KR102015952B1 - 태양광 발전 기능을 갖는 비닐하우스형 경사 염전 - Google Patents

태양광 발전 기능을 갖는 비닐하우스형 경사 염전 Download PDF

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Abstract

소금의 생산과 함께 전력을 발전할 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시하며, 지상에 시공되어 지지력을 제공하는 지지프레임; 상기 지지프레임에 설치되어 지면으로부터 이격된 상태로 설치되면서 지면을 향해 경사면을 이루면서 설치되고, 상면이 투명판으로 형성되어 태양광을 투과시키는 적어도 하나의 경사패널; 상기 경사패널의 투명판 하부에 설치되어 상기 투명판으로 투과되는 태양광을 통해 발전을 수행하는 태양광발전 모듈; 및 상기 경사패널의 상단부에 염수를 공급하고, 상기 경사패널의 하단부에서 염수를 회수하여 상기 경사패널의 상단부로 순환시키면서 염수를 증발시킴으로써 염수 중의 소금을 채취하는 소금채취부를 포함한다.

Description

태양광 발전 기능을 갖는 비닐하우스형 경사 염전{VINYL HOUSE TYPE INCLINATION SALTERN HAVING SOLAR PHOTOVOLTAIC GENERATING FUNCTION}
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 소금을 생산할 수 있는 염전에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염수가 순환되는 경사패널에 태양광발전 모듈을 설치함으로써 소금의 생산과 함께 전력을 발전할 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전에 관한 것이다.
일반적으로, 소금은 해수를 염전으로 끌어와 바람과 태양열로 수분과 함께 유해성분을 증발시켜서 만든 가공되지 않은 천일염과, 바닷물을 전기분해하여 나트륨이온과 염소이온은 투과하는 이온수지막으로 불순물과 중금속 등을 제거하고 얻는 염화나트륨의 결정체인 정제염으로 분류된다.
이 중, 천일염은 몸에 좋은 알칼리성 소금으로 산화가 낮고 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 칼륨(K) 등 다양한 양이온들을 함유하고 있어 연화방지 효과가 우수하여 우리의 전통식품 김치, 장류, 젓갈류 등 그 고유의 맛과 풍미를 유지 시켜왔다.
이러한 천일염은 바람과 태양열을 이용하여 해수를 건조시켜서 얻는 것이므로 해안가에 조성되는 천일염전에서 해수를 증발시킨 후 결정화시켜서 생산된다.
그런데, 천일염을 생산하기 위한 기존 방식은 넓은 면적의 염전이 필요한 문제점이 있으며, 특히 염전이 지면상에 조성됨에 따라 토사나 먼지와 같은 이물질들이 쉽게 유입되어 비위생적인 문제점이 있다.
한편, 근래 들어 친환경 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 태양광발전 설비의 설치가 점점 증가하고 있다.
태양광발전은 태양광의 간섭이 없는 지역에 설치되어야 발전효율이 높아지므로 염전과 같이 일조량이 많으면서 넓은 지역에 설치되는 것이 유리하다.
관련하여 선행기술 문헌인 대한민국 등록특허 제10-1604067호에 개시된 염전용 수중 태양광 모듈을 살펴보면, 염전에 태양광 모듈을 설치함으로써 소금과 함께 전기를 발전하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 선행기술은 지면에 조성되는 염전에 태양광 모듈이 매립된 상태로 설치되는 구조이므로 설치가 번거롭고 복잡한 문제점이 있다.
또한, 선행기술은 염전이 지면에 조성됨에 따라 제한된 면적에서의 소금 생산량이 한정되어 있고, 지면상의 이물질들이 쉽게 유입될 우려가 있다.
또한, 선행기술은 염수가 염전에 고여있도록 염전의 표면이 수평면으로 형성되므로 염수의 증발시간이 지연되는 문제점이 있다.
또한, 선행기술은 염전의 표면에서 소금이 결정화되는 구성이므로 소금을 수집하기 위해서는 별도의 밀대 작업을 수행해야 하는 번거로움이 있다.
따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 염수가 건조되는 패널의 상면을 경사면으로 형성하고 염수를 경사면으로 순환시킴으로써 신속한 수분 증발을 통해 원활한 소금생산을 도모할 수 있으며, 특히 경사면에 태양광발전 모듈을 설치함으로써 소금의 생산과 함께 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시하는 데 목적이 있다.
또한, 본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 경사패널을 지면으로부터 이격시킴으로써 지면의 이물질이 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 경사패널의 외곽을 투광 가능하게 차폐함으로써 대기 중의 이물질을 차단하면서 태양광 발전을 도모할 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시하는 데 목적이 있다.
