KR20200102223A - 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템은, 수중에서 어류가 수용될 수 있는 공간을 마련하는 그물망과, 상기 그물망의 상단에 연결된 부표를 포함하는 가두리 양식장; 상기 가두리 양식장의 중심 또는 인근 해상에 배치되는 것으로, 하단 개방부위로부터 상부로 연장된 공간인 실린더부와, 상기 실린더부의 상부에서 상기 실린더부보다 넓은 횡단면적을 갖도록 마련된 공간인 확장부 및, 상기 확장부의 상부에서 상기 확장부보다 좁은 횡단면적을 갖도록 마련된 공간인 터빈수용부와, 상기 터빈수용부의 일 측을 가로지르도록 배치된 터빈을 포함하는 진동수주형 챔버; 상기 진동수주형 챔버의 상부에 안착 배치되되, 수직축을 매개로 상기 터빈과 연결되어 전력을 생산하는 발전기 및 생산된 전력이 저장되는 배터리를 구비한 발전 모듈; 상기 챔버 하부 일 측에 형성되어 상기 가두리 양식장 내부를 촬영하는 카메라와, 수온 센서, 용존 산소 센서, pH 센서, 염분 센서 중 하나 이상을 포함하되 복수의 센서가 상기 챔버 하부 타 측에 모듈화되어 일체로 형성된 센서부를 포함하는 센싱 모듈; 상기 센싱 모듈과 상기 발전 모듈 및 외부 기기와 각기 연동된 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 진동수주형 파력발전장치로부터 전력을 제공받아 가두리 양식장의 모니터링 및 관리를 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템에 관한 것이다.
가두리 양식은 바다나 호수, 저수지 등에 그물로 우리를 만들고 그 속에 어류를 수용하여 기르는 양식 방법을 뜻한다. 일반적으로 상기 가두리 양식을 포함한 전통 양식장들은 수중 다이버 등의 인력을 중심으로 하는 노동집약적인 공정으로 인간의 경험을 통해 판단하고 노동하는 과정으로 운영되어 왔다. 그 후 기술의 발전에 따라 기계가 도입된 자동화 양식장이 등장하면서 기계가 작업자의 노동을 대신함에 따라 작업 효율이 상승되었지만, 여전히 정보를 통한 작업자의 판단은 불가피한 수준이었다.
최근에는 정보통신기술(ICT)의 융합을 바탕으로 한 4차 산업혁명에 의해 사물을 지능화하는 기술이 크게 발전됨에 따라, 작업자가 판단해야 하는 영역을 기계로 대체할 수 있도록 하여 생산관리의 각 공정을 인공지능으로 연결해 효율적인 양식장 관리가 가능토록 한 스마트 양식장이 개발되고 있고 이의 보급을 위해 국가적으로 다양한 노력이 지속되고 있다.
다만, 상술한 자동화 양식장, 스마트 양식장의 운영을 위해 요구되는 대부분의 전력은 육상에서 끌어오거나 또는 태양광 발전, 풍력 발전을 활용하려는 연구개발이 이루어지고 있다. 하지만 이를 가두리 양식장에 적용하고자 하는 경우 설치 공간의 부재, 발전 효율 및 장비 손상 문제가 제기되고 있어, 상술한 전력 공급 방법들의 실질적 적용이 어려운 실정이다.
반면, 진동수주형 파력발전장치는 파랑 에너지로 공기를 압축 및 팽창시켜 터빈을 작동시키는 방식으로 파랑 에너지를 흡수하여 전기를 생산하는 장치로서, 국내외에서 연구개발이 이루어지고 있기는 하나 대규모 장치에 비해 소규모 부유식 진동수주형 파력발전장치에 대한 연구개발은 발전 효율 및 효용성에 대한 저평가에로 비교적 적은 수준이다. 지금까지 국내 파력발전 기술은 정부의 연구비 지원 하에 한국해양연구원을 비롯한 출연연구기관 중심으로 매우 제한적인 개발이 진행되어 왔으나, 세계적인 파력발전 연구의 활성화와 그에 따른 기술의 진보 및 경제성제고에 따라 실용화가 활발해지면서 국내에서도 점차 파력에너지 이용기술 개발에 대한 투자가 확대되고 있으며, 최근 교육기관 및 관련업체의 참여가 증가하고 있는 추세를 보이고 있다.
