KR20210112483A - 태양광발전을 이용한 정수시스템 - Google Patents

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Abstract

태양광발전을 이용한 정수시스템은 태양광판넬을 포함하는 태양광발전부, 태양광발전부로부터 생성된 전류를 저장하는 축전부, 태양광발전부로부터 생성된 전류를 변환하여 공급하는 전류변환부 및 태양광발전부로부터 생성된 전류를 축전부와 전류변환부 중 적어도 하나에 선택적으로 공급할 수 있는 선택공급부를 갖는 전원공급부와, 전류변환부와 축전부 중 적어도 하나로부터 전원을 공급받으며 물이 이동되는 물배관, 물배관을 통해 유입되는 물의 고형오염물을 제거하는 오염물제거부, 오염물제거부에서 오염물이 제거된 물이 인출되어 저장되는 정수저장조를 갖는 정수부 및 기설정된 시간 및 기설정된 날씨에 기초하여 태양광발전부로부터 생성된 전류를 축전부와 전류변환부 중 적어도 하나에 공급되도록 선택공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

태양광발전을 이용한 정수시스템{Water Purification System Using Photovoltaic Power Generation}
본 발명은 태양광발전을 이용한 정수시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 및 정수가 공급되지 못하는 오지지역에서 태양광을 이용하여 전기를 발전하며 이 전원으로 물을 정수할 수 있는 태양광발전을 이용한 정수시스템에 관한 것이다.
전기 및 정수가 공급되지 않는 오지지역에서는 음용으로 사용할 수 있는 물을 확보하는 것이 무엇보다 중요한 과제이다. 물 속에 존재하는 오염물을 제거하여 정수를 하기 위하여 다양한 방법이 이용될 수 있다.
그러나, 전원을 이용하지 않고 정수된 깨끗한 식용수를 얻기는 매우 어렵다. 특히 필터링을 하는 경우 멤브레인을 통과시켜야 균을 비롯한 오염물을 제거할 수 있으나 소정 압력 이상을 가하여야 하므로 수동으로 이루어지기 어렵다.
따라서 본 발명의 목적은 전기 및 정수가 공급되지 못하는 오지지역에서 전원을 이용하여 음용수를 확보할 수 있는 태양광발전을 이용한 정수시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광발전을 이용한 정수시스템은, 태양광판넬을 포함하는 태양광발전부, 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류를 저장하는 축전부, 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류를 변환하여 공급하는 전류변환부 및 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류를 상기 축전부와 상기 전류변환부 중 적어도 하나에 선택적으로 공급할 수 있는 선택공급부를 갖는 전원공급부; 상기 전류변환부와 상기 축전부 중 적어도 하나로부터 전원을 공급받으며, 물이 이동되는 물배관, 상기 물배관을 통해 유입되는 물의 고형오염물을 제거하는 오염물제거부, 상기 오염물제거부에서 오염물이 제거된 물이 인출되어 저장되는 정수저장조를 갖는 정수부; 및 기설정된 시간 및 기설정된 날씨에 기초하여 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류를 상기 축전부와 상기 전원공급부 중 적어도 하나에 공급되도록 상기 선택공급부를 제어하는 제어부를 포함한다. 태양광을 이용하여 발전을 하고 이 발전된 전류를 축적하며 공급하여 물을 정수하는데 특히, 낮에는 발전된 전원을 사용하여 정수를 하며 전원을 사용하지 않는 중에는 축전부에 전류를 저장하며, 발전이 이루어지지 않는 밤에는 축전부에 저장된 전류를 사용하여 정수를 할 수 있다.
