KR20210099120A - 광전지 어레이로부터 구름량을 검출하는 관개 제어 시스템 및 이에 대한 방법 - Google Patents

광전지 어레이로부터 구름량을 검출하는 관개 제어 시스템 및 이에 대한 방법 Download PDF

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KR20210099120A
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에이치지씨아이, 아이엔씨.
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Abstract

관개 제어 시스템을 동작시키기 위한 방법이 제공되며, 관개 제어 시스템에 의해 환경 데이터를 수신하고 광전지(photovoltaic cell)들의 어레이로부터 동작 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 본 방법은 추가적으로 환경 데이터 및 동작 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 광전지들의 어레이로부터 하늘의 구름량을 결정하고, 관개 제어 시스템과 연관된 관개 구역에 대한 증발산(evapotranspiration) 값을 계산하는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 추가적으로 증발산 값에 적어도 부분적으로 기초하여 관개 구역에 대한 관개 스케줄을 결정하고 관개 구역을 관개하기 위해 관개 스케줄을 실행하는 단계를 포함한다. 관개 제어 시스템이 또한 제공된다.

Description

광전지 어레이로부터 구름량을 검출하는 관개 제어 시스템 및 이에 대한 방법
후술하는 장치 및 방법은 일반적으로 광전지 어레이로부터 구름량을 검출하는 관개 제어 시스템(irrigation control system)에 관한 것이다. 특히, 구름량은 광전지로부터 수신된 동작 데이터로부터 결정되며 증발산(evapotranspiration) 값을 계산하는 데 사용된다.
일부 종래의 관개 시스템은 증발산 값에 적어도 부분적으로 기초하여 계산되는 관개 스케줄을 사용하여 지역의 관개를 제어한다. 그러나, 이러한 증발산 값은 특히 정확하지 않으며 관개 스케줄의 정확성에 악영향을 미친다.
일 실시예에 따르면, 관개 제어 시스템을 동작시키기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 광전지(photovoltaic cell)들의 어레이로부터 동작 데이터를 수신하는 단계 및 광전지들의 어레이로부터 하늘의 구름량을 결정하는 단계를 포함한다. 본 방법은 추가적으로 동작 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 관개 제어 시스템과 연관된 관개 구역에 대한 증발산(evapotranspiration) 값을 계산하는 단계 및 증발산 값에 적어도 부분적으로 기초하여 관개 구역에 대한 관개 스케줄을 결정하는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 추가적으로 관개 구역을 관개하기 위해 관개 스케줄을 실행하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 관개 제어 시스템은 유체 밸브 및 관개 스케줄러를 포함한다. 유체 밸브는 수원(water source) 및 분배 유닛과 연관되고 수원으로부터 분배 유닛으로의 유체의 선택적 전달을 가능하게 하도록 구성된다. 관개 스케줄러는 명령들을 수신하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 명령들은 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금 관개 제어 시스템에 의해 환경 데이터를 수신하게 하고 광전지들의 어레이로부터 동작 데이터를 수신하게 한다. 명령들은 추가적으로 프로세서로 하여금 광전지들의 어레이로부터 하늘의 구름량을 결정하게 하고 환경 데이터 및 동작 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 관개 제어 시스템과 연관된 관개 구역에 대한 증발산 값을 계산하게 한다. 명령들은 또한 추가적으로 프로세서로 하여금 증발산 값에 적어도 부분적으로 기초하여 관개 구역에 대한 관개 스케줄을 결정하게 하고 관개 구역을 관개하기 위해 관개 스케줄을 실행하게 한다.
또 다른 실시예에 따르면, 관개 제어 시스템은 광전지들의 어레이 및 컴퓨팅 시스템을 포함한다. 컴퓨팅 시스템은 광전지들의 어레이와 전기적으로 커플링되고 관개 시스템에 의한 사용을 위한 동작 데이터에 기초한 증발산 값의 계산을 가능하게 하기 위해 광전지들 어레이로부터 적어도 하나의 광전지로부터의 동작 데이터를 검출하도록 구성된다.
