KR20220064278A - 일체형 태양광 발전 및 정수시스템 - Google Patents

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Abstract

태양광 발전기와 정수장치가 결합되어, 발전과 급수, 그리고 이에 대한 제어를 통합적으로 실시할 수 있는 일체형 태양광 발전 및 정수장치를 이용한 태양광 발전 및 정수시스템을 개시한다. 본 발명의 태양광 발전 및 정수시스템은 상기 일체형 발전 및 정수시스템은 일체형 발전 및 정수장치; 그리고 사용자 단말기를 포함하고, 상기 일체형 발전 및 정수장치는 일측과 타측에 문짝이 설치되는 컨테이너 본체; 상기 컨테이너 본체 내부에 수납되고, 상기 문짝을 개방한 후 바깥으로 꺼내어 전개할 수 있도록 설치되는 하나 이상의 태양광 패널부; 상기 컨테이너 본체 내부에 수납되어 설치되는 정수부; 그리고 제어부를 포함한다.

Description

일체형 태양광 발전 및 정수시스템{INTEGRATED SOLAR POWER GENERATION AND WATER PURIFICATION SYSTEM}
본 발명은 태양광 발전 및 정수시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 발전기와 정수장치가 결합되어, 발전과 급수, 그리고 이에 대한 제어를 통합적으로 실시할 수 있는 일체형 태양광 발전 및 정수장치를 이용한 태양광 발전 및 정수시스템에 관한 것이다.
일반적으로 사회적 인프라(Infrastructure)가 잘 갖추어져 있는 현대의 도심지나 주거공간의 경우, 가장 기본적인 기반시설인 전기공급 및 수도시설이 아주 잘 갖춰져 있기 때문에 전기나 물을 공급받는 데 있어서 그 어떠한 어려움도 겪지 않게 되지만, 이러한 시설이 전혀 갖춰지지 않은 낙후된 지역이나 교외지의 경우 상기와 같은 전기공급 및 물 공급을 위한 별도의 시설이 필요하게 된다. 또한 현대의 도심지나 주거공간의 경우에도, 지진이나 해일, 폭우 등으로 인하여 갖춰진 기반시설이 파손 또는 손실됨으로 인하여 동작이 정지할 경우에도, 전기공급 및 물 공급을 위한 별도의 시설물이 제공되어야 한다.
상기한 전기와 물 공급에 있어서, 물 공급의 경우 전기 등의 동력원이 별도로 없을 경우에는 단순한 필터만을 장착한 휴대용 물 정수장치를 사용해야만 하는데, 이러한 휴대용 물 정수장치는 물의 정화능력 및 정화량에 한계가 있어 일정 수준 이상량의 물을 정화할 수 없다는 단점이 있다.
따라서 적어도 일정 이상량의 물을 정화할 수 있는 물 정화장치가 필요하게 되는데, 상기와 같이 일정 이상량의 물을 정화할 수 있는 물 정화장치는 펌프 등을 사용할 수 있어야 하기에 전기와 같은 외부동력원이 필수적이다.
특히 이러한 물 정화장치는 상기와 같이 낙후지역이나 기반시설 손실 지역에도 필요하지만, 현실적으로 가장 필요로 하는 곳 중 하나는 농사를 짓는 도서산간지방이다.
일반적으로 농사는 수원지로부터 물을 끌어와 사용하며, 전력공급이 필요한 경우 외지로부터 전력선을 끌어와 사용한다. 그런데 일반적인 작물 외에 수질이 중요한 몇몇 특수작물을 생육하거나, 또는 일반작물조차 키우지 못할 정도로 수질이 낮은 곳의 경우 정수장치를 이용해서 물을 정화해 사용해야 하며, 여기에는 전기가 필요하다. 그런데 도서산간지역에서는 전력선을 끌어오기 용이하지 않아 어려움을 겪고 있으며, 기름 등으로 동작시키는 자가발전기를 사용하기도 하는데 안전사고의 위험이 있고 발전량도 넉넉하지 않으며 환경오염을 크게 일으키기 때문에 단점이 많은 방법이다.
이외에도 고정식으로 태양광 발전소를 설치하여 사용하는 방법도 있으나, 면적을 너무 많이 차지함은 물론 설비를 이동시킬 수 없어 환경변화에 취약하고 사용이 유연하지 않은 등의 단점이 있어 수납이동이 가능하면서도 발전과 정수를 동시에 실시할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있다.
상기와 같이 전기를 공급할 수 있는 발전장치와 정수장치가 통합된 형태의 장치 또는 시스템 등이 다양한 형태로 개시되어 있다. 예를 들어, 공개특허 10-2018-0084742호는 이동형 발전 및 정수 시스템으로서, 재해 장소의 수원까지 용이하게 이동시키고 태양광 발전 장치를 동력원으로 하여 구동 수단을 구동시킴으로서 단시간에 대량의 깨끗한 음료수를 확보하는 것을 목적으로 하고 있다. 도 1은 상기 공개특허 10-2018-0084742호의 전체적인 모습을 표현한 사시도이다.
