KR102374864B1 - 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치, 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
실시예는 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치, 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치는, 상기 발전 시스템으로부터, 상기 발전 시스템의 태양광 발전량에 관한 제1 정보 및 상기 발전 시스템이 배치된 농경지에서 경작되는 농작물의 생육에 관한 제2 정보를 실시간으로 수집하는 모니터링부, 상기 모니터링부로부터 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 수신하고, 외부 서버로부터 상기 농작물의 생육 주기(life cycle)에 관한 제3 정보를 수신하는 수집부, 상기 제1 정보 내지 상기 제3 정보를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하고, 상기 모델링의 결과로부터 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출하는 분석부, 그리고 상기 산출한 조건에 따라 제어 신호를 생성하고, 상기 생성한 제어 신호를 이용하여 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 제어부를 포함한다.
Description
실시예는 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치, 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세히는 영농형 태양광 발전 시스템의, 태양광 발전량과 농작물 생산량을 최적화할 수 있는 관리 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근, 석탄 발전에 따른 지구온난화 및 미세먼지를 해결하기 위하여, 친환경 청정 에너지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 태양광 에너지는 대표적인 청정 에너지로서, 최근 정부의 신재생 에너지 확대 정책으로 인하여 보급량이 급증하고 있다.
태양광 발전은, 태양광 패널을 이용하여 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술로서, 태양광 패널의 면적과 발전량은 비례한다. 따라서, 많은 전기 에너지를 얻기 위해서는, 태양광 패널의 설치 면적을 넓게 하여 발전량을 최대화하는 것이 매우 중요하다.
하지만, 우리나라는, 국토의 70% 정도가 산악 지역이 차지하고 있고, 평야 지대는 농업 활동을 위한 논과 밭이 많아, 태양광 패널의 설치 면적이 제한적이다. 산악 지역을 개발하여 태양광 패널을 설치하는 경우, 산림 훼손 등으로 인한 환경 파괴와 자연 경관을 해치는 문제가 발생한다.
따라서, 최근에는 환경의 훼손 없이 논과 밭 등에 태양광 발전 설비를 설치하여, 농작물과 전기를 동시에 생산할 수 있는 영농형 태양광 발전 시스템의 개발이 활발하게 추진되고 있다. 영농형 태양광 발전 시스템은, 농경지의 기능은 유지하면서, 동시에 농작물이 이용하고 남는 광포화점 이상의 잉여 태양 에너지를 태양광 발전에 활용하는 발전 시스템이다.
다만, 영농형 태양광 발전시스템의 경우, 농경지의 상부층에 설치된 태양광 패널과 태양광 패널의 지지구조물에 의해 생기는 음영이, 농작물 생장에 필요한 태양광을 일부 차단하여, 농작물의 생산량이 감소하는 문제점이 존재한다.
실시예는 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치, 방법 및 시스템은, 영농형 태양광 발전 시스템의, 태양광 발전량과 농작물 생산량을 최적화하는 것을 목적으로 한다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 실시예의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예는 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치로서, 상기 발전 시스템으로부터, 상기 발전 시스템의 태양광 발전량에 관한 제1 정보 및 상기 발전 시스템이 배치된 농경지에서 경작되는 농작물의 생육에 관한 제2 정보를 실시간으로 수집하는 모니터링부, 상기 모니터링부로부터 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 수신하고, 외부 서버로부터 상기 농작물의 생육 주기(life cycle)에 관한 제3 정보를 수신하는 수집부, 상기 제1 정보 내지 상기 제3 정보를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하고, 상기 모델링의 결과로부터 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출하는 분석부, 그리고 상기 산출한 조건에 따라 제어 신호를 생성하고, 상기 생성한 제어 신호를 이용하여 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 발전 시스템은, 상기 농경지 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치되는 태양광 패널, 상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 각도를 조절하는 각도 조절 장치, 그리고 상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하거나, 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하는 살수 장치를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 조건은, 상기 농작물의 생산량이 기준 생산량의 80% 이상을 충족하는 것이고, 상기 기준 생산량은, 상기 농작물이 노지에서 경작되는 경우의 생산량일 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어부는, 상기 제어 신호를 이용하여, 상기 각도 조절 장치 및 상기 살수 장치 중 적어도 하나를 실시간으로 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 일사량을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 각도 조절 장치가, 상기 기준 일사량에 따라 상기 태양광 패널의 각도를 조절하도록 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 태양광 패널에 요구되는 기준 발전 효율을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 태양광 패널의 발전 효율이 상기 기준 발전 효율보다 낮은 경우, 상기 살수 장치가, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하도록 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 생육 환경을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 살수 장치가, 상기 기준 생육 환경에 따라 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하도록 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제1 정보는, 상기 태양광 패널의, 표면 온도, 각도 및 실시간 발전량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제2 정보는, 상기 농경지의, 토양 수분, 일사량, 기온, 습도, 풍속, 강우량 및 운량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제3 정보는, 상기 농작물의 생육 단계 및 상기 생육 단계 별로 상기 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치는, 상기 모니터링부가 수집한, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 시각적으로 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