다만 상기 진동수주형 파력발전장치는 해수 유입에 따른 부품 손상, 낮은 발전효율 등이 해결과제로 남아있다.
본 발명은 가두리 양식장에 필요한 전력을 소형 부유식 진동수주형 파력발전장치로부터 공급받을 수 있는 시스템을 구현함에 있어서, 전력 공급 문제 해결, 양식장 운영 효율, 발전효율 증대를 달성함으로써 가두리 양식장의 스마트화가 실질적으로 적용 및 보급될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템은, 수중에서 어류가 수용될 수 있는 공간을 마련하는 그물망과, 상기 그물망의 상단에 연결된 부표를 포함하는 가두리 양식장; 상기 가두리 양식장의 중심 또는 인근 해상에 배치되는 것으로, 하단 개방부위로부터 상부로 연장된 공간인 실린더부와, 상기 실린더부의 상부에서 상기 실린더부보다 넓은 횡단면적을 갖도록 마련된 공간인 확장부 및, 상기 확장부의 상부에서 상기 확장부보다 좁은 횡단면적을 갖도록 마련된 공간인 터빈수용부와, 상기 터빈수용부의 일 측을 가로지르도록 배치된 터빈을 포함하는 진동수주형 챔버; 상기 진동수주형 챔버의 상부에 안착 배치되되, 수직축을 매개로 상기 터빈과 연결되어 전력을 생산하는 발전기 및 생산된 전력이 저장되는 배터리를 구비한 발전 모듈; 상기 챔버 하부 일 측에 형성되어 상기 가두리 양식장 내부를 촬영하는 카메라와, 수온 센서, 용존 산소 센서, pH 센서, 염분 센서 중 하나 이상을 포함하되 복수의 센서가 상기 챔버 하부 타 측에 모듈화되어 일체로 형성된 센서부를 포함하는 센싱 모듈; 상기 센싱 모듈과 상기 발전 모듈 및 외부 기기와 각기 연동된 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때 상기 터빈은, 둘 이상 구비되어 상기 발전기와 연동된 수직축에 높이 방향으로 이격 배치되되, 하측에 형성된 터빈이 상측에 형성된 터빈보다 가로 길이가 짧도록 형성된 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 상기 챔버 내부에는, 상기 터빈수용부와 상기 확장부를 구획하되 상기 터빈수용부의 하단 둘레로부터 하방을 향해 내부 공간을 갖도록 확장 형성된 다이어프램이 추가로 형성된 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시예로서, 상기 챔버는, 상기 확장부의 상단 둘레로부터 상기 터빈수용부의 하단 둘레까지 폭이 점점 좁아지도록 형성되어, 공기의 유동 속도가 상부로 갈수록 빨라지도록 한 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 제어 모듈은, 복수의 전자기기별 구동 우선순위 정보를 생성 및 저장하고, 상기 배터리의 전력 잔량에 따라 상기 센싱 모듈을 포함한 복수의 전자기기별 전력 공급을 차등 제어하는 전원공급부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 제어 모듈은, 상기 발전 모듈의 실시간 발전량의 대소에 따라 파고를 추정하여 파고추정 정보를 생성하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템에 따르면,
1) 가두리 양식장에 필요한 전력을 발전 효율 및 장치 내구성을 높인 소형 부유식 진동수주형 파력발전장치로부터 공급받을 수 있도록 함으로써 스마트 가두리 양식장의 전력 공급 문제를 해소하였고,
2) 고가의 파고 계측기를 별도로 구비할 필요 없이 기본 구성을 활용하여 파고를 추정한 데이터를 확보할 수 있어 효율적인 운용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템의 기본적인 구성을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 진동수주형 파력발전장치의 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 진동수주형 파력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제어 모듈의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 진동수주형 파력발전장치의 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 진동수주형 파력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제어 모듈의 구성을 도시한 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템의 기본적인 구성을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템은 기본적으로 가두리 양식장(100)과 진동수주형 파력발전장치, 센싱 모듈(300), 제어 모듈(400)을 포함한다.
상기 가두리 양식장(100)은 양식 대상 어류의 우리로서 기능하는 것으로, 수중에서 어류가 수용될 수 있는 공간을 마련한 그물망(110)과, 상기 그물망(110)의 상단에 연결되어 상기 그물망(110) 상부가 일정 형태를 유지하며 가라앉지 않도록 부력을 제공하는 부표(120)를 포함한다. 또한 상기 그물망(110)의 하단에 앵커(130)를 연결함으로써 상기 그물망(110) 내부 공간이 일정 형태를 유지할 수 있도록 할 수 있음은 물론이다.