상기 공개특허는 발전기 및 배터리 등의 종래의 태양광 발전 시설을 포함하고, 하우징의 내부에 흡인 호스 및 유출 호스에 각각 접속부를 통하여 접속 가능한 하나의 유로에 정수 장치를 설치하고, 이 정수 장치의 구동수단은 복수개의 구동 펌프로 하며, 구동 펌프는 상기 배터리에 접속하고, 태양광 발전 장치는 내부 회전축에 둘러감긴 솔라 패널이며, 이 솔라 패널은 하우징을 눕혔을 때 상기 하우징이 가로로 긴 절결 창으로부터 그대로 수평 방향에 꺼낼 수 있도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.
하지만 상기한 공개특허는 본 발명과는 완전히 다른 형태로 태양광 발전 시설 및 정수장치를 개시하고 있으며 또한 본 발명에 비해 단점을 다수 가지고 있는데, 예를 들면 상기 공개특허는 그 구조상 태양광 패널을 눕혀지는 측면 벽면에 설치하므로 태양광의 발전 패널의 설치 면적이 설치되는 측벽면의 면적을 넘을 수 없기에 발전 패널의 설치 면적이 충분치 않아 원활한 전기공급을 제공하지 못하게 되고, 또한 태양광 패널의 설치 위치나 설치 각도를 조절하는 것이 불가능하기에 솔라 패널이 태양광에 수직이 되는 이상적인 각도로 설치하는 것이 불가능하고 또한 태양광을 최대량으로 제공 받지 못하게 된다. 특히, 이 공개특허에서는 상기 솔라 패널이 상자 본체 바로 밑으로 누워서 설치하는 형태가 되므로, 만약 태양이 본체에 가리워져 상기 솔라 패널에 그늘이 지게 된다면, 사실상 태양광 발전이 불가능해지는 상황이 된다. 상기 공개특허상의 본체는 태양광 발전 장치와 정수장치 등을 포함하여 자유롭게 위치를 조절하기에는 무게가 상당히 나갈 것이라고 판단되므로, 상기 공개특허에서 도시된 바와 같이 밑바닥에 바퀴 등을 달아서 위치조절이 가능하게끔 구성한다고 하더라도 위치조절 자체가 쉽지 않고 또한 사용자의 불필요한 작업을 하게 할 수 있다.
이외에도, 상기 공개특허에서와 같은 형태의 솔라 패널 설치 형태는, 회전축이 되는 태양광 패널과 본체의 연결부분과 반대편에 떠 있는 태양광 패널 단부를 지면에 지지해줄 수 있는 구성요소가 전혀 없기 때문에, 내구성에도 문제가 발생할 수 있고 파손 염려 또한 커질 수 있다. 이는 상기 공개특허 또는 본 발명이 사용되어야 할 산간 오지지역이나 재난 지역 등 외력에 의한 위험요소가 도심지에 비해 큰 지역에 있어서 크나큰 단점이 될 수 있을 것으로 판단된다.
또한 상기 공개특허에서의 정수장치 또한 본 발명과는 그 구성 및 동작방식 등이 완전히 달라서, 상기 공개특허와 본 발명은 그 구성 및 동작 방식 등에 있어서 완전히 다른 발명으로 판단된다.
그리고, 등록특허 10-2093891호는 태양광 및 태양광 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템을 개시하고 있다. 상기 등록특허는 태양광과 냉수를 이용하여 복수의 열전소자로 발전하는 발전모듈; 태양열을 흡수하는 열순환매체가 순환하여 냉수에 열을 전달하는 집열모듈; 순환하는 상기 열순환매체로부터 열을 전달받아 상기 발전모듈에서 사용된 냉수를 증류해 정화하는 정수모듈; 및 순환하는 상기 열전달매체로부터 열을 전달받아 생성되는 온수를 저장하는 온수저장탱크를 포함하는 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템으로서 별도의 전력장치 없이 전기, 정수 및 온수를 공급할 수 있도록 하는 데 목적을 두고 있다.
하지만 상기 등록특허 또한 본 발명에서는 사용하지 않는 열전소자 등을 사용하고, 정수장치에 대한 구체적인 내용이 개시되어 있지 않으며, 또한 태양광 발전 등에서도 본 발명과는 그 구성 등이 전혀 달라, 상기 등록특허 또한 본 발명과는 구성 및 동작 등에 있어서 완전히 다른 발명으로 판단된다.
이외에도, 등록특허 10-1186362호에는 저수지 또는 연안 지역의 해수면에서 태양광발전장치가 구비되는 부유물 정수장치, 공개특허 10-2019-0021623호에서는 태양광 발전설비와 제습기 및 정수기를 일체화하여 전기가 필요치 않은 식수생산 장치 등이 각각 개시되어 있는데, 이들 등록특허 및 공개특허 모두 본 발명과는 그 구성 및 동작 등에 있어서 완전히 다른 발명으로 판단된다.