특정 실시예는 첨부 도면과 관련하여 취해진 다음 설명으로부터 더 잘 이해될 것으로 생각된다.
도 1은 관개 제어 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 광전지들의 어레이와 연관된 관개 제어 시스템의 개략도를 도시한다.
이하, 선택된 실시예가 도 1 및 도 2의 도면 및 예와 관련하여 상세하게 설명된다. 일 실시예에 따른 관개 제어 시스템(10)이 일반적으로 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 관개 제어 시스템(10)은 기지국(base station)(12) 및 소비자의 집과 같은 관개 사이트(15)를 따라 분포된 복수의 원격 밸브(14)를 포함할 수 있다. 여전히 도 1을 참조하면, 원격 밸브들(14)은 적절한 관개 커버리지를 제공하기 위해 관개 사이트(15)에서 다른 위치에 제공되는 것으로 나타내어져 있다.
이제 원격 밸브들(14) 중 하나가 설명될 것이며 도 1에 나타낸 다른 원격 밸브(14)를 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 원격 밸브(14)는 유체 입구(16), 유체 출구(18) 및 유체 입구(16)와 유체 출구(18) 각각과 유체 연통하는 게이트 밸브(20)를 포함할 수 있다. 유체 입구(16)는 유체 입구(16)에 물을 공급하는 수원(22)과 커플링될 수 있다. 유체 출구(18)는 분배 유닛(24)에 인접한 영역으로의 물의 분배를 가능하게 하는 스프링클러와 같은 분배 유닛(24)과 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 유체 입구(16) 및 유체 출구(18)는 사용자가 관개 사이트(15) 내에서 원격 밸브(14) 및 분배 유닛(24)의 위치를 쉽게 선택할 수 있게 하는 종래의 정원 호스(미도시)로 각각의 수원(22) 및 분배 유닛(24)에 커플링될 수 있다.
게이트 밸브(20)는 수원(22)으로부터 분배 유닛(24)으로의 유체 흐름을 제어하기 위해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이의 선택적 작동을 위해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 게이트 밸브(20)는 완전 개방 위치 또는 완전 폐쇄 위치에서 동작하는 2 위치 밸브(two position valve)일 수 있다. 다른 실시예에서, 게이트 밸브(20)는 게이트 밸브(20)를 통한 유체 흐름이 제어 가능하도록 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이에서 선택적으로 가변적일 수 있다(예를 들어, 볼 밸브(ball valve)). 원격 밸브(14)는 예를 들어, 배터리(예를 들어, 재충전식 또는 일회용) 또는 광전지 어레이와 같은 온보드(onboard) 전원(미도시)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
기지국(12)은 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 분배 유닛(24)으로부터 주변 영역으로의 물의 분배를 가능하게 하기 위해 게이트 밸브(20)를 선택적으로 개방 및 폐쇄하는 명령을 원격 밸브(14)로 송신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(12) 및 원격 밸브(14)는 서로 무선 통신할 수 있다. 이러한 실시예에서, 각각의 기지국(12) 및 원격 밸브(14)는 예를 들어, ZigBee 프로토콜과 같은 다양한 무선 통신 프로토콜 중 임의의 것을 지원하는 각각의 트랜시버(미도시)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국(12) 및 원격 밸브(14)는 예를 들어, 24 VDC 제어 라인(24 VDC control line)을 사용하는 것과 같이 서로 유선 통신할 수 있다.
여전히 도 1을 참조하면, 원격 밸브들(14) 중 하나는 제1 구역(Z1)을 규정할 수 있고, 다른 2개의 원격 밸브(14)는 제2 구역(Z2)을 규정할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(12)은 원격 밸브들(14)이 위치하는 구역에 기초하여 원격 밸브(14)의 동작을 제어할 수 있다(예를 들어, 구역-기반 관개 전략). 임의의 양의 원격 밸브(14)가 관개 구역을 규정할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 임의의 양의 원격 밸브(14)(예를 들어, 하나)가 관개 사이트(15)에 제공될 수 있고, 기지국(12)에 의해 제어될 수 있음을 이해해야 한다.
