KR102042512B1 - 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수면에 부유하는 본체부 상방의 태양광 모듈을 통해 태양 에너지를 획득하고 본체부 하방의 유도부를 통해 용존 산소가 다량 포함된 상층수의 흐름을 하방으로 유도하여 하층수와 섞이도록 함으로써 수질을 정화하며, 앵커 및 로프 등의 고정 장비 없이도 수면에 고정 가능한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 상방에 태양광 모듈부를 설치 가능하고 하방에 스크류가 설치되며 수면에 부유 가능한 판(板)형의 부력 부재를 기준으로 하여 측부 전체 또는 일부에 방지턱이 상향 경사지게 형성되는 하나 이상의 본체부와, 본체부의 하방에 대칭되는 형태로 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사 유도판과 경사 유도판의 수직 하방으로 길이가 형성되는 수직 유도판으로 구성되는 유도부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 상방에 태양광 모듈부를 설치 가능하고 하방에 스크류가 설치되며 수면에 부유 가능한 판(板)형의 부력 부재를 기준으로 하여 측부 전체 또는 일부에 방지턱이 상향 경사지게 형성되는 하나 이상의 본체부와, 본체부의 하방에 대칭되는 형태로 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사 유도판과 경사 유도판의 수직 하방으로 길이가 형성되는 수직 유도판으로 구성되는 유도부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수면에 부유하며 태양 에너지를 획득하고 수질을 정화하는 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 수면에 부유하는 본체부 상방의 태양광 모듈을 통해 태양 에너지를 획득하고 본체부 하방의 유도부를 통해 용존 산소가 다량 포함된 상층수의 흐름을 하방으로 유도하여 하층수와 섞이도록 함으로써 수질을 정화하며, 앵커 및 로프 등의 고정 장비 없이도 수면에 고정 가능한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전이란 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양 전지를 이용하여 태양에 의한 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 변환된 전기 에너지를 축전지에 저장하여 전력을 생산하는 발전 방식으로써, 필요한 태양 에너지를 무한정 공급받을 수 있고, 공해가 발생하지 아니하는 등의 장점이 있으나, 초기 설치비용이 비싸고 충분한 전력의 생산을 위한 넓은 설치 장소의 확보에 어려움을 겪는 문제가 있다.
따라서, 최근에는 수면에 부유하는 수상 구조물에 태양 전지 등을 설치하여 설치 장소를 확보하는 방안이 제안되어 실시되고 있는 추세이며, 더 나아가 수상 구조물을 수질을 정화하기 위한 구조로 구성하거나 수질 정화 장치를 구비함으로써, 태양광 발전 및 수질 정화 기능을 동시에 실현하고 있다.
이와 관계되는 종래의 발명으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1344848호의 “태양광 발전 및 수질 정화를 위한 수상 구조물” 및 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0049964호의 “태양광 발전을 이용한 수질 정화 시스템”, 대한민국 등록특허공보 제10-1787070호의 “태양광을 이용한 미세기포 수질개선장치” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1794207호의 “태양광 발전을 이용한 수질 정화 장치”가 제안되어 공개된 바 있다.
상기 대한민국 등록특허공보 제10-1344848호의 “태양광 발전 및 수질 정화를 위한 수상 구조물”에는 선형 부재를 평면 형태가 되도록 연결하여 형성되는 베이스 프레임과, 태양 전지판을 설치하기 위하여 상기 베이스 프레임 상부에 설치 고정되는 전지판 프레임과, 식물을 생육하기 위하여 상기 베이스 프레임에 고정 설치되는 식생 매트 받침 수단과 그 위에 설치되는 식생 매트, 상기 베이스 프레임의 저부에 고정 설치되는 부력체를 포함하여 구성되어, 태양광 발전과 함께 수질 정화를 동시에 수행할 수 있는 구조물에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0049964호의 “태양광 발전을 이용한 수질 정화 시스템”에는 수중의 저층수가 흡입 토출관과 토출홈을 경유하여 표층수 측으로 토출되도록 함으로써, 저층수와 표층수가 순환되는 흐름을 형성하여 수계의 부영양화와 적조 및 녹조 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 시스템에 관한 발명이 제안되었다.