여기서, 태양광을 감지하는 태양광감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 태양광감지부로부터 태양광발전 가능한 태양광이 감지되면 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류가 상기 전류변환부와 상기 축전부로 공급되도록 하고, 상기 태양광감지부로부터 태양광발전 가능한 태양광이 감지되지 않으면 상기 축전부로부터 전류변환부로 전류가 공급되도록 제어하면, 사용자가 사용하는 데에 불편함 없이 전원이 원활하게 공급될 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 축전부와 상기 전류변환부를 연결하는 보조전원공급선; 및 상기 보조전원공급선 상에 배치되어 전원을 단속하는 전원단속부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 태양광발전부로부터의 전원공급이 부족한 것으로 판단되면, 상기 전원단속부를 연결하여 상기 축전부의 축전된 전원이 상기 전류변환부로 공급되도록 제어하면 사용자가 전원을 사용함에 있어 부족한 경우를 방지할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 오염물제거부는, 물의 오염물을 전기투석하여 제거하는 전기투석부; 상기 전기투석부에서 인출된 물을 필터링하여 오염물을 제거하는 필터링부; 오존을 생성하는 오존생성부를 갖고, 상기 오존생성부에서 생성된 오존을 상기 전기투석부 및 상기 필터링부 중 적어도 하나에 공급되도록 하는 오존공급부; 및 상기 전기투석부와 상기 필터링부 각각과 상기 전기투석부와 상기 필터링부 각각의 전단, 후단에서 자외선을 공급할 수 있는 자외선공급부를 더 포함하면 오지에서의 깨끗하지 않을 수 있는 물에서 균을 포함하는 오염물을 제거하여 정수를 확보할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 정수부는, 상기 전기투석부로 물이 인입되어 이동되는 전기인입배관, 상기 전기투석부와 상기 필터링부를 연결하는 복수의 연결배관, 상기 전기투석부와 상기 필터링부를 우회하여 물이 이동되도록 하는 우회배관 및 상기 전기인입배관과 상기 연결배관에서 분기되어 물을 외부로 배출하는 드레인배관을 포함하는 물배관; 상기 전기인입배관, 상기 연결배관 및 상기 우회배관의 분기점에 배치되어 물을 선택적으로 이동시키는 복수의 선택밸브; 및 상기 복수의 드레인배관 상에 배치되어 물의 이동을 단속하는 복수의 드레인밸브를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 전기인입배관으로 인입되는 물이 상기 우회배관을 따라 상기 필터링부와 상기 전기투석부 순으로 이동되어 상기 전기투석부와 상기 필터링부가 역세척되도록 상기 복수의 선택밸브 및 상기 복수의 드레인밸브를 제어하면 정수과정에서 오염물제거부에 축적될 수 있는 오염물을 역세척을 이용하여 제거할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 정수부는, 상기 전기투석부로 인입되는 물의 오염도를 감지하는 오염감지센서를 더 포함하며, 상기 우회배관은, 우회메인배관과, 상기 우회메인배관 복수의 지점으로부터 분기되어 상기 연결배관에 연결되는 우회연결배관을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 오염감지센서에서 감지되는 상기 전기투석부로의 인입수의 오염도가 기설정된 제1단계인 경우 물이 상기 필터링부는 통과하지 않고 상기 전기투석부를 통과하도록 상기 복수의 선택밸브를 제어하면 인입되는 물의 오염도를 확인하여 전기투석부만으로도 식용수를 확보할 수 있는 것으로 판단되면 인입수는 필터링부를 통과하지 않도록 할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 제어부는, 상기 오염감지센서에서 감지되는 상기 전기투석부로의 인입수의 오염도가 상기 제1단계보다 높은 기설정된 제2단계인 경우 물이 상기 전기투석부는 통과하지 않고 상기 필터링부를 통과하도록 상기 복수의 선택밸브를 제어하면 인입되는 물의 오염도를 확인하여 필터링부만으로도 식용수를 확보할 수 있는 것으로 판단되면 인입수는 전기투석부를 통과하지 않도록 할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 오염감지센서에서 감지되는 상기 전기투석부로의 인입수의 오염도가 상기 제2단계보다 높은 기설정된 제3단계인 경우 물이 상기 전기투석부, 상기 필터링부, 상기 오존공급부 및 상기 자외선공급부를 적어도 1회이상 통과하도록 상기 복수의 선택밸브를 제어하면 인입되는 물의 오염도를 확인한 결과 전기투석부, 필터링부, 오존공급부 및 자외선공급부를 모두 이용하여 오염물을 제거해야 하는 것을 판단되면 인입수가 전기투석부, 필터링부, 오존공급부 및 자외선공급부를 적어도 1회 이상 통과하여 정수가 이루어지도록 할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 제어부는, 상기 오염감지센서에서 감지되는 상기 정수저장조로 인입되는 정수의 오염도가 기설정된 수치보다 높은 경우 상기 오염물제거부를 역세척하도록 상기 복수의 선택밸브를 제어하면 오염물제거부에 축적된 오염물을 제거하여 오염물제거부의 수명이 증가할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 정수부는, 상기 정수저장조와 상기 복수의 선택밸브 중 적어도 하나를 연결하는 순환배관, 상기 순환배관 상에 배치되어 물의 이동을 단속하는 순환밸브 및 상기 순환배관 상에 배치되어 물을 이동시키는 순환펌프를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 정수저장조의 물이 순환되도록 상기 순환밸브 및 상기 순환펌프를 제어하며, 상기 오염물제거부 중 적어도 하나에서 오염물제거작업이 이루어지도록 상기 복수의 선택밸브 및 상기 오염물제거부를 제어하면 정수를 사용하지 않는 경우에도 저장된 물의 정수 및 멸균을 위하여 정수를 순환시켜 정수할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 따르면 태양광을 이용하여 발전을 하고 이 발전된 전류를 축적하며 공급하여 물을 정수하는데 특히, 낮에는 발전된 전원을 사용하여 정수를 하며 전원을 사용하지 않는 중에는 축전부에 전류를 저장하며, 발전이 이루어지지 않는 밤에는 축전부에 저장된 전류를 사용하여 정수를 할 수 있으므로 전기 및 정수가 공급되지 못하는 오지지역에서 전원을 이용하여 음용수를 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정수시스템의 예시도.
