KR102285414B1 - 복합 음파 발생수단이 구비된 태양광 방음벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전수단이 구비되어 외부로부터 별도의 전원을 공급받을 필요 없이 자가 발전이 가능하고, 설치 지점의 소음을 저감시킴과 함께 조류의 충돌을 방지할 수 있는 태양광 방음벽에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양광 방음벽은 소음을 저감시키는 투명 방음판이 구비된 투명 방음벽 본체부; 상기 투명 방음벽 본체부의 상단에 형성된 제어음 발생부; 상기 투명 방음벽 본체부의 외면에 형성된 회피음파 발생부; 및 상기 투명 방음벽 본체의 일측에 형성된 복수 개의 태양광 패널을 포함하고, 상기 제어음 발생부 및 회피음파 발생부에 에너지를 공급하는 태양광 발전부;를 포함하되, 상기 회피음파 발생부는, 초음파를 발생시키는 초음파 발생 유닛 및 상기 초음파 발생 유닛에서 생성한 초음파를 외부로 방사하는 초음파 출력 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 태양광 방음벽은 태양광 발전 수단이 구비되어 외부로부터 별도의 전원을 공급받을 필요 없이 자가 발전이 가능하고, 소음을 저감시킬 수 있는 제어음 발생부와 조류의 접근을 예방할 수 있는 회피음파 발생부를 포함하는 복합 음파 발생수단이 동시에 구비되어 소음을 저감시킴과 함께 조류의 충돌을 방지할 수 있어 장기간 안정적으로 활용할 수 있다.

Description

복합 음파 발생수단이 구비된 태양광 방음벽{Photovoltaic soundproof wall comprising complex sound generator}

본 발명은 태양광 발전수단이 구비되어 외부로부터 별도의 전원을 공급받을 필요 없이 자가 발전이 가능하고, 설치 지점의 소음을 저감시킴과 함께 조류의 충돌을 방지할 수 있는 태양광 방음벽에 관한 것이다.

각종 산업이 급속히 발전함에 따라 사람 또는 자원을 운반하는 운송수단이 다양화되고, 운송수단의 교통량이 증가하고 있으며, 도로, 철로, 공항 등의 운송 수단용 시설이 빠른 속도로 확충되고 있다. 이에 따라, 도로, 철로, 공항 등의 시설에서는 운송수단이 유발하는 소음 발생량이 급증하고 있으며, 운송시설 주변에 주거하는 주민들은 운송수단에서 발생하는 소음 때문에 큰 고통을 받고 있다.

이에 따라, 도로, 철로, 공항을 설계시 소음기준에 부합되도록 설계하고 있으며, 이와 같은 소음기준을 만족시키기 위해 도로, 철로, 공항 등의 시설 주변에는 운송 수단에 의해 발생되는 소음이 도로나 레일의 외부로 전달되는 것을 막아 주기 위한 구조물로 방음벽을 설치하고 있다.

일반적으로, 방음벽은 콘크리트로 된 콘크리트 기초를 길이방향으로 타설한 후, 콘크리트 기초에 일정간격으로 지주를 세우고, 지주와 지주의 사이에 방음판을 적층하여 설치하는 것이 일반적이며, 상기 방음벽은 흡음형 방음판, 반사형 방음판, 간섭형 방음판 등과 같은 다양한 종류의 방음판을 설치하고 있다.

하지만, 기존의 방음벽은 방음벽 자체가 시야를 가리기 때문에 시설 주변에 설치하는 경우 주변 미관에 악영향을 미칠 수 있고, 운전자의 시야를 가리는 문제가 발생할 수 있어, 최근 투명 재질로 이루어진 방음벽을 시공하고 있으나, 이와 같은 투명 방음벽은 소음 제거 성능이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 투명 방음벽에 비친 하늘과 주변 배경이 실물처럼 보여 조류가 방음벽을 구별하지 못해 비행시 충돌하여 폐사하는 문제가 빈번히 발생하고 있어 버드세이버 등의 부착물을 부착하도록 유도하고 있으나, 효과가 미미하여 이를 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.