실시예는 영농형 태양광 발전 시스템을 관리하기 위한 시스템으로서, 농경지 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치된 태양광 패널을 이용하여, 발전 및 농작물 경작을 동시에 수행하는 영농형 태양광 발전 시스템, 농작물의 품종 별 생육 주기(life cycle)에 관한 정보가 저장된 외부 서버, 그리고 상기 발전 시스템 및 상기 외부 서버로부터 수신한 데이터를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하고, 상기 모델링의 결과로부터 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출하고, 상기 산출한 조건에 따라 제어 신호를 생성하고, 상기 생성한 제어 신호를 이용하여 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 관리 장치를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 관리 장치는, 상기 발전 시스템으로부터, 상기 발전 시스템의 태양광 발전량에 관한 제1 정보 및 상기 발전 시스템이 배치된 농경지에서 경작되는 농작물의 생육에 관한 제2 정보를 실시간으로 수집하는 모니터링부, 상기 모니터링부로부터 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 수신하고, 외부 서버로부터 상기 농작물의 생육 주기에 관한 제3 정보를 수신하는 수집부, 상기 제1 정보 내지 상기 제3 정보를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하고, 상기 모델링의 결과로부터 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출하는 분석부, 그리고 상기 산출한 조건에 따라 제어 신호를 생성하고, 상기 생성한 제어 신호를 이용하여 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 발전 시스템은, 상기 농경지 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치되는 태양광 패널, 상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 각도를 조절하는 각도 조절 장치, 그리고 상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하거나, 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하는 살수 장치를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 조건은, 상기 농작물의 생산량이 기준 생산량의 80% 이상을 충족하는 것이고, 상기 기준 생산량은, 상기 농작물이 노지에서 경작되는 경우의 생산량일 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어부는, 상기 제어 신호를 이용하여, 상기 각도 조절 장치 및 상기 살수 장치 중 적어도 하나를 실시간으로 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 일사량을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 각도 조절 장치가, 상기 기준 일사량에 따라 상기 태양광 패널의 각도를 조절하도록 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 태양광 패널에 요구되는 기준 발전 효율을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 태양광 패널의 발전 효율이 상기 기준 발전 효율보다 낮은 경우, 상기 살수 장치가, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하도록 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 생육 환경을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 살수 장치가, 상기 기준 생육 환경에 따라 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하도록 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제1 정보는, 상기 태양광 패널의, 표면 온도, 각도 및 실시간 발전량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
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또한, 실시예에 따른 상기 제3 정보는, 상기 농작물의 생육 단계 및 상기 생육 단계 별로 상기 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 관리 장치는, 상기 모니터링부가 수집한, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 시각적으로 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
실시예는 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 방법으로서, 상기 발전 시스템으로부터, 상기 발전 시스템의 태양광 발전량에 관한 제1 정보 및 상기 발전 시스템이 배치된 농경지에서 경작되는 농작물의 생육에 관한 제2 정보를 실시간으로 수집하는 단계, 외부 서버로부터, 상기 농작물의 생육 주기(life cycle)에 관한 제3 정보를 수신하는 단계, 상기 제1 정보 내지 상기 제3 정보를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하는 단계, 상기 모델링의 결과로부터 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출하는 단계, 상기 산출한 조건에 따라 제어 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 생성한 제어 신호를 이용하여 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 발전 시스템은, 상기 농경지 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치되는 태양광 패널, 상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 각도를 조절하는 각도 조절 장치, 그리고 상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하거나, 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하는 살수 장치를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 조건은, 상기 농작물의 생산량이 기준 생산량의 80% 이상을 충족하는 것이고, 상기 기준 생산량은, 상기 농작물이 노지에서 경작되는 경우의 생산량일 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어하는 단계는, 상기 제어 신호를 이용하여, 상기 각도 조절 장치 및 상기 살수 장치 중 적어도 하나를 실시간으로 제어하는 단계일 수 있다.
또한, 실시예에 따른 상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 일사량을 포함하고, 상기 제어하는 단계는, 상기 각도 조절 장치가, 상기 기준 일사량에 따라 상기 태양광 패널의 각도를 조절하도록 제어하는 단계일 수 있다.
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또한, 실시예에 따른 상기 제1 정보는, 상기 태양광 패널의, 표면 온도, 각도 및 실시간 발전량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
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또한, 실시예에 따른 상기 제3 정보는, 상기 농작물의 생육 단계 및 상기 생육 단계 별로 상기 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치, 방법 및 시스템은, 영농형 태양광 발전 시스템의, 태양광 발전량과 농작물 생산량을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 시스템 및 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 표시부를 포함하는 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 시스템 및 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 표시부를 포함하는 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 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.
이하, 도 1을 참조하여 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 시스템(1000)을 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 시스템(1000)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 관리 시스템(1000)은, 영농형 태양광 발전 시스템(100), 외부 서버(200), 그리고 관리 장치(300)를 포함할 수 있다.
