KR102145499B1 - 스마트 자립형 모종 배양 시스템 및 이를 이용한 모종 배양 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트 자립형 모종 배양 시스템 및 이를 이용한 모종 배양 방법에 관한 것으로, 자동화 기반으로 무인 또는 소수 작업자에 의한 모종의 배양이 가능하고 신재생에너지에 의한 에너지 자립화를 통해 배양 관리가 우수하고 원터치 모종 배양을 통해 모종의 생산성 향상과 함께 비전문가에 의한 모종 배양도 가능한 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템은, 내부에 모종의 배양 공간을 갖는 육묘 챔버 본체(10)와; 상기 육묘 챔버 본체에 인출 가능하게 수용되며 모종이 수납되는 모종 트레이(20)와; 태양에너지를 이용하여 전기와 고온의 열을 생산하는 PVT 모듈(30)과; 상기 PVT 모듈에 의해 생산된 전기를 공급받아 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 조명 설비(40)와; 상기 PVT 모듈에 의해 생산된 고온의 열을 이용하여 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 난방 설비(50)와; 상기 모종 트레이의 모종에 영양분을 공급하는 영양분 공급 설비(60)와; 상기 육묘 챔버 본체 내부의 온도와 상기 배양 설비와 영양분 공급 설비의 제어를 위한 정보를 감지하는 센서와; 상기 배양 설비와 영양분 공급 설비를 제어하는 컨트롤러(70)를 포함한다.
본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템은, 내부에 모종의 배양 공간을 갖는 육묘 챔버 본체(10)와; 상기 육묘 챔버 본체에 인출 가능하게 수용되며 모종이 수납되는 모종 트레이(20)와; 태양에너지를 이용하여 전기와 고온의 열을 생산하는 PVT 모듈(30)과; 상기 PVT 모듈에 의해 생산된 전기를 공급받아 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 조명 설비(40)와; 상기 PVT 모듈에 의해 생산된 고온의 열을 이용하여 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 난방 설비(50)와; 상기 모종 트레이의 모종에 영양분을 공급하는 영양분 공급 설비(60)와; 상기 육묘 챔버 본체 내부의 온도와 상기 배양 설비와 영양분 공급 설비의 제어를 위한 정보를 감지하는 센서와; 상기 배양 설비와 영양분 공급 설비를 제어하는 컨트롤러(70)를 포함한다.
Description
본 발명은 모종 배양 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동화 기반으로 무인 또는 소수 작업자에 의한 모종의 배양이 가능하고 신재생에너지에 의한 에너지 자립화를 통해 배양 관리가 우수하고 원터치 모종 배양을 통해 모종의 생산성 향상과 함께 비전문가에 의한 모종 배양도 가능한 스마트 자립형 모종 배양 시스템 및 이를 이용한 모종 배양 방법에 관한 것이다.
이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.
우리나라 육묘 시장규모는 2010년 1,870억원에서 2013년 2,420억원으로 약 30% 증가했으며, 2020년에는 5,000억 규모로 늘어날 전망임. 특히 삶의 질이 향상됨에 따라 농산물을 직접 재배하여 수급하는 가정이 점점 증가하고 있으며, 그 수요는 계속해서 증가할 것으로 전망되고 있다.
농산물 중에서도 연중 수급이 가능한 과채류를 재배하는 농가들은 대체로 전문 육묘업체에서 모종을 구입하거나 농가에서 직접 재배하고 있으며, 농업과 육묘장을 동시에 운영하는 농가들도 많이 있다.
국내 육묘업체는 규모가 작고 영세하지만, 업체수는 290여개에 다다르며, 주로 농사와 겸업으로 운영하지만, 육묘장만 전문적으로 하는 업체가 56%로 상당히 높은편이다. 육묘장의 시설형태는 비닐이나 유리 등으로 상온보다 높은 온도로 모종을 배양하는 방식으로 약 70% 이상 대부분이 시설이 많이 낙후된 비닐온실이며, 20% 정도가 유리온실, 나머지는 노지에서 직접 배양하는 수준이다.
한편, 국가 에너지 보급 정책에 따라 국내 태양광 발전 시장은 매년 10%씩 성장해오고 있으며 2025년에는 25조원 규모로 확대될 것으로 전망되며, 특히 대단위의 태양광 발전 플랜트가 급증하고 있으며, 최근에는 이러한 태양광 발전 플랜트의 유휴 공간을 활용하는 방안들이 제시되고 있다. 인삼이나 버섯 등과 같이 일조에 큰 영향 없이 성장하는 식물들이 주로 재배되고 있지만, 투자비용 대비 효과가 미비한 실정이다.