(문헌 01) 한국공개특허 제10-2012-0105805호 (공개일 : 2012.09.26.) (문헌 02) 한국공개특허 제10-2016-0129590호 (공개일 : 2016.11.09.) (문헌 03) 한국공개특허 제10-2015-0068795호 (공개일 : 2015.06.22.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 외부로부터 별도의 전원을 공급받을 필요 없이 자가 발전이 가능하도록 태양광 패널이 구비되고, 운송수단에 의해 발생된 소음을 저감시킬 수 있는 제어음 발생수단과 조류의 접근을 미연에 예방할 수 있는 복합 음파 발생수단이 동시에 구비되어 자체 동력을 통해 소음을 저감시킴과 함께 조류의 충돌을 방지할 수 있어 장기간 안정적으로 활용할 수 있는 태양광 방음벽에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, 소음을 저감시키는 투명 방음판이 구비된 투명 방음벽 본체부; 상기 투명 방음벽 본체부의 상단에 형성된 제어음 발생부; 상기 투명 방음벽 본체부의 외면에 형성된 회피음파 발생부; 및 상기 투명 방음벽 본체의 일측에 형성된 복수 개의 태양광 패널을 포함하고, 상기 제어음 발생부 및 회피음파 발생부에 에너지를 공급하는 태양광 발전부;를 포함하되, 상기 회피음파 발생부는, 초음파를 발생시키는 초음파 발생 유닛 및 상기 초음파 발생 유닛에서 생성한 초음파를 외부로 방사하는 초음파 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 방음벽을 제공한다.

또한, 상기 제어음 발생부는, 태양광 방음벽의 설치 지점에서 발생되는 소음을 계측하는 제1 소음 수집 수단을 포함하는 소음 계측 유닛; 상기 소음 계측 유닛에 의해 측정된 소음에 반대되는 위상을 갖는 제어음을 출력할 때, 소음과 제어음이 합성된 공간에 잔량으로 남는 소음을 계측하는 제2 소음 수집 수단을 포함하는 에러소음 계측 유닛; 상기 소음 계측 유닛에서 수집한 소음 정보를 이용해 소음을 저감 또는 제거하는 제어음이 생성되도록 제어하고, 상기 에러소음 계측 유닛에서 수집한 에러소음 정보를 이용해 제어음의 생성 오류를 최소화하도록 하는 제어 유닛; 및 복수 개의 증폭기와 스피커를 포함하여 상기 제어 유닛에 의해 생성된 제어음을 외부로 출력하는 출력 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회피음파 발생부는, 인버팅 부재 및 주파수 강도 조절 부재가 구비된 초음파 발생 유닛 및 상기 초음파 발생 유닛의 주파수 강도 조절 부재에서 조절된 교류 전류를 공급받아 조류가 인지할 수 있는 초음파를 발생시켜 방사하는 초음파 출력 유닛을 포함한다.

본 발명에 따른 태양광 방음벽은 태양광 발전 수단이 구비되어 외부로부터 별도의 전원을 공급받을 필요 없이 자가 발전이 가능하고, 소음을 저감시킬 수 있는 제어음 발생부와 조류의 접근을 예방할 수 있는 회피음파 발생부를 포함하는 복합 음파 발생수단이 동시에 구비되어 소음을 저감시킴과 함께 조류의 충돌을 방지할 수 있어 장기간 안정적으로 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 방음벽을 모식적으로 나타낸 우측 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 방음벽을 모식적으로 나타낸 좌측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 방음벽에 구비되는 제어음 발생부의 내부 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 방음벽에 구비되는 회피음파 발생부의 내부 구성을 나타낸 구성도이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 방음벽(10)을 모식적으로 나타낸 우측 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 방음벽(10)을 모식적으로 나타낸 좌측 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 방음벽(10)은 투명 방음벽 본체부(100), 제어음 발생부(200), 회피음파 발생부(300) 및 태양광 발전부(400)를 포함하는 구조를 갖는다.

상기 투명 방음벽 본체부(100)는, 각종 운송수단의 이동으로 인해 발생되는 소음의 확산을 차단하여 외부로 유출되는 소음을 저감시키는 역할을 하며, 소음이 발생되는 지역에 콘크리트 및 철근으로 기초를 시공하고, 시공한 기초에 일정 간격으로 지주를 수직으로 설치한 후, 설치한 지주에 투명 방음판을 설치하여 시공할 수 있는 구조라면 제한받지 않고 도입하여 사용할 수 있고, 투명 방음판과 흡음형 방음판을 동시에 설치하여 사용하는 구조를 가질 수도 있다.

상기 지주는 H형상의 단면을 갖는 일반적인 철재 구조물을 사용할 수 있으며, 도로의 좌우측을 따라 상기 지주를 일정간격으로 설치하여 투명 방음판을 고정할 수 있는 구조를 형성함과 동시에 차량의 충돌시 방음벽을 보호하는 기능 또한 수행할 수 있다.

상기 투명 방음판은 빛이 투과할 수 있고 소음을 저감시킬 수 있는 일정 두께의 사각형 판재로서, 고강도 접합유리를 사용하거나, 아크릴 또는 폴리카보네이트 등과 같은 합성수지를 소재로 하여 제조한 것을 사용할 수 있으며, 알루미늄 등과 같이 내부식성을 갖는 금속 재질로 제조되어 창문틀 형상의 사각 프레임에 방음판의 테두리 외주면이 수용된 상태로 장착되고, 상기 사각 프레임은 지주에 장착되어 고정설치될 수 있다.