또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1787070호의 “태양광을 이용한 미세기포 수질개선장치”에는 태양전지판 및 배터리, 부력을 형성하는 부력체를 구비하여 수표면에 부상하는 몸체와, 흡입공으로 흡입된 공기를 수중으로 분산 혼입시키는 미세기포 생성부와, 분출되는 미세기포의 방향을 제어하여 상기 몸체를 이동시키는 이동부를 포함하여 구성되어, 친환경적이고 반영구적이며 장비의 설치를 위해 별도의 인프라를 구축할 필요 없이 독립적으로 오염된 물을 저비용으로 정화할 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1794207호의 “태양광 발전을 이용한 수질 정화 장치”에는 수중의 저층수를 저층수상승관을 통해 표층부로 끌어올려 토출되도록 함으로써 저층수와 표층수가 순환되는 흐름을 생성하여 수중의 부영양화와 적조 및 녹조 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.
그러나 상기와 같은 종래 기술들은 앵커 및 로프에 대응되는 체인 및 닻 등의 장비를 이용하여 수상에 고정 설치되므로, 설치 및 유지 관리가 까다롭고 수위 변화에 따라 로프에 과다한 장력이 가해지는 문제가 발생하였고, 단순히 수면상에서 이동 가능하도록 구성되어 수면에 고정할 수 없는 문제가 발생하였다.
따라서, 태양광 발전 및 수질 정화 기능을 동시에 실현 가능하되, 앵커 및 로프 등의 고정 장비 없이도 수면에 고정 가능한 장치에 관한 발명이 요구되는 실정이다.
종래의 수상 태양광 발전 설비들은 앵커 및 로프 등의 장비를 이용하여 수상에 고정 설치되어야 하므로, 설치 및 유지 관리가 까다롭고, 수위 변화에 따라 로프에 과다한 장력이 가해지는 문제가 있었기 때문에, 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 이에 대한 해결책을 제시함과 동시에 태양광 발전 기능에 더하여 수질 정화 기능을 가지는 장치를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 상기와 같은 목적을 실현하고자,
상방에 태양광 모듈부를 설치 가능하고 하방에 스크류가 설치되며 수면에 부유 가능한 판(板)형의 부력 부재를 기준으로 하여 측부 전체 또는 일부에 방지턱(102)이 상향 경사지게 형성되는 하나 이상의 본체부; 상기 본체부의 하방에 대칭되는 형태로 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사 유도판과 상기 경사 유도판의 수직 하방으로 길이가 형성되는 수직 유도판으로 구성되는 유도부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치를 제시한다.
또한, 상기 수직 유도판의 하부에는 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 하방으로 와류를 발생시키는 와류 형성부가 구비되는 것을 특징으로 하고,
상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는,
현재 위치 정보를 수신하는 GPS 장치; 기준 위치 정보가 입력되고, 상기 기준 위치 정보와 상기 현재 위치 정보를 비교하여 오차 거리 및 방향을 계산하며, 계산된 오차 거리 및 방향을 기반으로 상기 스크류를 제어하여 상기 본체부의 위치를 조정하는 제어 모듈부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는,
본체부 하방의 유도부를 통해 용존 산소가 다량 포함된 상층수의 흐름을 하방으로 유도하여 하층수와 섞이도록 함으로써 수질을 정화 가능한 효과가 발생하였고,
GPS 장치로 수신되는 현재 위치 정보를 기입력된 기준 위치 정보와 비교하여 오차 거리 및 방향을 계산하고 스크류를 제어하여 본체부의 위치를 조정하는 제어 모듈부를 구비함으로써, 앵커 및 로프 등의 고정 장비 없이도 수면에 고정 가능한 효과가 발생하였다.
