KR102212091B1 - 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 모듈에 의한 농작물의 일조 방해를 최소화할 수 있으며 태풍 등 다양한 자연 재해에 능동적으로 태양광 모듈이 구동되어 경제적인 피해를 최소화할 수 있는 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치에 관한 것으로, 상세하게는 농지의 상부에서 상호 일정한 폭으로 이격된 한 쌍의 가이드레일이 마련되는 본체부; 상기 한 쌍의 가이드레일 각각에 상호 마주보도록 배치되는 한 쌍의 이동롤러를 포함하며 외부의 구동력에 의해 상기 가이드레일을 따라 이동하는 하나 이상의 이동부; 상기 한 쌍의 가이드레일 간에 형성되는 공간부에서 상호 마주보는 한 쌍의 이동롤러 간에 연결되어 상기 이동부와 연동하면서 이동롤러의 중심축을 기준으로 자유 회전하는 회전축; 상기 회전축의 외주연에 결합되는 하나 이상의 회전판; 및 상기 회전판의 일측면에 장착되는 태양광패널;을 포함하는 것이 특징이다.
Description
본 발명은 태양광 모듈에 의한 농작물의 일조 방해를 최소화할 수 있으며 태풍 등 다양한 자연 재해에 능동적으로 태양광 모듈이 구동되어 경제적인 피해를 최소화할 수 있는 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치에 관한 것이다.
근래 들어 지구 온난화 문제에 따른 이상 기후현상으로 인하여 세계 곳곳이 자연재해를 겪고 있다. 이것은 화석 연료의 사용으로 인한 이산화탄소의 배출에 기인한 것으로서 세계적으로 이산화탄소 배출을 줄이려는 노력을 기울이고 있다.
그러나 산업이 발전하고 문명이 발달하면 할수록 인류가 소모하는 에너지량이 기하급수적으로 증가하는 실정이다. 따라서 무한 청정한 대체에너지에 대한 수요와 활용이 증가하고 있다.
대체 에너지 중 태양광 에너지를 이용한 태양광 발전 시스템은 거의 무한공급이 가능한 에너지로서 세계적으로 사용이 증가되고 있으며, 다양한 산업시설뿐 아니라 일반 가정에서도 설치하여 생산된 전력을 활용하고 있는 실정이다.
이러한 태양광 발전 시스템은 현대화가 진행 중인 농가 등에서도 수요가 급증하고 있는 바, 일반적인 영농형 태양광 발전 시스템의 경우, 농지의 표면에서 설정된 깊이로 설치되어 농지의 외부로 돌출되는 기초 콘크리트 구조물, 기초 콘크리트 구조물에 연결되어 설치되고 설정된 높이를 가지는 컬럼, 컬럼에 설치되는 수평빔, 수평빔에 설치되는 중도리 및 중도리에 설치되는 태양광모듈 등의 구성들을 포함하고 있다.
그러나 종래 영농형 태양광 발전 시스템은 지주형 구조를 가짐으로서 영농을 위한 충분한 토지 면적을 확보하는 장점은 있으나, 농장지의 지면에서 신규 구조물로서 직접적 설치되는 구조이기 때문에 작물 및 살림과 같은 주변 환경을 훼손하게 되며, 특히 시간별 변동하는 태양광에 따라 지주형 구조물 또는 이에 결합된 태양광 모듈로 인하여 음영이 발생하게 되고, 이러한 음영이 작물에 일조를 방해함으로써 작물의 생장을 저해하는 요소로 작용하는 문제점이 있다.