영농형 태양광 발전 시스템(100)은, 기존에 농작물을 경작하던 농경지의 상부에 태양광 발전 설비를 설치하여, 태양광 발전과 농작물 경작을 동시에 수행할 수 있는 시스템이다. 다만, 영농형 태양광 발전 시스템(100)이, 농작물의 생육 환경(예를 들어, 농작물의 생장에 요구되는 일사량)을 고려하지 않고 발전을 수행할 경우, 농작물의 생장이 악화될 수 있다. 후술할 관리 장치(300)는, 발전 효율 및 농작물의 생육 환경을 모두 고려하여, 영농형 태양광 발전 시스템(100)을 제어함으로써, 태양광 발전량과 농작물 생산량을 최적화할 수 있다. 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 구체적인 구성, 그리고 관리 장치(300)가 영농형 태양광 발전 시스템(100)을 관리하는 구체적인 방법은 후술한다.
외부 서버(200)는, 전문 기관의 서버로서, 태양광 발전에 관련된 정보 또는 농작물 생장과 관련된 정보가 저장된 서버일 수 있다. 예를 들어, 외부 서버(200)는, 기상 관련 전문 기관의 서버로서, 기상청의 서버일 수 있다. 또한, 외부 서버(200)는, 농업 관련 전문 기관의 서버로서, 농촌진흥청의 서버일 수 있다. 외부 서버(200)가 기상 관련 전문 기관의 서버일 경우, 외부 서버(200)는, 영농형 태양광 발전 시스템(100)이 배치된 농경지가 포함된 지역의 기상 정보, 기상 예보 모델 데이터, 대기 환경 정보 및 지형 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 또한, 외부 서버(200)가 농업 관련 전문 기관의 서버일 경우, 외부 서버(200)는, 농작물의 품종 별 생육 주기(life cycle)에 관한 정보를 저장할 수 있다.
관리 장치(300)는, 영농형 태양광 발전 시스템(100) 및 외부 서버(200)와 유선 또는 무선 통신으로 연결되어 데이터를 수집하는 장치일 수 있다. 또한, 관리 장치(300)는, 수집한 데이터를 기초로 하여 영농형 태양광 발전 시스템(100)을 실시간으로 제어하는 장치일 수 있다. 구체적으로, 관리 장치(300)는, 발전 효율과 농작물의 생육 환경을 모두 고려하여, 영농형 태양광 발전 시스템(100)을 제어할 수 있다. 관리 장치(300)의 구체적인 구성, 그리고 관리 장치(300)가 영농형 태양광 발전 시스템(100)을 관리하는 구체적인 방법은 후술한다.
이하, 도 2를 참조하여 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 각 구성을 구체적으로 설명한다.
도 2는 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 영농형 태양광 발전 시스템(100)은, 태양광 패널(110), 각도 조절 장치(120), 그리고 살수 장치(130)를 포함할 수 있다.
태양광 패널(110)은, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 태양광 패널(110)은, 농경지(P) 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. 또한, 태양광 패널(110)은, 후술할 각도 조절 장치(120)에 의하여, 지면과의 각도가 조절될 수 있다. 각도 조절 장치(120)에 의하여 태양광 패널(110)의 지면과의 각도가 조절됨에 따라, 태양광 패널(110)에 조사되는 일사량이 달라질 수 있다. 태양광 패널(110)의 발전 효율은, 태양으로부터 조사되는 일사량 및 태양광 패널(110) 표면의 오염 정도 중 적어도 하나에 의하여 달라질 수 있다.
각도 조절 장치(120)는, 관리 장치(300)의 제어 신호에 따라, 태양광 패널(110)의 각도를 조절할 수 있다. 각도 조절 장치(120)는, 태양광 패널(110)의 각도를 조절함으로써, 태양광 패널(110)과 농경지(P)에 조사되는 일사량을 분배할 수 있다. 예를 들어, 태양광이 지면에 수직으로 조사되고, 태양광 패널(110)이 지면과 수평 각도(180ㅀ)를 형성할 경우, 태양광 패널(110)에 조사되는 일사량은 최대화되고, 농경지(P)에 조사되는 일사량은 최소화될 수 있다. 한편, 태양광이 지면에 수직으로 조사되고, 태양광 패널(110)이 지면과 수직 각도(90ㅀ)를 형성할 경우, 태양광 패널(110)에 조사되는 일사량은 최소화되고, 농경지(P)에 조사되는 일사량은 최대화될 수 있다. 상술한 예시에서, 태양광이 지면에 수직으로 조사되는 경우를 가정하였으나, 태양광 패널(110)과 농경지(P)에 조사되는 일사량은, 태양광이 지면에 조사되는 방향 및 이에 따른 태양광 패널(110)의 각도에 따라 달라질 수 있다.