도 2는 정수시스템의 개략회로도.
도 3은 전원공급부의 전원공급 예시도.
도 4는 8은 정수예시도.
도 9는 역세척 예시도.
도 10은 제어블록도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정수시스템(1)을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 정수시스템(1)의 예시도이고, 도 2는 정수시스템(1)의 개략회로도이며, 도 3은 전원공급부(10)의 전원공급 예시도이고, 도 4는 8은 정수예시도이며, 도 9는 역세척 예시도이고, 도 10은 제어블록도이다.
정수시스템(1)은 전원공급부(10), 정수부(20) 및 제어부(30)를 포함한다. 전원공급부(10)는 태양광발전부(11), 축전부(12), 전류변환부(13), 선택공급부(14), 메인전원공급선(15), 보조전원공급선(16), 전원단속부(17), 및 태양광감지부(18)을 갖는다.
태양광발전부(11)는 태양광을 전기로 변환하여 전류를 발생시키는 태양광판넬(111)을 갖는다.
축전부(12)는 태양광발전부(11)에서 생성된 전류를 저장할 수 있다. 배터리로 마련되어 전류를 저장할 수 있다.
전류변환부(13)는 직류와 교류로 전류를 변환할 수 있으며 전류를 분배하여 공급할 수도 있다.
선택공급부(14)는 태양광발전부(11)로부터 생성된 전류를 축전부(12)와 전류변환부(13) 중 적어도 하나에 선택적으로 공급할 수 있다. 선택공급부(14)는 축전부(12)와 전류변환부(13) 모두로 전류가 흐르지 않도록 할 수도 있다.
메인전원공급선(15)은 태양광발전부(11)에서 축전부(12)와 전류변환부(13)를 연결하여 전류가 흐르도록 할 수 있다.
보조전원공급선(16)은 축전부(12)와 전류변환부(13)를 연결하여 전류가 흐를 수 있도록 한다.
전원단속부(17)는 보조전원공급선(16) 상에 배치되어 전원을 단속한다.
태양광감지부(18)는 태양광을 감지한다. 태양관감지부(18)는 태양광의 밝기를 감지하여 감지신호를 후술할 제어부(40)에 전달할 수 있다.
정수부(20)는 전류변환부(13)와 축전부(12) 중 적어도 하나로부터 전원을 공급받는다. 정수부(20)는 물배관(21), 선택밸브(22), 드레인밸브(23), 순환밸브(24), 순환펌프(25), 오염제거부(26), 정수저장조(27), 오염감지센서(28), 인입펌프(29) 및 전처리필터(30)를 갖는다.
물배관(21)은 물을 이동시키는 배관으로, 전기인입배관(211), 연결배관(212), 우회배관(213), 드레인배관(214) 및 순환배관(215)을 갖는다.
전기인입배관(211)은 전기투석부(261)로 물을 인입시키는 배관이다.
연결배관(212)은 후술할 오염제거부(26)의 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263), 자외선공급부(264) 및 정수저장조(27)를 연결하는 배관이다.
우회배관(213)은 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 선택적으로 우회하여 물이 흐르게 할 수 있다. 우회배관(213)은 우회메인배관(231-1)과 우회연결배관(231-2)으로 이루어진다. 우회메인배관(231-1)은 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 우회하는 배관이다.
우회연결배관(231-2)은 우회메인배관(213-1) 복수의 지점으로부터 분기되어 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263), 자외선공급부(264) 및 정수저장조(27)를 연결하는 연결배관(212)에 연결한다.
드레인배관(214)은 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 연결하는 연결배관(212)으로부터 외부로 물을 이동시키도록 할 수 있다.
순환배관(215)은 정수저장조(27)와 복수의 선택밸브(221 내지 228) 중 적어도 하나를 연결한다.
선택밸브(22)는 전기인입배관(211), 연결배관(212) 및 우회배관(213)의 분기점에 배치되어 물을 선택적으로 이동시킨다. 선택밸브(22)는 제1선택밸브(221), 제2선택밸브(2221), 제3선택밸브(223), 제4선택밸브(224), 제5선택밸브(225), 제6선택밸브(226), 제7선택밸브(227) 및 제8선택밸브(228)로 이루어진다. 선택밸브(22)는 전기인입배관(211), 연결배관(212) 및 우회배관(213)의 분기점이 증가하는 것에 비례하여 증가되어 배치될 수 있다.