산업이 발전해감에 따라 기반산업인 농업은 점점 전문ㅇ분업화 되어가고 있으며, 삶의 질 향상으로 소비자들의 니즈도 계절에 관계없이 사계절 신선한 과채와 채소의 제공을 원하고 있다.
최근에는 농가에서도 기존의 씨앗을 심어서 농사를 짓기 보다는 모종을 구입해서 심는 방식을 선호하고 있으며, "모농사가 반농사"라는 말이 있듯이 모종을 잘 키우는 것은 수확량에 직결된다고 볼 수 있다.
기존의 육묘 방식은 온실에서 모종을 배양하거나 농가에서 직접 밭에 모종을 심어서 배양하는 방식이 주를 이루고 있으며, 유리온실 등을 이용하여 생육환경을 최적화 시켜 모종을 단기간에 생산하는 공정육묘 방식은 많지 않은 실정이다.
또한 현재의 공정육묘 방식은 대단위의 공간에서 생육에 필요한 환경을 제공하는 시설을 갖추고 인력이 직접 관리를 해야 하기 때문에 시설 유지비용(넓은 공간의 온도 유지)과 생육 관리를 위한 인건비가 많이 요구된다.
따라서, 신선한 과채나 채소를 사계절 구분없이 가정에 제공할 수 있도록 단기 육묘가 가능한 공정육묘 기술이 요구되며, 육묘종에 따라 생육환경을 맞춤형으로 제공하여 별도의 시설관리 및 인력 활용을 최소화 할 수 있는 컴팩트형 스마트 육묘 배양 시스템 기술이 필요한 실정이다.
특히, 태양광 발전 플랜트의 유휴 공간을 활용함으로써 공정육모 시설 유지관리에 필요한 에너지를 태양에너지로부터 자체 생산하여 공급하는 에너지 자립형 육묘 배양 시스템 기술이 요구된다.
기존의 노지육묘 재배 방식은 농사를 시작하기 전에 모종을 밭에서 직접 재배하거나 육묘공간을 확보하여 외부환경에 노출한 상태에서 모종을 재배하는 방식으로 별도의 난방설비를 갖추고 있지 않기 때문에 초기투자비용이 거의 들지 않지만, 지역별 기온에 시기에 따라 육묘가 가능한 식종과 육묘 기간이 제한적(2~3회/년 정도)이고 육묘일수 또한 외부환경 변화에 따라 좌우되기 때문에 상당히 길어질 수 있다는 단점이 있다.
비닐하우스에 의한 육묘 재배 방식은 기존의 노지육묘 시설에 비닐하우스를 씌워줌으로써 외기온도보다 조금 더 높은 온도 조건을 형성시켜서 모종을 배양하는 방식으로 노지육묘 재배 방식 대비 육묘일수를 조금 더 앞당길 수 있는 기술이다.
반면에 공정육묘 재배 방식은 주로 대단위로 이뤄지고 있으며, 유리온실 내에 난방설비를 별도로 갖추어서 온도를 유지시켜주기 때문에 식종이나 육묘시기에 관계없이 생육 환경 조건을 만들어줄 수 있고, 육묘일수도 단축할 수 있다. 그러나 공정육묘를 위한 대형공간이 요구되며, 재배할 수 있는 식종도 단일종으로 제한적이기 때문에, 공간 활용성, 초기투자비용, 니즈에 따른 식종의 다양성, 시설 내 환경 유지관리를 위한 에너지 소비 비용이 상당히 높다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동화 기반으로 무인 또는 소수 작업자에 의한 모종의 배양이 가능하고 신재생에너지에 의한 에너지 자립화를 통해 배양 관리가 우수하며 양질의 모종을 생산하는 스마트 자립형 모종 배양 시스템 및 이를 이용한 모종 배양 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템은, 내부에 모종의 배양 공간을 갖는 육묘 챔버 본체와; 상기 육묘 챔버 본체에 인출 가능하게 수용되며 모종이 수납되는 모종 트레이와; 태양에너지를 이용하여 전기와 고온의 열을 생산하는 PVT 모듈과; 상기 PVT 모듈에 의해 생산된 전기를 공급받아 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 조명 설비와; 상기 PVT 모듈에 의해 생산된 고온의 열을 이용하여 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 난방 설비와; 상기 모종 트레이의 모종에 영양분을 공급하는 영양분 공급 설비와; 상기 육묘 챔버 본체 내부의 온도와 상기 배양 설비와 영양분 공급 설비의 제어를 위한 정보를 감지하는 센서와; 상기 배양 설비와 영양분 공급 설비를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 스마트 자립형 모종 배양 시스템 및 이를 이용한 모종 배양 방법에 의하면, 자연환경이나 입지조건에 영향을 받지 않는 육묘 재배 시스템 확보가 가능하고, 지리적 입지와 지역의 풍토에 영향을 받지 않는 씨앗 발아 환경을 제공하며, 농산물 소비패턴이나 소비자 기호에 능동적으로 대처가 가능하고, 식물의 모종 배양 기간 단축으로 인한 생산성 증가를 기대할 수 있으며, 태양광 발전 플랜트 등 유휴 공간에 대한 활용성 증대 및 부가 수익 창출을 도모하고, 모종 배양 시스템에 대한 수출 판로 확보 및 국가 경쟁력 향상에 기여하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 모종별 배양 환경의 정보를 미리 데이터 베이스로 구축하여 사용자가 모종만 선택하는 것을 통해 자동으로 모종 배양 환경을 조성하여 배양이 매우 용이하므로 비전문가도 사용이 가능하고 모종의 생산성도 향상하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 외관 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 구성들의 연결관계를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 구성을 보인 분해도.