진동수주형 파력발전장치는, 상기 가두리 양식장(100)의 스마트화를 위해 필요한 각종 전자장비들에 공급되는 전력을 자체적으로 수급하기 위해 구비된 것으로, 하나의 가두리 양식장(100)의 상면 중심 부위, 즉, 위에서 내려다봤을 때 상기 가두리 양식장(100)의 중앙 측 수면에 부유식으로 배치될 수 있고, 발전 용량이 커지도록 대형으로 형성하여 둘 이상의 가두리 양식장(100) 사이에 고정식으로 배치해 복수의 가두리 양식장(100) 내 전자장비들에 동시 다발적으로 전력을 공급할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 상기 진동수주형 파력발전장치는 상기 가두리 양식장(100)의 바닥측 그물망(110)이나 상기 부표(120) 일 측에 연결되는 둘 이상의 계류선(500)에 의해 일정 지점에 계류할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 진동수주형 파력발전장치는 파랑의 운동에너지 및 위치에너지를 터빈(213a)의 회전 에너지로 변환시키는 진동수주형 챔버(210)와, 상기 터빈(213a)과 연결되어 상기 회전에너지를 기반으로 전력을 생산하여 저장하는 발전 모듈(220)로 이루어진다.
상기 챔버(210)는 전체적으로 원통형 실린더 형상으로 구비되되 상부 면적은 넓고 하부는 좁게 형성된다. 즉, 상부는 후술할 발전 모듈(220)을 안착시킬 수 있도록 함과 동시에 저비중 물질(공기 등)이 수용될 수 있는 공간을 보장하여 일정 수준 이상의 부력이 발생될 수 있도록 넓게 형성되고, 하부는 수중에 잠기게 되는 부위인만큼 무게를 최소화하여 안정적인 부력을 유지하고 양식장 내 어류 수용에 용이하도록 좁게 형성된다. 이 때 상기 챔버(210)의 상측 또는 하측 내부 공간에는 부력을 발생시키는 저비중 물질이 수용되는 부력제공부(214)가 구비될 수 있으며, 이는 상기 챔버(210)의 전체적인 형상과 유입되는 해수의 양 등을 고려하여 다양한 변형이 가능하다.
상기 챔버(210)는 파랑 에너지로 공기를 압축 및 팽창시켜 터빈(213a)을 작동시키기 위해 내부에 해수, 공기 및 터빈(213a)이 수용되는 중공 공간을 마련하게 되는데, 상기 중공 공간은 실린더부(211)와 확장부(212), 터빈수용부(213)를 포함한다.
상기 실린더부(211)는, 상기 챔버(210)의 하단 개방부위로부터 상부로 연장된 공간으로 전체 공간에 해수가 수용된다.
상기 확장부(212)는 상기 실린더부(211)의 상단에서 상부로 연장된 공간으로 상기 실린더부(211)의 횡단면보다 넓은 횡단면적을 갖도록 형성되어 동일 높이를 기준으로 더 많은 해수가 수용될 수 있도록 형성한다. 상기 확장부(212)의 하부에는 해수가 수용되고 상부에는 공기가 수용되며, 파랑에 의한 해수의 유입 및 유출에 의해 수용된 공기가 상하부로 유동된다.
상기 터빈수용부(213)는, 상기 확장부(212)의 상부에서 상기 확장부(212)보다 좁은 횡단면적을 갖도록 연장된 공간으로, 전체 공간에 해수의 유동에 따라 압출 및 팽창되는 공기가 수용된다. 상기 터빈수용부(213)에는 일 측을 가로질러 배치되는 터빈(213a)이 형성된다.
즉, 해수는 상기 실린더부(211) 전체 및 상기 확장부(212)의 하부에 수용되어 파랑에 의해 상하로 유입 및 유출되고, 이에 의해 상기 확장부(212)의 상부 및 상기 터빈수용부(213)에 수용된 공기가 압축 및 팽창되면서 상기 터빈(213a)이 회동된다.