드레인밸브(23)는 드레인배관(214-1 내지 214-4)) 각각에 배치되어 물의 이동을 단속한다.
순환밸브(24)는 순환배관(215) 상에 배치되어 순환배관(215)의 물 이동을 단속한다.
순환펌프(25)는 순환배관(215) 상에 배치되어 물을 이동시킨다.
오염제거부(26)는 물배관(21)을 통해 유입되는 물의 고형오염물, 세균 등의 오염물을 제거한다. 오염제거부(26)는 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 갖는다. 오염제거부(26)는 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)가 2개 이상으로 마련될 수도 있으며, 이 외의 삼투막, 이온교환수지 등으로 마련될 수도 있다.
전기투석부(261)는 +전극과 -전극을 가지며, 물 속의 오염물에 전기를 부여하여 오염물에 + 또는 -의 전극을 갖도록 한 후 +전극과 -전극에 전원을 가하여 + 오염물은 -전극으로 -오염물은 +전극으로 붙게하는 인력을 이용하여 오염물을 포집 제거한다. 전기투석부(261)는 미세한 오염물을 제거하기보다는 큰 입자의 오염물을 제거하는 역할을 하므로 외부의 물이 인입되는 오염물제거부의 전단부분에 배치되어 큰 고형물의 제거를 담당하는 게 바람직하다.
필터링부(262)는 전기투석부(261)에서 인출된 물을 필터링하여 오염물을 제거한다. 필터링부(262)는 필터 또는 멤브레인막을 이용하여, 큰 입자의 오염물부터 미세한 입자의 오염물까지 모두 제거할 수 있다. 멤브레인막은 미세공을 가지므로 그 크기에 따라서는 세균이나 바이러스도 제거할 수 있다.
오존공급부(263)는 오존을 생성하는 오존생성부(263-1)를 갖고, 오존생성부(263-1)에서 생성된 오존을 전기투석부(261) 및 필터링부(262) 중 적어도 하나에 공급되도록 할 수 있다. 오존은 세균을 멸균할 수 있는 역할을 하므로 식용수의 살균을 위하여 매우 중요하다. 오존공급부(263)는 정수저장조(27)의 하단으로 오존을 공급하여 저장된 정수를 살균할 수도 있다.
자외선공급부(264)는 자외선램프로 이동하는 물이거나 저장된 물을 살균한다. 자외선공급부(264)는 전기투석부(261)와 필터링부(262) 각각과 전기투석부(261)와 필터링부(262) 각각의 전단, 후단에서 자외선을 공급할 수 있다.
정수저장조(27)는 오염물제거부(26)에 의해 정수된 물을 저장한다. 정수저장부(27)는 에어필터(271)를 갖고 외부의 세균이 침입하지 못하도록 하면서 에어가 유입되도록 하는 역할을 한다. 이에 의해 사용자가 원하는 인출속도로 정수를 인출할 수 있다.
오염감지센서(28)는 전기투석부(261)로 인입되는 물의 오염도를 감지한다. 오염감지센서(28)는 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)의 후단에 배치되어 물의 오염도를 감지한다. 이에 의해 물이 식용으로 가능한 것으로 판단되는 경우 오염물제거부(26) 중 적은 구성만을 이용하여 내구성을 증가시킬 수 있다. 또한, 식용 가능한 물이 아니라고 판단되는 경우 정수를 재순환하여 재정수를 수행하도록 할 수도 있다. 오염감지센서(28)는 정수저장조(27)에 저장된 정수의 오염도를 감지하여 제어부(40)로 전달한다. 식용 가능한 정수일지라도 신선한 정수를 유지하기 위하여 고품질의 정수 오염도에서도 정수를 순환하여 정수할 수도 있다.
인입펌프(29)는 외부의 물을 전기투석부(261)로 인입 이동 시킨다.
전처리필터(30)는 정수부(20) 내측 또는 정수부(20) 외측에 배치되어 외부로 유입되는 물의 흙, 철분, 큰 고형물 등을 걸러준다.
제어부(40)는 기설정된 시간 및 기설정된 날씨에 기초하여 태양광발전부(11)로부터 생성된 전류를 축전부(12)와 전류변환부(13) 중 적어도 하나에 공급되도록 선택공급부(14)를 제어한다. 태양광발전이 가능한 날과 태양광발전을 할 수 없는 날을 구분하여 태양이 비추는 날에는 사용자가 전기를 사용하는 경우 직접 전류변환부(13)를 통하여 전류를 전달할 수 있도록 하며, 사용자가 사용하지 않는 경우에는 전류변환부(13)로 전류를 보내지 않고 축전부(12)로 전류를 공급하여 전류를 저장할 수 있도록 한다.