본 발명은 상기한 종래 기술들과 다른 방식으로서, 태양광 발전과 정수를 통한 깨끗한 물의 급수를 실시할 수 있는 일체형 발전 및 정수장치 이용한 태양광 발전 및 정수시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,
일체형 발전 및 정수장치를 이용하는 일체형 발전 및 정수시스템으로서, 상기 일체형 발전 및 정수시스템은 일체형 발전 및 정수장치; 그리고 사용자 단말기를 포함하고, 상기 일체형 발전 및 정수장치는 일측과 타측에 문짝이 설치되는 컨테이너 본체; 상기 컨테이너 본체 내부에 수납되고, 상기 문짝을 개방한 후 바깥으로 꺼내어 전개할 수 있도록 설치되는 하나 이상의 태양광 패널부; 상기 컨테이너 본체 내부에 수납되어 설치되는 정수부; 그리고 제어부를 포함하는 일체형 발전 및 정수시스템을 제공한다.
상기에서, 컨테이너 본체 내부로는 공간을 태양광 패널부가 설치된 공간과 정수부가 설치된 공간으로 물리적으로 분할시킬 수 있는 중간벽면체가 더 포함되어 설치되는 것이 바람직하다.
상기에서, 정수부는 정수를 실시하는 정수시스템과, 급수를 실시하는 급수부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서, 하나 이상의 태양광 패널부는 각각 태양광 발전을 수행하는 태양광 패널; 상기 태양광 패널을 각각 수납할 수 있는 하나 이상의 레일프레임; 그리고 상기 태양광 패널을 각각 지면 상에 지지하는, 하나 이상의 길이조절 가능한 받침기둥을 포함하고, 상기 발전부는 하나 이상의 전력저장수단을 포함하는 전력저장부와, 하나 이상의 인버터 또는/및 컨버터를 포함하는 인버터/컨버터부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서, 정수시스템은 물을 이송시키는 급수 이송파이프; 하나 이상의 정수장치; 하나 이상의 필터; 그리고 상기 급수 이송파이프에 압력을 제공할 수 있는 하나 이상의 압력모터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서, 정수장치는 필터로서 은나노여과사, 탄소황토펠릿, 탄소분말과 황토분말이 혼합된 충진재 중 선택된 어느 하나 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기에서, 태양광 패널부 각각에 설치되는 하나 이상의 레일프레임 및 받침기둥에는, 하나 이상의 태양광 패널 전개장치가 더 포함되어 설치될 수 있다.
상기 사용자 단말기는 사용자가 사용할 수 있는 입/출력 인터페이스; 사용자가 상기 컨테이너 본체의 현황 및 정보를 가시적으로 확인할 수 있는 디스플레이; 그리고 사용자가 상기 제어부의 제어를 위한 사용자 설정 프로그램이 포함되는 것이 바람직하다.
상기에서, 제어부는 상기 컨테이너 본체 내부의 온도 및 습도를 감지할 수 있는 하나 이상의 온도센서와 습도센서를 포함하는 온습도 감지센서부; 상기 컨테이너 본체 내부의 대기질을 감지할 수 있는 하나 이상의 대기질 감지센서를 포함하는 대기질 감지센서부; 상기 컨테이너 본체 내부의 정수부에서 정수한 물의 수질을 감지할 수 있는 하나 이상의 수질감지센서를 포함하는 수질감지센서부; 상기 컨테이너 본체 내부의 공기를 환기시킬 수 있는 환기시스템; 그리고 상기 컨테이너 본체의 이상을 사용자 단말기에 통보하고, 상기 컨테이너 본체 내 발전부와 정수부의 동작을 차단하는 경보/차단시스템을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 효과적으로 충분한 량의 발전과 정수를 단독으로 공동 실행함으로서 오지나 재난지역, 농지에서 효과적으로 사용할 수 있는 일체형 발전 및 정수장치를 이용하여 효과적인 태양광 발전과 급수를 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일체형 발전 및 정수시스템의 개략 구조도.
도 2는 본 발명의 일체형 발전 및 정수장치의 전체적인 외형을 도시한 도면.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일체형 발전 및 정수장치의 분해된 모습을 도시한 도면.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일체형 발전 및 정수장치를 전개하였을 때의 전체적인 외형을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 정수부의 구조도.
도 8은 본 발명의 스마트팜 제어시스템의 제어 구조도.
이하에서는 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 이해와 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형이나 수정 또는 변경이 있을 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일체형 발전 및 정수시스템의 개략도이다. 이하에서는 도 1을 통하여 본 발명의 일체형 발전 및 정수시스템의 구성에 대하여 개략적으로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일체형 발전 및 정수시스템은 일체형 발전 및 정수장치(10)를 사용한다.
본 발명의 시스템에 포함되는 일체형 발전 및 정수장치(10)는 발전 및 정수의 주체가 되는 발전기 및 정수기 등이 수납 설치되어 있는 컨테이너 본체(100)와, 상기 컨테이너 본체(100)를 이동시킬 수 있는 이동수단(500)을 포함한다. 여기에서 상기 이동수단(500)은 통상의 이동수단, 예를 들어 차량이나 헬리콥터 등의 운송수단을 사용하면 되므로 이에 대한 설명은 생략한다.