또한, 본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 경사면을 따라 흘러내리는 염수를 우회시켜 이동시간을 증가시킴으로써 수분의 원활한 증발을 도모할 수 있으며, 이와 동시에 태양광을 집광시켜 태양광발전모듈에 제공할 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시하는 데 목적이 있다.
또한, 본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 태양광발전 모듈과 한 조를 이루는 경사패널들을 복수로 구성하여 복층으로 설치함으로써 제한된 면적에서의 소금 생산량 및 전력 생산량을 증가시킬 수 있는 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 경사패널들이 복층구조를 가질 경우 하부의 경사패널에 그늘이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시하는 데 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 발전 기능을 갖는 경사 염전의 일 실시예에 따르면, 지상에 시공되어 지지력을 제공하는 지지프레임; 상기 지지프레임에, 지면으로부터 이격된 상태로 지면을 향해 경사를 이루도록 설치되는 적어도 하나의 경사패널; 상기 경사패널의 표면에 설치되어 태양광을 통해 발전을 수행하는 태양광발전 모듈; 및 상기 경사패널의 상단부 표면에 염수를 공급하여 상기 태양광발전 모듈의 표면을 따라 염수가 흘러내리도록 하고, 상기 경사패널의 하단부에서 염수를 회수하여 상기 경사패널의 상단부로 순환시키면서 염수를 증발시킴으로써 염수 중의 소금을 채취하는 소금채취부를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 소금채취부는, 상기 경사패널의 상단부 쪽에 배치되어 염수를 수용하는 염수공급탱크; 상기 염수공급탱크에 연결된 상태로 상기 경사패널의 상단부를 따라 연장되어 상기 염수공급탱크에서 배출된 염수를 관류시키며, 길이방향을 따라 복수의 토출공이 형성되어 염수를 상기 태양광발전 모듈의 상단부 표면으로 배출하는 염수공급관; 상기 경사패널의 하단부를 따라 설치되어 상기 태양광발전 모듈의 표면으로 흘러내리는 염수를 수집하는 염수수집관; 상기 염수수집관에 연결되어 염수를 저장하면서 염수에 포함된 소금이 결정화되어 바닥면에 쌓이는 염수수집탱크; 및 상기 염수수집탱크에 수집된 염수를 펌핑하여 상기 염수공급탱크로 순환시키는 순환펌프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 소금채취부는, 상기 경사패널의 표면에 돌출되어 상기 염수수집관을 향해 흘러내리는 염수를 안내하여 우회시키면서 염수의 이동시간을 증가시키는 우회가이드를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 우회가이드는, 소정의 길이를 갖는 막대형태로 형성되어 복수를 이루면서 상기 경사패널의 표면에 지그재그 형태로 배치되고, 투명체로 형성되어 태양광을 투과시키는 투명바; 및 상기 투명바의 길이방향을 따라 복수로 구비되어 태양광을 집광시켜서 상기 태양광발전모듈에 제공하는 집광렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전은, 상기 경사패널에 설치되면서 상기 태양광발전 모듈의 상부에 배치되어 태양광을 상기 태양광발전 모듈로 투과시키는 투명판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명판은, 상기 태양광발전 모듈과 이격공간을 이루면서 상기 태양광발전 모듈의 상부에 설치되고, 상기 소금채취부는, 상기 투명판의 표면 및 상기 태양광발전 모듈의 표면에 각각 염수를 공급하여 순환시킬 수 있다.
또한, 상기 경사패널은, 상기 태양광발전 모듈 및 상기 소금채취부와 함께 한 조를 이루고, 복수 조로 구성되어 상기 지지프레임의 수직방향으로 이격된 상태로 결합되면서 복층을 이룰 수 있다.
또한, 상기 지지프레임은, 상기 한 조를 이루는 상기 경사패널, 상기 태양광발전 모듈 및 상기 소금채취부 중 상기 경사패널을 수평방향으로 이동가능하게 지지하는 패널레일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지프레임은, 상기 태양광발전 모듈에 의해 발전된 전력이나 외부전력을 통해 상기 경사패널에 구동력을 제공하여 상기 패널레일의 길이방향을 따라 상기 경사패널을 이동시키는 패널슬라이더를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 태양광 발전기능을 갖는 경사 염전은, 상기 지지프레임의 외곽을 투광 가능하게 차폐하는 비닐막을 더 포함할 수 있다.