사용자가 사용하는 전류의 량이 적은 경우에는 전류변환부(13)와 축전부(12) 모두로 전류를 보내어 사용자가 사용할 수 있도록 하면서 축전부(12)에 전류가 저장되도록 할 수도 있다. 태양광발전을 할 수 없는 밤이나 날씨가 궂은 날에는 축전부(12)에서 전류변환부(13)를 통하여 전류가 공급되도록 한다. 이러한 전류 공급을 통하여 정수부(20)도 전류를 공급받는다.
제어부(40)는 태양광감지부(18)로부터 태양광발전 가능한 태양광이 감지되면 태양광발전부(11)로부터 생성된 전류가 전류변환부(13)와 축전부(12)로 공급되도록 하고, 태양광감지부(18)로부터 태양광발전 가능한 태양광이 감지되지 않으면 축전부(12)로부터 전류변환부(13)로 전류가 공급되도록 제어한다.
제어부(40)는 태양광발전부(11)로부터의 전원공급이 부족한 것으로 판단되면, 전원단속부(17)를 연결하여 축전부의 축전된 전원이 전류변환부로 공급되도록 제어한다.
제어부(40)는 전기인입배관(211)으로 인입되는 물이 우회배관(213)을 따라 필터링부(262)와 전기투석부(261) 순으로 이동되어 전기투석부(261)와 필터링부(262)가 역세척되도록 복수의 선택밸브(221 내지 228) 및 복수의 드레인밸브(231 내지 234)를 제어한다.
제어부(40)는 오염감지센서(281 내지 285)에서 감지되는 전기투석부(261)로의 인입수의 오염도가 기설정된 제1단계인 경우 물이 필터링부(262)는 통과하지 않고 전기투석부(261)를 통과하도록 복수의 선택밸브(221 내지 228)를 제어한다.
제어부(40)는 오염감지센서(281 내지 285)에서 감지되는 전기투석부(261)로의 인입수의 오염도가 제1단계보다 높은 기설정된 제2단계인 경우 물이 전기투석부(261)는 통과하지 않고 필터링부(262)를 통과하도록 복수의 선택밸브(221 내지 228)를 제어한다.
제어부(40)는 오염감지센서(281 내지 285)에서 감지되는 전기투석부(261)로의 인입수의 오염도가 제2단계보다 높은 기설정된 제3단계인 경우 물이 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 적어도 1회이상 통과하도록 복수의 선택밸브(221 내지 228)를 제어한다.
제어부(40)는 오염감지센서(281 내지 285)에서 감지되는 전기투석부로(261)의 인입수의 오염도가 제3단계보다 높은 기설정된 제4단계인 경우 오염물제거부(26)를 역세척하도록 복수의 선택밸브(221 내지 228)를 제어한다.
제어부(40)는 정수저장조(27)의 물이 순환되도록 순환밸브(24) 및 순환펌프(25)를 제어하며, 오염물제거부(261 내지 264) 중 적어도 하나에서 오염물제거작업이 이루어지도록 복수의 선택밸브(221 내지 228) 및 오염물제거부(26)를 제어한다.
도 3은 전원공급부(10)의 전원공급 예시도이다.
도 3 (a) 태양광발전이 가능한 맑은 낮인 경우 태양광발전부(11)로부터 생성된 전류가 축전부(12)와 전류변환부(13)로 공급될 수 있고 사용자는 전류변환부(13)로부터 전류(AC, DC)를 공급받을 수 있다. 정수부(10)도 전류변환부(13)로부터 전류(DC)를 공급받아 운전될 수 있다.
도 3 (b) 태양광발전을 할 수 없는 밤이나 궂은 날에는 축전부(12)에 저장된 전류가 전류변호나부(13)를 통하여 공급될 수 있다.
도 3 (c) 태양광이 비추는 맑은 낮인데도 사용자와 정수부(20)에서 전류를 많이 사용하는 경우 양광발전부(11)로부터 생성된 전류가 전류변환부(13)로 공급되며, 축전부(12)에서 전류변환부(13)로 전류를 추가로 공급할 수도 있다.
도 4는 정수예시도이다.
전기투석부(261)로 인입되는 물의 오염도가 낮고 맑은 상태인 경우(1단계) 인입수를 전기투석부(261)에서 오염물을 제거한 후 바로 정수저장조(27)에 저장되도록 복수의 선택밸브(221 내지 228) 및 오염물제거부(26)를 제어할 수 있다.