그리고 상기 일체형 발전 및 정수장치(10)의 전력 및 정수기능 등을 사용자가 제어하기 위한 사용자 단말기(600) 또한 포함한다.
상기와 같이 본 발명의 일체형 발전 및 정수시스템에 포함되는 구성요소들에 대하여 이하에서 더 상세히 설명한다. 도 2는 상기 일체형 발전 및 정수장치(10)의 컨테이너 본체(100)의 전체적인 모습을 도시한 도면이며, 도 3 및 도 4는 상기 컨테이너 본체(100)의 분해된 모습을 도시한 도면이다. 이하에서는 도 2 및 도 3을 통하여 본 발명의 컨테이너 본체(100)의 구성에 대하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 컨테이너 본체(100)는 직육면체 형태의 컨테이너 박스 형태일 수 있다. 이러한 상기 컨테이너 본체(100)는 일반적으로 사용되고 있는 종래의 화물컨테이너 등의 조립체를 사용할 수도 있고, 또는 본 발명을 위하여 사용자가 제조할 수도 있다.
상기 컨테이너 본체(100)의 일측면으로는 일측면 문짝(110)이 설치되어 여닫을 수 있으며, 그 반대쪽인 타측면으로도 타측면 문짝(120)이 설치되어 여닫을 수 있다. 이러한 문짝의 설치 방식 및 구성, 형태 등은 통상의 컨테이너 문짝의 구성요소 및 설치 방식을 따르면 되므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한 상기 컨테이너 본체(100)의 문짝(110, 120)이 설치되지 않는 나머지 두 면에 대하여, 편의상 앞쪽과 뒷쪽을 정하여, 앞쪽을 앞쪽면(130)으로 하고, 뒷쪽을 뒷쪽면(140)으로 할 수 있다. 이는 설명의 편의를 위하여 임의로 붙인 것이다. 마찬가지로, 상기 컨테이너 본체(100) 중 지면과 맞닿는 면은 바닥면(150)으로 한다.
그리고 상기 컨테이너 본체(100) 내부에 수납되는 구성요소에 대하여 설명하면, 태양광 발전을 통하여 전기를 생산하기 위한 하나 이상의 태양광 패널부(210, 220)가 포함되어 설치될 수 있는데, 상기 태양광 패널부(210, 220)는 실제로 태양광 발전을 실시하는 태양광 발전과, 전개 및 지지를 위한 레일프레임 및 받침대 등의 구성요소들을 모두 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 구성요소들은 차후에 설명한다.
또한 상기 컨테이너 본체(100)에는 물의 정수를 위한 정수부(300)가 설치된다. 정수부(300)의 구체적인 구성요소 또한 차후에 설명하는데, 포괄적으로 상기 정수부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 정수를 실시하는 정수시스템(310)과, 급수를 실시할 수 있는 급수부(350)를 포함하는데 여기서 상기 급수부(350)는 도 4에 도시된 것과 같이 상기 컨테이너 본체(100) 외부의 어느 면(130, 140) 중 하나에 하나 이상의 수도꼭지가 설치된 식수대 형태로 설치될 수 있으나 이는 일예시로서, 상기 급수부(350)는 또한 컨테이너 본체(100)의 내측으로 설치되어 호스를 통해 외부, 예를 들어 농장 등에 있는 농장 급수장치 등으로 제공될 수 있도록 구성될 수도 있다.
그리고 상기 태양광 패널부(210, 220)와 정수부(300)를 물리적으로 구분하기 위한 중간벽면체(160)가 추가적으로 포함되어 상기 컨테이너 본체(100) 내부에 설치될 수 있다.
도 5와 도 6는 본 발명의 시스템(10)에서, 상기 태양광 패널부(210, 220)를 전개한 형태를 도시한 것으로서, 도 5는 앞쪽에서 바라본 것이고 도 6는 뒷쪽에서 바라본 것이다.
상기 태양광 패널부(210, 220)의 구성요소에 대한 설명에 앞서, 전술한 바와 같이 본 발명에서 컨테이너 본체(100)의 양 측면으로는 문짝(110, 120)이 설치되여 여닫을 수 있다. 그런데, 상기 중간벽면체(160)가 상기 컨테이너 본체(100) 내부에 설치되어 내부 공간이 분리됨으로서, 양문으로 되어 있는 상기 문짝(110, 120)중 어느 하나를 열었을 때 상기 중간벽면체(160)로 구분된 공간 중 어느 하나가 개방되고, 나머지 하나를 열었을 때 구분된 공간 중 나머지 하나가 개방되도록 구조를 형성할 수 있다. 따라서 상기 문짝(110, 120)은 각각 개방되었을 때 태양광 패널부(210, 220)가 설치된 공간(PS)을 개방할 수 있는 앞쪽문짝(일측면 앞쪽문짝; 111, 타측면 앞쪽문짝; 121)과, 상기 정수부(300)가 설치된 공간(WS)을 개방할 수 있는 뒷쪽문짝(일측면 뒷쪽문짝; 112, 타측면 뒷쪽문짝; 122)으로 구분될 수 있다.