이 때 공기 유동에 의한 발전 효율을 더욱 높이기 위하여 상기 터빈(213a)을 둘 이상 마련할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 터빈(213a)은 상기 발전기와 연동된 수직축(221)에 높이 방향으로 이격 배치되되, 하측에 형성된 터빈(213a)이 상측에 형성된 터빈(213a)보다 가로 길이가 짧도록 형성된다. 즉 동축에 서로 다른 사이즈의 둘 이상의 터빈(213a)을 구비함으로써 작은 압축력에 하측 짧은 터빈(213a)이 먼저 회동하고, 보다 큰 압축력이 작동하면 상측의 터빈(213a)이 작동하게 되어 넓은 파랑 스펙트럼(wave spectrum)에서 터빈(213a)이 작동될 수 있어 발전 효율이 높아질 수 있다.
상기 발전 모듈(220)은, 도면에 도시된 바와 같이 상기 진동수주형 챔버(210)의 상부에 안착 배치되어 해수와 접촉하지 않는 상태로 배치된다. 상기 발전 모듈(220)은 발전기와 배터리를 구비하는 바, 상기 발전기는 상기 터빈(213a)의 중앙 부위와 수직 연결된 수직축(221)과 연동되어, 상기 수직축(221)을 매개로 터빈(213a)의 회동에 의한 운동 에너지를 전달받아 전력을 생산하고, 상기 배터리는 상기 발전기에 의해 생산된 전력을 저장한다.
상기 배터리에 저장된 전력은 후술할 센싱 모듈(300), 제어 모듈(400)을 포함하여 조명, 경보음 발생기, 자동급이기, 산소 발생기 및 통신 모듈 등 상기 가두리 양식장(100)의 스마트화를 위해 필요한 전자기기에 공급된다. 이를 통해 육상에서 전력을 끌어올 필요 없이 자체적으로 전력 공급 문제를 해결할 수 있다.
센싱 모듈(300)은, 상기 챔버(210) 하부 일 측에 형성되어 상기 가두리 양식장(100) 내부를 촬영하는 수중 카메라(310)와, 수온 센서, 용존 산소 센서, pH 센서, 염분 센서 중 하나 이상을 포함하되 복수의 센서가 상기 챔버(210) 하부 타 측에 모듈화되어 일체로 형성된 센서부(320)를 포함한다. 이 때 상기 수중 카메라(310)는 유선 또는 무선 제어에 의해 상하 및 좌우로 유동될 수 있도록 구현됨으로써 상기 가두리 양식장(100) 내 수용된 어류들을 보다 자세하게 촬영할 수 있도록 할 수 있다.
제어 모듈(400)은, 상기 센싱 모듈(300)과 상기 발전 모듈(220) 및 외부 기기와 각각 연동되어 정보를 수집 및 전송하고, 발전 모듈(220)을 제어하는 등 종합적인 제어 기능을 수행한다. 가장 기본적으로 상기 수중 카메라(310) 및 복수의 센서들에 의해 수집된 정보는 별도로 마련된 통신 모듈(미도시)을 매개로 외부 기기, 바람직하게는 육상에 마련된 관제센터나 관리자의 휴대 단말 등에 송신되고, 이를 통해 관리자는 수중 다이버 등 인력 적용 없이도 상기 가두리 양식장(100) 내 상황을 실시간으로 확인 및 관리할 수 있다. 또한, 별도로 마련된 자동급이기를 제어하여 양식장 내 어류들에게 사료를 제공할 수 있고, 상기 용존 산소 센서의 센싱 수치에 따라 별도로 마련된 산소공급기(미도시)를 제어하는 것도 가능하며, 기타 다양한 응용이 가능함은 물론이다.
상술한 구성만으로도 본 발명의 주요 목적을 달성하기에 충분하나, 상기 진동수주형 파력발전장치의 발전 효율을 더욱 높이기 위하여 다이어프램(215)이 추가로 구비될 수 있다.
도 2는 본 발명의 진동수주형 파력발전장치의 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 상기 다이어프램(215)은 상기 터빈수용부(213)와 상기 확장부(212)를 구획하되 상기 터빈수용부(213)의 하단 둘레로부로부터 하방을 향해 내부 공간을 갖도록 확장된다. 즉, 상기 다이어프램(215)의 전체 면적이 상기 터빈수용부(213)의 하단면 면적보다 크도록 마련되어, 하방을 향해 풍선처럼 늘어진 형태로 구비된다. 이 때 상기 다이어프램(215)은 해수의 유입 및 유출에 따라 자유자재로 변형되어야 하므로 일정 수준 이상의 공간이 확보될 수 있는 수준으로 넓은 면적을 가져야 할 것이다.