도 5는 정수예시도이다.
전기투석부(261)로 인입되는 물의 오염도가 1단계보다 높은 2단계인 경우 인입수를 전기투석부(261)와 필터링부(262)에서 오염물을 제거한 후 정수저장조(27)에 저장되도록 복수의 선택밸브(221 내지 228) 및 오염물제거부(26)를 제어할 수 있다.
도 6은 정수예시도이다.
전기투석부(261)로 인입되는 물의 오염도가 2단계보다 높은 3단계인 경우 인입수를 전기투석부(261), 필터링부(262) 및 오존공급부(263)에서 오염물을 제거한 후 정수저장조(27)에 저장되도록 복수의 선택밸브(221 내지 228) 및 오염물제거부(26)를 제어할 수 있다.
도 7은 정수예시도이다.
전기투석부(261)로 인입되는 물의 오염도가 2단계보다 높은 3단계인 경우 인입수를 전기투석부(261), 필터링부(262) 및 오존공급부(263)에서 오염물을 제거한 후 정수저장조(27)에 저장되도록 정수를 이동시키는데 오염감지센서(285)에서 살균이 추가로 필요하다고 하는 오염도를 감지하는 경우 추가로 자외선공급부(264)를 이용하여 정수를 수행하도록 할 수 있으며 복수의 선택밸브(221 내지 228) 및 오염물제거부(26)를 제어할 수 있다.
도 8은 정수예시도이다.
정수저장조(27)에 저장된 정수의 오염도에서 살균이 추가로 필요하다거나 정수의 품질을 유지하기 위해서 순환밸브(24)를 개방한 상태에서 순환펌프(25)를 구동한다. 이 후 선택밸브(221)에서 메인우회배관(213-1)으로 물이 이동되도록 하며, 선택밸브(227)에서 우회연결배관(213-2)를 통하여 선택밸브(224)로 이동되게 한다. 이 후 선택밸브(224)에서 연결배관(212)을 통해 자외선공급부(264)로 물이 이동되게 한다. 자외선공급부(264)에 의해 살균된 정수는 다시 정수저장조(27)로 돌아와 저장된다.
도 9는 역세척예시도이다.
오염감지센서(285)에서 감지되는 정수저장조(27)로 인입되는 정수의 오염도가 기설정된 수치보다 높은 경우 선택밸브(221) - 메인우회배관(213-1) - 선택밸브(228) - 자외선공급부(264) - 드레인배관(214-4)으로 인입수가 이동되어 자외선공급부(264) 가 역세척되게 한다. 이와 같이 선택밸브(221) - 메인우회배관(213-1) - 선택밸브(227) - 선택밸브(224) - 오존공급부(263) - 드레인배관(214-3)의 경로, 선택밸브(221) - 메인우회배관(213-1) - 선택밸브(226) - 선택밸브(223) - 필터링부(262) - 드레인배관(214-2)의 경로 및 선택밸브(221) - 메인우회배관(213-1) - 선택밸브(225) - 선택밸브(222) - 전기투석부(261) - 드레인배관(214-1)의 경로로 역세척이 이루어진다. 상기 4가지 경로를 따로해서 역세척이 이루어질 수도 있으며 인입펌프의 인입수량을 증가시키며 상기 4가지 경로를 동시에 역세척이 되도록 할 수도 있고, 상기 2가지 내지 3가지 경로를 동시에 수행한 후 나머지 경로를 역세척하게 할 수도 있다.
상기의 실시 예 이 외의 변형 가능한 실시 예를 설명한다.
오지지역에서의 정수할 수 있는 외부의 물에는 화학물질이 함유되어 있을 수 있고 경도물질이 많을 수 있으므로 오염물제거부에 복수의 이온교환수지를 추가하여 이러한 화학물질이나 경도물질 등을 제거할 수도 있다.
이온교환수지를 포함한 오염물제거부 각각은 복수로 마련하여 정수를 수행하여 정수를 생산하면서도 역세척이 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.
상기의 정수시스템(1)으로 인하여, 태양광을 이용하여 발전을 하고 이 발전된 전류를 축적하며 공급하여 물을 정수하는데 특히, 낮에는 발전된 전원을 사용하여 정수를 하며 전원을 사용하지 않는 중에는 축전부(12)에 전류를 저장하며, 발전이 이루어지지 않는 밤에는 축전부(12)에 저장된 전류를 사용하여 정수를 할 수 있다.