관개 스케줄러(26)는 네트워크(34)(즉, 인터넷)를 통해 기지국(12)과 통신할 수 있고, 관개 스케줄에 기초하여 원격 밸브(14)의 동작을 제어할 수 있다. 관개 스케줄은 특정 관개 사이트 또는 구역의 급수 과잉(overwatering)/급수 부족(underwatering)을 방지하기 위해 원격 밸브(14)의 급수 날짜(들), 급수 시간, 급수 지속 시간, 유량 또는 임의의 다양한 다른 동작 파라미터를 제어하도록 맞춤화될 수 있다.
관개 스케줄러(26)는 원격 밸브(들)(14)에 명령을 중계할 수 있는 기지국(12)에 상이한 시간에 개별 명령을 전송함으로써 관개 스케줄을 실행할 수 있다. 예를 들어, 관개 스케줄이 특정 기간(예를 들어, 30분) 동안 하루에 두 번(예를 들어, 정오 및 오후 5시) 관개를 요청하는 경우, 관개 스케줄러(26)는 원격 밸브(들)(14)에 소정의 기간(예를 들어, 30분) 동안 개방을 유지하도록 명령하는 제1 명령을 제1 스케줄링된 시간(예를 들어, 정오)에 기지국(12)으로 전송할 수 있다. 차례로, 기지국(12)은 해당 명령을 원격 밸브(들)(14)로 중계할 수 있으며, 명령은 소정의 기간이 경과된 후 원격 밸브(들)(14)가 개방된 후 자동으로 폐쇄되게 한다. 그 후, 관개 스케줄러(26)는 원격 밸브(들)(14)에 소정의 기간(예를 들어, 30분) 동안 개방을 유지하도록 명령하는 제2 명령을 제2 스케줄링된 시간(예를 들어, 오후 5시)에 기지국(12)으로 전송할 수 있다. 차례로, 기지국(12)은 해당 명령을 원격 밸브(들)(14)로 중계할 수 있으며, 명령은 소정의 기간이 경과된 후 원격 밸브(들)(14)가 개방된 후 자동으로 폐쇄되게 한다.
관개 스케줄러(26)는 프로세서(30) 및 메모리(32)를 가질 수 있고, 관개 스케줄은 메모리(32)에 전적으로 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 관개 스케줄러(26)는 네트워크(34)(즉, 인터넷)와 통신하는 클라우드-기반 서버를 포함할 수 있다. 관개 스케줄러(26)로부터 기지국(12)으로 개별 명령을 전송함으로써, 관개 스케줄은 기지국(12) 또는 원격 밸브(14)에 독립적으로 저장될 필요가 없다. 대신, 기지국(12)은 관개 스케줄러(26)로부터의 명령(들)을 원격 밸브(들)(14)로의 송신을 위한 적절한 통신 프로토콜(예를 들어, Zigbee)로 트랜슬레이팅(translating)할 수 있는 통과 디바이스(pass through device)로서의 역할을 할 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국(12)이 관개 스케줄러(26)와의 추가적인 통신 없이 관개 스케줄을 구현할 수 있도록 관개 스케줄은 관개 스케줄러(26)로부터 기지국(12)으로 송신되어 기지국(12) 상의 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 관개 스케줄러(26)는 임의의 다양하고 적절한 대안적인 컴퓨팅 시스템일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
일 실시예에서, 관개 스케줄은 네트워크(34)를 통해 관개 스케줄러(26)와 통신하는 컴퓨팅 디바이스(40)(예를 들어, 스마트 폰, 태블릿, 랩탑 컴퓨터 또는 데스크탑 컴퓨터)로부터 사용자에 의해 초기에 생성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(40)는 사용자가 관개 스케줄에 대한 다양한 파라미터(예를 들어, 급수 날짜(들), 급수 시간, 급수 지속 시간 및/또는 유량)를 입력할 수 있게 하는 그래픽 사용자 인터페이스의 표시를 가능하게 할 수 있다. 해당 파라미터는 관개 스케줄러(26)로 송신되고 관개 스케줄로서 메모리(32)에 저장된다. 다른 실시예에서, 관개 스케줄러(26)는 검출된 환경 조건에 기초하여 관개 스케줄을 자동으로 생성할 수 있다.