또한 종래 영농형 태양광 발전 시스템은 태양광 모듈이 태양광에 입사각에 연동하는 회전 구조를 가지고 있지 않기 때문에, 고정된 위치에서 한정된 시간 내에서만 발전이 이루어지게 됨으로 발전 효율이 충분한 충전 전력을 확보하지 못하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 태양광패널에 의한 농작물의 일조 방해를 최소화할 수 있으며 태풍 등 다양한 자연 재해에 능동적으로 태양광패널이 구동되어 경제적인 피해를 최소화할 수 있는 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치(이하 '본 발명의 영농형 태양광 발전장치'라 칭함)는, 농지의 상부에서 상호 일정한 폭으로 이격된 한 쌍의 가이드레일이 마련되는 본체부; 상기 한 쌍의 가이드레일 각각에 상호 마주보도록 배치되는 한 쌍의 이동롤러를 포함하며 외부의 구동력에 의해 상기 가이드레일을 따라 이동하는 하나 이상의 이동부; 상기 한 쌍의 가이드레일 간에 형성되는 공간부에서 상호 마주보는 한 쌍의 이동롤러 간에 연결되어 상기 이동부와 연동하면서 이동롤러의 중심축을 기준으로 자유 회전하는 회전축; 상기 회전축의 외주연에 결합되는 하나 이상의 회전판; 및 상기 회전판의 일측면에 장착되는 태양광패널;을 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 이동부를 이동시키기 위한 구동력을 부여하는 제 1구동모터; 상기 회전축을 회전시키기 위한 회전력을 부여하는 제 2구동모터; 및 상기 제 1구동모터 및 제 2구동모터를 선택적으로 제어하는 통합제어부;를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 통합제어부는, 상기 농지로 조사되는 태양광의 입사각을 감지하는 센서모듈; 상기 센서모듈의 감지 결과에 따른 입사각 정보를 기반으로 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축 간 간격과 각 회전판의 위치를 도출하는 분석모듈; 및 상기 분석모듈의 도출 결과에 따라 각 이동부의 이동 거리와 각 회전축의 회전 각도를 설정하여 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하는 제어모듈;을 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 통합제어부는, 상기 센서모듈 및 분석모듈로부터 처리되는 데이터가 저장되는 데이터베이스; 및 상기 데이터베이스에 누적된 데이터를 선택된 하나의 학습모델을 이용하여 학습 및 분석하여 기설정된 시기별 태양광의 입사각과 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축 간 간격과 각 회전판의 위치를 추정하는 학습모듈;를 더 포함하며, 상기 제어모듈은, 상기 학습모듈에서 추정된 시기별 태양광의 입사각과 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축 간 간격과 각 회전판의 위치를 기반으로 각 이동부의 이동 거리와 각 회전축의 회전 각도를 설정하여 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 통합제어부는, 상기 농지 주소와 매칭되는 지역의 실시간 기상정보와 기상예보정보를 공공 데이터 포털로부터 수집하는 수집모듈; 및 상기 수집모듈에서 수집한 농지의 실시간 기상정보와 기상예보정보를 분석하여 상기 농지에 영향을 주는 태풍, 폭우, 폭설, 우박 중 선택된 하나 이상을 재해요소를 감지하는 재해감지모듈;을 더 포함하며, 상기 제어모듈은, 상기 재해감지모듈로부터 선택된 하나의 재해요소 감지에 반응하여 피해 발생을 최소화하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제어모듈은, 상기 재해감지모듈로부터 태풍 재해요소가 감지될 경우 각 회전판이 직립 위치하게 회전축을 회전시키면서, 상기 회전판이 상기 본체의 일측 또는 타측에 밀집 위치하게 상기 이동부를 이동시키도록 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 회전판은, 상기 태양광패널이 장착된 일측면에 하나 이상의 결속돌기가 구비되고, 타측면에 있어 상기 결속돌기와 대향하는 부위에 상기 결속돌기가 끼움결합되도록 하는 결속홈이 구비되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 결속홈은 상기 회전축과 평행한 방향으로 회전판의 타측면에서 하단에 구성되며, 상기 제어모듈은 우천 시 태양광패널이 장착되지 않은 타측면이 노출되면서 기설정된 기울기를 갖게 각 회전판을 회전키도록 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하고, 각 가이드레일의 길이방향을 따라 상기 본체에 장착되되 우천 시 상기 제어모듈에 의해 각 회전판이 회전되는 위치에서 각 회전판의 결속홈에 대향하는 일측면에 유입공이 형성되는 수집관; 및 상기 수집관과 연통하는 유동관이 마련되고 우천 시 상기 수집관에서 수집된 우수가 유입되어 이를 저장하는 용수탱크;를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제어모듈은, 상기 재해감지모듈로부터 폭우 또는 우박 재해요소가 감지될 경우 각 회전판에 있어 태양광패널이 장착되지 않은 타측면이 노출되도록 각 회전판을 수평 위치로 회전축을 회전시키면서, 인접한 회전판 간의 단부가 상호 밀착되게 상기 이동부를 이동시키도록 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제어모듈은, 상기 재해감지모듈로부터 폭설 재해요소가 감지될 경우 인접한 두 개의 회전판 간이 'Λ' 형태를 갖도록 상기 회전축을 회전시키면서 상기 이동부를 이동시키도록 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하는 것이 특징이다.
