치한 농장 겸 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)이 기재되어 있다.That is, according to Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2015-17489, there is disclosed a solar photovoltaic power generating system in which a solar photovoltaic power generating system is installed on agricultural land.
이 농장 겸 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)에서는 상업용 식물에 설치된 복수의 지주와 지주의 상단에서 수평 방향으로 성장하는 대들보와 대들보에 비스듬히 한 상태로 지지된 복수의 태양광 모듈(module)을 구비하고 있다.In this solar photovoltaic power generating system, a plurality of solar module modules supported at an angle to a girder and a girder that grow horizontally at the top of a plurality of struts and struts installed on a commercial plant, .
이 농장 겸 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)에 의하여서는 수평면에 대한 태양광 모듈(module)의 경사 각도가 미리 정해져 있으며 수평면에 대해서 10°∼15°로 고정되어 있다.By this solar photovoltaic power generating system, the inclination angle of the solar module to the horizontal plane is predetermined and fixed at 10 ° to 15 ° to the horizontal plane.
그러므로 상기의 농장 겸 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)에서는 패널의 경사각도가 고정되고 있으므로, 농경지의 농작물의 종류가 바뀌거나 또는 일사량이 바뀌거나 했을 경우에 유연하게 대응할 수 없게 됨은 물론, 농경지의 상부에 태양광 모듈이 설치되는 경우에, 설치하는 태양광 모듈의 수가 너무 많으면, 농경지의 농작물에 충분히 빛이 맞지 않게 되기 위해, 농작물의 생육이 충분히 이루어지지 않게 되어 농작물의 생산량이 감소하는 것을 생각할 수 있다.Therefore, in the above-mentioned solar photovoltaic power generating system, since the inclination angle of the panel is fixed, it is not possible to flexibly cope with the change of crop type or the solar radiation amount in the agricultural land, When the number of the photovoltaic modules installed in the upper part of the agricultural land is too large, the crops in the agricultural land are not sufficiently lighted, so that the crops are not sufficiently grown and the yield of the crops is reduced I can think of.
한편, 농작물의 생육을 고려해 배치하는 패널의 수를 제한하면, 농작물의 생육에는 영향이 미치지 않은 패널에 의한 발전량을 충분히 확보할 수 없게 되는 문제점이 있었다. On the other hand, if the number of panels arranged in consideration of the growth of crops is limited, there is a problem in that it is not possible to sufficiently secure the amount of electricity generated by the panels that do not affect the growth of the crops.
그리하여 2015년 04월 09일자 일본특허공개 27065387호(포장 관리 장치 및 포장 관리 시스템)이 제안되었으며,Thus, Japanese Patent Publication No. 27065387, April 09, 2015 (package management apparatus and package management system) has been proposed,
이는, 식물의 상부에 설치되는 태양광 발전 패널과,This includes a solar power generation panel installed on the upper part of the plant,
상기 태양광 발전 패널의 자세를 변경하는 자세 변경부와,A posture changing unit for changing a posture of the solar power generation panel;
상기 식물의 성장에 필요한 광포화점에 대응하는 기준 조도의 데이터가 기억된 조도 데이터 기억부와.And an illuminance data storage unit for storing data of reference illuminance corresponding to a lightening point necessary for growing the plant.
상기 기준 조도의 데이터에 근거하고, 상기 자세 변경부에 상기 태양광 발전 패널의 자세를 변경시키는 제어부를 구비하되,And a controller for changing the attitude of the solar power generation panel to the attitude changing unit based on the data of the reference illuminance,
상기 식물에 조사되는 빛의 조도를 취득하도록, 상기 태양광 발전 패널의 아래쪽의 공간 내에 조도 센서를 더 구비하여 상기 제어부에서 상기 식물에 조사되는 빛의 조도가 상기 기준 조도보다 큰 경우에는 상기 자세 변경부에 상기 태양광 발전 패널의 자세를 상기 태양광 발전 패널의 수광량이 커지도록 변경시키고, 상기 식물에 조사되는 빛의 조도가 상기 기준 조도와 동일한 경우에는 상기 자세 변경부에 상기 태양광 발전 패널의 자세를 유지시키며, 상기 식물에 조사되는 빛의 조도가 상기 기준 조도보다 작은 경우에는 상기 자세 변경부에 상기 태양광 발전 패널의 자세를 상기 태양광 발전 패널의 수광량이 작아지도록 변경시키도록 구성하였다.Further comprising an illuminance sensor in a space below the solar power generation panel to acquire illuminance of light irradiated to the plant, and when the illuminance of light irradiated to the plant by the control section is larger than the reference illuminance, Wherein the attitude of the photovoltaic power generation panel is changed so that the photodetection amount of the photovoltaic generation panel is increased, and when the illuminance of the light irradiated to the plant is equal to the reference illuminance, And the attitude of the solar power generation panel is changed to reduce the amount of light received by the photovoltaic power generation panel in the posture changing portion when the illuminance of the light irradiated to the plant is smaller than the reference illuminance.