그리고 전술한 바와 같이, 상기 태양광 패널부(210, 220)는 상기 컨테이너 본체(100) 내부에 하나 이상 설치할 수 있는데, 바람직하게는 상기와 같이 상기 태양광 패널부(210, 220)는 한 쌍으로 구성하여, 하나(210)는 상기 일측면 앞쪽문짝(111)을 열어서 꺼내 전개하도록 하고, 나머지 하나(220)는 상기 타측면 앞쪽문짝(121)을 열어서 꺼내 전개할 수 있도록 한다.
이하에서는 상기 태양광 패널부(210, 220)에 대하여 설명하는데, 상기 태양광 패널부(210, 220)는 모두 그 구성요소를 동일하게 하는 것이 바람직하므로 이하에서는 일예시로서 우측 태양광 패널부(210)를 설명하도록 한다. 좌측 태양광 패널부(220)의 구성요소는 우측 태양광 패널부(210)와 동일하다.
상기 우측 태양광 패널부(210)는 태양 빛을 받아 태양광 발전을 실제로 수행하는 태양광 패널(211)이 하나 이상 포함되며, 또한 상기 태양광 패널(211)들을 각각 수납할 수 있는 태양광 패널 레일프레임(213)을 포함한다.
여기서, 상기 태양광 패널(211)은 접히거나 또는 슬라이딩을 통하여 길이가 늘어나도록 하여 상기 레일프레임(213)을 축으로 비스듬하게 펼쳐질 수 있도록 구성함으로서, 상기 레일프레임(213)과 지면이 직각을 이룬 상태에서 빗변 형태가 되도록 하는 것이 바람직한데 이는 태양광의 집광면적을 최대한 넓게 하기 위함이다.
그리고 상기와 같이 비스듬하게 기대져 있는 형태의 태양광 패널(211)을 지면 상에 지지하기 위하여, 길이조절이 가능한 하나 이상의 받침기둥(212)이 본 발명에 포함되어, 상기 태양광 패널(211)의 하단면에 하나 이상 설치할 수 있다.
상기 받침기둥(212)이 상기 태양광 패널(211)에 설치됨으로서 상기 태양광 패널(211)이 지면 상에 안정적으로 위치할 수 있을 뿐 아니라 상기 받침기둥(212)의 길이조절로 상기 태양광 패널(211)의 기울어진 각도를 조절할 수 있어서 태양의 위치에 따라 최적의 각도로 태양광을 제공받을 수 있게끔 상기 태양광 패널(211)의 기울어진 각도를 조절할 수 있게 되는 것이다.
도 7은 본 발명의 정수부(300) 중 정수시스템(310)의 구조도이다. 이하에서는 도 7을 통하여 상기 정수시스템(310)의 구성요소 및 동작에 대하여 설명한다.
상기 정수시스템(310)은 물을 이송시키는 급수 이송파이프(311)와, 하나 이상의 정수장치(320), 그리고 일반적으로 사용하는 필터(321, 322)를 포함한다.
또한 상기 정수시스템(311)은 상기 급수 이송파이프(311)에 압력을 제공하는 하나 이상의 압력모터(331, 332)를 포함한다.
상기와 같은 구성요소들을 포함함으로서, 상기 정수시스템(310)의 급수 이송파이프(311)를 통해 유입된 물은 상기 하나 이상의 정수장치(320) 및 필터(321, 322)를 통과하면서 정수되어 깨끗한 물로서 급수부(350)를 통해 제공되어 병(B)에 담겨진다.
이때 상기 정수장치(320)는 하나 이상 구성할 수 있으나, 바람직하게는 도 7에 도시된 바와 같이 적어도 셋(320a, 320b, 320c) 이상 포함하도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 정수장치(320)는 내부에 필터로서 은나노여과사, 바람직하게는 볼 형태의 탄소황토펠릿, 탄소분말과 황토분말을 성분비로 혼합하여 가열 성형 고형화시킨 후 은나노 입자를 코팅시킨 충진재 중 선택된 어느 하나 이상을 필터로서 선택하여 사용하도록 한다.
또한 본 발명의 정수장치(320) 내지 필터(321, 322) 등 상기 정수부(300)의 구성요소 내에는, 급수하고자 하는 정수된 물에 용존산소량(DO)을 높이기 위하여, 하나 이상의 나노버블 발생장치(Nano-bubble generator)가 더 추가되어 설치될 수 있다. 이러한 상기 나노버블 발생장치는 종래에 개발되어 있는 장치를 사용하면 되므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 컨테이너 본체(100)와 사용자 단말기(600)에서 전기적으로 제어되는 부분에 대한 블록 구조도이다. 이하에서는 도 8을 통하여 본 발명의 컨테이너 본체(100)와 단말기(600)에 포함되는 추가적인 구성 및 동작에 대하여 설명한다.