이와 같은 본 발명의 영농형 태양광 발전장치는 회전판 간 간격과 회전 각도 등을 제어할 수 있게 되어 태양광의 입사각에 따른 태양광패널에 의한 농작물의 일조 방해를 최소화할 수 있을 뿐더러, 태풍 등 다양한 자연 재해에도 회전판의 위치를 능동적으로 제어함으로써 장치의 파손이나 유실 및 붕괴 등 경제적인 피해를 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 영농형 태양광 발전장치의 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 이동부와 회전축을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 통합제어부의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 구성인 통합제어부의 다른 예를 나타내는 블록도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 구성인 이동부와 회전축의 기본 작동예를 나타내는 측면도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 구성인 이동부와 회전축의 자연재해에 따른 능동 제어 실시 예를 나타내는 측면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물 수집 구성을 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 이동부와 회전축을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 통합제어부의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 구성인 통합제어부의 다른 예를 나타내는 블록도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 구성인 이동부와 회전축의 기본 작동예를 나타내는 측면도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 구성인 이동부와 회전축의 자연재해에 따른 능동 제어 실시 예를 나타내는 측면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물 수집 구성을 나타내는 정면도.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 영농형 태양광 발전장치는 본체부(10), 이동부(20), 회전축(30), 회전판(40) 및 태양광패널(50)을 포함하여 구성된다.
상기 본체부(10)는 농지의 상부에서 상호 일정한 폭으로 이격된 한 쌍의 가이드레일(140)이 마련되어 상기 이동부(20) 등을 지지하면서 이동부(20)가 이동될 수 있도록 한다.
상기 본체부(10)는 안정적인 지지 구조를 가질 수 있도록 도 1에 도시된 바와 같이
상기 본체부(10)는 농지에 직립형으로 설치되는 두 쌍의 종프레임(100)과 한 쌍의 종프레임(100) 간을 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 횡프레임(110)을 포함할 수 있다.
특히 상기 본체부(10)는 대규모 농지에 적용됨에 있어 그에 상응하는 크기로 설계됨에 따라 하중을 안정적으로 지지할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직한 바, 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 각 횡프레임(110)에 연속적으로 구성되는 트러스부재(120) 및 상기 종프레임(100)과 횡프레임(110) 간에 아치 형상으로 결합되는 아치프레임(130)을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드레일(140)은 각 횡프레임(110)에 그 길이방향을 따라 결합될 수 있다.
그리고 상기 가이드레일(140)은 통상의 평판 형상으로 구성될 수 있으나, 이동부(20)의 이동롤러(200, 210)의 이탈이 방지될 수 있도록 내부에 이동 공간이 마련된 각관 형상을 갖는 것이 바람직하며, 상호 대향하는 각 일면에 개구부가 구성되어 이하에서 설명하는 회전축(30)의 이동에 장애가 없도록 한다.
상기 이동부(20)는 상기 한 쌍의 가이드레일(140) 각각에 상호 마주보도록 배치되는 한 쌍의 이동롤러(200, 210)를 포함하며 외부의 구동력에 의해 상기 가이드레일(140)을 따라 전방 또는 후방으로 자유 이동할 수 있다.
이러한 이동부(20)는 하나 이상 설치되는 것으로 농지의 면적은 물론 상기 본체부(10)의 크기 등을 고려하여 설계되는 태양광패널(50)의 개수에 대응하여 복수로 구성될 수 있다. 도 1 등을 참조하면 본 발명에서는 5개의 이동부(20)가 설치된 예를 제시하고 있으나 이에 한정되지 않음은 당연하다.