전술한 과제 해결 수단에 의하면, 경사패널의 표면에 설치된 태양광발전 모듈에 염수가 순환되면서 염수 중의 수분이 신속하게 증발할 수 있으므로 소금의 생산성이 향상될 수 있으며, 특히 경사패널의 표면에 설치된 태양광발전 모듈을 통해 소금의 생산과 함께 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 소금채취부를 구성하는 염수수집탱크의 바닥면에 결정화된 소금이 쌓이게 되므로 별도의 밀대 작업이 없이도 소금을 용이하게 채취할 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 우회가이드를 구성하는 투명바가 염수를 안내하면서 우회시키므로 염수의 이동시간이 증가되어 염수 중의 수분이 원활하게 증발할 수 있으며, 투명바에 집광렌즈가 구비될 경우에는 태양광이 집광된 상태로 태양광발전 모듈에 제공됨으로써 발전효율이 향상될 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 태양광발전 모듈의 상부에 투명판이 설치될 경우에는 태양광발전 모듈의 외부 충격으로부터 보호될 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 투명판과 태양광발전 모듈이 이격상태로 설치되면서 투명판의 표면 및 태양광발전 모듈의 표면에 각각 염수가 순환하므로 투명판의 표면에서 염수가 원활하게 증발할 수 있고, 태양광발전 모듈이 염수에 의해 냉각됨으로써 발전효율이 향상될 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 경사패널의 지지프레임에 설치되면서 지면으로부터 이격됨으로써 지면의 이물질 유입이 최소화되어 위생적이며, 비닐막에 의해 지지프레임의 외곽이 투광 가능하게 차폐됨으로써 대기 중의 이물질 유입이 최소화되므로 더욱 위생적인 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 경사패널들이 태양광발전 모듈 및 소금채취부와 함께 한 조를 이루면서 복층으로 설치되므로 제한된 면적 내에서 소금 생산량 및 전력 생산량을 증가시킬 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 복층구조를 갖는 경사패널들이 패널레일에 의해 제각기 수평방향으로 이동가능하게 지지됨으로써 경사패널의 위치를 변경시킬 수 있으므로 하부의 경사패널에 그늘이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 제시할 수 있다.
개시되는 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 개시되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 나타내는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 염수공급관 및 염수수집관을 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 나타내는 사시도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 패널레일의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 7은 도 3에 도시된 경사패널에 투명판이 설치된 상태를 나타내는 종단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하였다. 그리고, 도면에서 실시예들의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 나타내는 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 나타내는 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 염수공급관 및 염수수집관을 확대하여 나타내는 종단면도이다. 또한, 도 4는 다른 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 나타내는 사시도이고, 도 5는 또 다른 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전을 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 패널레일의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다. 또한, 도 7은 도 3에 도시된 경사패널에 투명판이 설치된 상태를 나타내는 종단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 크게 지지프레임(100), 경사패널(200), 태양광발전 모듈(300) 및 소금채취부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 지지프레임(100)은 골조를 이루면서 지상에 시공되어 지지력을 제공하는 것으로, 태양광 및 공기의 소통이 가능한 구조로 시공되면서 염수의 건조공간을 형성한다.
예컨대, 지지프레임(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 직교상태를 이루는 복수의 수직바(111)와 수평바(112)로 이루어진 프레임본체(110)로 구성될 수 있다.
이러한 지지프레임(100)은 바람이 소통하면서 태양광이 조사될 수 있는 구조라면 어떠한 구조라도 무방하다.
한편, 지지프레임(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 프레임본체(110)의 외곽에 비닐막(115)이 추가적으로 설치될 수 있다.
이러한 비닐막(115)은 지지프레임(100)의 외곽을 투광가능하게 차폐함으로써 태양광은 내부로 제공하면서 대기 중의 이물질이 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 지지프레임(100)의 외곽에는 비닐막(115)을 대신하여 방충망이 설치될 수도 있다.
또한, 지지프레임(100)은 건조공간에 설치되는 경사패널(200)에 인접상태로 설치되는 미도시된 작업로가 시공될 수 있다. 작업로는 염전작업을 위한 작업자의 이동로를 이룬다.
상기 경사패널(200)은 염수가 표면을 따라 흘러내리면서 증발이 이루어져 소금을 결정화시키는 구성요소이다.
구체적으로, 경사패널(200)은 지지프레임(100)에 설치되면서 지면으로부터 이격된 상태로 설치되고, 지면을 향해 경사면을 이루면서 설치되어 후술되는 소금채취부(400)에 의한 염수가 상단부로 공급될 수 있다.
즉, 경사패널(200)은 경사면을 이룸에 따라 소금채취부(400)에 의해 상단부 표면으로 공급된 염수를 하단부를 향해 흘러내리게 하면서 태양광 및 태양열을 통해 증발을 도모할 수 있다.