살수 장치(130)는, 관리 장치(300)의 제어 신호에 따라, 태양광 패널(110)의 오염을 세척하거나, 농경지(P)에 물, 비료 또는 농약을 살포할 수 있다. 살수 장치(130)에 의하여 살포되는 물, 비료 또는 농약은, 살포되기 전에 저장 탱크(140)에 각각 저장될 수 있다. 살수 장치(130)는, 저장 탱크(140)에 저장된 물을 태양광 패널(110)에 살포하여, 태양광 패널(110)의 오염을 세척할 수 있다. 또한, 살수 장치(130)는, 저장 탱크(140)에 저장된, 물, 비료 또는 농약을 농경지(P)에 살포하여, 농작물(A)의 생장을 촉진할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치(300)의 각 구성을 구체적으로 설명한다.
도 3은 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 시스템(1000) 및 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치(300)의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 표시부(350)를 포함하는 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치(300)를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 관리 장치(300)는, 모니터링부(310), 수집부(320), 분석부(330), 그리고 제어부(340)를 포함할 수 있다.
모니터링부(310)는, 영농형 태양광 발전 시스템(100)으로부터, 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 태양광 발전량에 관한 제1 정보(d1), 그리고 영농형 태양광 발전 시스템(100)이 배치된 농경지(P)에서 경작되는 농작물(A)의 생육에 관한 제2 정보(d2)를 실시간으로 수집할 수 있다. 여기서, 제1 정보(d1)는, 태양광 패널(110)의, 표면 온도, 각도 및 실시간 발전량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 정보(d2)는, 농경지(P)의, 토양 수분, 일사량, 기온, 습도, 풍속, 강우량 및 운량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 모니터링부(310)가 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 수집하기 위하여, 영농형 태양광 발전 시스템(100)에는 복수의 센서(미도시)가 설치될 수 있다. 복수의 센서는, 태양광 발전량 및 농작물 생산량에 영향을 미치는, 기상 환경, 토지 환경 등을 계측하는 센서로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서는, 일사량계, 토양 수분 측정기, 온도계, 습도계, 풍속계, 풍향계, 태양광 패널(110)의 표면 온도 측정 센서, 전압계, 및 전류계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
수집부(320)는, 모니터링부(310)로부터 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 수신할 수 있다. 또한, 수집부(320)는, 외부 서버(200)로부터 제3 정보(d3)를 수신할 수 있다. 여기서, 제3 정보(d3)는, 외부 서버(200)에 저장된, 영농형 태양광 발전 시스템(100)이 배치된 농경지(P)가 포함된 지역의 기상 정보, 기상 예보 모델 데이터, 대기 환경 정보, 지형 정보, 및 농작물의 품종 별 생육 주기 중 적어도 하나에 관한 정보일 수 있다. 제3 정보(d3)에서 농작물의 품종 별 생육 주기는, 농작물의 생육 단계, 그리고 생육 단계 별로 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 정보(d3)는, 특정 농작물의 생육 단계로서, 파종기, 발아기, 성장기, 개화기, 과실기, 성숙기, 그리고 수확기를 포함할 수 있다. 또한, 제3 정보(d3)는, 파종기에 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인으로서, 기상 환경 정보, 토양 환경 정보, 그리고 생물학적 정보를 포함할 수 있다. 수집부(320)는, 모니터링부(310)로부터 수신한, 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)와, 외부 서버(200)로부터 수신한 제3 정보(d3)를 데이터베이스화 할 수 있다.
분석부(330)는, 제1 정보(d1) 내지 제3 정보(d3)를 기초로 하여, 기 설정된 주기마다, 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 태양광 발전량과 농작물(A)의 생산량을 예측하는 모델링을 수행할 수 있다. 구체적으로, 분석부(330)는, 제3 정보(d3)에서, 모델링을 수행하는 현재 시점의 정보를 추출할 수 있다. 그리고, 분석부(330)는, 제3 정보(d3)에서 추출한 정보와, 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 비교하고, 기 저장된, 태양광 발전 효율 분석 모델 및 작물 생육 모델을 이용하여, 태양광 발전량 및 농작물 생산량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 제3 정보(d3)가, 농업 관련 전문 기관의 서버로부터 수신한 농작물의 품종 별 생육 주기에 관한 정보이고, 분석부(330)가 모델링을 수행하는 현재 시점이 농작물(A)의 파종기라고 가정한다. 이 경우, 분석부(330)는, 제3 정보(d3)에서, 농작물(A)의 파종기에서의 생육 영향 요인(예를 들어, 생육 영향 요인은, 기상 환경 요인, 토양 환경 요인, 그리고 생물학적 요인을 포함할 수 있다.)을 추출할 수 있다. 그리고, 분석부(330)는, 농작물(A)의 파종기에서의 생육 영향 요인과, 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 비교하고, 기 저장된, 태양광 발전 효율 분석 모델 및 작물 생육 모델을 이용하여 태양광 발전량 및 농작물 생산량을 예측할 수 있다. 한편, 분석부(330)는 모델링의 결과로부터 태양광 발전량과 농작물 생산량이 균형을 이루는 조건(c)을 산출할 수 있다. 여기서, 조건(c)은, 농작물(A)의 생산량이 기준 생산량의 80% 이상을 충족하는 것이다. 기준 생산량은, 농작물(A)이 노지에서 경작되는 경우의 생산량을 의미한다.