그리고 2017년 01월 19일자 일본특허공개 제29012007호(태양광 발전 시스템)이 제안되었으며,Japanese Patent Laid-Open No. 29012007 (photovoltaic power generation system) of Jan. 19, 2017 has been proposed,
이는, 농지의 상부에 설치되는 태양광 패널과,This includes a solar panel installed on the upper part of the farmland,
상기 농지에 조사되는 태양광의 일사량을 취득하는 일사량 취득부와,A solar radiation amount obtaining section for obtaining a solar radiation amount of sunlight irradiated on the farmland,
상기 농지에서 재배되는 농작물의 광포화점을 상기 농작물의 종류마다 기억하는 광포화점기억부와,A lightning point storing unit for storing a lightning point of the crop to be cultivated in the farmland for each kind of the crop;
상기 태양광의 입사 방향에 대한 상기 태양광 패널의 수광면의 경사각도를 변경하는 각도 변경부를 구비하되,And an angle changing unit for changing the inclination angle of the light receiving surface of the solar panel with respect to the incident direction of the sunlight,
상기 각도 변경부는 상기 일사량 취득부에 의해서 취득된 태양광의 일사량이 상기 광포화점 기억부에 의해서 기억된 상기 광포화점 이상인 경우 상기 경사각도를 직각에 접근하도록 상기 경사각도를 변경하도록 구성하였다,Wherein the angle changing unit changes the inclination angle so that the inclination angle approaches a right angle when the solar radiation amount of the sunlight acquired by the irradiation amount acquisition unit is equal to or greater than the lightening point stored by the light storing point storage unit.
또한, 2017년 08월 24일자 일본특허공개 제29145565호(태양광 발전 시스템 및 방법)이 제안되었으며,Also, Japanese Patent Laid-Open No. 29145565 (photovoltaic power generation system and method) of Aug. 24, 2017 has been proposed,
이는, 농지 또는 경작지 위로 설치되어 복수의 태양광 발전 패널,This can be achieved by providing a plurality of solar power generation panels,
그 복수의 태양광 발전 패널을 지지하는 태양광 발전 패널 지지선반과 태양광 발전 패널 지지주를 포함한 가대,A plurality of photovoltaic panel supporting shelves for supporting the plurality of photovoltaic power generation panels,
태양광 발전 패널 경사 조정 기구, 그 태양광 발전 패널 경사 조정 기구를 구동해 제어하는 태양광 발전 패널 경사 조정 기구 제어장치를 구비하되,A solar power panel tilt adjustment mechanism, and a solar power panel tilt adjustment mechanism control device for driving and controlling the solar power panel tilt adjustment mechanism,
상기 태양광 발전 패널 경사 조정 기구 제어장치는 일사량을 수집하는 일사량 수집 장치와,The solar power panel inclination adjusting mechanism control device includes a solar radiation amount collecting device for collecting a solar radiation amount,
농작물마다의 광포화점이 되는 일사량 정보를 기억하는 기억장치와,A storage device for storing irradiation amount information which becomes a lightening point of each crop,
상기 태양광 발전 패널 경사 조정 기구를 구동해 제어하는 제어장치(terminal control unit)를 포함하여 농작물마다의 광포화점이 되는 일사량 정보 및 상기 일사량 수집 장치에서 수집한 일사량과 상기 농작물 마다의 광포화점을 바탕으로 태양광 발전 패널 경사 조정 기구를 구동하여 태양광 발전 패널의 위치 및／또는 기울기를 동적으로 제어하면서 상기 농작물의 농지로의 누적 일사량이 그 농작물의 광포화점을 넘지 않은 경우, 농작물의 농지로의 일사량이 최대가 되도록 태양광 발전 패널의 위치 및／또는 기울기를 동적으로 바꾸어 주는 한편, 농작물의 농지로의 누적 일사량이 그 농작물의 광포화점을 넘었을 경우, 태양광 발전 패널로의 일사량이 최대가 되도록 태양광 발전 패널의 기울기를 동적으로 바꾸어 주도록 구성하였다.And a terminal control unit for driving and controlling the photovoltaic panel tilt adjusting mechanism. The photovoltaic apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a terminal control unit In the case where the cumulative solar radiation amount of the crop to the agricultural land does not exceed the lightning point of the crop while the position and / or the inclination of the solar power generation panel is dynamically controlled by driving the solar power generation panel inclination adjusting mechanism, The position and / or the inclination of the solar power generation panel is dynamically changed so that the solar radiation amount is maximized. On the other hand, when the accumulated solar radiation amount to the agricultural land exceeds the lightning point of the crop, So that the slope of the solar power generation panel is dynamically changed.