특히, 상기 투명 방음벽 본체부(100)는 투명 방음판과, 음파를 흡수하는 흡음형 방음판을 복합 적층하여 형성시킨 것일 수도 있으며, 평균 눈높이를 고려하여 방음벽의 외측 시야가 확보될 수 있는 위치에 투명 방음판을 배열하고, 이외의 부분에는 흡음형 방음판이 배치되도록 설치하여 형성시킨 것일 수 있고, 이에 의해 소음 저감효과와 운전자의 시야 확보를 동시에 수행할 수 있으며, 상기한 투명 방음벽 본체부(100)는 전술한 형태 이외에도 다양한 구조를 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 방음벽에 구비되는 제어음 발생부의 내부 구성을 나타낸 구성도이다.

도 3을 참조하면, 상기 제어음 발생부(200)는, 소음 계측 유닛(210), 에러소음 계측 유닛(220), 제어 유닛(230) 및 출력 부재(240)을 포함하는 구조를 가지며, 상기 투명 방음벽 본체부(100)의 내측 상부에 형성되어 능동소음 제어(active noise control, ANC) 기법을 통해 설치 지점에서 발생되는 소음을 저감 또는 제거하는 역할을 하며, 발생된 소음의 위상을 반대로 변환한 제어음을 인위적으로 방출하여 소음과 제어음의 두 파장간의 간섭으로 인해 소음을 감쇠 또는 저감시키는 역할을 한다.

상기 소음 계측 유닛(210)은 소음이 발생되는 지점을 지향하도록 상기 제어음 발생부(200)의 일측에 구비되어, 태양광 방음벽(10)이 설치된 도로, 철로 또는 항공 선로에서 발생되는 소음을 계측하는 마이크 등의 제1 소음 수집 수단(211)을 포함하는 구조를 갖는다.

상기 에러소음 계측 유닛(220)은 소음이 발생되는 지점을 지향하도록 상기 제어음 발생부(200)의 타측에 구비되며, 상기 소음 계측 유닛(210)에 의해 측정된 소음에 반대되는 위상을 갖는 제어음을 후술할 출력 부재(240)의 스피커를 통해 출력할 때, 소음과 제어음이 합성된 공간에 잔량으로 남는 소음을 계측하는 마이크 등의 제2 소음 수집 수단(221)을 포함하여 제어음에 의해 제거되지 않은 에러소음을 측정할 수 있다.

또한, 상기 소음 계측 유닛과 에러소음 계측 유닛은 제1 소음 수집 수단 및 제2 소음 수집 수단을 통해 수집한 소음을 증폭시켜 저주파 성분을 추출할 수 있도록 증폭기 등의 증폭 수단(212, 222)을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 제1 소음 수집 수단 및 제2 소음 수집 수단을 통해 수집한 소음과 에러소음에 대한 주파수 정보를 각각 균일하게 보정하는 보정 수단(equalizer, 213, 223)을 추가로 포함할 수 있다.

상기 증폭 수단(212, 222)은 상기 보정 수단(213, 223)에 의해 증폭된 아날로그 소음 데이터 및 에러소음 데이터를 저역 필터링하는 저역 필터(low pass filter, LPF)와 필터링된 소음 데이터 및 에러소음 정보를 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 아날로그-디지털 변환 수단(analog-digital converter, ADC)을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 증폭 수단(212, 222)은 상기 보정 수단으로 입력되는 소음과 에러소음 신호의 크기 변화를 보정하기 위해 보정 수단의 증폭 및 감쇠 변화를 조절하는 보조 변환 수단을 추가로 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은 상기 소음 계측 유닛에서 수집한 소음 정보를 이용해 태양광 방음벽(10)의 설치 지점에서 발생하는 소음을 저감 또는 제거할 수 있는 제어음을 생성하도록 제어하는 역할을 하며, 에러소음 계측 유닛의 제2 소음 수집 수단을 통해 측정된 에러소음의 특성이 소음제어 알고리즘에 반영되도록 하여 제어음의 생성 오류를 최소화하여 설치 지점에서 발생하는 소음을 최적 효율로 제거할 수 있도록 한다.

이를 위해, 상기 제어 유닛은 수집된 소음과 애러소음에 대한 정보 처리, 소음제어 알고리즘 운용, 소음제어 출력 처리를 위한 임베디드 프로세서 기반으로 구성될 수 있으며, 이에 의해 수집된 소음 정보와 에러 소음 정보를 이용해 설치 지점에서 발생하는 소음을 제거하기 위한 제어음을 생성할 수 있도록 한다.