상기 회전축(30)은 상기 한 쌍의 가이드레일(140) 간에 형성되는 공간부 즉 앞서 언급한 이동 공간에서 상호 마주보는 한 쌍의 이동롤러(200, 210) 간에 연결되어 상기 이동부(20)와 연동하면서 이동롤러(200, 210)의 중심축을 기준으로 자유 회전한다.
상기 회전판(40)은 평판 형상으로 상기 회전축(30)의 외주연에 하나 이상 결합될 수 있다.
상기 회전판(40)이 둘 이상 구비될 경우 상기 회전판(40)은 상기 회전축의 외주연에 일정 간격을 따라 방사형으로 결합될 수 있다.
상기 태양광패널(50)은 상기 회전판(40)의 일측면에 장착되는 것으로, 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 통상의 태양광패널 중 적합한 하나를 선택하여 적용할 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
한편 본 발명의 영농형 태양광 발전장치는 상기 이동부(20) 및 회전축(30)의 구동원으로서 제 1 및 제 2구동모터(60, 65)를 포함할 수 있다.
상기 제 1구동모터(60)는 상기 이동부(20)를 이동시키기 위한 구동력을 부여한다.
일 예로 상기 제 1구동모터(60)는 도면에 도시된 바 없으나 상기 이동부(20)를 구성하는 한 쌍의 이동롤러(200, 210) 중 선택된 이동롤러(200, 210)의 축에 결합되어 구동력을 전달함으로써 이동부(20)가 이동될 수 있도록 한다.
상기 제 2구동모터(65)는 상기 회전축(30)을 회전시키기 위한 회전력을 부여한다.
일 예로 상기 제 2구동모터(65)는 베벨기어, 내치기어, 래크기어 등을 포함한 기어구조나, 스프로킷과 같은 동력전달수단을 통해 상기 회전축(30)에 결합되어 회전력을 전달함으로써 회전축(30)이 회전될 수 있도록 한다.
그리고 본 발명의 영농형 태양광 발전장치는 상기 제 1구동모터(60) 및 제 2구동모터(65)를 선택적으로 제어하는 통합제어부(70)를 더 포함할 수 있는 바, 이와 같은 통합제어부(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 센서모듈(700)과 분석모듈(710) 및 제어모듈(720)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 제어모듈(720)은 관리자의 입력신호에 응답하여 상기 제 1구동모터(60) 및 제 2구동모터(65)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하며, 이를 출력하여 상기 이동부(20)와 회전축(30)이 구동될 수 있도록 한다.
상기 제어모듈(720)는 상기 제 1구동모터(60) 및 제 2구동모터(65)에 대한 회전수를 감지하기 위한 엔코더 등을 포함할 수 있으며 엔코더로부터 감지되는 회전수를 분석하여 각 이동부(20)의 이동거리와 회전축(30)의 회전각도 등을 분석하고, 이를 기반으로 각 태양광패널(50)의 위치와 움직임을 판단할 수 있다.
상기 센서모듈(700)은 상기 농지로 조사되는 태양광의 입사각을 감지한다.
그리고 상기 분석모듈(710)은 상기 센서모듈(700)의 감지 결과에 따른 입사각 정보를 기반으로 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축(30) 간 간격과 각 회전판(40)의 위치를 도출한다.
즉 상기 분석모듈(710)은 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 농지로 조사되는 실시간 태양광 입사각의 변화에 따라 농지에 음영 발생을 최소화하면서도 발전 가능한 각 태양광패널(50)의 적정 위치를 선정하며, 그에 따른 회전축(30) 간 간격과 각 회전판(40)의 위치를 도출하는 것이다.
상기 제어모듈(720)은 상기 분석모듈(720)의 실시간 도출 결과에 따라 각 이동부(20)의 이동 거리와 각 회전축(30)의 회전 각도를 설정하여 상기 제 1구동모터(60)와 제 2구동모터(65)를 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하고, 이를 상기 제 1구동모터(60)와 제 2구동모터(65)로 전송함으로써 이동부(20)의 이동과 회전축(30)의 회전이 실시간으로 조정 및 제어된다.
이에 더하여 상기 통합제어부(70)는 데이터베이스(730) 및 학습모듈(740)을 더 포함할 수 있다.