이러한 경사패널(200)은 표면에 후술되는 태양광발전 모듈(300)을 구성하는 태양전지판(310)이 설치됨으로써 태양전지판(310)을 경사상태로 지지할 수 있다.
구체적으로, 경사패널(200)은 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 패널하우징(220)을 포함하여 구성될 수 있다.
패널하우징(220)은 태양전지판(310)의 설치 부위를 이루는 것으로, 지지프레임(100)에 고정될 수 있으며, 후술되는 패널레일(120)을 매개로 지지프레임(100)에 이동가능하게 결합될 수도 있다.
이러한 패널하우징(220)은 상부가 개구된 함체형으로 형성되어 후술되는 태양광발전 모듈(300)의 수용공간을 형성할 수 있으며, 수용공간에 지지파이프(221)가 고정되어 지지파이프(221)의 상면에 태양전지판(310)이 안착되면서 설치될 수 있다.
또한, 패널하우징(220)은 패널본체(210)의 외곽으로 테두리가 돌출되어 염수가 외곽으로 이탈하지 않도록 벽체를 형성할 수 있다.
여기서, 패널하우징(220)과 태양전지판(310)의 사이에는 미도시된 실링부재가 개재됨으로써 태양광발전 모듈(300)의 수용공간으로 염수가 침투하는 것이 방지될 수 있다.
상기 태양광발전 모듈(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 패널하우징(220)의 수용공간에 설치되면서 패널하우징(220)의 표면에 경사상태로 배치되어 태양광 발전을 수행하는 구성요소이며, 염수가 표면에 공급되어 염수를 증발시키는 구성요소이다.
즉, 태양광발전 모듈(300)은 경사패널(200)의 표면에 설치됨으로써 태양광을 통해 발전을 수행하여 전력을 생산하며, 후술되는 소금채취부(400)에 의해 공급되는 염수를 경사패널(200)의 하부로 순환시키면서 증발시킬 수 있다.
이러한 태양광발전 모듈(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 태양전지판(310) 및 인버터(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
태양전지판(310)은 태양광 발전을 통해 직류전류를 발전하는 부재이며, 인버터(320)는 태양전지판(310)에 의해 발전된 직류전류를 교류전류로 변환하여 제공하는 부재이다.
즉, 태양전지판(310)에 의해 발전된 전류는 인버터(320)를 통해 외부장치로 공급될 수 있다.
또한, 인버터(320)는 도 2에 도시된 바와 같이 축전지(330)에 연결되어 태양전지판(310)에 의해 발전된 전류를 축전지(330)에 충전시킬 수도 있다.
한편, 태양전지판(310)은 경사패널(200)의 폭 및 길이와 대응하는 크기로 형성되어 경사패널(200)의 표면 전체에 걸쳐 배치될 수 있으며, 이와 달리 경사패널(200)의 폭과 대응하는 폭을 가지면서 복수로 구성되어 경사패널(200)의 길이방향을 따라 소정의 간격으로 이격 배치될 수도 있다.
즉, 태양전지판(310)은 경사패널(200)의 전체에 걸쳐 배치되지 않고 소정의 간격으로 이격된 상태를 이루면서 배치될 수도 있다.
여기서, 태양전지판(310)들의 이격공간에는 미도시된 난방패널이 배치되면서 경사패널(200)의 표면에 설치될 수 있다.
예컨대, 난방패널은 전원공급에 의해 발열하는 면상발열체로 이루어질 수 있으며, 방수구조를 이루면서 경사패널(200)의 표면에 밀착된 상태로 설치되어 전원에 의해 발열할 수 있다.
이에 따라, 난방패널은 후술되는 소금채취부(400)를 통해 표면에 공급되는 염수를 가열하면서 염수의 수분을 강제로 증발시킬 수 있다.
여기서, 난방패널은 태양광발전 모듈(300)을 구성하는 인버터(320)이나 축전지(330)에 연결되어 전력을 공급받을 수 있으며, 외부전원에 연결되어 전력을 공급받으면서 발열할 수 있다.
상기 소금채취부(400)는 경사패널(200)의 상단부에 염수를 공급함과 아울러 경사패널(200)의 하단부에서 염수를 회수하여 다시 경사패널(200)의 상단부로 순환시키면서 소금을 채취하는 구성요소이다.
즉, 소금채취부(400)는 태양전지판(310)이 설치된 경사패널(200)로 소금을 순환시켜 염수를 증발시킴으로써 염수 중의 소금을 결정화시켜 채취하는 구성요소이다.
이러한 소금채취부(400)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 염수공급탱크(410), 염수공급관(420), 염수수집관(430), 염수수집탱크(440) 및 순환펌프(450)를 포함하여 구성될 수 있다.