그러나 상기와 같은 종래의 농경지 상부에 태양광 모듈을 설치한 구조 및 제어방법에 의하여서는 광포화점을 조도로 측정하는 방식으로는 정확한 광합성의 상태를 확인할 수 없어 식물의 성장을 우선으로 하는 태양광 발전이 이루어지지 않게 되어 자칫 농작물의 생산량 저하와 같은 문제를 일으킬 수 있게 되는 문제점이 있었다.However, due to the structure and control method of installing the solar module on the conventional agricultural land as above, the state of photosynthesis can not be confirmed by the method of measuring the light distribution point by illuminance, so that the photovoltaic It is possible to cause problems such as a decrease in the yield of crops.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하고 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스에 저장하도록 하여 제어부에서 이산화탄소 센서를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통해 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 태양광 모듈 어레이가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 상기 이산화탄소의 양과 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 태양광 모듈 어레이가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 함으로써 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하고 농업용지를 훼손하지 않으면서 최대의 효과를 얻을 수 있도록 한 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a solar cell module array in a supporting structure provided on the upper part of a cropland and judge the photosynthesis state of each crop by the amount and light amount of carbon dioxide The amount of carbon dioxide recognized by the CO2 sensor in the control unit and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor are recognized as a state in which the photosynthesis of the crop is actively progressing, The photosynthetic activity is activated by the light that is not disturbed at all, so that crops can be grown, while when the amount and the intensity of the carbon dioxide are recognized as the state of photosynthesis in which the growth of crops is not carried out, The optical module array And maintains the vertical angle with the angle of incidence of the sun, so that solar power generation through the solar module array can be made, thereby enabling the production of electricity by solar power generation at the same time as the harvesting of crops. And to provide a control method of solar sharing for solar power generation in a farmland so as to obtain the effect of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling solar sharing for photovoltaic generation in a cropland,
농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하여 솔라 쉐어링(Solar Sharing)에 의하여 농작물의 재배와 태양광 발전을 수행하도록 하되,A solar module array is installed in the supporting structure installed on the upper part of the agricultural land so that cultivation of crops and solar power generation can be performed by solar sharing,
빛이 강하여 농작물의 광합성량이 호흡량보다 많으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소(CO2)를 흡수하게 되고, 반대로 빛이 약하여 광합성량이 호흡량보다 적으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소를 방출하게 되므로, 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하도록 하고,If the photosynthesis amount of the crop is higher than the respiration amount, the crop absorbs the carbon dioxide (CO2) through the pore. On the other hand, if the light is weak and the photosynthesis amount is less than the respiration amount, the crop will release the carbon dioxide through the pore. The compensation point data for each crop of the same compensation point is measured so as to set the state in which the growth of the crop is not affected by the amount and light amount of carbon dioxide emitted from the crop,
농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하고 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스에 저장하도록 하여 제어부에서 이산화탄소 센서를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통해 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 태양광 모듈 어레이가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 이산화탄소 센서를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통해 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 태양광 모듈 어레이가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 함으로써 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하고 농업용지를 훼손하지 않으면서 최대의 효과를 얻을 수 있도록 하고,A photovoltaic module array is installed in the support structure installed on the upper part of the agricultural land, and the photosynthesis data for judging the photosynthesis state of each crop by the amount and light amount of the carbon dioxide emitted from the crop is stored in the database, Recognizing that the amount of carbon dioxide and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor are actively promoting the photosynthesis of the crop, the solar module array is opened at the same angle as the incident angle of light, The amount of carbon dioxide recognized by the carbon dioxide sensor and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor recognize the state of photosynthesis in which the crop does not grow, when the photovoltaic module array is closed Standing sun By maintaining the angle of the square and vertical, solar power generation through the solar module array can be achieved, so that it is possible to harvest the crops and to produce electricity by solar power generation, and to obtain the maximum effect without damaging the agricultural land. And,
상기의 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서, 우천센서, 적설센서, 온도센서, 습도센서, 전류센서, 전압센서 등에 의한 제어가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.In the above solar power generation, control is performed by an external illuminance sensor, a rain sensor, a snowfall sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a current sensor, a voltage sensor, and the like, thereby maximizing power generation.