도 1은 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 본체부에 테이퍼 홀이 형성된 모습을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 테이퍼 홀 내부 중공에 역류 방지판이 구비된 모습을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 유도부에 의해 상층수의 흐름이 전환되는 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 수직 유도판하부에 와류 형성부가 구비된 모습을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치에 풍력 장치가 설치된 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치가 사용되는 일 실시예를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 본체부에 테이퍼 홀이 형성된 모습을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 테이퍼 홀 내부 중공에 역류 방지판이 구비된 모습을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 유도부에 의해 상층수의 흐름이 전환되는 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 수직 유도판하부에 와류 형성부가 구비된 모습을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치에 풍력 장치가 설치된 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치가 사용되는 일 실시예를 나타낸 예시도.
본 발명은 수면에 부유하며 태양 에너지를 획득하고 수질을 정화하는 장치에 관한 것으로써,
상방에 태양광 모듈부를 설치 가능하고 하방에 스크류가 설치되며 수면에 부유 가능한 판(板)형의 부력 부재(101)를 기준으로 하여 측부 전체 또는 일부에 방지턱(102)이 상향 경사지게 형성되는 하나 이상의 본체부(100); 상기 본체부(100)의 하방에 대칭되는 형태로 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사 유도판(111)과 상기 경사 유도판(111)의 수직 하방으로 길이가 형성되는 수직 유도판(112)으로 구성되는 유도부(110); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 상방에 태양광 모듈부를 설치 가능하고 하방에 스크류가 설치되며 수면에 부유 가능한 판(板)형의 부력 부재(101)를 기준으로 하여 측부 전체 또는 일부에 방지턱(102)이 상향 경사지게 형성되는 하나 이상의 본체부(100)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 부력 부재는 수면에 부유하기 유리한 판형으로 구성되어 수면에 부유하며 태양광 모듈부가 수면 위에서 태양광 발전할 수 있도록 하고 하기 유도부(110)가 수면 아래에서 수질을 정화할 수 있도록 하며, 부력을 향상시키기 위하여 내부에 공기가 주입되는 중공이 형성될 수 있고, 상단 또는 측면 일측에 상기 중공에 공기를 주입하는 공기 주입구가 구비될 수 있으며, 하단 또는 측면에 공기 튜브 등의 보조 부력 부재가 구비될 수 있다.
상기 방지턱(102)은 바람, 파도 등에 의하여 해수 또는 담수가 상기 본체부(100)의 상단으로 넘치는 것을 방지하기 위한 수단으로써, 본체부(100)의 측부 전체에 형성될 수 있고 측부 일부에만 형성될 수도 있으며, 본체부(100)와 일체로 형성될 수 있으나 본체부(100)의 측부 일부에만 형성되는 경우에는 경사 각도가 조절 가능하도록 본체부(100)의 측부에 힌지 결합될 수 있다.
다만, 상기 방지턱(102)이 빗물의 차단 효과는 가지지 못함은 자명하고, 해수 또는 담수 또한 상기 본체부(100)의 상단으로 넘칠 수 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(100)에는 빗물, 해수 또는 담수를 즉시 배출하기 위한 수단으로써 상단과 하단을 관통하는 복수 개의 테이퍼 홀(103)이 형성될 수 있다.
상기 테이퍼 홀(103)은 상단 및 하단의 직경이 동일하게 형성되어 상단과 하단을 연통시키는 내부 중공의 단면 면적이 일정하게 유지되는 일반적인 형태의 홀과는 달리 상단의 직경이 하단의 직경보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하며, 이와 같은 구조는 상기 본체부(100)의 상단에 안착된 빗물, 해수 또는 담수 등은 하방으로 쉽게 배출하지만 본체부(100)의 하방의 해수 또는 담수는 상승하기 어려운 구조이다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 테이퍼 홀(103)의 내부 중공에는 깔대기 형태의 역류 방지부가 구비됨으로써, 테이퍼 홀(103)의 상단을 통해 유입된 빗물, 해수 또는 담수 등을 하방으로 배출하는 효과는 유지하되, 테이퍼 홀(103)의 하단을 통해 유입된 해수 또는 담수의 상승은 더욱 제한하도록 구성될 수 있다.