염수공급탱크(410)는 경사패널(200)의 상단부 쪽에 배치되어 염수를 수용하는 것으로, 지지프레임(100)에 고정되거나 별도의 고정다이에 설치되면서 경사패널(200)의 상단부 쪽에 배치될 수 있다.
염수공급관(420)은 염수공급탱크(410)의 염수를 경사패널(200)의 상단부로 공급함으로써 태양전지판(310)의 표면으로 흘러내리도록 하는 구성요소로, 연결관(411)을 통해 염수공급탱크(410)에 연결된 상태로 경사패널(200)의 상단부를 따라 연장형성되어 염수공급탱크(410)의 염수가 공급될 수 있다.
이러한 염수공급관(420)은 도 3에 확대 도시된 바와 같이 복수의 토출공(421)이 길이방향을 따라 형성되어 염수를 태양전지판(310)의 상단부로 배출할 수 있다.
염수수집관(430)은 태양전지판(310)으로 흘러내리는 염수를 수집하는 구성요소로, 경사패널(200)의 하단부를 따라 연장형성되어 염수를 수집할 수 있다.
이러한 염수수집관(430)은 도 3에 확대 도시된 바와 같이 개구부(431)가 형성되어 태양전지판(310)에서 흘러내리는 염수를 개구부(431)를 통해 수집할 수 있다.
염수수집탱크(440)는 염수수집관(430)으로 수집된 염수가 저장되면서 염수에 포함된 소금이 결정화되어 쌓이는 구성요소이다.
이러한 염수수집탱크(440)는 연결관(441)을 통해 염수수집관(430)에 연결되어 염수를 저장할 수 있으며, 염수의 순환과정에서 결정화되는 소금이 바닥면에 쌓일 수 있다.
여기서, 전술한 염수공급탱크(410)와 염수공급관(420)을 연결하는 연결관(411)과, 염수수집관(430)과 염수수집탱크(440)를 연결하는 연결관(441)은 각각 가요성을 갖는 소재로 형성됨으로써 경사패널(200) 및 태양광발전 모듈(300)의 이동을 허용할 수 있다.
순환펌프(450)는 염수수집탱크(440)에 수집된 염수를 펌핑하여 염수공급탱크(410)로 공급하여 염수를 순환시키는 구성요소이다.
여기서, 순환펌프(450)는 염수수집탱크(440)의 염수를 펌핑하는데 있어서 염수수집탱크(440)의 상부에 위치하는 염수를 펌핑하여 염수공급탱크(410)로 순환시킬 수 있다.
즉, 순환펌프(450)는 염수수집탱크(440)의 바닥면에 쌓인 소금을 펌핑하지 않고 염수만을 펌핑하도록 염수수집탱크(440)의 상부에 위치하는 염수를 펌핑할 수 있다.
이에 따라, 염수는 경사패널(200)의 표면으로 순환을 반복하면서 수분의 증발을 통해 고농도화될 수 있으며, 염수에 포함된 소금이 결정화될 수 있다. 또한, 결정화된 소금은 염수수집탱크(440)의 바닥면에 쌓인 후 작업자에 의해 채취될 수 있다.
한편, 소금채취부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 우회가이드(460)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
우회가이드(460)는 경사패널(200)에 설치된 태양전지판(310)을 따라 흘러내리는 염수를 안내하여 우회시키면서 염수의 이동시간을 증가시킴으로써 수분의 원활한 증발을 도모하는 구성요소이다.
즉, 우회가이드(460)는 경사패널(200)의 표면에 돌출형성되어 염수수집관(430)을 향해 흘러내리는 염수를 우회시키면서 이동시킬 수 있다.
이러한 우회가이드(460)는 도 4에 도시된 바와 같이 투명바(461) 및 집광렌즈(462)를 포함하여 구성될 수 있다.
투명바(461)는 소정의 길이를 갖는 막대형태로 형성될 수 있으며, 복수로 구성되어 경사패널(200)의 표면에 지그재그 형태로 설치되면서 태양전지판(310)의 표면에 배치됨으로써 염수를 지그재그형태로 안내하여 우회시킬 수 있다.
이러한 투명바(461)는 투명체의 막대로 형성됨으로써 태양광을 태양전지판(310)으로 투과시킬 수 있다.
집광렌즈(462)는 태양광을 집광시켜서 태양광발전 모듈(300)에 제공하는 구성요소이다.
이러한 집광렌즈(462)는 도 4에 도시된 바와 같이 투명바(461)의 길이방향을 따라 복수로 형성될 수 있으며, 태양광을 증폭시켜 태양광전지판(310)으로 제공함으로써 태양광 발전효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 경사패널(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 투명판(210)이 설치될 수 있다.