또한, 상기 제어 유닛은 태양광 방음벽(10) 설치 지점에서 발생하는 소음에 필터 알고리즘을 적용하여 제어음을 생성하고, 각종 입출력 제어, 소음 계측 및 제어 데이터 출력, 통신 인터페이스 및 외부 네트워크 인터페이스를 제어하며, 태양광 방음벽(10)을 설치하고자 하는 지역의 도로 환경에 따라 발생되는 소음 특성을 분석하여 그 소음 특성에 따른 제어음을 생성하여 출력하도록 할 뿐만 아니라, 특정 지역의 도로환경 지표에 따른 소음 발생을 모델링하고 반복적으로 학습하여 적응필터 알고리즘을 구현할 수 있도록 복수 개의 프로세서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 도로환경 지표는 온도, 습도, 풍속, 운송수단의 속도, 운송수단의 통행량, 도로 포장재의 재질, 운송수단과 제어음 발생부(200) 간의 거리 등을 모두 포함할 수 있다.

상기 출력 부재는 복수 개의 증폭기와 스피커를 포함하여 상기 제어 유닛에 의해 생성된 제어음을 외부로 출력하는 역할을 하며, 상기 음파 증폭기와 스피커는 복수 개를 배열하여 설치할 수 있다.

이때, 상기 증폭기는 소음을 저감시키는 제어음을 증폭하여 출력하는 아날로그 증폭기, 디지털-아날로그 변환기, 저역 필터, 아날로그 프리앰프, 출력 앰프 등을 포함할 수 있으며, 상기 스피커는 도로 소음 저감을 위한 제어음을 외부로 출력하는 것으로, 사용자가 기본적인 설정 정보를 입력할 수 있도록 하드웨어 또는 소프트웨어적인 장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어음 발생부(200)는 태양광 방음벽(10)에 구비된 제어음 발생부(200)의 실시간 동작상태 및 운용정보를 출력할 수 있도록 표시 유닛을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 표시 유닛은 LCD, LED 디스플레이 등으로 구현될 수 있고, 소음저감 정보, 소음저감 시간분석, 소음저감 주파수 분석, 소음저감 옥타브 분석과 같은 소음저감 운용 정보를 표시하고, 소음 시스템 운용 상태 등의 정보를 표시할 수 있으며, 소음저감 제어설정 및 시험 운용설정, 시간설정과 같은 사용자 설정을 수행할 수 있도록 입력 장치의 역할 또한 수행할 수 있다.

또한, 상기 제어음 발생부(200)는 실시간으로 운용정보를 모니터링하는 인터페이스 등을 형성할 수 있도록 모니터링 유닛을 추가로 포함할 수 있으며, 이를 통해 제어음 발생부(200)는 각종 제어변수를 설정하거나 또는 소음저감 평가를 수행할 수 있다.

참고로, 상기 소음저감 평가는 상기 제어음 발생부(200)의 각종 운용 정보를 저장하고 관리하며 각각의 제어음 발생부(200)들의 소음저감 성능을 평가할 수 있으며, 상기 소음저감 성능의 평가를 위한 어플리케이션 소프트웨어가 설치된 단말기, 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 서버 등으로 구현될 수 있다.

또한, 상기 제어음 발생부(200)는 태양광 발전부(400)에서 공급되는 직류 전류를 교류로 전환시킬 수 있는 인버팅 유닛(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 방음벽에 구비되는 회피음파 발생부의 내부 구성을 나타낸 구성도이다.

도 4를 참조하면, 상기 회피음파 발생부(300)는 상기 투명 방음벽 본체부(100)의 외면에 형성되어 후술할 태양광 발전부(400)에서 에너지를 공급받아 작동되며, 태양광 방음벽(10)으로 접근하는 조류에 회피음파를 조사하여 투명 방음벽 본체부(100)에 조류가 접근하는 것을 방지하고, 이에 의해 태양광 방음벽(10)에 조류의 충돌을 방지할 수 있도록 하며, 이로 인해, 참새, 딱새, 까마귀, 비둘기, 까치 등과 같은 텃새 또는 철새를 포함하는 일반 조류와 독수리, 매, 부엉이, 올빼미 등의 맹금 조류 등을 포함하는 다양한 조류의 충돌을 예방할 수 있다.

구체적으로, 상기 회피음파 발생부(300)는 상기 투명 방음벽 본체부(100)의 타측에 구비되며, 초음파와 같이 조류에게 불안감 또는 불쾌감을 유발하는 회피음파를 태양광 방음벽(10) 주변에 발생시켜 조류에게 인지시키도록 하여 투명 방음벽 본체부(100)로 이동하는 조류가 회피하도록 하는 역할을 한다.