상기 태양광 모듈부는 태양 전지, 전력 변환 장치 및 축전지로 구성되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 저장하는 공지의 장치로써, 상기 본체부(100)의 크기 및 형태를 고려하여 적합한 모델이 선정됨이 바람직하나, 태양광 모듈부의 크기 등을 고려하여 본체부(100)의 크기를 달리하여도 무방하다.
상기 스크류는 수면 아래 위치되어 상기 본체부(100)를 이동시키는 공지의 장치로써, 본체부(100)의 하단 등 본체부(100)에 장착되는 위치는 제한됨이 없으나 본체부(100)의 형태 및 하기 유도부(110)의 위치가 고려되어야 함은 자명하고, 상기 본체부(100)의 상단에 구비되는 별도의 배터리로부터 전력을 공급받아 구동되도록 구성되거나, 상기 축전지로부터 전력을 공급받아 구동되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 본체부(100)는 복수 개의 개체가 상호 간에 연결되어 복수 개의 태양광 모듈부가 대량으로 태양광 발전할 수 있도록 구성됨이 바람직하므로, 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 본체부(100)와 다른 본체부(100)를 연결시키는 연결 부재를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 연결 부재는 해수 또는 담수의 흐름에 의하여 각각의 높이 및 방향 등 상대적인 위치가 달라질 수 있으므로, 이러한 상황에 유연하게 대처 가능한 하나 이상의 유니버셜 조인트로 구성될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 상기 본체부(100)의 하방에 대칭되는 형태로 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사 유도판(111)과 상기 경사 유도판(111)의 수직 하방으로 길이가 형성되는 수직 유도판(112)으로 구성되는 유도부(110)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유도부(110)는 바람 등에 의하여 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치 측으로 상층수의 흐름이 형성되는 경우, 상층수의 흐름을 하방으로 유도하기 위한 구조물로써, 상기 경사 유도판(111)은 수평 방향인 상층수의 흐름이 수직 방향으로 전환되도록 하고 상기 수직 유도판(112)은 수직 방향으로 전환된 상층스의 흐름을 하층부까지 유도하여 용존 산소가 다량 포함된 상층수와 하층수의 혼합을 활성화함으로써, 부영양화와 적조 및 녹조 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 경사 유도판(111)에 의하여 형성되는 중공은 개방된 일측 및 타측이 각각 한 쌍의 삼각판(113)에 의하여 완전히 폐쇄됨으로써, 내부의 공기에 의하여 상기 본체부(100)에 부력을 제공할 수 있으며, 상기 중공의 상방에 위치하는 상기 본체부(100)의 일부는 개방 및 폐쇄 가능하도록 구성되어 하기의 GPS 장치 및 제어 모듈부가 중공에 구비되도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 한 쌍의 삼각판(113)은 상기 중공의 양 말단에 위치될 수 있으나, 상기 중공의 내부로 일정거리 진입하여 위치될 수 있으므로, 삼각판(113)이 설치되는 위치에 따라 상기 테이퍼 홀(103)이 형성되는 위치도 다르게 구성되어야 함이 바람직하다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수직 유도판(112)의 하부에는 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 하방으로 와류를 발생시키는 와류 형성부(120)가 구비될 수 있으며, 상기 와류 형성부(120)는 상기 경사 유도판(111) 및 상기 수직 유도판(112)에 의하여 하방으로 흐름이 전환된 형성된 상층수를 회전시킴으로써 상층수와 하층수를 활발하게 혼합시킨다.