상술한 상기 컨테이너 본체(100)의 구성요소 외에도, 상기 컨테이너 본체(100)는 제어부(400)가 더 포함된다. 상기 제어부(400)는 하나 이상의 연산장치와 기억장치를 가지고 프로그램이 설치될 수 있는 컴퓨터를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 아니면 하나 이상의 전기회로와 신호기를 포함하여 구성할 수도 있다. 이하에서는 상기 제어부(400)가 제어 프로그램이 설치되어 있는 컴퓨터로 구성되어 있는 것을 일예시로 하여 설명한다.
상기 제어부(100)는 상기 컨테이너 본체(100) 내에서 전기적으로 동작하는 구성요소들에 대한 제어를 실시하게 되는데, 예를 들어 상기한 태양광 패널부(210, 220), 그리고 상기 정수부(300)의 압력모터(331, 332)에 대한 동작 및 제어를 실시할 수 있다.
또한 상기 제어부(400)의 제어를 받을 수 있는 구성요소들이 상기 컨테이너 본체(100) 내에 더 포함될 수 있는데, 예를 들어 일측면 문짝(110)을 전자식으로 개폐할 수 있도록 하는 일측면 문짝 제어장치(113)와, 타측면 문짝(120)을 전자식으로 개폐할 수 있도록 하는 타측면 문짝 제어장치(123)가 더 포함되어, 상기 문짝(110, 120)을 자동으로 개폐할 수 있다.
그리고 상기 태양광 패널(210, 220)을 지지하고 있는 기둥 및 프레임(212, 213, 222, 223) 역시 모터 등의 종래 수단을 이용하여 전자식으로 개폐할 수 있도록 하는 태양광 패널 전개장치, 즉 일측 태양광 패널(211)의 기둥 및 프레임(212, 213)을 전자식으로 접거나 펼칠 수 있도록 하는 일측 태양광 패널 전개장치(214)와, 타측 태양광 패널(221)의 기둥 및 프레임(222, 223)을 전자식으로 접거나 펼칠 수 있도록 하는 타측 태양광 패널 전개장치(224)가 더 포함될 수 있으며, 상기의 태양광 패널 전개장치(214, 224)는 모두 상기 제어부(400)에 의해 제어된다.
그리고 상기 발전부(200)는 또한 바람직하게는, 상기 태양광 패널부(210, 220)에서 생산하는 전력을 저장할 수 있도록 하나 이상의 배터리 등의 전력저장수단을 포함하는 전력저장부(230)와, 상기 전력저장부(230)에 저장된 전기에너지 또는 상기 태양광 패널부(210, 220)에서 실시간으로 생산하는 전기에너지를 사용하기 적절한 전압으로 변환하여 사용할 수 있도록 하는 하나 이상의 종래 인버터 또는/및 컨버터를 포함하는 인버터/컨버터부(240)를 포함하며, 상기의 전력저장부(230) 및 인버터/컨버터부(240)의 동작 및 제어 또한 상기 제어부(400)에 의해 제어된다.
여기서 상기의 전력저장부(230) 및 인버터/컨버터부(240)는 일반적인 태앙광 발전 시스템의 ESS(Energy Storage System; 전력저장체계) 구성을 따른 것이며, 일반적인 ESS의 구성요소들을 포함하며 연결 형태 또한 종래와 같이 하면 되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고 상기 정수부(300)에서도 추가적인 구성요소가 더 포함될 수 있는데, 예를 들어 상기 급수 이송파이프(311)에는 전자식으로 개폐될 수 있는 하나 이상의 이송파이프 밸브(312)가 더 포함되어 설치될 수 있으며, 상기 급수부(350)에도 전자식으로 개폐될 수 있는 하나 이상의 급수부 밸브(351)가 더 포함되어 설치될 수 있다. 상기와 같은 밸브(312, 351)의 개폐 또한 상기 제어부(400)에 의해 제어된다.
또한 상기 제어부(400)는 컨테이너 본체(100)의 내부 환경을 감지하고 제어하기 위하여, 하나 이상의 센서가 포함된다.
구체적으로는, 상기 제어부(400)는 컨티이너 본체(100) 내부의 온도 및 습도를 감지하기 위한 하나 이상의 온도감지센서 및 습도센서를 포함하는 온습도 감지센서부(410)를 포함한다.
그리고 상기 제어부(400)는 컨테이너 본체(100) 내부의 대기질, 즉 이산화탄소 농도나 분진 농도 등을 측정할 수 있는 하나 이상의 대기질 감지센서를 포함하는 대기질 감지센서부(420)를 포함한다.
그리고 상기 제어부(400)는, 상기 정수부(300)에서 정수한 물에 대하여 수질에 이상이 있는지 감지할 수 있는 하나 이상의 수질감지센서를 포함하는 수질감지센서부(430)를 포함한다.