이를 통해 상기 터빈(213a)과 상기 수직축(221)이 해수에 노출되는 것이 원천적으로 차단되어 장치 내구성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 확장부(212)의 상부보다 상기 터빈수용부(213)의 하단(입구)가 매우 좁도록 형성되어 공기 흐름 경로가 불안정하여 상기 터빈(213a)을 향한 공기 압축력 전달이 원활치 않을 수 있다는 문제점을 원천적으로 해소해 발전 효율을 안정화시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 진동수주형 파력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 상술한 공기 압축력 전달이 원활치 않을 수 있다는 문제점을 해결할 수 있는 다른 실시예로서 상기 확장부(212)로부터 상기 터빈수용부(213)까지의 연결 부위가 점차 좁아지도록 형성함으로써 공기 흐름 경로가 부드럽게 이어지고 유동 속도도 더욱 빨라지도록 할 수 있다.
즉, 상기 확장부(212)의 상단 둘레로부터 상기 터빈수용부(213)의 하단 둘레까지 폭이 점점 좁아지도록 형성되어, 유로의 면적이 좁아짐에 따라 공기의 유동 속도가 상부로 갈수록 빨리지도록 한 것이다. 이를 통해 발전 효율 상승을 또한 기대할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제어 모듈의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4를 보아 알 수 있듯이, 상기 제어 모듈(400)은 상술한 기본적인 기능 이외에도 다양한 부가 기능을 하는 구성인 전력측정부(410)와 전원공급부(420) 및 파고계측부(430)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 전력측정부(410)는, 상기 발전기의 실시간 발전량을 계측하여 실시간발전량 정보를 생성하고, 상기 배터리의 잔량을 계측하여 실시간 전력잔량 정보를 생성한다.
전원공급부(420)는, 기본적으로 상기 배터리에 저장된 전력을 각종 전자기기에 공급하는 구성으로, 특히 상기 실시간 전력잔량 정보에 따라 상기 센싱 모듈(300)의 각 구성, 즉 수중 카메라(310)와 각각의 센서, 조명, 자동급이기 및 산소발생기 등 각종 전자기기별 전력 공급을 차등 제어한다. 즉, 각 전자기기의 상시 구동 필요 여부를 사전에 파악하여 구동 우선순위 정보를 생성 및 저장하고, 상기 실시간 전력잔량 정보에 따라 각 전자기기의 상기 구동 우선순위 정보를 바탕으로 전력 공급을 제어하는 것이다. 이를 통해 본 발명의 스마트 가두리 양식 시스템은 절전 성능을 가져 배터리 운용 효율을 높임으로써 방전 발생 가능성을 낮출 수 있다.
파고계측부(430)는, 상기 전력측정부(410)에서 생성된 실시간발전량 정보를 인자(factor)로 하여 실시간 발전량의 대소에 따라 파고를 추정해 파고추정 정보를 생성한다. 즉, 진동수주형 파력발전장치에서 발전량은 해수의 거동량에 비례하므로, 단위시간당 발전량과 파고 간 비례 관계를 바탕으로 실시간 파고 추정치가 산출될 수 있는 것이다.
이를 통해 본 발명의 스마트 가두리 양식 시스템은 고가의 파고 계측기를 별도로 구비할 필요 없이, 기본 구성을 활용하여 파고를 추정한 데이터를 확보할 수 있게 된다. 상기 파고계측부(430)에 의해 생성된 파고추정 정보는 기본적으로 관리자에게 제공되며, 필요에 따라 위험 상황을 알리는 경보 메시지 생성 등의 부가 작업이 진행토록 하는 것도 가능함은 물론이다.
추가적으로, 상기 가두리 양식장(100)의 중앙에 상기 진동수주형 파력발전장치가 배치되고, 이를 둘러싸도록 부표(120)가 복수 개 구비되며, 각각의 부표(120)가 유동함으로써 상기 가두리 양식장(100)의 내부 면적이 조절될 수 있는 구조로 마련되는 경우, 본 발명에서는 급격하게 파고가 상승할 경우 어류 관리 효율 상승, 장치 보호 등을 위해 상기 파고추정 정보를 바탕으로 상기 가두리 양식장(100)의 내부 면적을 좁히도록 제어하는 것도 가능하다.