본 발명의 일 실시예로써, 상기 와류 형성부(120)는 일측과 타측을 관통하는 유로가 형성되는 유로 부재(121)와, 일측이 상기 유로의 내경보다 긴 내경을 가지고 타측이 유로의 내경보다 작은 내경을 가지며, 내측면을 따라 나선형의 돌기(122)가 형성되는 관 부재(123)를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 유로 부재(121)와 상기 관 부재(123)는 상호 간에 이격되되, 관 부재(123)의 타측이 상기 유로의 내부에 위치되는 이중 구조로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 유로로 유입된 상층수의 일부는 상기 관 부재(123)를 통과하며 상기 돌기(122)에 의하여 와류를 형성함으로써 상층수와 하층수가 활발하게 혼합될 수 있도록 하고, 상기 유로로 유입되나 관 부재(123)를 통과하지 아니하는 상층수는 관 부재(123)의 외부면을 따라 방사형으로 배출됨으로써 상층수와 하층수가 혼합되는 범위가 확장될 수 있도록 한다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치에는 상기 본체부(100)를 관통하여 본체부(100)의 상방 및 하방으로 길이가 연장되는 샤프트(131), 상기 샤프트(131)의 상부에 결합되는 상부 회전 날개(132) 및 샤프트(131)의 하부에 결합되는 하부 회전 날개(133)를 포함하여 구성되는 하나 이상의 풍력 장치(130)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 풍력 장치(130)는 독자적 또는 상기 유도부(110)를 보조하여 상층수의 흐름을 하방으로 형성 또는 촉진하는 장치로써, 설치되는 위치에 따라 상기 경사 유도판(111)에 의하여 수직 방향으로 흐름이 전환된 후 상기 수직 유도판(112)에 의하여 심층으로 유도되는 상층수의 흐름을 하방으로 촉진하거나 수평 방향으로 흐름이 형성된 상층수를 하강시킨다.
따라서, 상기 상부 회전 날개(132)는 바람에 의하여 효과적으로 회전 가능한 다양한 형태 중 어느 하나의 형태로 구성되어 수면에 대하여 수직 또는 수평하게 상기 샤프트(131)의 상부에 설치될 수 있고, 상기 하부 회전 날개(132)는 회전하며 상층수의 흐름을 전환 또는 촉진 가능한 다양한 형태 중 어느 하나의 형태로 구성되어 수면에 대하여 수평하게 샤프트(131)의 하부에 설치됨이 바람직하며, 상기 샤프트(131)는 원기둥 형태로 구성됨이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예로써, 상기 본체부(100)의 상단에는 하나 이상의 지지 홈이 형성될 수 있고, 상기 지지 홈의 중심부에는 상기 샤프트(131)가 관통될 수 있도록 지지 홈의 상단과 본체부(100)의 하단을 관통하는 관통 홀이 형성될 수 있으며, 상기 샤프트(131)의 중단에는 상기 지지 홈에 들어맞는 형태 및 크기를 가지는 지지부가 형성 또는 체결됨으로써, 상기 풍력 장치(130)가 본체부(100)에 설치되어 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 현재 위치 정보를 수신하는 GPS 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 GPS 장치는 위성에서 보내는 신호를 수신하여 현재 위치를 계산하는 공지의 위성항법 장치(global positioning system ; GPS)로써, 상기 본체부(100)의 위도 및 경도 등의 정보를 포함하여 구성되는 현재 위치 정보를 수신하되, 복수 개의 본체부(100)가 상호 간에 연결되어 집합하는 경우에는 어느 하나의 본체부(100)에만 구비되어도 무방하나, 집합된 복수 개의 본체부(100) 각각에 GPS 장치가 구비되는 경우에는 어느 하나의 GPS 장치만이 작동되어 현재 위치 정보를 수신하거나, 복수 개의 GPS 장치가 각각의 현재 위치 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 GPS 장치가 수신하는 현재 위치 정보는 별도로 구비되는 무선 통신 장치 등에 의하여 외부의 사용자 단말기 등으로 전송됨으로써, 사용자가 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 현재 위치를 실시간으로 파악하기 위한 정보로 활용될 수 있고, 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 위치를 고정 및 일정 범위 내로 유지시키기 위한 용도로 활용되는 오차 거리 및 방향을 도출하기 위한 기본 정보로 활용될 수 있으며, 이에 관한 설명은 아래를 참조한다.