도 4는 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템에 적용된 PVT 모듈의 분리형을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템에 적용된 PVT 모듈이 경사지게 설치되는 예를 보인 측면도.
도 6은 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 계통을 보인 도면.
도 7은 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템에 적용된 원터치식 모종 배양 모드를 위한 구성의 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 구성들의 연결관계를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 구성을 보인 분해도.
도 4는 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템에 적용된 PVT 모듈의 분리형을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템에 적용된 PVT 모듈이 경사지게 설치되는 예를 보인 측면도.
도 6은 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 계통을 보인 도면.
도 7은 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템에 적용된 원터치식 모종 배양 모드를 위한 구성의 블록도.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 내지 도 3에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템(100)은, 육묘 챔버 본체(10), 육묘 챔버 본체(10) 안에 수납되는 모종 트레이(20), 태양에너지를 이용하여 전기와 고온의 열을 생산한 후 모종의 배양을 위한 용도로 공급하는 PVT(photovoltaic thermal) 모듈(30) 및 PVT 모듈(30)에 의해 생산된 전기와 열을 이용하여 육묘 챔버 본체(10) 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 배양 설비로 구성된다.
육묘 챔버 본체(10)는 모종 트레이(20)의 수납을 위하여 내부에 공간 즉 외부와 밀폐된 공간을 갖는 박스 구조로서, 바람직하게 둘레부의 일측에는 모종 트레이(20)의 인출과 수납을 위하여 개방부가 구비된 트레이 수납부(11)가 구성된다. 여기서, 트레이 수납부(11)는 모종(1)이 배양되는 공간이다.
이와 같은 기능을 하기 위한 육묘 챔버 본체(10)의 트레이 수납부(11)는 모종 트레이(20)의 수납과 인출을 위한 가이드수단(레일 등)이 구성될 수도 있다.
육묘 챔버 본체(10)는 트레이 수납부(11)와 독립적인 공간으로 기계실(12)이 갖추어질 수 있다. 기계실(12)은 컨트롤러(70), 키패드, 모니터, 펌프 등의 장치가 수납되는 공간이다.
트레이 수납부(11)와 기계실(12)은 격벽에 의해 서로 구획(공기가 통하지 않도록 구획)되는 독립 공간이다. 물론, 기계실(12)은 육묘 챔버 본체(10)의 외부에 별도로 구성되는 것도 가능하다.
육묘 챔버 본체(10)는 천정에 PVT 모듈(30)이 설치되는 경우 천정이 개방된 구조도 가능하다.
육묘 챔버 본체(10)는 예컨대 가로 3.0M, 세로 1.5M, 높이 0.5M의 크기로 이루어진 6면체의 컨테이너이다.
육묘 챔버 본체(10)는 모종의 배양을 위하여 채광이 필요한 경우를 위하여 채광부가 구성될 수 있다. 상기 채광부는 태양이 입사하도록 투명으로 이루어지며 육묘 챔버 본체(10)의 천정부에 구성된다. 단, 상기 채광부와 PVT 모듈(30)은 상호 간섭을 일으키지 구성되어야 한다.
육묘 챔버 본체(10)는 단열, 부식 등이 우수한 자재로 이루어진다.
모종 트레이(20)는 모종(1)이 담기는 공간을 갖는 모든 구조가 가능하고, 모종의 관리가 용이하도록 육묘 챔버 본체(10)의 개방부에 인출 가능하게 수납되는 서랍식이다.
모종 트레이(20)는 모종(1)이 담길 수 있는 모든 형태가 가능하면서 모종(1)을 안정하게 받칠 수 있는 격자 형태의 바닥판(21)을 포함할 수 있으며, 또한, 수납과 인출을 위하여 전면에 하나 이상의 손잡이(22)가 구성될 수 있다.