아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 관개 스케줄러(26)는 예를 들어, 기상 예보, 이력 기상 데이터, 증발산 데이터, 예상 강우량, 구름량 또는 관개 수요에 영향을 미칠 수 있는 임의의 다른 변수와 같이 관개에 대한 수요에 영향을 미칠 수 있는 환경 조건의 변화를 수용하기 위해 주기적으로(예를 들어, 매시간 또는 매일) 관개 스케줄을 조정할 수 있다.
관개 스케줄러(26)는 네트워크(34)를 통해 기상 서버(36)와 통신할 수 있다. 기상 서버(36)는 관개 스케줄을 생성 및/또는 조정하는 데 사용되는 기상 데이터를 관개 스케줄러(26)에 제공할 수 있다. 기상 데이터는 관개 사이트(15)에 대한 다가오는 기상을 예측할 수 있는 예측 기상 데이터(즉, 예측 모델로부터의)를 포함할 수 있다. 관개 스케줄러(26)는 이러한 예측 데이터를 사용하여 관개 스케줄을 조정하여 관개 사이트(15)의 급수 과잉/급수 부족을 방지할 수 있다. 예를 들어, 예측 기상 모델이 다음 2일 동안 비가 올 확률이 100%임을 나타내는 경우, 관개 스케줄러(26)는 관개 사이트(15)의 급수 과잉을 방지하기 위해 다음 2일의 스케줄링된 관개 이벤트를 중단할 수 있다. 기지국(12), 관개 스케줄러(26) 및 기상 서버(36) 각각은 이더넷(Ethernet), TCP/IP, 및/또는 WiFi와 같은 유선 또는 무선 데이터 송신 링크를 통해 네트워크(34)에 접속될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
관개 스케줄러(26)는 또한 관개 스케줄을 결정하는 데 사용하기 위해 다른 유형의 환경 데이터를 관개 스케줄러(26)에 전달하는 원격 환경 센서(38)와 네트워크(34)를 통해 통신할 수도 있다. 일 실시예에서, 원격 환경 센서(38)는 강우 센서, 바람 센서, 토양 수분 센서, 습도 센서 또는 기상 센서, 또는 이들의 일부 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 원격 환경 센서(38)는 관개 스케줄을 결정하는 데 사용하기 위해 환경 데이터를 관개 스케줄러(26)에 전달할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
원격 환경 센서(38)는 관개 사이트(15)에 또는 그 부근에 배치되어 사이트에서의 환경 조건을 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 원격 환경 센서(38)는 자체적으로 (예를 들어, Wi-Fi를 통해) 네트워크(34)에 연결할 수 있고 환경 데이터를 관개 스케줄러(26)에 전달하기 위해 라우터 또는 다른 디바이스와 통신하는 네트워크 가능 디바이스일 수 있다. 다른 실시예에서, 원격 환경 센서(38)는 기지국(12)이 환경 데이터를 관개 스케줄러로 송신하기 위해 네트워크(34)에 액세스하는 것을 담당하도록 기지국(12)과 무선으로 통신할 수 있다.