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 기준 위치 정보가 입력되고, 상기 기준 위치 정보와 상기 현재 위치 정보를 비교하여 오차 거리 및 방향을 계산하며, 계산된 오차 거리 및 방향을 기반으로 상기 스크류를 제어하여 상기 본체부(100)의 위치를 조정하는 제어 모듈부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 모듈부는 일반적으로 사용되는 앵커 및 로프 등의 고정 장비를 대신하여 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 위치를 원위치에 고정 또는 일정 범위 내로 제한하여 유지시키기 위한 장치로써, 상기 기준 위치 정보가 저장되고, 상기 현재 위치 정보가 지속적으로 갱신되어 저장되는 저장 장치, 기준 위치 정보와 현재 위치 정보를 비교하여 오차 거리 및 방향을 계산하는 연산 장치 및 계산된 오차 거리 및 방향을 기반으로 상기 스크류를 제어하는 제어 장치 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 원위치라 함은 사용자가 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치를 수상에 위치시키고자 하는 목표 지점이고, 상기 기준 위치 정보는 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치를 원위치에 고정 또는 일정 범위 내로 제한하여 유지시키기 위한 기준이 되는 정보이며, 상기 현재 위치 정보는 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치가 원위치로부터 이동한 거리 및 방향을 도출하기 위한 정보이며, 상기 오차 거리 및 방향은 상기 기준 위치 정보와 상기 현재 위치 정보를 비교함으로써 도출된 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 이동 거리 및 방향에 관한 정보이다.
따라서, 상기 제어 모듈부는 기설정된 주기에 따라 상기 기준 위치 정보와 상기 현재 위치 정보를 비교하여 오차 거리 및 방향이 도출되면, 상기 스크류를 제어하여 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 위치를 원위치로 이동시킬 수 있으며, 사용자는 상기 주기를 달리함으로써 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치가 위치를 원위치에 고정되도록 하거나, 일정 범위 내로 유지될 수 있도록 할 수 있다.
즉, 사용자가 상기 주기를 수초 이내로 짧게 설정하는 경우, 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 상기 제어 모듈부에 의하여 수초마다 즉시 이동됨으로써 원위치를 항시 유지할 수 있고, 사용자가 상기 주기를 상대적으로 길게 설정하는 경우, 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 상기 제어 모듈부에 의하여 상기 주기마다 이동됨으로써, 그 위치가 원위치 주변의 일정 범위 내로 유지될 수 있다.
이때, 상기한 바와 같이, 복수 개의 본체부(100)가 상호 간에 연결되어 집합하는 경우에 있어, 상기 GPS 장치가 어느 하나의 본체부(100)에만 구비되거나 어느 하나의 GPS 장치만이 작동되도록 구성되면, 상기 GPS 장치는 복수 개의 본체부(100) 각각에 구비되는 제어 모듈부 전부에 현재 위치 정보를 제공함이 바람직하고, 복수 개의 본체부(100) 각각에 GPS 장치가 구비되는 경우에는 각각의 GPS 장치가 각각의 제어 모듈부에 현재 위치 정보를 제공함으로써 복수 개의 본체부(100)가 일체로써 이동할 수 있도록 구성된다.
상기 제어 모듈부를 제어하기 위한 전력은 본체부(100)의 상단 또는 상기 한 쌍의 경사 유도판(111)에 의하여 형성되는 중공에 구비되는 별도의 배터리 또는 상기 축전지로부터 공급받거나 배터리 및 축전지로부터 동시에 공급받을 수도 있다.
다만, 야간에는 태양광 발전이 불가능하므로 상기 제어 모듈부는 시간을 측정하는 타이머를 더 포함하여 구성되어 주간 및 야간에 상기 주기가 다르게 설정되도록 구성될 수 있고, 이에 따라 야간에는 수분 이상마다 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 위치를 조정함으로써, 전력의 소비를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 경사 유도판(111) 및 상기 한 쌍의 삼각판(113)에는 각각 상층수에 의한 압력을 측정하는 압력 센서가 구비될 수 있고, 상기 제어 모듈부는 각각의 압력 센서에서 지속적으로 측정되는 측정값을 비교하여 삼각판(113)에 구비되는 압력 센서의 측정값이 경사 유도판(111)에 구비되는 압력 센서의 측정값 보다 높게 측정되는 경우, 상기 스크류를 제어하여 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 방향을 전환시킴으로써 경사 유도판(111)에 구비되는 압력 센서에 더 높은 측정값이 걸릴 수 있도록 한다.