또한 상기 제어부(400)는 상기와 같은 감지센서부(410)들이 감지하는 데이터를 확인하고, 이상이 있을 경우 상기 컨테이너 본체(100) 내부의 환경을 변화시키기 위하여, 내부 공기를 유출시키고 외부 공기를 유입시키기 위한 하나 이상의 이송팬을 포함하는 환기시스템(440)을 포함한다.
또한 상기 제어부(400)는 상기 컨테이너 본체(100) 내측의 환경 이상이 상기 환기시스템(440) 만으로는 변동이 어렵다고 판단될 경우, 상기 사용자 단말기(600)를 통해 사용자에게 컨테이너 본체(100)의 이상을 통보하고 상기 발전부(200) 및 정수부(300)의 동작을 물리적으로 차단하는 경보/차단시스템(450)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 센서부(410, 420, 430) 내의 각종 센서와 환기시스템(440) 및 경보/차단시스템(450)의 구성은, 통상적인 센서 및 환기시스템, 경보장치 및 차단시스템을 사용하면 되므로 이에 대한 구체적인 구성은 설명하지 않는다.
상기와 같은 제어부 내 구성요소들의 기능에 대하여 구체적으로 설명하면, 상기 온습도 감지센서부(410)는 컨테이너 본체(100) 내부의 온도 및 습도를 감지하고, 제어부(400)는 상기 온습도 감지센서부(410)에서 측정한 온도 및 습도 데이터를 토대로 상기 환기시스템(440)의 동작여부 및 경보/차단시스템(450) 동작여부를 결정한다.
상기와 같은 온습도 감지센서부(410)는 상기 컨테이너 본체(100)에 포함시켜 설치하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 장시간 태양에 노출되는 상기 태양광 패널부(210, 220)의 경우 그 특성상 매우 뜨거워진 상태로 좁은 공간에 수납될 수 있기 때문에 상기 태양광 패널부(210, 220)가 동작 후 수납될 경우 전력저장부(230)와 인버터/컨버터부(240) 및 이와 관련된 전선 등이 밀집되어 있는 본체(100) 내부의 온도를 급격하게 올려 화재의 위험을 급격하게 올리 수 있기 때문이다. 마찬가지로, 중간벽면체(160)를 통해 막혀있다고 하더라도 발전부(200)와 급수부(300)가 하나의 컨테이너에 수납되는 만큼, 상기 급수부(300)의 파손이나 이상동작 등으로 인하여 상기 컨테이너 본체(100) 내부에 물이 고이거나 습도가 급격하게 올라갈 수 있는 위험이 있고, 이것이 상기 발전부(200)의 각 전기장치들에게 영향을 미쳐 고장 내지는 파손, 누전 등의 위험으로 이어질 수 있으므로 습도를 측정하는 것 또한 매우 중요하기 때문이다. 따라서 상기 제어부(400)는 온습도 감지센서부(410)를 포함하고, 이의 동작을 토대로 상기 환기시스템(440) 및 경보/차단시스템(450)을 동작시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 대기질 감지센서부(420) 역시 상기 컨테이너 본체(100)에 포함시켜 설치하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 상술한 바와 같이 가열된 태양광 패널부(210, 220)로 인하여 상기 컨테이너 본체(100)의 온도가 급격하게 올라갈 수 있는데, 이때 컨테이너 본체(100)에 비산먼지 농도가 높을 경우 폭발 및 화재의 위험이 생기기 때문이다. 마찬가지로, 다양한 이유로 상기 컨테이너 본체(100) 내에 이산화탄소 등의 특정 가스 농도가 높아질 경우 장치의 고장 등을 유발할 수 있으므로, 이를 선제적으로 감지하여 상기 환기시스템(440) 및 경보/차단시스템(450)을 동작시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 수질감지센서부(430)에 포함되는 수질감지센서는 정수부(300)의 급수부(350)에 설치하여 사용하는 것이 바람직하다. 만약 상기 급수부(350)에서 급수하는 수질에 이상이 발생했다면, 상기 정수부(300) 내 정수장치(320)나 필터(321, 322), 이송파이프(311) 등 정수시스템(310)에 파손이나 성능저하 등의 문제가 발생한 것이므로, 사용자는 이에 대한 조치를 취할 수 있게 된다.
상기와 같은 제어부(400)는 상기 사용자 단말(600)과 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결된다. 따라서, 상기 제어부(400) 및 사용자 단말(600)은 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결될 수 있는 통신수단을 포함하며, 통신방법은 종래의 유무선 통신 방식 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용하면 되므로 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 사용자 단말기(600)는 사용자가 상기 제어부(400)를 통하여 상기 컨테이너 본체(100)의 각 구성요소들 및 이들이 감지하는 환경 및 상태에 대한 현황을 가시적으로 확인하고, 상기 제어부(400)를 통해 제어 명령을 내려서 상기 제어부(400)에 의해 제어되는 각 구성요소들에 대한 제어를 실시하도록 한다. 따라서 상기 사용자 단말기(600)는 사용자가 제어 명령을 입력할 수 있는 입/출력 인터페이스(610)와, 상기 구성요소들 및 환경, 상태 등에 대한 현황을 가시적으로 확인할 수 있는 디스플레이(620), 그리고 상기 제어부(400)에 대한 일련의 제어 기능을 수행하기 위한 사용자 설정 프로그램(630)을 포함한다.
