KR20130022026A

KR20130022026A - 고속도로 폐 터널을 이용한 크린 채소 파크

Info

Publication number: KR20130022026A
Application number: KR1020110084667A
Authority: KR
Inventors: 홍명선
Original assignee: 주식회사 휴코벡
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-03-06

Abstract

고속도로 확장공사로 인하여 노선 이전 후 폐선으로 남아있는 터널을 이용하여 무공해 야채 식물공장을 운영하기 위한 시스템으로 최근 상용화된 양액 수경재배 표준교본을 인용하며 동력원으로는 태양광 발전 시스템 원형을 카피 적용하였다
태양광 전원을 이용 식물 탄소동화작용에 필요한 조명 광원은 led 다이오드 칩 가운데 식물에 필요한 적. 녹. 백. 의 산출된 배합률대로 일정한 시간대 별로 조사함으로 성장 수확할 수 있는 시스템으로서 외부로부터 온 습도 영양권을 벋어나며 일종의 무균 실 폐쇄형 대단위 식물공장 에 관한 것이다
첨부로 하여 특용작물 전문가들만 대략적으로 알고 있는 희귀 작물 고추냉이(와사비) 재배를 위한 상기시스템을 접목하여 대량생산 할 수 있는 여건을 만드는데 중점을 둔 점이다

Description

고속도로 폐 터널을 이용한 크린 채소 파크 {Clean waste vegetable Park Expressway with a tunnel}

본 발명은 밀폐 식 건물 식물공장 원리를 기초하여 계단식 양액 공급 형 채소 수경재배를 목적으로 자연 태양광조명을 대신하여 led 조명등 광원을 채소 재배 상 전체에 균일하게 조사 함으로 실외 자연 일조량 보다 월등한 성장효과를 얻을 수 있으며 그에 필요한 전원은 태양광 발전 설비 모듈을 터널 외부에 설계하여 자체 전력을 생산 소모하는 자립형 크린 채소농장 공원을 실현 하고자 발명하게 되었다

지하 구축물인 폐 터널을 이용하여 채소발육 최적 온도 25도c 를 연중 근접 유지할 수 있는 특성을 살려 고가의 냉난방설비 나 에너지 소모 없이 모든 종류의 야채를 연중 20회 이상 생산 수확할 수 있음으로 무공해 크린 야채 대량 기획 생산과 수많은 인력이 필요한 일자리 창출에 기여를 극대화한 식물공장 시스템에 관한 발명인 것이다

대전 경부ic에서 충북 영동 까지 반경 50km 내에 확인할 수 있는 폐 터널만 8/ ea 이다

각기 폐 터널 길이는 상이하나 연 면적을 합산하면 대략 132000평방m 이다

계단식 수경재배 8단 이상 수용할 수 있어 재배 면적만 산출해도 1056000평방m 이다

더구나 노지 재배는 연중 1～2회 수확에 머물지만 온도 변화가 없는 터널에서는 연중 20회 이상 수확이 가능하니 현재 노지 비닐하우스 로 가늠한다면 그 재배면적은 21120000평방m 에 견줄 수 있는 방대한 것이다

근교에 쉽게 찾아 볼 수 있는 표준 50m 형 비닐하우스 70000동에 버금가는 자원이다

확인이 안 된 전국의 고속도로 폐 터널과 기차 폐 터널을 답사 한다면 수배에 이를 것이라 짐작할 뿐이다

밀폐된 터널 내에서 식물 공장을 완성 하려면 3 단계의 정착 산업화된 종래의 기술들을 보완 접목하여 활용해야한다

1 단계는 계단식 수경양액 재배 시스템 이다

종래의 수경 양액 재배 기술은 발전을 거듭하여 설계와 관리가 표준화 된지 오래전 이다

안정된 기술로 작목별 재배 기술이 일반화 되어 기술농업인 누구나 응용하고 있음이다

2 단계는 led 조명을 이용한 식물 재배용 광원 시스템 이다

식물성장발육에 필요한 각기 다른 파장의 led 칩을 적정 비율로 배열 하여 하나의 바 를 이루고 양액수경 재배상 위에 반 고정 하여 채소식물의 적정한 광 보합점에 근접 되도록 배열 조명함으로 자연 태양조명보다 더욱 효과적인 빛의 인위적 채용도 일반적이다

종래의 일반화된 led조명에서 근래엔 각기 파장별 적정 식물별 표준화도 연구되어있다

3 단계는 태양광 발전 시스템이다

미래의 크린 에너지 차원에서 각광받고 있는 태양 에너지는 도처에 상용화 되고 있다

무절제한 산림회손 과 고가의 설계 부품으로 하여 국가차원의 지원 없이 는 일반적 이지 못하나 극히 제한된 여건이 성숙 한다면 기술적 차원에서 가능성이 입증된 종래의 개발 기술이나 태양광 효율 극대화된 모듐 생산 기업규모로도 현실성 완성에 이르렀다