관개 스케줄러(26)는 관개 스케줄을 결정/조정하는 데 사용되는 관개 사이트(15)에 대한 증발산 값을 결정하도록 구성될 수 있다. 증발산이란 물이 토양 및 다른 표면으로부터의 증발 및 식물로부터의 증산에 의해 토양으로부터 대기로 전달되는 프로세스를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이와 같이, 관개 사이트(15)에서의 증발산은 예를 들어, 관개 사이트(15)에 전달되는 햇빛의 양에 영향을 미쳐 증발산을 조장할 수 있는 하늘의 구름량과 같은 상이한 환경 요인에 의해 영향을 받을 수 있다.
관개 스케줄러(26)는 증발산 값을 계산하기 위해 적어도 부분적으로 사용될 수 있는 하늘의 구름량을 결정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 관개 스케줄러(26)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 태양 전력 시스템(42)으로부터 제공된 동작 데이터에 기초하여 하늘의 구름량을 결정할 수 있다. 태양 전력 시스템(42)은 광전지 어레이(예를 들어, 태양광 패널)(44) 및 네트워크(34)를 통해 관개 스케줄러(26)와 통신하는 어레이 제어기(46)를 포함할 수 있다.
태양광 패널(44)은 가정용 전기 그리드 또는 배전/송전 그리드와 같은 전력 시스템으로의 전달을 위해 태양 에너지를 전력으로 변환하는 것을 가능하게 할 수 있다. 태양광 패널(44)은 관개 스케줄러(26)에 의해 제어되는 관개 사이트(15)에 또는 그 부근에 제공될 수 있어, 태양광 패널(44)에 전달된 태양 복사 조도가 관개 사이트(15)에서 경험한 태양 복사 조도를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 태양광 패널(44)은 관개 사이트(15)에 위치한 주택 또는 상업용 건물과 같은 주거 구조물(48) 위에 장착될 수 있다. 다른 실시예에서, 태양광 패널(44)은 전기 그리드로 전달하기 위한 전력을 생성하기 위해 전력 회사에 의해 종종 배치되는 바와 같이 관개 사이트(15) 부근에 위치된 독립형 패널일 수 있다. 일부 실시예에서, 태양광 패널(44)은 그 장착 위치에 대해 피벗(pivot) 가능할 수 있다. 이러한 실시예에서, 어레이 제어기(46)는 하늘을 가로지르는 태양의 움직임을 추적하기 위해 태양광 패널(44)의 피벗팅을 제어하도록 구성될 수 있다.
태양광 패널(44)로부터 전달되는 전력량(예를 들어, 전력 출력)은 태양광 패널(44)에 전달되는 태양 복사 조도(즉, 태양으로부터)의 강도에 따를 수 있다. 태양 복사 조도의 강도는 일중 시간, 연중 시간, 현재 구름량 또는 임의의 다양한 다른 요인에 따라 변할 수 있다.
어레이 제어기(46)는 관개 스케줄러(26)와 통신할 수 있고, 태양광 패널(44)에 관한 동작 데이터를 관개 스케줄러(26)로 송신하여 하늘의 구름량의 계산을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 어레이 제어기(46)는 전력 출력 데이터로서 태양광 패널(44)의 현재 전력 출력을 관개 스케줄러(26)에 송신할 수 있다. 관개 스케줄러(26)는 태양광 패널(44)의 현재 전력 출력을 태양광 패널(44)에 대해 이용 가능한 최대 전력 출력과 비교할 수 있다. 현재 전력 출력과 이용 가능한 최대 전력 출력 간의 차이는 하늘의 구름량을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널(44)의 현재 전력 출력 값이 이용 가능한 최대 전력 출력의 약 70%이면, 관개 스케줄러(26)는 해당 지역에 약 30%의 구름량이 있다고 결정할 수 있다.