태양광감지부(18)로부터 태양광발전 가능한 태양광이 감지되면 태양광발전부(11)로부터 생성된 전류가 전류변환부(13)와 축전부(12)로 공급되도록 하고, 태양광감지부(18)로부터 태양광발전 가능한 태양광이 감지되지 않으면 축전부(12)로부터 전류변환부(13)로 전류가 공급되도록 제어하여 사용자가 사용하는 데에 불편함 없이 전원이 원활하게 공급될 수 있다.
태양광발전부(11)로부터의 전원공급이 부족한 것으로 판단되면, 전원단속부(17)를 연결하여 축전부(12)의 축전된 전원이 전류변환부(13)로 공급되도록 제어하여 사용자가 전원을 사용함에 있어 부족한 경우를 방지할 수 있다. 오염물제거부(26)는 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 포함하여 오지에서의 깨끗하지 않을 수 있는 물에서 균을 포함하는 오염물을 제거하여 정수를 확보할 수 있다.
전기인입배관(211)으로 인입되는 물이 우회배관(213)을 따라 필터링부(262)와 전기투석부(261) 순으로 이동되어 전기투석부(261)와 필터링부(262)가 역세척되도록 복수의 선택밸브(22) 및 복수의 드레인밸브(23)를 제어하면 정수과정에서 오염물제거부(26)에 축적될 수 있는 오염물을 역세척을 이용하여 제거할 수 있다.
전기투석부(261)로의 인입수의 오염도가 기설정된 제1단계인 경우 물이 필터링부(262)는 통과하지 않고 전기투석부(261)를 통과하도록 복수의 선택밸브(22)를 제어하여 인입되는 물의 오염도를 확인하며 전기투석부(261)만으로도 식용수를 확보할 수 있는 것으로 판단되면 인입수는 필터링부(262)를 통과하지 않도록 할 수 있다.
전기투석부(261)로의 인입수의 오염도가 제1단계보다 높은 기설정된 제2단계인 경우 물이 전기투석부(261)는 통과하지 않고 필터링부(262)를 통과하도록 복수의 선택밸브(22)를 제어하여 인입되는 물의 오염도를 확인하며 필터링부(262)만으로도 식용수를 확보할 수 있는 것으로 판단되면 인입수는 전기투석부(261)를 통과하지 않도록 할 수 있다.
전기투석부(261)로의 인입수의 오염도가 제2단계보다 높은 기설정된 제3단계인 경우 물이 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 적어도 1회이상 통과하도록 복수의 선택밸브(22)를 제어하면 인입되는 물의 오염도를 확인한 결과 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 모두 이용하여 오염물을 제거해야 하는 것을 판단되면 인입수가 전기투석부(261), 필터링부(262), 오존공급부(263) 및 자외선공급부(264)를 적어도 1회 이상 통과하여 정수가 이루어지도록 할 수 있다.
오염감지센서(28)에서 감지되는 정수저장조(27)로 인입되는 정수의 오염도가 기설정된 수치보다 높은 경우 오염물제거부(26)를 역세척하도록 복수의 선택밸브(22)를 제어하면 오염물제거부(26)에 축적된 오염물을 제거하여 오염물제거부(26)의 수명이 증가할 수 있다. 정수저장조(27)의 물이 순환되도록 순환밸브(24) 및 순환펌프(25)를 제어하며, 오염물제거부(26) 중 적어도 하나에서 오염물 제거작업이 이루어지도록 복수의 선택밸브(22) 및 오염물제거부(26)를 제어하면 정수를 사용하지 않는 경우에도 저장된 물의 정수 및 멸균을 위하여 정수를 순환시켜 정수할 수 있다.