위와 같은 구성에 의하여, 상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 상층수의 흐름이 진행되는 방향에 따라 방향이 전환됨으로써, 하층부로 유도되는 상층수의 양을 최대화하여 상기 경사 유도판(111) 및 상기 수직 유도판(112)에 의한 수질 정화 효과를 유지 또는 향상시킬 수 있다.
위와 같은 구성들에 의하여, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는 수상에 설치되어 태양광 발전 및 수질 정화 효과를 동시에 구현할 수 있고, 앵커 및 로프 등의 고정 장비 없이도 설치된 위치에 고정되거나 일정 범위 내에서 유지하는 효과를 구현할 수 있다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 본체부
101 : 부력 부재 102 : 방지턱
103 : 테이퍼 홀 104 : 역류 방지부
110 : 유도부
111 : 경사 유도판 112 : 수직 유도판
113 : 삼각판
120 : 와류 형성부
121 : 유로 부재 122 : 돌기
123 : 관 부재
130 : 풍력 장치
131 : 샤프트 132 : 상부 회전 날개
133 : 하부 회전 날개
101 : 부력 부재 102 : 방지턱
103 : 테이퍼 홀 104 : 역류 방지부
110 : 유도부
111 : 경사 유도판 112 : 수직 유도판
113 : 삼각판
120 : 와류 형성부
121 : 유로 부재 122 : 돌기
123 : 관 부재
130 : 풍력 장치
131 : 샤프트 132 : 상부 회전 날개
133 : 하부 회전 날개
Claims (6)
- 상방에 태양광 모듈부를 설치 가능하고 하방에 스크류가 설치되며, 상단의 직경이 하단의 직경보다 길게 형성되는 복수 개의 테이퍼 홀(103)이 상단과 하단을 관통하며 형성되고, 수면에 부유 가능한 판(板)형의 부력 부재를 기준으로 하여 측부 전체 또는 일부에 방지턱(102)이 상향 경사지게 형성되는 하나 이상의 본체부(100); 및,
상기 본체부(100)의 하방에 대칭되는 형태로 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사 유도판(111)과 상기 경사 유도판(111)의 수직 하방으로 길이가 형성되는 수직 유도판(112)으로 구성되는 유도부(110); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 수직 유도판(112)의 하부에는,
태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치의 하방으로 와류를 발생시키는 와류 형성부(120)가 구비되는 것을 특징으로 하고,
상기 와류 형성부(120)는,
일측과 타측을 관통하는 유로가 형성되는 유로 부재(121); 및,
일측이 상기 유로의 내경보다 긴 내경을 가지고 타측이 유로의 내경보다 작은 내경을 가지며, 내측면을 따라 나선형의 돌기(122)가 형성되되, 그 타측이 상기 유로의 내부에 위치되어 이중 구조를 형성하는 관 부재(123); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 테이퍼 홀(103)의 내부 중공에는,
깔대기 형태의 역류 방지판이 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치는,
현재 위치 정보를 수신하는 GPS 장치(미도시);
기준 위치 정보가 입력되고, 상기 기준 위치 정보와 상기 현재 위치 정보를 비교하여 오차 거리 및 방향을 계산하며, 계산된 오차 거리 및 방향을 기반으로 상기 스크류를 제어하여 상기 본체부(100)의 위치를 조정하는 제어 모듈부(미도시); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치에는,
상기 본체부(100)를 관통하여 본체부(100)의 상방 및 하방으로 길이가 연장되는 샤프트(131), 상기 샤프트(131)의 상부에 결합되는 상부 회전 날개(132) 및 샤프트(131)의 하부에 결합되는 하부 회전 날개(133)를 포함하여 구성되는 하나 이상의 풍력 장치(130)가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 수질 정화 겸용 장치.
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