태양광 패널(44)의 이용 가능한 최대 전력 출력은 태양광 패널(44)의 모든 전지가 완전히 동작하고(예를 들어, 고장난 전지가 없음), 태양광 패널(44)이 일중 시간, 연중 날짜 및 지리적 위치에 비추어 완전한 태양(예를 들어, 구름량 없음)에 노출되는 것으로 예측될 때, 태양광 패널(44)이 생성할 수 있는 전력 출력으로 이해될 수 있다. 태양으로부터의 복사 조도의 양은 구름량이 결정되고 있는 일중 시간, 연중 시간 및 지리적 위치에 의해 영향을 받을 수 있어, 태양광 패널(44)로부터의 이용 가능한 최대 출력 전력이 일중 시간, 연중 시간 및 지리적 위치에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 태양으로부터의 복사 조도는 이른 아침 또는 늦은 오후와는 대조적으로 정오에 태양광 패널(44)에서 더 클 수 있다. 마찬가지로, 태양으로부터의 복사 조도는 겨울날(태양이 지구에서 더 멀리 있을 때)보다 여름날에 더 클 수 있다. 따라서, 이용 가능한 최대 전력 출력은 태양광 패널(44)의 최대 정격 전력 출력이 아니라 일중 시간 및 연중 날짜에 기초한 태양광 패널(44)로부터의 실제 이용 가능한 최대 전력 출력일 수 있다. 이와 같이, 관개 스케줄러(26)가 어레이 제어기(46)로부터의 전력 출력 데이터로부터 구름량을 결정할 때, 전력 출력 데이터는 계산이 이루어지는 일중 시간 및 연중 날짜에 대한 이용 가능한 최대 전력 출력을 포함할 수 있다.
다른 일중 시간 및 연중 날짜에 대한 태양광 패널(44)의 이용 가능한 최대 전력 출력은 어레이 제어기(46)의 메모리(미도시)에 (예를 들어, 룩업 테이블로서) 저장되어 하늘의 구름량을 결정하는 데 사용하기 위해 네트워크(34)를 통해 전력 출력 데이터(예를 들어, 동작 데이터)의 일부로서 관개 스케줄러(26)로 송신될 수 있다. 일 실시예에서, 이용 가능한 최대 전력 출력은 하늘의 구름량을 결정하기 위해 필요에 따라 어레이 제어기(46)로부터 관개 스케줄러(26)로 송신될 수 있다. 이러한 실시예에서, 관개 스케줄러(26)는 구름량이 결정되고 있는 일중 시간 및 연중 날짜를 식별할 수 있고, 이에 응답하여 어레이 제어기(46)는 해당 일중 시간 및 연중 날짜에 대한 이용 가능한 최대 전력 출력을 관개 스케줄러(26)로 송신할 수 있다. 다른 실시예에서, 전체 룩업 테이블이 대량으로 어레이 제어기(46)로부터 관개 스케줄러(26)로 송신될 수 있으며, 이는 관개 스케줄러(26)의 메모리(32)에 저장된다. 이러한 실시예에서, 관개 스케줄러(26)는 어레이 제어기(46)로부터의 정보를 반복적으로 요청할 필요 없이 주어진 일중 시간 및 연중 날짜에 대해 이용 가능한 최대 전력 출력을 식별한다.
일 실시예에서, 태양광 패널(44)의 이용 가능한 최대 전력 출력은 태양광 패널(44)의 물리적 파라미터(예를 들어, 태양광 패널(44)의 각도, 태양광 패널(44)의 풋프린트, 결함 있는 전지의 수)뿐만 아니라 이력 환경 데이터(예를 들어, 일중 시간 및 연중 날짜에 대한 태양으로부터의 복사 조도의 양)에 기초하여 상이한 일중 시간 및 연중 날짜에 대해 계산될 수 있다. 다른 실시예에서, 어레이 제어기(46)는 시간에 따라 어레이 제어기(46)에 의해 수집된 이력 전력 출력 데이터에 기초하여 상이한 일중 시간 및 연중 날짜에 대해 이용 가능한 최대 전력 출력을 추정할 수 있다. 이러한 예에서, 상이한 일중 시간 및 연중 날짜에 대한 태양광 패널(44)로부터의 피크 전력 출력이 해당 태양광 패널(44)에 대한 이용 가능한 최대 전력 출력으로서 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 태양광 패널(44) 및 어레이 제어기(46)는 어레이 제어기(46)로부터의 동작 데이터가 관개 제어 시스템(10)의 소유자에 대해 용이하게 이용 가능하지 않도록 이웃 건물 또는 전력 회사와 같은 제3자 공급자에 의해 제어(예를 들어, 소유/운영)될 수 있다. 이러한 실시예에서, 동작 데이터는 제3자와의 계약(예를 들어, 가입)을 통해 관개 스케줄러(26)에 제공될 수 있다.
