KR20160109581A

KR20160109581A - 신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템

Info

Publication number: KR20160109581A
Application number: KR1020150034291A
Authority: KR
Inventors: 김종만
Original assignee: 전남도립대학교산학협력단
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2016-09-21

Abstract

본 발명은 신재생 에너지 저장시스템을 구축하여 이를 기반으로 식물농장에 적합한 제어 시스템의 구축을 목표로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 태양광을 이용한 에너지 저장시스템을 구현하고, 식물농장의 조건 (재배, 관리 등)에 최적화된 제어 시스템을 구축한다.
또한, 다양한 센서와의 연동하여 온도, 습도, 조도의 변화에 따라 자동으로 제어시스템이 동작하도록 하며, 블루투스 통신 방식을 적용하여 이를 원격에서 스마트 기기로 제어가 가능하도록 한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템을 활용함으로써 24시간 식물재배가 가능하며, 겨울철과 같은 일조량이 적은 경우에도 작물재배가 가능하도록 할 수 있다.

Description

신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템 { Plant farm systems using renewable energy }

본 발명은 신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템 구축 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 태양광을 이용한 에너지 저장시스템을 기반으로 한 식물농장 시스템 구축 방법에 관한 것이다.

최근 정보통신 기술을 기반으로 한 사물인터넷이 활성화되면서 농업분야에도 이를 적용하려는 연구가 진행 중에 있다. 특히, 스마트 식물농장의 경우 기존의 작물 재배 환경에 정보통신 기술을 융합하여 작물 생육 환경 제어는 물론이고 데이터 분석을 통한 최적의 작물 생육환경을 제공을 목표로 하고 있다.

KT는 강원도 강릉시 샛돌지구에 내부재배시설과 원격 환경제어솔루션을 결합한 스마트 식물공장 토탈솔루션을 구축하여 제품의 품질 확보와 농가의 안정적인 생산 기반을 확보할 수 있도록 하였다.

해외에서는 2008년 미국에서 30층 규모의 빌딩 농장에 대한 타당성 분석을 수행하였고, 그 결과 2-5억 달러 규모의 빌딩형 농장이 5만명의 소비할 식량생산이 가능하다는 보고되었고, 일본에서는 취농 지원센터인 파소나O2에서 지하에서 인공광원과 수경재배로 벼, 채소, 꽃 등을 재배하고 있으며, 영국에서는 Devon 시에 유럽 최초의 식물공장을 설립하여 상용화를 진행 중이다.

본 발명은 신재생 에너지 저장시스템을 구축하여 이를 기반으로 식물농장에 적합한 제어 시스템의 구축을 목표로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 태양광을 이용한 에너지 저장시스템을 구현하고, 식물농장의 조건 (재배, 관리 등)에 최적화된 제어 시스템을 구축한다.

또한, 다양한 센서와의 연동하여 온도, 습도, 조도의 변화에 따라 자동으로 제어시스템이 동작하도록 하며, 블루투스 통신 방식을 적용하여 이를 원격에서 스마트 기기로 제어가 가능하도록 한다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템을 활용함으로써 24시간 식물재배가 가능하며, 겨울철과 같은 일조량이 적은 경우에도 작물재배가 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템에 대한 개요를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템의 블럭도를도시한 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명에 의한 신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템에 대한 개요를 도시한 것으로 태양광 집광판(100)을 통해 태양광을 받으면 전력제어장치(110)는 이를 직류전압으로 배터리(120)에 저장된다. 저장된 전력은 인버터(130)를 통해 다시 교류 전원으로 변환되어 PLC(140)에 공급되며 PLC는 연결된 (원격)모니터링 장치(150), 센서 모듈(160), 장치 모듈(170), 통신모듈(180) 간의 제어를 담당한다.

또한, 모니터링 장치에서는 유선이나 블루투스 및 와이파이 통신을 이용한 원격 통신을 이용하여 센서 모듈이나 장치 모듈에 연결하여 원격으로 제어가 가능하다.

도 2는 본 발명에 의한 신재생 에너지를 이용한 식물농장 시스템의 블럭도를도시한 것으로 태양광 집광판은(200)은 17.3V의 전력을 생산하며, 전력제어장치(201)은 12V 10A의 전력으로 만들어 배터리(202)에 저장한다.

PLC 부분은 아두이노 보드(210)로 구현되고 블루투스(또는 와이파이) 모듈(220), 조도 센서(221), 온도센서(222), 습도센서(223)의 통신 및 센서 모듈이 연결되며, 또한, DC 모터 팬(240), 물 펌프(250), LED 조명(260), 부저(270)의 장치 모듈이 연결된다. 연결된 값들을 모니터링하기 위한 LCD 모듈(230)도 추가적으로 연결된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims

태양광을 모으는 태양광 집광판; 태양광을 전력으로 변환하는 전력제어장치; 이를 저장하는 배터리; 저장된 전력을 교류 전원으로 변환하는 인버터; 각종 모듈을 제어하는 PLC; 원격 제어를 위한 (원격)모니터링 장치, 환경값을 얻기 위한 센서 모듈, 장치를 제어하는 장치 모듈, 무선 통신 기능을 지원하는 통신모듈로 구성된 태양광을 이용한 식물농장 시스템.
제 1항에 있어서,
PLC 부분은 아두이노 보드로 구현되고 블루투스(또는 와이파이) 모듈, 조도 센서, 온도센서, 습도센서의 통신 및 센서 모듈이 연결되는 구조;
DC 모터 팬, 물 펌프, LED 조명, 부저의 장치 모듈이 연결되는 구조;
연결된 값들을 모니터링하기 위한 LCD 모듈이 연결되는 구조를 포함하는 PLC의 구조.