구체적으로, 투명판(210)은 투명의 강화유리 또는 투명의 강화플라스틱으로 구성되어 경사패널(200)에 설치되면서 태양광발전 모듈(300)을 구성하는 태양전지판(310)의 상부에 배치될 수 있으며, 태양광을 투과시켜서 태양전지판(310)으로 공급되도록 할 수 있다.
이러한 투명판(210)은 태양전자판(310)의 상면에 밀착된 상태로 설치됨으로써 염수공급관(420)의 염수가 표면에 공급될 수 있다.
또한, 투명판(210)은 도 7에 도시된 바와 같이 태양전지판(310)과 이격공간을 이루면서 태양전지판(310)의 상부에 설치될 수 있다.
여기서, 전술한 소금채취부(400)는 투명판(210)의 표면 및 태양전지판(310)의 표면에 각각 염수를 공급하여 순환시킬 수 있다.
구체적으로, 소금채취부(400)는 도 7에 도시된 바와 같이 전술한 염수공급관(420)을 통해 태양전지판(310)의 표면에 염수를 공급하면서 염수수집관(430)을 통해 염수를 수집하여 순환시키는 동시에, 추가염수공급관(420a) 및 추가염수수집관(430a)의 구성을 통해 투명판(210)의 표면에 염수를 순환시킬 수 있다.
구체적으로, 추가염수공급관(420a)은 염수공급탱크(410)에 연결되는 연결관(411)에서 분기되어 염수가 공급될 수 있으며, 투명판(210)의 상단부를 따라 배치되어 염수를 투명판(210)의 표면으로 공급할 수 있다.
추가염수수집관(430)은 투명판(210)의 하단부를 따라 배치되어 투명판(210)으로 흘러내리는 염수를 수집할 수 있으며, 염수수집탱크(440)로 연결되는 연결관(441)에 연결되어 수집된 염수를 염수수집탱크(440)로 공급할 수 있다.
즉, 염수공급탱크(410)의 염수는 염수공급관(420) 및 추가염수공급관(420a)을 통해 각각 태양전지판(310) 및 투명판(210)의 표면에 제각기 공급될 수 있으며, 염수수집관(430) 및 추가염수수집관(430a)을 통해 제각기 수집되어 염수수집탱크(440)로 수집될 수 있다.
여기서, 투명판(210)이 마련된 경우, 염수는 투명판(210)의 표면을 따라 흘러내리면서 원활하게 증발이 이루어질 수 있으며, 태양전지판(310)의 표면을 따라 흘러내리면서 태양전지판(310)을 냉각시키면서 수분의 증발이 이루어질 수 있다.
한편, 전술한 경사패널(200)은 태양광발전 모듈(300) 및 후술되는 소금채취부(400)와 한 조를 이루면서 복수로 구성되어 도 5에 도시된 바와 같이 지지프레임(100)의 수직방향으로 복층을 이루면서 설치될 수 있다.
여기서, 도 5에서는 도면의 표현상 소금채취부(400)를 구성하는 염수공급탱크(410), 염수수집탱크(440) 및 순환펌프(450)를 도시하지 않았으나 복층의 각 경사패널(200)에 대응하는 염수공급탱크(410), 염수수집탱크(440) 및 순환펌프(450)가 배치되는 것은 물론이다.
이에 따라, 경사패널(200)은 복층형으로 구성됨으로써 단위면적 당 소금 생산량과 전력 발전량이 증가할 수 있다.
이러한 경사패널(200)은 도 5에 도시된 바와 같이 지지프레임(100)의 수평방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있다.
구체적으로, 경사패널(200)은 도 5에 도시된 바와 같이 프레임본체(110)의 길이방향을 따라 설치되는 패널레일(120)에 결합되어 작업자에 의한 가압이나 기구적인 외력을 통해 패널레일(120)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.
따라서, 복수의 경사패널(200)은 같이 복층을 이루면서 지그재그 형태로 배치가 가능하므로 상부에 위치하는 다른 패널에 의한 그늘 발생이 최소화될 수 있으며, 궁극적으로는 하부에 위치하는 경사패널(200)에서도 소금생산과 전력발전이 원활하게 이루어질 수 있다.
여기서, 패널레일(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 찬넬형태를 이루면서 마주보는 한 쌍으로 구성되어 경사패널(200)의 양단부를 이동가능하게 수용할 수 있으며, 이외에도 앵글형태나 각 파이프형태로 형성되어 경사패널(200)의 양단부를 이동가능하게 지지할 수도 있다.