상기 데이터베이스(730)는 상기 센서모듈(700) 및 분석모듈(710)로부터 처리되는 데이터 즉 센서모듈(700)의 실기간 감지데이터와 분석모듈(710)의 실기간 도출결과 등이 저장된다.
그리고 상기 학습모듈(740)은 상기 데이터베이스(730)에 누적된 데이터를 선택된 하나의 학습모델을 이용하여 학습 및 분석하여 기설정된 시기별 태양광의 입사각과 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축(30) 간 간격과 각 회전판(40)의 위치를 추정한다.
상기 제어모듈(720)에서는 상기 학습모듈(740)에서 추정된 시기별 태양광의 입사각과 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축(30) 간 간격과 각 회전판(40)의 위치를 기반으로 각 이동부(20)의 이동 거리와 각 회전축(30)의 회전 각도를 설정하여 상기 제 1구동모터(60)와 제 2구동모터(65)를 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하고, 이를 상기 제 1구동모터(60)와 제 2구동모터(65)로 전송함으로써 이동부(20)의 이동과 회전축(30)의 회전이 시기별로 자동 조정 및 제어된다.
여기서 상기 시기는 시간단위, 일단위, 주단위, 월단위, 분기단위를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합제어부(70)는 앞서 설명한 세부 구성에 더하여 공공포털 등으로부터 수집되는 기상정보를 기반으로 상기 이동부(20) 및 회전축(30)을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
구체적으로 상기 통합제어부(70)는 도 4에 도시된 바와 같이 수집모듈(750) 및 재해감지모듈(760)을 더 포함할 수 있다.
상기 수집모듈(750)은 상기 농지 주소와 매칭되는 지역에 대한 실시간 기상정보와 기상예보정보를 수집한다.
상기 기상정보 및 기상예보정보는 현재 공공 데이터 포털(770) 및 기상청 서버 등으로부터 다양한 형태로 제공받을 수 있다.
이에 상기 수집모듈(750)은 상기 언급한 공공 데이터 포털(770) 또는 기상청 서버에 접속하여 각 지역별 기상 정보를 요청할 수 있으며, 공공데이터 포털(770) 또는 기상청 서버의 응답정보를 수신할 수 있다.
일 예로 상기 수집모듈(750)은 상기 공공 데이터 포털(770) 또는 기상청 서버로부터 응답정보로 제공되는 OPEN API(Application Programming Interface)를 수집 및 저장할 수 있다.
여기서 상기 기상정보는 선택된 지역의 기본적인 날씨정보 및 대기 오염정보를 포함할 수 있으며, 대기 오염정보는 아황산가스 농도, 일산화탄소 농도, 오존 농도, 이산화질소 농도, 미세먼지 농도, 통합대기환경수치, 통합대기환경지수, 아황산가스 지수, 일산화탄소 지수, 오존 지수, 이산화질소 지수, 및 미세먼지 지수 등을 포함할 수 있다.
또한 제공되는 지역이 광범위한 지역일 경우 상기 기상 정보는 시, 군, 구 단위로 구분하여 세부 기상 정보 형태로 제공될 수도 있다.
상기 재해감지모듈(760)은 상기 수집모듈(750)에서 수집한 농지의 실시간 기상정보와 기상예보정보를 분석하여 상기 농지에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 태풍, 폭우, 폭설, 우박 중 선택된 하나 이상을 재해요소를 감지한다.
그리고 상기 제어모듈(720)은 상기 재해감지모듈(760)로부터 선택된 하나의 재해요소 감지에 반응하여 피해 발생을 최소화하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하여 상기 제 1구동모터(60) 및 제 2구동모터(65)로 전송함으로써 상기 이동부(20) 및 회전축(30)가 선택된 재해요소에 대응하여 능동적으로 구동될 수 있도록 한다.
도 6 내지 도 8은 각 재해요소별 상기 이동부(20) 및 회전축(30)의 작동 예들을 나타내고 있다.