10 : 일체형 발전 및 정수장치. 100 : 컨테이너 본체.
110 : 일측면 문짝. 111 : 일측면 앞쪽문짝.
112 : 일측면 뒷쪽문짝. 113 : 일측면 문짝 제어장치.
120 : 타측면 문짝. 121 : 타측면 앞쪽문짝.
122 : 타측면 뒷쪽문짝. 123 : 타측면 문짝 제어장치.
130 : 앞쪽면. 140 : 뒷쪽면.
150 : 바닥면. 160 : 중간벽면체.
210, 220 : 태양광 패널부. 211, 221 : 태양광 패널.
212, 222 : 받침기둥. 213, 223 : 레일프레임.
230 : 전력저장부. 240 : 인버터/컨버터부.
300 : 정수부. 310 : 정수시스템.
311 : 급수 이송파이프. 312 : 이송파이프 밸브.
320 : 정수장치. 321, 322 : 필터.
331, 332 : 압력모터. 350 : 급수부.
351 : 급수부 밸브. 400 : 제어부.
410 : 온습도 감지센서부. 420 : 대기질 감지센서부.
430 : 수질감지센서부. 440 : 환기시스템.
450 : 경보/차단시스템. 500 : 운송수단.
600 : 사용자 단말기. 610 : 입/출력 인터페이스.
620 : 디스플레이. 630 : 사용자 설정 프로그램.

Claims (9)

  1. 일체형 발전 및 정수장치를 이용하는 일체형 발전 및 정수시스템으로서,
    상기 일체형 발전 및 정수시스템은 일체형 발전 및 정수장치; 그리고 사용자 단말기를 포함하고,
    상기 일체형 발전 및 정수장치는 일측과 타측에 문짝이 설치되는 컨테이너 본체;
    상기 컨테이너 본체 내부에 수납되고, 상기 문짝을 개방한 후 바깥으로 꺼내어 전개할 수 있도록 설치되는 하나 이상의 태양광 패널부;
    상기 컨테이너 본체 내부에 수납되어 설치되는 정수부;
    그리고 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컨테이너 본체 내부로는 공간을 태양광 패널부가 설치된 공간과 정수부가 설치된 공간으로 물리적으로 분할시킬 수 있는 중간벽면체가 더 포함되어 설치되는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 정수부는 정수를 실시하는 정수시스템과, 급수를 실시하는 급수부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 태양광 패널부는 각각 태양광 발전을 수행하는 태양광 패널; 상기 태양광 패널을 각각 수납할 수 있는 하나 이상의 레일프레임; 그리고 상기 태양광 패널을 각각 지면 상에 지지하는, 하나 이상의 길이조절 가능한 받침기둥을 포함하고, 상기 발전부는 하나 이상의 전력저장수단을 포함하는 전력저장부와, 하나 이상의 인버터 또는/및 컨버터를 포함하는 인버터/컨버터부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 정수시스템은 물을 이송시키는 급수 이송파이프; 하나 이상의 정수장치; 하나 이상의 필터; 그리고 상기 급수 이송파이프에 압력을 제공할 수 있는 하나 이상의 압력모터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 정수장치는 필터로서 은나노여과사, 탄소황토펠릿, 탄소분말과 황토분말이 혼합된 충진재 중 선택된 어느 하나 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 태양광 패널부 각각에 설치되는 하나 이상의 레일프레임 및 받침기둥에는, 하나 이상의 태양광 패널 전개장치가 더 포함되어 설치되는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기는 사용자가 사용할 수 있는 입/출력 인터페이스; 사용자가 상기 컨테이너 본체의 현황 및 정보를 가시적으로 확인할 수 있는 디스플레이; 그리고 사용자가 상기 제어부의 제어를 위한 사용자 설정 프로그램이 포함되는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 컨테이너 본체 내부의 온도 및 습도를 감지할 수 있는 하나 이상의 온도센서와 습도센서를 포함하는 온습도 감지센서부; 상기 컨테이너 본체 내부의 대기질을 감지할 수 있는 하나 이상의 대기질 감지센서를 포함하는 대기질 감지센서부; 상기 컨테이너 본체 내부의 정수부에서 정수한 물의 수질을 감지할 수 있는 하나 이상의 수질감지센서를 포함하는 수질감지센서부; 상기 컨테이너 본체 내부의 공기를 환기시킬 수 있는 환기시스템; 그리고 상기 컨테이너 본체의 이상을 사용자 단말기에 통보하고, 상기 컨테이너 본체 내 발전부와 정수부의 동작을 차단하는 경보/차단시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는, 일체형 발전 및 정수시스템.
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