이를 위해, 상기 회피음파 발생부(300)는 회피음파로 초음파를 발생시키는 초음파 발생 유닛(310)과 초음파 출력 유닛(330)을 포함하는 구조를 갖는다.

상기 초음파 발생 유닛(310)은 인버팅 부재(311) 및 주파수 강도 조절 부재(313)가 구비된 구조를 가지며, 상기 인버팅 부재(311)는 후술할 태양광 발전부(400)에 구비된 태양전지에서 공급되는 직류 전류를 교류 전류로 전환하고, 상기 주파수 강도 조절 부재는 인버팅 부재(311)에서 전환한 교류 전류가 미리 설정된 범위의 전압을 유지하도록 하여 주파수의 강도를 조절하는 역할을 하며, 특히, 상기 주파수 강도 조절 부재(313)는 퇴치하고자 하는 조류의 종류에 따라 주파수 강도를 다양한 범위로 조절할 수 있어 조류를 회피시킬 수 있는 다양한 주파수의 초음파가 생성되도록 한다.

구체적으로, 상기 초음파 발생 유닛(310)은 매, 독수리, 부엉이 등과 같은 맹금 조류의 소리에 대한 정보를 내장하고, 맹금 조류가 내는 소리와 동일하거나 유사한 주파수 대역에 대한 초음파를 생성하도록 하며, 후술할 초음파 출력 유닛(330)을 통해 초음파를 방출하도록 하여 해당 초음파를 듣고 위험을 인지한 조류가 태양광 방음벽(10)의 주변에 접근하지 않도록 하는 역할을 한다. 특히, 상기 초음파 발생 유닛(310)은 상기 초음파 주파수 대역을 특정 시간 간격(30분 내지 3시간) 별로 선택적으로 초음파 대역을 변경하여 방출하도록 하여 조류의 인지능력 저하를 방지하도록 하는 구조를 형성할 수도 있다.

상기 초음파 출력 유닛(330)은 상기 초음파 발생 유닛의 주파수 강도 조절 부재(313)에서 전압, 즉, 주파수 강도가 조절된 교류 전류를 공급받아 조류가 인지할 수 있는 초음파를 생성하고, 이를 외부에 방출하도록 하며, 파형 형성 부재(331), 마이컴 부재(333) 및 출력 부재(335)를 포함하는 구조를 갖는다.

상기 파형 형성 부재(331)는 상기 초음파 발생 유닛(310)에서 공급되는 전류에 파형을 형성하고, 상기 마이컴 부재(333)는 파형 형성 부재(331)에서 전류를 공급받아 초음파를 생성하며, 마이컴 부재(333)에서 생성한 초음파는 스피커 또는 초음파 진동자 등과 같은 출력 부재(335)를 통해 태양광 방음벽(10)의 외측으로 초음파를 방출할 수 있다. 또한, 상기 초음파 출력 유닛은 상기 마이컴 부재와 연결된 출력 조절 부재(337)를 추가로 포함하여 마이컴 부재(333)에서 생성되는 초음파의 주파수 대역폭을 조절할 수 있다.

구체적으로, 상기 초음파 출력 유닛(330)은 트랜지스터와 커패시터 등을 포함하는 파형 형성 부재(331)가 구비되어 상기 주파수 강도 조절 부재(313)에서 공급되는 교류 전류를 공급받아 일정한 파형을 발생시킬 수 있고, 필요에 따라 발생되는 파형의 반복 주기를 제어할 수 있으며, 상기 파형 형성 부재(331)에서 형성되어 파형을 가지는 전류를 공급받아 초음파를 생성하는 마이컴 부재(333)가 구비되어 20 내지 500 KHz의 주파수를 갖는 초음파가 발생되도록 할 수 있으며, 마이컴 부재(333)에서 생성된 초음파를 외부로 방사하기 위해서, 스피커 또는 초음파 진동자를 포함하는 출력 부재(335)를 포함한다.

이에 따라, 상기 초음파 출력 유닛(330)은 출력 부재(335)를 통해 발진되는 주파수의 대역폭을 상기 마이컴 부재(333)에 구비된 출력 조절 부재(337)를 통해 조절하여, 조류의 종류나 설치 장소에 따라 주파수 대역폭을 달리 구현할 수 있도록 하고, 장애물이 없는 지역에서는 주파수 대역폭을 좁게 하고, 장애물이 있는 지역에서는 주파수 대역폭을 넓게 하여 방사되는 초음파의 전달률을 균일하게 유지하도록 할 수 있다.