상기의 본 발명에 따른 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법에 의하여서는 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하여 정확한 제어가 가능하도록 하고,According to the control method of solar sharing for photovoltaic power generation in the agricultural land according to the present invention, the compensation point data for each crop is measured for the compensation point where the photosynthesis amount and the respiration amount of the crop are the same, Is set according to the amount of carbon dioxide and the amount of carbon dioxide emitted from the crop, so that accurate control can be performed,
농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하고 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스에 저장하도록 하여 제어부에서 이산화탄소 센서를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통해 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 태양광 모듈 어레이가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 이산화탄소 센서를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통해 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 태양광 모듈 어레이가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 함으로써 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하고 농업용지를 훼손하지 않으면서 최대의 효과를 얻을 수 있도록 하고,A photovoltaic module array is installed in the support structure installed on the upper part of the agricultural land, and the photosynthesis data for judging the photosynthesis state of each crop by the amount and light amount of the carbon dioxide emitted from the crop is stored in the database, Recognizing that the amount of carbon dioxide and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor are actively promoting the photosynthesis of the crop, the solar module array is opened at the same angle as the incident angle of light, The amount of carbon dioxide recognized by the carbon dioxide sensor and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor recognize the state of photosynthesis in which the crop does not grow, when the photovoltaic module array is closed Standing sun By maintaining the angle of the square and vertical, solar power generation through the solar module array can be achieved, so that it is possible to harvest the crops and to produce electricity by solar power generation, and to obtain the maximum effect without damaging the agricultural land. And,
상기의 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서, 우천센서, 적설센서, 온도센서, 습도센서, 전류센서, 전압센서 등에 의한 제어가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 하는 효과가 있다.In the above-described solar power generation, control is performed by an external illuminance sensor, a rain sensor, a snow sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a current sensor, a voltage sensor, and the like, thereby maximizing power generation.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명 태양광 모듈 어레이의 구성을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 동작을 위한 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing an overall configuration of the present invention. Fig.
2 is a schematic view showing a configuration of a photovoltaic module array according to the present invention.