제어부(340)는, 분석부(330)가 산출한 조건(c)에 따라, 영농형 태양광 시스템(100)을 제어하는, 제어 신호(S)를 생성할 수 있다. 여기서 제어 신호(S)는, 조건(c)에 대응되는, 농작물(A)에 요구되는 기준 일사량, 태양광 패널(110)에 요구되는 기준 발전 효율, 그리고 농작물(A)에 요구되는 기준 생육 환경을 포함할 수 있다. 농작물(A)에 요구되는 기준 생육 환경에, 농작물(A)에 요구되는 기준 일사량이 포함될 수 있으나, 이하, 설명의 편의 상 별개인 것으로 설명한다. 제어부(340)는, 제어 신호(S)를 이용하여, 각도 조절 장치(120) 및 살수 장치(130) 중 적어도 하나를 실시간으로 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(340)는, 각도 조절 장치(120)가, 제어 신호(S)에 포함된 기준 일사량에 따라 태양광 패널(110)의 각도를 조절하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(340)는, 태양광 패널(110)의 발전 효율이 제어 신호(S)에 포함된 기준 발전 효율보다 낮은 경우, 살수 장치(130)가, 태양광 패널(110)의 오염을 세척하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(340)는, 살수 장치(130)가, 제어 신호(S)에 포함된 기준 생육 환경에 따라 농경지(P)에 물, 비료 또는 농약을 살포하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(340)는, 제어 신호(S)를 이용하여, 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 발전 효율 및 농작물(A)의 생육 환경을 실시간으로 제어할 수 있다.
도 4를 참조하면, 관리 장치(300)는 표시부(350)를 더 포함할 수 있다. 표시부(350)는, 모니터링부(310)가 수집한 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 시각적으로 표시할 수 있다. 표시부(350)가 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 시각적으로 표시하는 형태는, 수치 또는 그래픽의 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하, 도 5를 참조하여, 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 관리 방법을 설명한다.
도 5는 실시예에 따른 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 관리 방법을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 단계(S100)에서, 관리 장치(300)는, 영농형 태양광 발전 시스템(100)으로부터, 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 태양광 발전량에 관한 제1 정보(d1), 그리고 영농형 태양광 발전 시스템(100)이 배치된 농경지(P)에서 경작되는 농작물(A)의 생육에 관한 제2 정보(d2)를 실시간으로 수집할 수 있다. 여기서, 제1 정보(d1)는, 태양광 패널(110)의, 표면 온도, 각도 및 실시간 발전량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 정보(d2)는, 농경지(P)의, 토양 수분, 일사량, 기온, 습도, 풍속, 강우량 및 운량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 관리 장치(300)가 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 수집하기 위하여, 영농형 태양광 발전 시스템(100)에는 복수의 센서(미도시)가 설치될 수 있다. 복수의 센서는, 태양광 발전량 및 농작물 생산량에 영향을 미치는, 기상 환경, 토지 환경 등을 계측하는 센서로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서는, 일사량계, 토양 수분 측정기, 온도계, 습도계, 풍속계, 풍향계, 태양광 패널(110)의 표면 온도 측정 센서, 전압계, 및 전류계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단계(S200)에서, 관리 장치(300)는, 외부 서버(200)로부터 제3 정보(d3)를 수신할 수 있다. 여기서, 제3 정보(d3)는, 외부 서버(200)에 저장된, 영농형 태양광 발전 시스템(100)이 배치된 농경지(P)가 포함된 지역의 기상 정보, 기상 예보 모델 데이터, 대기 환경 정보, 지형 정보, 및 농작물의 품종 별 생육 주기 중 적어도 하나에 관한 정보일 수 있다. 제3 정보(d3)에서 농작물의 품종 별 생육 주기는, 농작물의 생육 단계, 그리고 생육 단계 별로 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 정보(d3)는, 특정 농작물의 생육 단계로서, 파종기, 발아기, 성장기, 개화기, 과실기, 성숙기, 그리고 수확기를 포함할 수 있다. 또한, 제3 정보(d3)는, 파종기에 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인으로서, 기상 환경 정보, 토양 환경 정보, 그리고 생물학적 정보를 포함할 수 있다. 관리 장치(300)는, 영농형 태양광 발전 시스템(100)으로부터 수집한, 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)와, 외부 서버(200)로부터 수신한 제3 정보(d3)를 데이터베이스화 할 수 있다.