또한, 상기 초음파 출력 유닛(330)은 주파수 강도 조절 부재에서 전압 즉, 주파수 세기가 조절된 교류 전류를 공급받아 인간이 청취하지 못하나 조류가 청취할 수 있는 초음파를 발생시켜 조류에게 초음파를 조사할 수 있으며, 특히, 상기 초음파 발생 유닛(330)은 전류에 일정범위 내의 전압을 걸어 유지할 수 있도록 하며, 5 내지 20V 범위의 전압을 유지하도록 하며, 상기 초음파 출력 유닛(330)에서 전압의 세기 조절을 통해 발생되는 주파수의 세기를 조절할 수 있다.

일례로, 상기 조류는 종류에 따라 초음파 주파수 대역이나 세기에 따라 다르게 반응하고 비둘기 등의 일반 조류의 경우 주파수에 5 내지 7V의 전압이 유지되도록 하면 초음파가 발생되는 지점을 회피하여 투명 방음벽 본체부(100)의 주변으로 접근을 하지 못하도록 하며, 매, 독수리, 부엉이 등과 같은 맹금 조류의 경우 전술한 바와 같이 일반 조류가 회피하는 전압과 동일한 전압에서는 회피하지 않는 것으로 확인되었으나, 15V 내지 20V의 전압을 걸어주었을 때 회피하는 효과가 나타나는 것으로 확인되었다.

나아가, 회피음파 발생부(300)의 초음파 출력 유닛(330)은 출력 부재(335)에서 출력되는 초음파의 생성을 조절하는 출력 조절 부재(337)를 추가로 포함하도록 구성할 수도 있다.

구체적으로, 초음파 출력 유닛(330)에서 출력 부재(335)는 복수 개가 구비될 수 있으며, 태양광 방음벽(10)을 하나의 단위체로 생각할 때, 각각의 태양광 방음벽(10)은 소음이 발생되는 지역에 복수 개 설치되게 된다. 출력 조절 부재(337)는 복수 개의 태양광 방음벽에 각각 설치되어 있는 복수 개의 출력 부재(335)의 초음파 출력 시간을 지연시켜 초음파 방사 방향을 조절하는 역할을 하며, 복수 개의 출력 부재가 모두 동일한 시간에 초음파를 생성하여 방사하는 것이 아니라, 최초로 초음파를 출력한 출력 부재(335)를 기준으로 상하 및 좌우측 양방향으로 시간 차이를 두고 인접하는 출력 부재(335)를 통해 순서대로 초음파가 출력되도록 하여 하부 또는 상부에서 날아드는 조류가 태양광 방음벽(10)의 상부 또는 하부로 날아가도록 유인하거나, 좌측에서 날아드는 조류가 우측으로 또는, 우측에서 날아드는 조류가 좌측으로 선회하도록 유인하여 조류의 충돌을 보다 효과적으로 차단할 수 있다. 즉, 출력 조절 부재(337)는 일정 시간 지연된 다음 상하 또는 좌우측으로 순차적으로 인접하는 출력 부재(335)를 통해 동일한 초음파가 출력되도록 하고, 일정 시간 지연된 만큼에 해당하는 방향으로 순차적으로 초음파가 방사되도록 하며, 이에 의해, 조류가 더욱 크게 위협을 느끼도록 하며, 이로 인해, 조류가 태양광 방음벽(10)을 회피하는 동작을 유도하도록 한다.

따라서, 복수 개의 출력 부재(335) 및 이를 조절하는 출력 조절 부재(337)를 포함하는 회피음파 발생부(300)는 청각이 예민한 조류의 특성을 이용하여 조류에 위협을 가하도록 하여 위협을 감지한 조류가 스스로 태양광 방음벽(10)에서 회피할 수 있도록 유인하는 역할을 한다.

또한, 본 발명에 따른 태양광 방음벽(10)에 구비된 회피음파 발생부(300)는 조류가 수회 반복적으로 초음파를 조사받아 초음파를 회피하지 않게 되는 학습 효과로 인한 피해를 방지할 수 있도록 저주파 진동 발생 유닛(350), 저주파 진동 출력 유닛(370) 및 감지 유닛(380)을 추가로 포함하는 구조를 갖는다.