3 is a block diagram for operation of the present invention;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법은,A method of controlling solar sharing for solar power generation in a cropland according to the present invention includes:
빛이 강하여 농작물의 광합성량이 호흡량보다 많으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소(CO2)를 흡수하게 되고, 반대로 빛이 약하여 광합성량이 호흡량보다 적으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소를 방출하게 되므로, 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하도록 하고,If the photosynthesis amount of the crop is higher than the respiration amount, the crop absorbs the carbon dioxide (CO2) through the pore. On the other hand, if the light is weak and the photosynthesis amount is less than the respiration amount, the crop will release the carbon dioxide through the pore. The compensation point data for each crop of the same compensation point is measured so as to set the state in which the growth of the crop is not affected by the amount and light amount of carbon dioxide emitted from the crop,
농경지(1)의 상부에 설치한 지지구조(2)에 각관(4)과 지지대(5)에 의하여 태양광 모듈 어레이(3)를 설치하고,The solar
상기 농경지(1)의 내부에서 농작물로부터 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스(10)에 저장하도록 하여 제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통해 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 상기의 각관(4)을 회전시켜 태양광 모듈 어레이(3)가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 이산화탄소 센서(12)를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통해 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 태양광 모듈 어레이(3)가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이(3)를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 하고,The photosynthesis data for determining the photosynthesis state of each crop by the amount and the light amount of carbon dioxide emitted from the crops in the cropland 1 is stored in the database 10 and the control unit 11 controls the carbon dioxide sensor 12 If the recognized amount of carbon dioxide and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor 13 are recognized as a state in which the photosynthesis of the crop is actively progressed, the control unit 11 drives the
상기의 태양광 모듈 어레이(3)를 통해 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서(16), 우천센서(17), 적설센서(18), 온도센서(19), 습도센서(20), 전류센서(21), 전압센서(22) 등에 의한 제어가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 구성한 것이다.During the solar power generation through the solar
상기의 본 발명은 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법에 그 특징이 있는 것으로서,The present invention is characterized by the control method of solar sharing for solar power generation,
빛이 강하여 농작물의 광합성량이 호흡량보다 많으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소(CO2)를 흡수하게 되고, 반대로 빛이 약하여 광합성량이 호흡량보다 적으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소를 방출하게 되므로, 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하는 과정과,If the photosynthesis amount of the crop is higher than the respiration amount, the crop absorbs the carbon dioxide (CO2) through the pore. On the other hand, if the light is weak and the photosynthesis amount is less than the respiration amount, the crop will release the carbon dioxide through the pore. Setting the photosynthesis data so as to determine the state of no damage to the growth of crops based on the amount and light amount of carbon dioxide emitted from the crops by measuring the compensation point data for each crop with respect to the compensation point having the same state,
농경지(1)의 상부에 설치한 지지구조(2)에 각관(4)과 지지대(5)에 의하여 태양광 모듈 어레이(3)를 설치하는 과정과,A process of installing a
상기 농경지(1)의 내부에서 농작물로부터 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스(10)에 저장하는 과정과,Storing in the database (10) photosynthesis data for determining the photosynthesis state of each crop by the amount and light amount of carbon dioxide emitted from the crop within the cropland (1)
제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통하여 인식한 농경지(1) 내부의 이산화탄소의 양을 확인하는 과정과,Checking the amount of carbon dioxide in the cropland 1 recognized by the control unit 11 through the carbon dioxide sensor 12,
상기의 제어부(11)에서 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통해 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태에 의한 수치인가 확인하는 과정과,Checking whether the amount of carbon dioxide recognized by the control unit 11 and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor 13 is a numerical value based on a state in which photosynthesis of the crop is actively progressing;
상기의 제어부(11)에서 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태에 의한 수치인 것으로 판단하면, 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 상기의 각관(4)을 회전시켜 태양광 모듈 어레이(3)가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 과정과,When the control unit 11 determines that the photosynthetic activity of the crop is actively progressing, the
그리고 상기의 제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통해 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태인 것으로 판단되면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 태양광 모듈 어레이(3)가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이(3)를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 하는 과정과,If it is determined by the controller 11 that the amount of carbon dioxide recognized through the carbon dioxide sensor 12 and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor 13 are in a state of photosynthesis where the crops are not grown, So that the
상기의 태양광 모듈 어레이(3)를 통해 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서(16), 우천센서(17), 적설센서(18), 온도센서(19), 습도센서(20), 전류센서(21) 및 전압센서(22)를 통하여 태양광 모듈 어레이(3)의 상태를 인식하여 발전량에 지장을 줄 정도의 장애 원인인가 확인하는 과정과,During the solar power generation through the solar
상기의 확인에 의하여 발전량이 저하될 정도라 판단되면 제어부(11)에서 그에 따른 경보신호를 발생하면서 관리자에게 알리거나 자동 청소가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 하는 과정으로 구성한 것이다.If it is determined that the power generation amount is lowered by the above confirmation, the control unit 11 generates an alarm signal to inform the manager of the generation of the alarm signal, or performs automatic cleaning, thereby maximizing the power generation.