단계(S300)에서, 관리 장치(300)는, 제1 정보(d1) 내지 제3 정보(d3)를 기초로 하여, 기 설정된 주기마다, 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 태양광 발전량과 농작물(A)의 생산량을 예측하는 모델링을 수행할 수 있다. 구체적으로, 관리 장치(300)는, 제3 정보(d3)에서, 모델링을 수행하는 현재 시점의 정보를 추출할 수 있다. 그리고, 관리 장치(300)는, 제3 정보(d3)에서 추출한 정보와, 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 비교하고, 기 저장된, 태양광 발전 효율 분석 모델 및 작물 생육 모델을 이용하여, 태양광 발전량 및 농작물 생산량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 제3 정보(d3)가, 농업 관련 전문 기관의 서버로부터 수신한 농작물의 품종 별 생육 주기에 관한 정보이고, 관리 장치(300)가 모델링을 수행하는 현재 시점이 농작물(A)의 파종기라고 가정한다. 이 경우, 관리 장치(300)는, 제3 정보(d3)에서, 농작물(A)의 파종기에서의 생육 영향 요인(예를 들어, 생육 영향 요인은, 기상 환경 요인, 토양 환경 요인, 그리고 생물학적 요인을 포함할 수 있다.)을 추출할 수 있다. 그리고, 관리 장치(300)는, 농작물(A)의 파종기에서의 생육 영향 요인과, 제1 정보(d1) 및 제2 정보(d2)를 비교하고, 기 저장된, 태양광 발전 효율 분석 모델 및 작물 생육 모델을 이용하여 태양광 발전량 및 농작물 생산량을 예측할 수 있다.
단계(S400)에서, 관리 장치(300)는, 모델링의 결과로부터 태양광 발전량과 농작물 생산량이 균형을 이루는 조건(c)을 산출할 수 있다. 여기서, 조건(c)은, 농작물(A)의 생산량이 기준 생산량의 80% 이상을 충족하는 것이다. 기준 생산량은, 농작물(A)이 노지에서 경작되는 경우의 생산량을 의미한다.
단계(S500)에서, 관리 장치(300)는, 단계(S400)에서 산출한 조건(c)에 따라, 영농형 태양광 시스템(100)을 제어하는, 제어 신호(S)를 생성할 수 있다. 여기서 제어 신호(S)는, 조건(c)에 대응되는, 농작물(A)에 요구되는 기준 일사량, 태양광 패널(110)에 요구되는 기준 발전 효율, 그리고 농작물(A)에 요구되는 기준 생육 환경을 포함한다.
단계(S600)에서, 관리 장치(300)는, 제어 신호(S)를 이용하여, 영농형 태양광 발전 시스템(100)의 발전 효율 및 농작물(A)의 생육 환경을 실시간으로 제어할 수 있다. 즉, 관리 장치(300)는, 제어 신호(S)를 이용하여, 각도 조절 장치(120) 및 살수 장치(130) 중 적어도 하나를 실시간으로 제어할 수 있다. 구체적으로, 관리 장치(300)는, 각도 조절 장치(120)가, 제어 신호(S)에 포함된 기준 일사량에 따라 태양광 패널(110)의 각도를 조절하도록 제어할 수 있다. 또한, 관리 장치(300)는, 태양광 패널(110)의 발전 효율이 제어 신호(S)에 포함된 기준 발전 효율보다 낮은 경우, 살수 장치(130)가, 태양광 패널(110)의 오염을 세척하도록 제어할 수 있다. 또한, 관리 장치(300)는, 살수 장치(130)가, 제어 신호(S)에 포함된 기준 생육 환경에 따라 농경지(P)에 물, 비료 또는 농약을 살포하도록 제어할 수 있다.
이상에서 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 실시예의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 이하의 청구범위에서 정의하고 있는 실시예의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 실시예의 권리범위에 속하는 것이다.
따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 예시로서 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
1000: 관리 시스템 100: 영농형 태양광 발전 시스템
200: 외부 서버 300: 관리 장치
110: 태양광 패널 120: 각도 조절 장치
130: 살수 장치 140: 저장 탱크
310: 모니터링부 320: 수집부
330: 분석부 340: 제어부
350: 표시부 P: 농경지
A: 농작물 d1: 제1 정보
d2: 제2 정보 d3: 제3 정보
c: 조건 S: 제어 신호
200: 외부 서버 300: 관리 장치
110: 태양광 패널 120: 각도 조절 장치
130: 살수 장치 140: 저장 탱크
310: 모니터링부 320: 수집부
330: 분석부 340: 제어부
350: 표시부 P: 농경지
A: 농작물 d1: 제1 정보
d2: 제2 정보 d3: 제3 정보
c: 조건 S: 제어 신호
Claims (33)
- 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치로서,
상기 발전 시스템으로부터, 상기 발전 시스템의 태양광 발전량에 관한 제1 정보 및 상기 발전 시스템이 배치된 농경지에서 경작되는 농작물의 생육에 관한 제2 정보를 실시간으로 수집하는 모니터링부,
상기 모니터링부로부터 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 수신하고, 외부 서버로부터 상기 농작물의 생육 주기(life cycle) 및 상기 농경지가 포함된 지역의 기상 정보, 대기 환경 정보 및 지형 정보를 포함하는 제3 정보를 수신하는 수집부,
상기 제1 정보 내지 상기 제3 정보를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출하는 분석부, 그리고
상기 산출한 조건에 따라 제어 신호를 생성하고, 상기 생성한 제어 신호를 이용하여 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 분석부는,
기 설정된 주기마다, 상기 제1 정보 내지 상기 제3 정보를 기초로 상기 발전 시스템의 태양광 발전량 모델링과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하고, 상기 모델링 결과로부터 상기 조건을 산출하며,
상기 제어 신호는,
상기 기 설정된 주기마다 수행되는 모델링 결과에 따른 상기 조건에 의해 생성되는 것으로, 상기 기 설정된 주기마다 생성되는 것을 특징으로 하는 관리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 발전 시스템은,
상기 농경지 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치되는 태양광 패널,
상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 각도를 조절하는 각도 조절 장치, 그리고
상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하거나, 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하는 살수 장치