이를 위해 상기 계류선(500)과 상기 챔버(210)의 연결 부위에는 상기 계류선(500)과 연동된 권취수단(미도시)이 마련되어야 할 것이고, 상기 제어 모듈(400)은 상기 파고추정 정보에 따라 상기 권취수단(미도시)을 제어하여 상기 계류선(500)의 길이를 조절함으로써 상기 그물망(110)의 내부 면적이 좁아지거나 또는 넓어지도록 할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
100: 가두리 양식장
110: 그물망
120: 부표
130: 앵커
210: 챔버
211: 실린더부
212: 확장부
213: 터빈수용부
213a: 터빈
214: 부력제공부
215: 다이어프램
220: 발전 모듈
221: 수직축
300: 센싱 모듈
310: 수중 카메라
320: 센서부
400: 제어 모듈
410: 전력측정부
420: 전원공급부
430: 파고계측부
500: 계류선
110: 그물망
120: 부표
130: 앵커
210: 챔버
211: 실린더부
212: 확장부
213: 터빈수용부
213a: 터빈
214: 부력제공부
215: 다이어프램
220: 발전 모듈
221: 수직축
300: 센싱 모듈
310: 수중 카메라
320: 센서부
400: 제어 모듈
410: 전력측정부
420: 전원공급부
430: 파고계측부
500: 계류선
Claims (6)
- 수중에서 어류가 수용될 수 있는 공간을 마련하는 그물망과, 상기 그물망의 상단에 연결된 부표를 포함하는 가두리 양식장;
상기 가두리 양식장의 중심 또는 인근 해상에 배치되는 것으로, 하단 개방부위로부터 상부로 연장된 공간인 실린더부와, 상기 실린더부의 상부에서 상기 실린더부보다 넓은 횡단면적을 갖도록 마련된 공간인 확장부 및, 상기 확장부의 상부에서 상기 확장부보다 좁은 횡단면적을 갖도록 마련된 공간인 터빈수용부와, 상기 터빈수용부의 일 측을 가로지르도록 배치된 터빈을 포함하는 진동수주형 챔버;
상기 진동수주형 챔버의 상부에 안착 배치되되, 수직축을 매개로 상기 터빈과 연결되어 전력을 생산하는 발전기 및 생산된 전력이 저장되는 배터리를 구비한 발전 모듈;
상기 챔버 하부 일 측에 형성되어 상기 가두리 양식장 내부를 촬영하는 카메라와, 수온 센서, 용존 산소 센서, pH 센서, 염분 센서 중 하나 이상을 포함하되 복수의 센서가 상기 챔버 하부 타 측에 모듈화되어 일체로 형성된 센서부를 포함하는 센싱 모듈;
상기 센싱 모듈과 상기 발전 모듈 및 외부 기기와 각기 연동된 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 터빈은,
둘 이상 구비되어 상기 발전기와 연동된 수직축에 높이 방향으로 이격 배치되되, 하측에 형성된 터빈이 상측에 형성된 터빈보다 가로 길이가 짧도록 형성된 것을 특징으로 하는, 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 챔버 내부에는,
상기 터빈수용부와 상기 확장부를 구획하되 상기 터빈수용부의 하단 둘레로부로부터 하방을 향해 내부 공간을 갖도록 확장 형성된 다이어프램이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는, 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 챔버는,
상기 확장부의 상단 둘레로부터 상기 터빈수용부의 하단 둘레까지 폭이 점점 좁아지도록 형성되어, 공기의 유동 속도가 상부로 갈수록 빨라지도록 한 것을 특징으로 하는, 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
복수의 전자기기별 구동 우선순위 정보를 생성 및 저장하고, 상기 배터리의 전력잔량에 따라 상기 센싱 모듈을 포함한 복수의 전자기기별 전력 공급을 차등 제어하는 전원공급부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 발전 모듈의 실시간 발전량의 대소에 따라 파고를 추정하여 파고추정 정보를 생성하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020190020590A KR102206088B1 (ko) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020190020590A KR102206088B1 (ko) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 진동수주형 파력발전장치를 이용한 스마트 가두리 양식 시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200102223A true KR20200102223A (ko) | 2020-08-31 |
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- 2019-02-21 KR KR1020190020590A patent/KR102206088B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
| KR102206088B1 (ko) | 2021-01-21 |
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