상기와 같이 구성한 본 발명의 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법은 The control method of solar sharing for photovoltaic power generation in the agricultural land of the present invention having the above-
빛이 강하여 농작물의 광합성량이 호흡량보다 많으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소(CO2)를 흡수하게 되고, 반대로 빛이 약하여 광합성량이 호흡량보다 적으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소를 방출하게 되므로, 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하도록 한다.If the photosynthesis amount of the crop is higher than the respiration amount, the crop absorbs the carbon dioxide (CO2) through the pore. On the other hand, if the light is weak and the photosynthesis amount is less than the respiration amount, the crop will release the carbon dioxide through the pore. The compensation point data for each crop for the same compensation point is set to determine the state in which the growth of the crop is not affected by the amount and light amount of carbon dioxide emitted from the crop.
농경지(1)의 상부에 설치한 지지구조(2)에 각관(4)과 지지대(5)에 의하여 태양광 모듈 어레이(3)를 설치한다.The solar
상기 농경지(1)의 내부에서 농작물로부터 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스(10)에 저장하도록 한다.The photosynthesis data for determining the photosynthesis state of each crop by the amount and light amount of carbon dioxide discharged from the crops inside the cropland 1 is stored in the database 10.
제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통하여 인식한 농경지(1) 내부의 이산화탄소의 양을 확인하도록 한다.The controller 11 checks the amount of carbon dioxide in the cropland 1 recognized through the carbon dioxide sensor 12.
상기의 제어부(11)에서 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통해 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태에 의한 수치인가 확인하도록 한다.The amount of carbon dioxide recognized by the control unit 11 and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor 13 are checked to see if the photosynthesis of the crop is actively progressing.
상기의 제어부(11)에서 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태에 의한 수치인 것으로 판단하면, 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 상기의 각관(4)을 회전시켜 태양광 모듈 어레이(3)가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 한다.When the control unit 11 determines that the photosynthetic activity of the crop is actively progressing, the
그리고 상기의 제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통해 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태인 것으로 판단되면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 태양광 모듈 어레이(3)가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이(3)를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 한다.If it is determined by the controller 11 that the amount of carbon dioxide recognized through the carbon dioxide sensor 12 and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor 13 are in a state of photosynthesis where the crops are not grown, So that the
상기의 태양광 모듈 어레이(3)를 통해 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서(16), 우천센서(17), 적설센서(18), 온도센서(19), 습도센서(20), 전류센서(21) 및 전압센서(22)를 통하여 태양광 모듈 어레이(3)의 상태를 인식하여 발전량에 지장을 줄 정도의 장애 원인인가 확인한다.During the solar power generation through the solar
상기의 확인에 의하여 발전량이 저하될 정도라 판단되면 제어부(11)에서 그에 따른 경보신호를 발생하면서 관리자에게 알리거나 자동 청소가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 함은 물론, 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하고 농업용지를 훼손하지 않으면서 최대의 효과를 얻을 수 있도록 한다.When it is determined that the power generation amount is lowered by the above confirmation, the controller 11 notifies the manager of the generation of the alarm signal according to the generated alarm signal or performs automatic cleaning, thereby maximizing the power generation, At the same time, it is possible to produce electricity by solar power generation and maximize the effect without damaging agricultural land.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 : 농경지 2 : 지지구조
3 : 태양광 모듈 어레이 10 : 데이터베이스
11 : 제어부 12 : 이산화탄소 센서
13 : 모터1: Cropland 2: Support structure
3: photovoltaic module array 10: database
11: control unit 12: carbon dioxide sensor
13: Motor
Claims (1)
농경지(1)의 상부에 설치한 지지구조(2)에 각관(4)과 지지대(5)에 의하여 태양광 모듈 어레이(3)를 설치하는 과정과,
상기 농경지(1)의 내부에서 농작물로부터 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스(10)에 저장하는 과정과,
제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통하여 인식한 농경지(1) 내부의 이산화탄소의 양을 확인하는 과정과,
상기의 제어부(11)에서 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태에 의한 수치인 것으로 판단하면, 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 상기의 각관(4)을 회전시켜 태양광 모듈 어레이(3)가 열리도록 하여 유입되는 빛에 의해 광합성으로 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 과정과,
상기의 제어부(11)에서 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태인 것으로 판단되면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하여 체인(15)을 통하여 태양광 모듈 어레이(3)가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이(3)를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 하는 과정과,
상기의 태양광 모듈 어레이(3)를 통해 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서(16), 우천센서(17), 적설센서(18), 온도센서(19), 습도센서(20), 전류센서(21) 및 전압센서(22)를 통하여 태양광 모듈 어레이(3)의 상태를 인식하여 발전량에 지장을 줄 정도의 장애 원인인가 확인하는 과정과,