를 포함하는, 관리 장치. - 제2항에 있어서,
상기 조건은, 상기 농작물의 생산량이 기준 생산량의 80% 이상을 충족하는 것이고,
상기 기준 생산량은, 상기 농작물이 노지에서 경작되는 경우의 생산량인, 관리 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제어 신호를 이용하여, 상기 각도 조절 장치 및 상기 살수 장치 중 적어도 하나를 실시간으로 제어하는, 관리 장치. - 제4항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 일사량을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 각도 조절 장치가, 상기 기준 일사량에 따라 상기 태양광 패널의 각도를 조절하도록 제어하는, 관리 장치. - 제4항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 태양광 패널에 요구되는 기준 발전 효율을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 태양광 패널의 발전 효율이 상기 기준 발전 효율보다 낮은 경우, 상기 살수 장치가, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하도록 제어하는, 관리 장치. - 제4항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 생육 환경을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 살수 장치가, 상기 기준 생육 환경에 따라 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하도록 제어하는, 관리 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제1 정보는, 상기 태양광 패널의, 표면 온도, 각도 및 실시간 발전량 중 적어도 하나를 포함하는, 관리 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제2 정보는, 상기 농경지의, 토양 수분, 일사량, 기온, 습도, 풍속, 강우량 및 운량 중 적어도 하나를 포함하는, 관리 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제3 정보는, 상기 농작물의 생육 단계 및 상기 생육 단계 별로 상기 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인을 포함하는, 관리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 모니터링부가 수집한, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 시각적으로 표시하는 표시부
를 더 포함하는 관리 장치. - 영농형 태양광 발전 시스템을 관리하기 위한 시스템으로서,
농경지 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치된 태양광 패널을 이용하여, 발전 및 농작물 경작을 동시에 수행하는 영농형 태양광 발전 시스템,
농작물의 품종 별 생육 주기(life cycle) 및 상기 농경지가 포함된 지역의 기상 정보, 대기 환경 정보 및 지형 정보에 관한 정보가 저장된 외부 서버, 그리고
상기 발전 시스템 및 상기 외부 서버로부터 수신한 데이터를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출하고, 상기 산출한 조건에 따라 제어 신호를 생성하고, 상기 생성한 제어 신호를 이용하여 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 관리 장치
를 포함하며,
상기 관리 장치는,
기 설정된 주기마다, 상기 발전 시스템 및 상기 외부 서버로부터 수신한 데이터를 기초로 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하고, 상기 모델링 결과로부터 상기 조건을 산출하며,
상기 제어 신호는,
상기 기 설정된 주기마다 수행되는 모델링 결과에 따른 상기 조건에 의해 생성되는 것으로, 상기 기 설정된 주기마다 생성되는 것을 특징으로 하는 관리 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 관리 장치는,
상기 발전 시스템으로부터, 상기 발전 시스템의 태양광 발전량에 관한 제1 정보 및 상기 발전 시스템이 배치된 농경지에서 경작되는 농작물의 생육에 관한 제2 정보를 실시간으로 수집하는 모니터링부,
상기 모니터링부로부터 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 수신하고, 외부 서버로부터 상기 농작물의 생육 주기에 관한 제3 정보를 수신하는 수집부,
상기 제1 정보 내지 상기 제3 정보를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하고, 상기 모델링의 결과로부터 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출하는 분석부, 그리고
상기 산출한 조건에 따라 제어 신호를 생성하고, 상기 생성한 제어 신호를 이용하여 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 제어부
를 포함하는, 관리 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 발전 시스템은,
상기 농경지 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치되는 태양광 패널,
상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 각도를 조절하는 각도 조절 장치, 그리고
상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하거나, 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하는 살수 장치
를 포함하는, 관리 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 조건은, 상기 농작물의 생산량이 기준 생산량의 80% 이상을 충족하는 것이고,