관개 사이트(15)에 대한 증발산 값은 예를 들어, 토양 수분, 최근 강우량, 풍속 크기 및 방향, 습도, 토양 유형, 식물 유형 또는 식물 밀도와 같은, 하늘의 계산된 구름량 외에 특정 환경 조건에 따라 계산될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 토양 수분, 습도, 풍속 크기 및 방향과 같은 이러한 환경 조건 중 일부는 위에서 설명한 환경 센서로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 토양 유형, 식물 유형 및 식물 밀도와 같은 다른 환경 조건은 관개 제어 시스템(10)에 대한 설정 프로세스의 일부로서 관개 스케줄러(26)에 제공될 수 있다.
또한, 증발산 값을 결정하기 위해 하늘의 구름량을 사용하는 것은 특정의 종래의 구성보다 관개 스케줄을 확립/조정하는 데 사용하기 위한 보다 정확한 증발산 값을 제공할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 특히, 구름량이 증가하거나 감소함에 따라, 계산된 증발산 값이 그에 따라 변할 수 있어, 해당 구름량에 대해 수용할 다가오는 스케줄링된 관개의 양 및/또는 길이가 각각 증가하거나 감소하며, 이는 종래의 구성에서 현재 이용 가능한 것보다 관개 사이트(15)의 보다 효과적인 관개를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예 및 예에 대한 상술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 이는 완전한 것이거나 설명된 형태로 본 개시를 제한하려고 의도된 것이 아니다. 위의 교시에 비추어 많은 수정이 가능하다. 이러한 수정 중 일부는 논의되었고 다른 일부는 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 본 개시의 원리 및 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 실시예를 가장 잘 예시하기 위해 실시예가 선택되고 설명되었다. 물론, 본 개시의 범위는 본원에 제시된 예 또는 실시예에 한정되지 않으며, 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 임의의 수의 어플리케이션 및 등가 디바이스에서 사용될 수 있다. 오히려, 본 발명의 범위는 본원에 첨부된 청구항에 의해 정의되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 관개 제어 시스템을 동작시키기 위한 방법으로서,
    광전지들(photovoltaic cells)의 어레이로부터 동작 데이터를 수신하는 단계;
    상기 동작 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 광전지들의 어레이로부터 하늘의 구름량(cloud cover)을 결정하는 단계;
    하늘의 구름량에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 관개 제어 시스템과 연관된 관개 구역에 대한 증발산(evapotranspiration) 값을 계산하는 단계;
    상기 증발산 값에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 관개 구역에 대한 관개 스케줄을 결정하는 단계; 및
    상기 관개 구역을 관개하기 위해 상기 관개 스케줄을 실행하는 단계;를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동작 데이터를 수신하는 단계는 상기 광전지들의 어레이로부터 전력 출력 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구름량을 결정하는 단계는 상기 어레이의 상기 광전지들 중 적어도 하나에 대해, 전력 출력 데이터를 상기 어레이의 인접한 광전지들과 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관개 구역을 관개하기 위해 상기 관개 스케줄을 실행하는 단계는 유체가 수원(water source)으로부터 유체 밸브를 통해 분배 유닛 밖으로 전달되도록 상기 수원 및 상기 분배 유닛과 연관된 상기 유체 밸브를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광전지들의 어레이는 상기 관개 구역으로부터 원격의 위치에 있는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 관개 제어 시스템에 의해 환경 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고, 증발산 값 시스템은 상기 환경 데이터 및 상기 동작 데이터에 적어도 부분적으로 기초하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 환경 데이터를 수신하는 단계는 적어도 하나의 환경 센서로부터 상기 환경 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 환경 센서는 강우 센서, 바람 센서, 토양 수분 센서, 습도 센서 및 기상 센서 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 환경 데이터를 수신하는 단계는 예측 기상 모델로부터 예측 기상 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 관개 제어 시스템으로서,