본 발명으로 폐기되어 버려진 시설물을 식물공장으로 활용 가치 있고 흉물스런 방치 물을 범죄나 안전사고로부터 미연에 예방 기능 수단이며 더 큰 근대농업의대 혁명을 이루고자 함이다

지구의 온난화 환경파괴 대기오염 산업 폐기 물 등으로 인하여 지구는 몸살을 앓고 있다

여름이면 고온 다습 겨울엔 한파 해를 거듭할수록 장기화하여 봄. 가을 이 명맥만 유지 할 뿐 도를 더해감에 재앙만 반복되는 현실에 농업 또한 예측을 불허한 이상기온으로 폐농분야의 작물이 사회문제로 심각하다

외부환경. 온도의 영향을 받지 않고 안정적 수확을 이룰 수 있는 농법이 있다면 채소 야채 분야에선 밀폐된 빌딩 형 수경 양액재배 식물공장일 것이다

그러나 막대한 건설비 냉난방 비효율 전력소모 탄소동화작용에 절대적인 광원의 채택 등 의 난관으로 인하여 실 소유 농가 농민으로선 꿈에 농법으로 인식되고 몇몇 정부나지자체 특정 기업에서만 시험. 전시용모델로 운영 중이며 상용화 일반화 기틀을 만들고자 노력 하며 연구 개발 중이다

본 발명은 그러한 어려운 문제를 폐 터널을 이용하여 일시 해소하고 획기적인 빌딩 형 식물공장을 완성 할 수 있는 시스템을 공개 발표 함이다

막대한 건설비 없이 여름 겨울에 냉 난방기 필요 없이 시설 유지 보수 없이 자연그대로 또 다른 고차원의 농업 수단과 방법을 해결하고자 함이다

밀폐 형 식물공장의 근본은 외부로부터 온도 습도 병충해의 영향을 받지 않도록 분리된 밀폐게이트 을 완성하는 것이다 폐 터널 양쪽 입. 출구 에 양질의 단열 페널 로 밀봉하고 적당 의 출입구 와 통풍 구 를 이중으로 마감하여 폐쇄 광장공간을 확보 한다

밀폐된 광장은 계절에 관계없이 항시 20도c 를 유지하며 수년간 연구경험 분석으로 테이터을 마련 확신 할 수 있다

통로와 작업공간을 확보하고 재배 상(bad) 표준 넓이 1.2m 4열. 종대 로 배치 조립한 다음 4단을 1층으로 최고 12단 까지 3층의 재배 상 을 터널 길이에 따라 임의 조정 함이다 각재 배상(bad) 1.5m상위에 3열종대의 led 바를 상하 절반 자동으로 고정 조절하여 파장대비 적정의led 칩 을 조합 배열 한 후 조명 준비 대기 한다

led 바 의 설치가 완성되면 led조명(칩) 수량에 대비 전력 소모량을 산출하여 전력 원 을 취득할 방법으로 태양광 발전 시스템을 선택해야 비로 서 크린 시설이라 할 수 있다

1 w형 led칩 소요 수량에 따라 그 두 배수 전력을 생산 할 수 있는 태양광 발전 시설을 폐 터널 외부에 존재하는 2차선 고속도로 폐 선로 에 설치운영 하고 잉여 전력 1/2 을 베터리에 저장 하거나 한전 측 예치 보관 저장 하여 일몰 후 예비전력으로 소모 한다

인가된 전력으로 수 만개의 led 광원에 인공조명 이 점화되면 그로 인하여 실내온도의 편차는 2도c 정도 상승함 으로 20도c 의 실내 온도를 자연 22도c 로 유지 될 수 있어 식물성장에 적정온도를 부여함에 일거양득의 효과를 기대 할 수 있다

각개의 led 칩은 본래의 목적인 조명효과를 극대 화 하기 위하여 부여된 전력량 과 부화이전에 제어 수단이 필요하며 그에 따른 발광 열 감소장치는 생략해도 되는 장점이 있다

자체 열이 타 수단(백열등. 라듐등 형광등) 보다 발광 열 이 미미 하다고는 하나 수만 수십만 개로 합산하여지면 실내 적정 온도 유지에 어려운 문제 로 작용할 것이다

이에 상응한 터널의 환경은 발광열에 흡수역량이 탁월하여 방열 시스템은 전혀 무시해도 문제가 되지 않음 을 포함하는 장점을 갖추고 있다

본 발명의 시스템이 실현되어 특수야채 등이 생산개시 하면 1056000제곱m 의 무공해 재배 면적이 확보되며 연중 20회기 수확 할 수 있는 전천후 식물공장이 완성 되는 것이다

실제 농촌에서 표준화된 길이 50m 비닐하우스 10동 이상 운영하는 전문 채소농가 7000 세대의 생산량과 비교 견줄 수 있는 규모에 이르며 고품질 무공해 크린 채소 공장 가동부터 단지화한 집하. 유통. 2차 산업인 가공까지 모아 진다면 1000명 이상의 고용 창출효과도 기대 할 수 있다