상기 기준 생산량은, 상기 농작물이 노지에서 경작되는 경우의 생산량인, 관리 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제어 신호를 이용하여, 상기 각도 조절 장치 및 상기 살수 장치 중 적어도 하나를 실시간으로 제어하는, 관리 시스템. - 제16항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 일사량을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 각도 조절 장치가, 상기 기준 일사량에 따라 상기 태양광 패널의 각도를 조절하도록 제어하는, 관리 시스템. - 제16항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 태양광 패널에 요구되는 기준 발전 효율을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 태양광 패널의 발전 효율이 상기 기준 발전 효율보다 낮은 경우, 상기 살수 장치가, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하도록 제어하는, 관리 시스템. - 제16항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 생육 환경을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 살수 장치가, 상기 기준 생육 환경에 따라 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하도록 제어하는, 관리 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제1 정보는, 상기 태양광 패널의, 표면 온도, 각도 및 실시간 발전량 중 적어도 하나를 포함하는, 관리 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제2 정보는, 상기 농경지의, 토양 수분, 일사량, 기온, 습도, 풍속, 강우량 및 운량 중 적어도 하나를 포함하는, 관리 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제3 정보는, 상기 농작물의 생육 단계 및 상기 생육 단계 별로 상기 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인을 포함하는, 관리 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 관리 장치는,
상기 모니터링부가 수집한, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 시각적으로 표시하는 표시부
를 더 포함하는, 관리 시스템. - 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 방법으로서,
상기 발전 시스템으로부터, 상기 발전 시스템의 태양광 발전량에 관한 제1 정보 및 상기 발전 시스템이 배치된 농경지에서 경작되는 농작물의 생육에 관한 제2 정보를 실시간으로 수집하는 단계,
외부 서버로부터, 상기 농작물의 생육 주기(life cycle) 및 상기 농경지가 포함된 지역의 기상 정보, 대기 환경 정보 및 지형 정보를 포함하는 제3 정보를 수신하는 단계,
상기 제1 정보 내지 상기 제3 정보를 기초로 하여 상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량이 균형을 이루는 조건을 산출 및, 산출된 조건에 따라 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 상기 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 단계
를 포함하며,
상기 균형을 이루는 조건을 산출 및, 산출된 조건에 따라 발전 시스템의 발전 효율 및 농작물의 생육 환경을 실시간으로 제어하는 단계는,
상기 발전 시스템의 태양광 발전량과 상기 농작물의 생산량을 예측하는 모델링을 수행하는 단계,
상기 모델링의 결과로부터 상기 조건을 산출하는 단계,
상기 산출된 조건에 따라 제어 신호를 생성하는 단계,
상기 제어 신호에 따라 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 농작물의 생육 환경을 제어하는 단계, 및
기 설정된 주기가 만기되었는지 여부에 따라 상기 모델링을 수행하는 단계, 상기 조건을 산출하는 단계, 상기 제어 신호를 생성하는 단계와, 상기 발전 시스템의 발전 효율 및 농작물의 생육 환경을 제어하는 단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법. - 제24항에 있어서,
상기 발전 시스템은,
상기 농경지 상부에서 일정한 간격으로 이격되어 설치되는 태양광 패널,
상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 각도를 조절하는 각도 조절 장치, 그리고
상기 제어 신호에 따라, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하거나, 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하는 살수 장치
를 포함하는, 관리 방법. - 제25항에 있어서,
상기 조건은, 상기 농작물의 생산량이 기준 생산량의 80% 이상을 충족하는 것이고,
상기 기준 생산량은, 상기 농작물이 노지에서 경작되는 경우의 생산량인, 관리 방법. - 제26항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
상기 제어 신호를 이용하여, 상기 각도 조절 장치 및 상기 살수 장치 중 적어도 하나를 실시간으로 제어하는 단계인, 관리 방법. - 제27항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 일사량을 포함하고,
상기 제어하는 단계는, 상기 각도 조절 장치가, 상기 기준 일사량에 따라 상기 태양광 패널의 각도를 조절하도록 제어하는 단계인, 관리 방법. - 제27항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 태양광 패널에 요구되는 기준 발전 효율을 포함하고,
상기 제어하는 단계는, 상기 태양광 패널의 발전 효율이 상기 기준 발전 효율보다 낮은 경우, 상기 살수 장치가, 상기 태양광 패널의 오염을 세척하도록 제어하는 단계인, 관리 방법. - 제27항에 있어서,
상기 제어 신호는, 상기 조건에 대응하여 상기 농작물에 요구되는 기준 생육 환경을 포함하고,
상기 제어하는 단계는, 상기 살수 장치가, 상기 기준 생육 환경에 따라 상기 농경지에 물, 비료 또는 농약을 살포하도록 제어하는 단계인, 관리 방법. - 제25항에 있어서,
상기 제1 정보는, 상기 태양광 패널의, 표면 온도, 각도 및 실시간 발전량 중 적어도 하나를 포함하는, 관리 방법. - 제25항에 있어서,
상기 제2 정보는, 상기 농경지의, 토양 수분, 일사량, 기온, 습도, 풍속, 강우량 및 운량 중 적어도 하나를 포함하는, 관리 방법. - 제25항에 있어서,
상기 제3 정보는, 상기 농작물의 생육 단계 및 상기 생육 단계 별로 상기 농작물의 생장에 영향을 미치는 요인을 포함하는, 관리 방법.
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| KR1020200079468A KR102374864B1 (ko) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 영농형 태양광 발전 시스템의 관리 장치, 방법 및 시스템 |
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