    수원 및 분배 유닛과 연관되고 상기 수원으로부터 상기 분배 유닛으로의 유체의 선택적 전달을 가능하게 하도록 구성된 유체 밸브; 및
    명령들을 수신하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 관개 스케줄러를 포함하고, 상기 명령들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금:
    상기 관개 제어 시스템에 의해 환경 데이터를 수신하고;
    광전지들의 어레이로부터 동작 데이터를 수신하고;
    상기 광전지들의 어레이로부터 하늘의 구름량을 결정하고;
    상기 환경 데이터 및 상기 동작 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 관개 제어 시스템과 연관된 관개 구역에 대한 증발산 값을 계산하고;
    상기 증발산 값에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 관개 구역에 대한 관개 스케줄을 결정하고;
    상기 관개 구역을 관개하기 위해 상기 관개 스케줄을 실행하게 하는, 관개 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금 상기 동작 데이터를 수신하게 하는 것은 상기 프로세서로 하여금 상기 광전지들의 어레이로부터 전력 출력 데이터를 수신하게 하는 것을 포함하는, 관개 제어 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금 상기 구름량을 결정하게 하는 것은 상기 어레이의 상기 광전지들 중 적어도 하나에 대해, 상기 프로세서로 하여금 전력 출력 데이터를 상기 어레이의 인접한 광전지들과 비교하게 하는 것을 포함하는, 관개 제어 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금 상기 관개 구역을 관개하기 위해 상기 관개 스케줄을 실행하게 하는 것은 상기 프로세서로 하여금 유체가 상기 수원으로부터 상기 유체 밸브를 통해 상기 분배 유닛 밖으로 전달되도록 상기 수원 및 상기 분배 유닛과 연관된 상기 유체 밸브를 작동시키게 하는 것을 포함하는, 관개 제어 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 광전지들의 어레이는 상기 관개 구역으로부터 원격의 위치에 있는, 관개 제어 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 명령들은 추가적으로 상기 프로세서로 하여금 상기 관개 제어 시스템에 의해 상기 환경 데이터를 수신하게 하고, 증발산 값 시스템은 상기 환경 데이터 및 상기 동작 데이터에 적어도 부분적으로 기초하는, 관개 제어 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 환경 데이터를 수신하는 것은 예측 기상 모델로부터 예측 기상 데이터를 수신하는 것을 포함하는, 관개 제어 시스템.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 관개 스케줄러는 상기 명령들을 저장하기 위한 온보드 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(onboard non-transitory computer readable medium)를 포함하는, 관개 제어 시스템.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 관개 스케줄러는 기지국으로부터 원격이고 상기 기지국으로 상기 명령들을 송신하도록 구성된 클라우드 기반 서버를 포함하는, 관개 제어 시스템.
  19. 관개 제어 시스템으로서,
    광전지들의 어레이; 및
    상기 광전지들의 어레이와 전기적으로 커플링된 컴퓨팅 시스템;을 포함하며,
    상기 컴퓨팅 시스템은,
    상기 광전지들 어레이의 적어도 하나의 광전지로부터의 동작 데이터를 검출하여, 관개 시스템에 의한 사용을 위한 상기 동작 데이터에 기초한 증발산 값의 계산을 가능하게 하도록 구성되는, 관개 제어 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 동작 데이터는 상기 광전지들의 어레이의 전력 출력 데이터를 포함하는, 관개 제어 시스템.
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