또한, 패널레일(120)은 미도시된 롤러가 길이방향을 따라 설치되어 경사패널(200)의 이동을 가이드할 수도 있다.
여기서, 전술한 염수공급탱크(410)와 염수공급관(420)을 연결하는 연결관(411)과, 염수수집관(430)과 염수수집탱크(440)를 연결하는 연결관(441)은 각각 가요성을 갖는 소재로 형성됨으로써 경사패널(200)의 이동을 허용할 수 있다.
즉, 경사패널(200)은 소금채취부(400)를 구성하는 염수공급관(420) 및 염수수집관(430)과 함께 패널레일(120)을 따라 이동할 수 있다.
한편, 전술한 지지프레임(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 패널슬라이더(130)가 설치되어 경사패널(200)을 자동으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
즉, 복수의 경사패널(100)은 패널슬라이더(130)의 구동에 의해 패널레일(120)을 따라 제각기 슬라이드 되면서 하부에 위치하는 경사패널(200)에 그늘이 발생하는 것을 최소화시킬 수 있다.
예컨대, 패널슬라이더(130)는 도 6에 도시된 바와 같이 랙기어(131), 피니언기어(132) 및 피니언모터(133)를 포함하여 구성될 수 있다.
랙기어(131)는 경사패널(200)을 구성하는 패널하우징(210)의 길이방향을 따라 톱니형태를 이루면서 형성될 수 있다.
피니언기어(132)는 회전운동을 통해 랙기어(131)를 직선운동시키기 위한 것으로, 지지프레임(100)을 구성하는 프레임본체(110) 또는 패널레일(120)에 회전가능하게 설치되어 랙기어(131)에 치합될 수 있다.
피니언모터(133)는 피니언기어(132)를 정회전 또는 역회전시키면서 랙기어(131)를 전진 또는 후진시킴으로써 경사패널(200)을 이동시킬 수 있다.
여기서, 피니언모터(133)는 태양광발전 모듈(300)을 구성하는 인버터(320)이나 축전지(330)에 연결되어 전력을 공급받을 수 있으며, 외부전원에 연결되어 전력을 공급받으면서 작동할 수 있다.
상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전(10)의 운용방법을 설명한다.
작업자는 염수수집탱크(440)에 염수를 채운 후 순환펌프(450)를 작동시킨다.
이에 따라, 염수수집탱크(440)에 저장된 염수는 순환펌프(450)에 의해 염수공급탱크(410)로 공급된 후 염수공급관(420) 또는 추가염수공급관(420a)의 토출공(421)을 통해 배출될 수 있다.
염수공급관(420) 또는 추가염수공급관(420a)에서 배출된 염수는 태양전지판(310) 또는 투명판(210)의 표면을 따라 흘러내리면서 태양광 및 바람에 의해 수분이 증발되어 고농도화될 수 있으며, 염수수집관(430) 또는 추가염수수집관(430a)의 개구부(431)를 통해 수집되어 다시 염수수집탱크(440)로 수집될 수 있다.
이때, 고농도의 염수에 포함된 소금은 결정화되면서 염수수집탱크(440)의 바닥면에 쌓이게 되며, 염수는 다시 순환펌프(450)에 의해 염수공급탱크(410)로 공급되어 재순환하면서 소금을 생성할 수 있다.
작업자는 염수수집탱크(440)의 염수를 염수공급탱크(410)로 공급한 후, 염수수집탱크(440)의 바닥면에 쌓인 소금을 회수하여 채취할 수 있다.
그리고, 태양광발전 모듈(500)은 태양광을 통해 발전을 수행하면서 전력을 생산한다.
작업자는 경사패널(200)이 복층으로 설치된 경우, 각각의 경사패널(200)을 이동시켜서 지그재그 형태로 배열함으로써 하부의 패널에 그늘이 생기지 않도록 함으로써 소금생산 및 전력발전이 원활하게 이루어지도록 한다.