먼저 도 6에 도시된 바에 의하면, 상기 제어모듈(720)은 상기 재해감지모듈(760)로부터 태풍 재해요소가 감지될 경우 각 회전판(40)이 직립 위치하게 회전축(30)을 회전시키면서, 상기 회전판(40)이 상기 본체(10)의 일측 또는 타측에 밀집 위치하게 상기 이동부(20)를 이동시키도록 상기 제 1구동모터(60)와 제 2구동모터(65)를 제어할 수 있다.
즉 태풍과 같이 바람이 심하게 불게 되면 회전판(40)에 풍하중이 작용하게 되므로 회전축(30) 자체는 물론 회전판(40) 간에 충돌로 인한 손상이 발생할 수 있음은 물론 회전판(40)에 장착된 고가의 태양광패널(50)이 유실될 소지가 있는 바, 본 발명에서는 수집된 기상정보 및 기상예보로부터 태풍이 감지되면 도 6에 도시된 바와 같이 모든 회전판(40)을 직립시킨 후 본체(10)의 일측이나 타측 중 어느 한 측으로 회전판(40)들이 밀집 위치하도록 제어함으로써, 태풍으로 인한 회전판(40) 등의 물리적인 충격이 최소화될 수 있도록 하는 것이다.
이때 본 실시 예의 회전판(40)의 경우, 상기 태양광패널(50)이 장착된 일측면에 하나 이상의 결속돌기(400)가 구비되고, 타측면에 있어 상기 결속돌기(400)와 대향하는 부위에 상기 결속돌기(400)가 끼움결합되도록 하는 결속홈(410)이 구비되어 직립된 상태의 회전판(40)들이 상호 결속을 통해 일체화되도록 함으로써 강풍에 의한 흔들림을 감소시키는 등 태풍에 대하여 효율적으로 저항할 수 있도록 한다.
그리고 다른 예로서 상기 제어모듈(720)은 상기 재해감지모듈(760)로부터 폭우 또는 우박 재해요소가 감지될 경우, 각 회전판(40)이 수평으로 위치될 수 있도록 회전축(30)을 회전시키면서, 인접한 회전판(40) 간의 단부가 상호 밀착 위치하게 상기 이동부(20)를 이동시키도록 상기 제 1구동모터(60)와 제 2구동모터(65)를 제어할 수 있다.
즉 본 실시 예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 수집된 기상정보 및 기상예보로부터 폭우 또는 우박이 감지되면, 한 쌍의 가이드레일(140) 간에 형성되는 공간부가 완전 밀폐될 수 있도록 상기 회전판(40)들을 수평 위치로 배치시키는 것이며, 이를 통해 폭우 또는 우박 등으로부터 농지의 농작물을 보호할 수 있도록 한다.
또한 본 실시 예에서는 회전판(40)의 수평 배치를 위하여 각 회전축(30)을 회전시킴에 있어 농작물의 보호 목적 뿐 아니라 회전판(40)의 일측면에 장착된 태양광패널(50)이 폭우 또는 우박 등으로부터 손상되는 것을 방지하기 위한 목적으로서 각 회전판(40)에 있어 태양광패널(50)이 장착되지 않은 타측면이 노출되게 각 회전판(30)을 회전시키도록 한다.
또 다른 실시 예로서 상기 제어모듈(720)은 상기 재해감지모듈(760)로부터 폭설 재해요소가 감지될 경우 인접한 두 개의 회전판(40) 간이 'Λ' 형태를 갖도록 회전축(30)을 회전시키면서 상기 이동부(20)를 이동시키도록 상기 제 1구동모터(60)와 제 2구동모터(65)를 제어할 수 있다.
이와 같은 제어모듈(720)의 제어를 통해 두 개의 회전판(40) 간은 'Λ' 형태를 갖게 되므로 폭설 시 눈들이 회전판(40)에 쌓이지 않고 농지로 낙하되어 회전판(40)에 적설 하중이 작용하지 않도록 함으로써 적설 하중으로 인한 본체(10) 등의 붕괴를 방할 수 있도록 한다.
한편 본 발명의 영농형 태양광 발전장치는 일반적인 우천 상황에서 빗물을 수집 및 저장하고 이를 농업용수로서 활용될 수 있도록 한다.
도 9를 참조하면, 앞서 설명한 결속홈(410)은 상기 회전축(30)과 평행한 방향으로 회전판(40)의 타측면에서 하단에 구성될 수 있다.