저주파 진동 출력 유닛(370)은 상기 저주파 진동 발생 유닛(350)에서 발생한 저주파 진동이 방사되도록 스피커 등의 수단이 구비되어 태양광 방음벽(10)으로 접근하는 조류에게 저주파 진동을 조사하도록 하는 역할을 한다. 특히, 상기와 같은 저주파 진동 발생 유닛(350)과 저주파 진동 출력 유닛(370)은 0.01 내지 20 Hz의 저주파 진동을 조류에게 조사하도록 하며, 상기와 같은 저주파 진동을 조류에 조사하게 되면 조류 내분비계에 스트레스를 유발하도록 하고, 불안감을 조성하는 역할을 하며, 조류의 접근을 효과적으로 저감시킬 수 있어 학습 효과로 인해 발생되는 조류 충돌을 더욱 효과적으로 예방할 수 있게 하며, 상기 저주파 진동은 공기에 의한 상쇄를 예방하고 조류가 쉽게 인지할 수 있도록 진동 에너지가 50 내지 2000 mW인 저주파 진동 에너지를 가질 수 있다.

특히, 상기 감지 유닛(380)은 상기 태양광 방음벽(10)에서 일정 거리 이격된 지역 내로 조류가 접근하는지 여부를 감지하는 역할을 하며, 광센서가 구비될 수 있다. 조류가 태양광 방음벽에 접근하여 상기 감지 유닛(380)에 감지되면, 상기 감지 유닛은 저주파를 발생시키도록 신호를 전달하고, 상기 저주파 발생 유닛(350)은 저주파를 발생시켜 저주파 진동 출력 유닛을 통해 저주파 진동을 조류에게 조사하도록 하여 위협을 가하는 효과를 제공하고, 이와 같은 위협을 느낀 조류는 태양광 방음벽(10)을 회피하도록 하여 조류의 충돌을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기와 같은 광센서는 태양광 방음벽(10)의 20 m 이내의 영역만을 감지되도록 하고, 회피음파 발생부(300)는 태양광 방음벽(10)에서 10 내지 20 m 이내의 범위로 저주파 진동이 순간적으로 조사되도록 하여 조류의 회피를 손쉽게 유도할 수 있다.

상기와 같은 회피음파 발생부(300)는 감지 유닛(380)을 통해 조류가 일정 거리 이내로 접근하는 것으로 감지되면, 초음파 발생 유닛(310) 및 저주파 진동 발생 유닛(350)이 초음파와 저주파를 각각 동시에 형성하도록 하고, 각각의 출력 유닛을 통해 초음파와 저주파를 동시에 조사하거나, 또는 각각 조사하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 회피음파 발생부(300)는 상기 초음파 발생 유닛(310)과 상기 저주파 진동 발생 유닛(350)의 동작을 제어할 수 있도록 구동 제어신호를 출력하는 프로세서(390)를 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 이와 같은 프로세서는 구동 제어신호를 출력하여 저주파 발생 유닛(350)과 초음파 발생 유닛(310)을 동시에 구동시키거나, 둘중 하나만 구동시키도록 하여 학습 효과로 인한 조류 충돌을 예방할 수 있다.

한편, 상기 태양광 발전부(400)는, 태양열을 이용해 전기를 생산하고, 이를 상기 제어음 발생부(200)와 회피음파 발생부(300)에 각각 공급하여 제어음 발생부(200)와 회피음파 발생부(300)가 구동할 수 있도록 동력을 제공하는 역할을 한다. 상기 태양광 발전부(400)는 태양열을 이용해 전기를 생산하는 통상적인 다양한 형태의 태양광 패널과 태양전지를 포함하는 태양광 발전 장치를 이용할 수 있다.

구체적으로, 상기 태양광 발전부(400)는 상기 투명 방음벽 본체의 상측 또는 외측에 형성된 복수 개의 태양광 패널을 포함하고, 상기 태양광 패널에서 저장한 태양 에너지를 저장하는 저장 유닛을 포함하는 구조를 갖는다.

일례로, 상기 태양광 발전부(400)는 기판 형상의 태양광 패널과, 태양광 패널에서 생성된 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 전환시키는 저장 유닛을 포함하는 구조를 가지며, 상기 태양광 패널의 전면에 설치되는 태양전지는 기판부재 보다 작은 사각형 판재이며, 복수 개의 태양전지는 태양광 패널의 전면에 탈착 가능하게 설치되므로 일부의 태양전지가 고장난 경우, 문제가 발생된 태양전지만 교체하면 되므로 태양광 발전부(400) 전체를 교체하는 것보다 유지보수 비용을 절감할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 태양광 방음벽(10)은 야간, 장마철 등과 같은 기후 조건에서 태양광 발전부(400)에 축전된 에너지가 모두 소모될 경우를 대비해, 에너지를 공급할 수 있는 축전지 등의 에너지 저장 수단을 추가로 포함하는 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 태양광 방음벽(10)은 태양광 발전 수단이 구비되어 외부로부터 별도의 전원을 공급받을 필요 없이 자가 발전이 가능하고, 소음을 저감시킬 수 있는 음파 발생수단과 조류의 접근을 예방할 수 있는 복합 음파 발생수단이 동시에 구비되어 소음을 저감시킴과 함께 조류의 충돌을 방지할 수 있어 장기간 안정적으로 활용할 수 있다.