1 : 정수시스템 10 : 전원공급부
11 : 태양광발전부 12 : 축전부
13 : 전류변환부 14 : 선택공급부
15 : 메인전원공급선 16 : 보조전원공급선
17 : 전원단속부 18 : 태양광감지부
20 : 정수부 21 : 물배관
22 : 선택밸브 23 : 드레인밸브
24 : 순환밸브 25 : 순환펌프
26 : 오염제거부 27 : 정수저장조
28 : 오염감지센서 29 : 인입펌프
30 : 전처리필터 40 : 제어부
211 : 전기인입배관 212 : 연결배관
213 : 우회배관 213-1 : 메인우회배관
213-2 : 우회연결배관 214 : 드레인배관
214-1 : 제1드레인배관 214-2 : 제2드레인배관
214-3 : 제3드레인배관 214-4 : 제4드레인배관
215 : 순환배관 221 : 제1선택밸브
222 : 제2선택밸브 223 : 제3선택밸브
224 : 제4선택밸브 225 : 제5선택밸브
226 : 제6선택밸브 227 : 제7선택밸브
228 : 제8선택밸브 231 : 제1드레인밸브
232 : 제2드레인밸브 233 : 제3드레인밸브
234 : 제4드레인밸브 261 : 전기투석부
262 : 필터링부 263 : 오존공급부
263-1 : 오존생성부 264 : 자와선공급부
271 : 에어필터 281 : 제1오염감지센서
282 : 제2오염감지센서 283 : 제3오염감지센서
284 : 제4오염감지센서 285 : 제5오염감지센서

Claims (5)

  1. 태양광발전을 이용한 정수시스템에 있어서,
    태양광판넬을 포함하는 태양광발전부, 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류를 저장하는 축전부, 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류를 변환하여 공급하는 전류변환부 및 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류를 상기 축전부와 상기 전류변환부 중 적어도 하나에 선택적으로 공급할 수 있는 선택공급부를 갖는 전원공급부;
    상기 전류변환부와 상기 축전부 중 적어도 하나로부터 전원을 공급받으며, 물이 이동되는 물배관, 상기 물배관을 통해 유입되는 물의 고형오염물을 제거하는 오염물제거부, 상기 오염물제거부에서 오염물이 제거된 물이 인출되어 저장되는 정수저장조를 갖는 정수부; 및
    기설정된 시간 및 기설정된 날씨에 기초하여 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류를 상기 축전부와 상기 전류변환부 중 적어도 하나에 공급되도록 상기 선택공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 태양광발전을 이용한 정수시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    태양광을 감지하는 태양광감지부;
    상기 축전부와 상기 전류변환부를 연결하는 보조전원공급선; 및
    상기 보조전원공급선 상에 배치되어 전원을 단속하는 전원단속부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 태양광감지부로부터 태양광발전 가능한 태양광이 감지되면 상기 태양광발전부로부터 생성된 전류가 상기 전류변환부와 상기 축전부로 공급되도록 하고, 상기 태양광감지부로부터 태양광발전 가능한 태양광이 감지되지 않으면 상기 축전부로부터 전류변환부로 전류가 공급되도록 제어하고,
    상기 태양광발전부로부터의 전원공급이 부족한 것으로 판단되면, 상기 전원단속부를 연결하여 상기 축전부의 축전된 전원이 상기 전류변환부로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광발전을 이용한 정수시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 오염물제거부는,
    물의 오염물을 전기투석하여 제거하는 전기투석부;
    상기 전기투석부에서 인출된 물을 필터링하여 오염물을 제거하는 필터링부;
    오존을 생성하는 오존생성부를 갖고, 상기 오존생성부에서 생성된 오존을 상기 전기투석부 및 상기 필터링부 중 적어도 하나에 공급되도록 하는 오존공급부; 및
    상기 전기투석부와 상기 필터링부 각각과 상기 전기투석부와 상기 필터링부 각각의 전단, 후단에서 자외선을 공급할 수 있는 자외선공급부를 더 포함하고,
    상기 정수부는,
    상기 전기투석부로 물이 인입되어 이동되는 전기인입배관, 상기 전기투석부와 상기 필터링부를 연결하는 복수의 연결배관, 상기 전기투석부와 상기 필터링부를 우회하여 물이 이동되도록 하는 우회배관 및 상기 전기인입배관과 상기 연결배관에서 분기되어 물을 외부로 배출하는 드레인배관을 포함하는 물배관;
    상기 전기인입배관, 상기 연결배관 및 상기 우회배관의 분기점에 배치되어 물을 선택적으로 이동시키는 복수의 선택밸브; 및
    상기 복수의 드레인배관 상에 배치되어 물의 이동을 단속하는 복수의 드레인밸브를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 전기인입배관으로 인입되는 물이 상기 우회배관을 따라 상기 필터링부와 상기 전기투석부 순으로 이동되어 상기 전기투석부와 상기 필터링부가 역세척되도록 상기 복수의 선택밸브 및 상기 복수의 드레인밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광발전을 이용한 정수시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 정수부는,
    상기 전기투석부로 인입되는 물의 오염도를 감지하는 오염감지센서를 더 포함하며,
    상기 우회배관은, 우회메인배관과, 상기 우회메인배관 복수의 지점으로부터 분기되어 상기 연결배관에 연결되는 우회연결배관을 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 오염감지센서에서 감지되는 상기 전기투석부로의 인입수의 오염도가 기설정된 제1단계인 경우 물이 상기 필터링부는 통과하지 않고 상기 전기투석부를 통과하도록 상기 복수의 선택밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광발전을 이용한 정수시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 오염감지센서에서 감지되는 상기 전기투석부로의 인입수의 오염도가 상기 제1단계보다 높은 기설정된 제2단계인 경우 물이 상기 전기투석부는 통과하지 않고 상기 필터링부를 통과하도록 상기 복수의 선택밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광발전을 이용한 정수시스템.

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