또한 상기 제어모듈(720)은 우천 시 태양광패널(50)이 장착되지 않은 타측면이 노출되면서 기설정된 기울기를 갖게 각 회전판(40)을 회전키도록 상기 제 1구동모터(60)와 제 2구동모터(65)를 제어할 수 있다.
이때 우천 시 상기 회전판(40)의 기울기는 빗물이 회전판(40)의 타측면을 따라 하단에 구성된 결속홈(410)으로 흘러 들어갈 정도의 적정 기울기로 상기 회전축(30)으로부터 둔각을 갖는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명의 영농형 태양광 발전장치는 상기 회전판(40)의 결속홈(410)으로 흘러 들어오는 빗물을 수집하기 위한 수집관(80)과, 수집관(80)에서 수집된 빗물을 저장하기 위한 용수탱크(90)을 더 포함할 수 있다.
상기 수집관(80)은 각 가이드레일(140)의 길이방향을 따라 상기 본체(10)에 장착되되 우천 시 상기 제어모듈(720)에 의해 각 회전판(40)이 회전되는 위치에서 각 회전판(40)의 결속홈(410)에 대향하는 일측면에 유입공(800)이 형성된다.
일 예로 상기 수집관(80)은 도 9에 도시된 바와 같이 본체(10)에 있어 한 쌍의 가이드레일(140) 간 형성되는 공간부에 위치하면서 상기 한 쌍의 종프레임(100) 간을 연결하도록 설치될 수 있다.
상기 용수탱크(90)는 상기 수집관(80)과 연통하는 유동관이 마련되고 우천 시 상기 수집관(80)에서 수집된 우수가 유입되고 이를 저장한다.
상기 용수탱크(90)은 저장용량이나 설치 위치 등은 다양하게 실시될 수 있으므로 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
또한 도면에 도시된 바 없으나 빗물에 포함된 이물질을 제거하는 필터수단과 상기 본체(10)의 횡프레임(110)에는 상기 용수탱크(90)와 연결되어 농지측으로 저장된 빗물이 공급되도록 하는 복수의 물분사수단이 마련될 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 회전판(40) 간 결속 및 일체화를 위해 구비된 결속홈(410)을 일반 우천 시에도 빗물 수집용으로 이용함은 물론 이렇게 수집된 빗물의 저장하여 농지에 농업 용수로 활용되도록 함으로써 농지를 운용함에 있어 수자원 에너지를 절감할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.
10 : 본체부 20 : 이동부
30 : 회전축 40 : 회전판
50 : 태양광패널 60 : 제 1구동모터
65 : 제 2구동모터 70 : 통합제어부
100 : 종프레임 110 : 횡프레임
120 : 트러스부재 130 : 아치프레임
140 : 가이드레일
30 : 회전축 40 : 회전판
50 : 태양광패널 60 : 제 1구동모터
65 : 제 2구동모터 70 : 통합제어부
100 : 종프레임 110 : 횡프레임
120 : 트러스부재 130 : 아치프레임
140 : 가이드레일
Claims (10)
- 농지의 상부에서 상호 일정한 폭으로 이격된 한 쌍의 가이드레일이 마련되는 본체부;
상기 한 쌍의 가이드레일 각각에 상호 마주보도록 배치되는 한 쌍의 이동롤러를 포함하며 외부의 구동력에 의해 상기 가이드레일을 따라 이동하는 하나 이상의 이동부;
상기 한 쌍의 가이드레일 간에 형성되는 공간부에서 상호 마주보는 한 쌍의 이동롤러 간에 연결되어 상기 이동부와 연동하면서 이동롤러의 중심축을 기준으로 자유 회전하는 회전축;
상기 회전축의 외주연에 결합되는 하나 이상의 회전판;
상기 회전판의 일측면에 장착되는 태양광패널;
상기 이동부를 이동시키기 위한 구동력을 부여하는 제 1구동모터;
상기 회전축을 회전시키기 위한 회전력을 부여하는 제 2구동모터; 및
상기 제 1구동모터 및 제 2구동모터를 선택적으로 제어하는 통합제어부;를 포함하고,
상기 통합제어부는,
상기 농지로 조사되는 태양광의 입사각을 감지하는 센서모듈;
상기 센서모듈의 감지 결과에 따른 입사각 정보를 기반으로 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축 간 간격과 각 회전판의 위치를 도출하는 분석모듈;
상기 분석모듈의 도출 결과에 따라 각 이동부의 이동 거리와 각 회전축의 회전 각도를 설정하여 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하는 제어모듈;
상기 센서모듈 및 분석모듈로부터 처리되는 데이터가 저장되는 데이터베이스;