10 : 태양광 방음벽 100 : 투명 방음벽 본체부
200 : 제어음 발생부 300 : 회피음파 발생부
400 : 태양광 발전부

Claims (3)

1. 소음을 저감시키는 투명 방음판이 구비된 투명 방음벽 본체부;
   상기 투명 방음벽 본체부의 상단에 형성된 제어음 발생부;
   상기 투명 방음벽 본체부의 외면에 형성된 회피음파 발생부; 및
   상기 투명 방음벽 본체의 일측에 형성된 복수 개의 태양광 패널을 포함하고, 상기 제어음 발생부 및 회피음파 발생부에 에너지를 공급하는 태양광 발전부;를 포함하되,
   상기 회피음파 발생부는,
   태양광 발전부에 구비된 태양전지에서 공급되는 직류 전류를 교류 전류로 전환하여 출력하는 인버팅 부재 및 상기 인버팅 부재에서 전환된 교류 전류가 퇴치하고자 하는 조류의 종류에 따라 미리 설정된 범위의 전압을 유지하도록 하여 주파수의 강도를 조절하는 주파수 강도 조절 부재가 구비된 초음파 발생 유닛;
   상기 초음파 발생 유닛의 주파수 강도 조절 부재에서 조절된 교류 전류를 공급받아 반복주기가 제어된 초음파 파형을 발생시키는 파형 형성부재, 상기 파형 형성 부재에서 형성된 파형을 가지는 전류를 공급받아 20 내지 500KHz의 주파수를 갖는 초음파를 발생시키는 마이컴 부재, 상기 마이컴 부재에서 생성된 초음파를 외부로 방사하도록 복수개의 태양광 방음벽에 설치되는 복수개의 출력 부재 및 상기 복수 개의 태양광 방음벽에 각각 설치되어 있는 복수 개의 출력 부재의 초음파 출력 시간을 지연시켜 초음파방사 방향을 조절하여, 상기 복수 개의 출력 부재가 최초로 초음파를 출력한 출력 부재를 기준으로 상하 및 좌우측 방향으로 시간 차이를 두고 인접하는 출력 부재를 통해 순서대로 초음파가 출력되도록 하여 하부 또는 상부에서 날아드는 조류가 태양광 방음벽의 상부 또는 하부로 날아가도록 유인하거나, 태양광 방음벽의 좌측에서 날아드는 조류가 우측으로 또는 태양광 방음벽의 우측에서 날아드는 조류가 좌측으로 선회하도록 유인하여 조류의 충돌을 방지하는 출력 조절 부재를 포함하는 초음파 출력 유닛;
   조류 내분비계에 스트레스를 유발하도록 하고, 불안감을 조성하는 0.01 내지 20 Hz의 저주파 진동 신호를 발생시키는 저주파 진동 발생 유닛;
   상기 저주파 진동 신호에 따라 저주파 진동을 조류에게 조사하는 저주파 진동 출력 유닛; 및
   태양광 방음벽에서 일정 거리 이격된 지역 내로 조류가 접근하는지 여부를 감지하여 조류가 태양광 방음벽에 접근하는 것이 감지되는 경우 상기 저주파 진동 발생 유닛으로 상기 저주파 진동 신호를 출력하도록 하는 제어 신호를 상기 저주파 진동 발생 유닛으로 전달하는 것에 의해 상기 저주파 진동 출력 유닛을 통해 상기 저주파 진동을 조류에게 조사하여 조류의 충돌을 방지하도록 하는 감지 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 방음벽.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어음 발생부는,
   태양광 방음벽의 설치 지점에서 발생되는 소음을 계측하는 제1 소음 수집 수단을 포함하는 소음 계측 유닛;
   상기 소음 계측 유닛에 의해 측정된 소음에 반대되는 위상을 갖는 제어음을 출력할 때, 소음과 제어음이 합성된 공간에 잔량으로 남는 소음을 계측하는 제2 소음 수집 수단을 포함하는 에러소음 계측 유닛;
   상기 소음 계측 유닛에서 수집한 소음 정보를 이용해 소음을 저감 또는 제거하는 제어음이 생성되도록 제어하고, 상기 에러소음 계측 유닛에서 수집한 에러소음 정보를 이용해 제어음의 생성 오류를 최소화하도록 하는 제어 유닛; 및
   복수 개의 증폭기와 스피커를 포함하여 상기 제어 유닛에 의해 생성된 제어음을 외부로 출력하는 출력 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 방음벽.
3. 삭제

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