상기의 확인에 의하여 발전량이 저하될 정도라 판단되면 제어부(11)에서 그에 따른 경보신호를 발생하면서 관리자에게 알리거나 자동 청소가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 하는 과정으로 구성한 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법에 있어서,
광합성 데이터를 설정하는 과정은 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하여 데이터베이스(10)에 저장하도록 하고,
농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태에 의한 수치인가를 상기의 제어부(11)에서 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통해 인식한 조도로 판단하도록 하고,
상기 농작물의 성장이 이루어지도록 할 경우에는, 태양광 모듈 어레이(3)가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 하여 활발한 광합성이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 농경지에서 태양광 발전을 위한 솔라 쉐어링의 제어방법.If the photosynthesis amount of the crop is higher than the respiration amount, the crop absorbs the carbon dioxide (CO2) through the pore. On the other hand, if the light is weak and the photosynthesis amount is less than the respiration amount, the crop will release the carbon dioxide through the pore. Setting the photosynthesis data in a state that does not interfere with the growth of the crop by measuring the compensation point data for each crop with respect to the compensation point having the same state,
A process of installing a solar module array 3 by a support pipe 5 and a support pipe 4 in a support structure 2 installed on an upper part of a cropland 1,
Storing in the database (10) photosynthesis data for determining the photosynthesis state of each crop by the amount and light amount of carbon dioxide emitted from the crop within the cropland (1)
Checking the amount of carbon dioxide in the cropland 1 recognized by the control unit 11 through the carbon dioxide sensor 12,
When the control unit 11 determines that the photosynthetic activity of the crop is actively progressing, the angular tube 4 is rotated through the chain 15 while driving the motor 14, 3) is opened so that crops are grown by photosynthesis by the incoming light,
If the control unit 11 determines that the crop is not in a state of photosynthesis where the crop is not grown, the control unit 11 drives the motor 14 to close the solar module array 3 through the chain 15, So as to maintain a vertical angle with respect to the incident angle of the photovoltaic module array 3,
During the solar power generation through the solar cell module array 3, an external illuminance sensor 16, a rain sensor 17, a snowfall sensor 18, a temperature sensor 19, a humidity sensor 20, Recognizing the state of the photovoltaic module array 3 through the sensor 21 and the voltage sensor 22 to ascertain whether the cause of the fault is such as to interfere with the power generation amount;
If it is determined that the power generation amount is lowered due to the above confirmation, the control unit 11 generates an alarm signal and informs the manager of the generated alarm signal or performs automatic cleaning, thereby maximizing power generation. A method of controlling solar sharing for power generation,
In the process of setting the photosynthesis data, a state that does not adversely affect the growth of crops is determined based on the amount and the light amount of carbon dioxide emitted from the crops, and is stored in the database 10,
The amount of carbon dioxide recognized by the control unit 11 and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor 13 may be determined based on the state in which photosynthesis of the crop is actively performed,
Wherein the solar module array (3) is configured to open at an angle equal to the incident angle of light so that active photosynthesis can be performed when the crop is grown. The solar shading control method for solar power generation in a cropland Way.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180033378A KR101985284B1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | control matrod of solar sharing for solar photovoltatic power generation in the farm land |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180033378A KR101985284B1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | control matrod of solar sharing for solar photovoltatic power generation in the farm land |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101985284B1 true KR101985284B1 (en) | 2019-06-04 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110572127A (en) * | 2019-09-30 | 2019-12-13 | 天津大学 | system and method for evaluating performance of photovoltaic power generation equipment under different conditions |
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| JP2017012007A (en) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 株式会社ガリレオ | Photovoltaic power generation system |
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-
2018
- 2018-03-22 KR KR1020180033378A patent/KR101985284B1/en active IP Right Grant
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