이때, 작업자는 경사패널(200)을 직접 패널레일(120)을 따라 이동시키거나 패널슬라이드(130)를 작동시켜서 경사패널(200)을 이동시켜 배열한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전(10)에 의하면, 경사를 이루는 태양전지판(310)에 염수가 순환되면서 염수 중의 수분이 신속하게 증발할 수 있으므로 소금의 생산성이 향상될 수 있으며, 소금채취부(400)를 구성하는 염수수집탱크(440)의 바닥면에 결정화된 소금이 쌓이게 되므로 별도의 밀대 작업이 없이도 소금을 용이하게 채취할 수 있고, 더불어 소금의 생산과 함께 전력을 생산할 수 있다.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 지지프레임 110 : 프레임본체
115 : 비닐막 120 : 패널레일
130 : 패널슬라이더 131 : 랙기어
132 : 피니언기어 133 : 피니언모터
200 : 경사패널 210 : 투명판
220 : 패널하우징
300 : 태양광발전 모듈
310 : 태양전지판 320 : 인버터
330 : 축전지
400 : 소금채취부
410 : 염수공급탱크 420 : 염수공급관
430 : 염수수집관 440 : 염수수집탱크
450 : 순환펌프 460 : 우회가이드
461 : 투명바 462 : 집광렌즈

Claims (10)

  1. 지상에 시공되어 지지력을 제공하는 지지프레임;
    상기 지지프레임에, 지면으로부터 이격된 상태로 지면을 향해 경사를 이루도록 설치되는 적어도 하나의 경사패널;
    상기 경사패널의 표면에 설치되어 태양광을 통해 발전을 수행하는 태양광발전 모듈; 및
    상기 경사패널의 상단부 표면에 염수를 공급하여 상기 태양광발전 모듈의 표면을 따라 염수가 흘러내리도록 하고, 상기 경사패널의 하단부에서 염수를 회수하여 상기 경사패널의 상단부로 순환시키면서 염수를 증발시킴으로써 염수 중의 소금을 채취하는 소금채취부를 포함하고,
    상기 소금채취부는,
    상기 경사패널의 상단부 쪽에 배치되어 염수를 수용하는 염수공급탱크;
    상기 염수공급탱크에 연결된 상태로 상기 경사패널의 상단부를 따라 연장되어 상기 염수공급탱크에서 배출된 염수를 관류시키며, 길이방향을 따라 복수의 토출공이 형성되어 염수를 상기 태양광발전 모듈의 상단부 표면으로 배출하는 염수공급관;
    상기 경사패널의 하단부를 따라 설치되어 상기 태양광발전 모듈의 표면으로 흘러내리는 염수를 수집하는 염수수집관;
    상기 염수수집관에 연결되어 염수를 저장하면서 염수에 포함된 소금이 결정화되어 바닥면에 쌓이는 염수수집탱크;
    상기 염수수집탱크에 수집된 염수를 펌핑하여 상기 염수공급탱크로 순환시키는 순환펌프; 및
    상기 경사패널의 표면에 돌출되어 상기 염수수집관을 향해 흘러내리는 염수를 안내하여 우회시키면서 염수의 이동시간을 증가시키는 우회가이드를 포함하며,
    상기 우회가이드는,
    소정의 길이를 갖는 막대형태로 형성되어 복수를 이루면서 상기 경사패널의 표면에 지그재그 형태로 배치되고, 투명체로 형성되어 태양광을 투과시키는 투명바; 및
    상기 투명바의 길이방향을 따라 복수로 구비되어 태양광을 집광시켜서 상기 태양광발전 모듈에 제공하는 집광렌즈를 포함하는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 염전은,
    상기 경사패널에 설치되면서 상기 태양광발전 모듈의 상부에 배치되어 태양광을 상기 태양광발전 모듈로 투과시키는 투명판을 더 포함하는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 투명판은,
    상기 태양광발전 모듈과 이격공간을 이루면서 상기 태양광발전 모듈의 상부에 설치되고,
    상기 소금채취부는,
    상기 투명판의 표면 및 상기 태양광발전 모듈의 표면에 각각 염수를 공급하여 순환시키는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경사패널은,
    상기 태양광발전 모듈 및 상기 소금채취부와 함께 한 조를 이루고, 복수 조로 구성되어 상기 지지프레임의 수직방향으로 이격된 상태로 결합되면서 복층을 이루는 태양광 발전가능을 갖는 경사 염전.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지프레임은,
    상기 한 조를 이루는 상기 경사패널, 상기 태양광발전 모듈 및 상기 소금채취부 중 상기 경사패널을 수평방향으로 이동가능하게 지지하는 패널레일을 포함하는 태양광 발전기능을 갖는 경사 염전.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지프레임은,
    상기 태양광발전 모듈에 의해 발전된 전력이나 외부전력을 통해 상기 경사패널에 구동력을 제공하여 상기 패널레일의 길이방향을 따라 상기 경사패널을 이동시키는 패널슬라이더를 더 포함하는 태양광 발전기능을 갖는 경사 염전.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지프레임의 외곽을 투광 가능하게 차폐하는 비닐막을 더 포함하는 태양광 발전 기능을 갖는 경사 염전.
KR1020180139294A 2018-11-13 2018-11-13 태양광 발전 기능을 갖는 비닐하우스형 경사 염전 KR102015952B1 (ko)

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