상기 데이터베이스에 누적된 데이터를 선택된 하나의 학습모델을 이용하여 학습 및 분석하여 기설정된 시기별 태양광의 입사각과 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축 간 간격과 각 회전판의 위치를 추정하는 학습모듈;
상기 농지 주소와 매칭되는 지역의 실시간 기상정보와 기상예보정보를 공공 데이터 포털로부터 수집하는 수집모듈; 및
상기 수집모듈에서 수집한 농지의 실시간 기상정보와 기상예보정보를 분석하여 상기 농지에 영향을 주는 태풍, 폭우, 폭설, 우박 중 선택된 하나 이상을 재해요소를 감지하는 재해감지모듈;을 포함하며,
상기 제어모듈은,
상기 재해감지모듈로부터 선택된 하나의 재해요소 감지에 반응하여 피해 발생을 최소화하기 위한 제어신호와,
상기 학습모듈에서 추정된 시기별 태양광의 입사각과 상기 농지에 음영이 최소화되는 회전축 간 간격과 각 회전판의 위치를 기반으로 각 이동부의 이동 거리와 각 회전축의 회전 각도를 설정하여 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하고,
상기 재해감지모듈로부터 태풍 재해요소가 감지될 경우 각 회전판이 직립 위치하게 회전축을 회전시키면서, 상기 회전판이 상기 본체의 일측 또는 타측에 밀집 위치하게 상기 이동부를 이동시키도록 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하며,
상기 회전판은,
상기 태양광패널이 장착된 일측면에 하나 이상의 결속돌기가 구비되고, 타측면에 있어 상기 결속돌기와 대향하는 부위에 상기 결속돌기가 끼움결합되도록 하는 결속홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 결속홈은 상기 회전축과 평행한 방향으로 회전판의 타측면에서 하단에 구성되며,
상기 제어모듈은 우천 시 태양광패널이 장착되지 않은 타측면이 노출되면서 기설정된 기울기를 갖게 각 회전판을 회전키도록 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하고,
각 가이드레일의 길이방향을 따라 상기 본체에 장착되되 우천 시 상기 제어모듈에 의해 각 회전판이 회전되는 위치에서 각 회전판의 결속홈에 대향하는 일측면에 유입공이 형성되는 수집관; 및
상기 수집관과 연통하는 유동관이 마련되고 우천 시 상기 수집관에서 수집된 우수가 유입되어 이를 저장하는 용수탱크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제어모듈은,
상기 재해감지모듈로부터 폭우 또는 우박 재해요소가 감지될 경우 각 회전판에 있어 태양광패널이 장착되지 않은 타측면이 노출되도록 각 회전판을 수평 위치로 회전축을 회전시키면서, 인접한 회전판 간의 단부가 상호 밀착되게 상기 이동부를 이동시키도록 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제어모듈은,
상기 재해감지모듈로부터 폭설 재해요소가 감지될 경우 인접한 두 개의 회전판 간이 'Λ' 형태를 갖도록 상기 회전축을 회전시키면서 상기 이동부를 이동시키도록 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치.
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| KR1020190121558A KR102212091B1 (ko) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | 경사각 조정 및 모듈 이동이 가능한 영농형 태양광 발전장치 |
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| KR (1) | KR102212091B1 (ko) |
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| CN114510512A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-05-17 | 中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司 | 一种基于深度学习与多重集成的风电短期功率预测方法 |
| KR20230150485A (ko) | 2022-04-22 | 2023-10-31 | 주식회사 솔라테크 | 영농형 태양광 발전장치 |
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2019
- 2019-10-01 KR KR1020190121558A patent/KR102212091B1/ko active IP Right Grant
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