또한 계획적인 생산조정으로 농산물 수급 안정화에 큰 몫을 기대 할 수 있다

제 1 도
터널 입구 압축페넬마감 정면도
제 2 도
(대표도) 실내 일부 투시도
제 3 도
재배 상 (배드) 의 led 조명등 배치도
제 4 도
2m 표준 led바 칩의 배합도
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1. 출입구 2. 환기창 3. 압축 페널 4. 재배, 배드의 배열
5. 제3도면 축소 6. 2층 통로 7. 재배 배드 8. led 2m 바
9. led 1w용 칩 10. led바 알미늄 소재

본 발명은 도면을 참조하여 과정을 설명하면 다음과 같다

도면 1에 표시한 대로 터널 전후 양면에 압축 페널 을 원 재료로 하여 외부와의 차단벽을 만들어 밀폐 실내 광장을 조성 한다

차후 외부로부터 온도 변화. 병해충 오염. 완벽한 실내 살균. 등의 조치를 차단하기 위함이다

도면 2에 복잡한 구조물은 쉽게 해석한다면 일종의 다단계 진열장 모습을 확대 해석하면 이해하기 쉬울 것이다

한 개 층 의 단 마다 채소의 수경 양액재배 요령을 표본으로 재배 배드 을 만들고 양액공급 라인을 설치 운영하며 역할을 다한 성분부족 폐수양액을 회수탱크에 저장 하는 재활용 시설을 포함 한다

식물 의 탄소동화 작용에 가장 중요한 태양광이 존재 하지 않는 밀실에서 채소농장을 이루려면 인공광원(조명) 이 필수적 이다

채소가 필요 로 하는 인공조명으로 광 보합 점에 충족할 해법은 led발광다이오드 광원이 가장 저비용. 고효율. 반영구적 이다

종래의 인공 광으로 는 형광등 헬륨등 백열등 을 이용했으나 단점이 너무 많았다

도면 3～4 를 참조하여 표준넓이의 재배 상 배드 상부에 3열종대로 led바를 인가된 고른 조명의 폭으로 배열 고정 한다

led칩 간의 폭은 50mm마다 1w급 1/ea 씩 660나노미터 적색 led. 450나노미터 청색led. 그리고 흰색 광 led 발광 다이오드 을 다음과 같은 조합으로 배열 한다

길이 2m 의led바 1/ea에 총 40/ea의 led를 5cm간격으로 부착함에 광포화점에 근사 하도록 적색 28/ea. 청색8/ea. 백색4/ea 비율로 고루 배열 한다 터널 총길이 100m의 그중 짧은 터널 이라면 led/2 m형 바는 3360/ea 필요하고 한 개의 바 안에 led칩 40/ea 를 배열하면 총 134400/ea의 1w용 led칩이 필요하다

led조명 설계가 완성되면 그 사용 전력량에 따른 인가된 전력 이 필요하다

수 십 만개의 1w급 led전구를 조명 하려면 그에 합당한 충분한 전력 생산으로 서 친 환경 무 폐기물 수단인 태양광 발전이 최선이라 결론 한다

폐 터널의 양쪽 입구에는 역시 2차선 폐 고속도로 가 수km씩 무용지물로 방치되고 있다

몫 좋은 여건을 선택하여 태양광 발전 모튬을 설치하고 전원을 자력 생산 소비 한다면 가히 친환경. 무공해. 크린 에너지. 야채공장 이라 칭 할 수 있을 것이다

또한 조명 소모 에너지 1/2에도 무탈하게 성장 할 수 있는 작물 고사리. 취나물. 인삼. 고추냉이 등 을 개발 한다면 소모 전력을 반감 할 수 있으며 고 소득 원 으로 자리매김 할 것이다

특히 고추냉이는 계절적 온도차에 민감하여 극히 제한된 고랭지에서만 일부 생산 되나 그나마 월동을 위한 난방시설이 어려워 양질에 근부를 생산치 못 하고 있다

이에 밀폐 된 폐 터널은 고추냉이의 생육온도가 자연히 안성 맛춤 이며 일반적인 고랭지재배 출하 기한이 발아에서 수확까지 3년은 소요되는 반면 일정한 적정온도 와 광 포화점을 산출한 led 조명. 최적의영양액 을 시스템으로 수경재배 터널 생산을 하면 당년 생산이 가능해 진다는 결론이다

더욱 고품질 고추냉이 (일명: 생 와사비)를 생산 가공까지 한다면 인삼가의 두 배수 로 고 소득원이 될 것이며 100％ 수입의존에서 쉽게 자급자족 할 수 있을 것이다

Claims

고속도로 폐 터널과 기차 폐 터널등 유사한 고정 시설물을 자원으로 밀폐 형 식물공장 운영 시스템에 관한 것으로 종래의 기술인 태양광 발전. led 발광다이오드 조명. 수경 양액재배. 등을 인용한 공장 형 크린 채소농장
제1항의 시스템으로 물고추냉이(생 와사비) 의 당년수확 수경재배 기술 시스템