모종 트레이(20)는 원활한 인출과 수납을 위하여 저부에 바퀴가 구성될 수 있다. 예를 들어, 모종 트레이(20)의 전면판 저부의 좌우 양쪽에 바퀴가 각각 구성된다. 즉, 모종 트레이(20)의 전방은 육묘 챔버 본체(10) 외부의 노면 등을 따라 구르는 바퀴에 의해 지지되고 후방은 육묘 챔버 본체(10)의 내부에 지지되는 것이다. 여기서, 모종 트레이(20)의 후방에는 육묘 챔버 본체(10)의 내부를 따라 구르는 바퀴가 구성될 수 있다.
육묘 챔버 본체(10)의 트레이 수납부(11)는 단일 공간, 격벽에 의해 구획되는 2개 이상의 공간 모두 가능하다.
모종 트레이(20)는 트레이 수납부(11)의 수량과 관계없이 하나 이상이 적용될 수 있다.
PVT 모듈(30)은 기존의 태양광모듈인 PV(Photo Voltaic)에 공기 혹은 액체 집열 모듈을 복합 구성하여 전기와 고온의 열을 함께 생산하는 공지의 시스템이지만 육묘를 위하여 본 발명을 통해 처음으로 시도된 것으로 도 1은 육묘 챔버 본체(10)의 상부에 설치되는 일체형을 도시한 것이고, 도 4는 육묘 챔버 본체(10)와 별도로 즉 육묘 본체 챔버(10)의 주변에 설치되는 분리형을 보인 것이다.
전자(일체형)의 경우 PVT 모듈(30)은 육묘 챔버 본체(10)의 상부에 지붕의 형태로 설치되며, 바람직하게 분해와 조립이 가능하도록 볼트와 너트 등을 통해 설치된다.
PVT 모듈(30)은 바람직하게, 육묘 챔버 본체(10) 전체 면적과 동일한 크기이며, 물론, 이에 한정되지 아니하고 육묘 챔버 본체(10)의 전체 면적보다 크거나 작은 것 모두가 가능하다.
PVT 모듈(30)은 도 1에서 직육면체의 육묘 챔버 본체(10) 위에 평면적으로 설치되는 것으로 도시되었으나, 태양광과 태양열의 효율적인 회수를 위하여 태양에 대해 일정 각도로 경사지는 것이 바람직하며, 따라서, 도 5에서 보이는 바와 같이, 일정 각도로 경사지게 설치되는 것도 가능하다. 이 때, 육묘 챔버 본체(10)는 천정부가 면의 형태로서 PVT 모듈(30)의 경사에 맞춰 경사질 수 있고 또는 천정부가 지면과 평행한 형태이면서 PVT 모듈(30)을 경사지게 지지하는 지지대들이 갖추어질 수 있다.
후자(분리형)의 경우 PVT 모듈(30)의 설치를 위한 구성(설치대), PVT 모듈(30)에서 생산한 전기와 열을 육묘 챔버 본체(10)의 내부에 공급하기 위한 전기선, 배관 등이 구성되어야 하며, 이들은 하나 통합 배관(31)을 통해 설치될 수 있다.
분리형의 PVT 모듈(30)은 도 4에서 보이는 바와 같이, 육묘 챔버 본체(10)로부터 떨어진 곳에 설치될 수 있고, 육묘 챔버 본체(10)와 분리되어 육묘 챔버 본체(10)의 간섭을 받지 않고 설치되는 이점이 있으며, 태양에너지의 회수효율이 높은 최적의 위치(각도 포함)에 설치하는 이점도 있다.
PVT 모듈(30)은 발전한 전기를 축전하는 배터리(32)(도 6 참고)를 포함한다.
일체형과 분리형 모두 PVT 모듈(30)은 각도를 조정할 수 있도록 구성될 수 있다.
PVT 모듈(30)의 각도조정수단은 예를 들어, PVT 모듈(30)은 일측이 회동 가능하게 설치되고, 유체(작동유, 공기)의 주입과 배출을 통해 로드가 인출 또는 삽입되면서 PVT 모듈(30)의 타측을 올리거나 내려 PVT 모듈(30)의 각도를 조정하는 실린더(유압/공압 실린더)로 구성된다.
PVT 모듈(30)을 이용하여 생산한 전기와 고온의 열을 사용하는 배양 설비(배양 설비는 모종의 배양을 위해 필요한 전기와 열을 공급하는 것을 말함)는 다음과 같다.
상기 배양 설비는 전기 설비와 공기조화 설비로 구분될 수 있다. 상기 배양 설비의 설치를 위하여 육묘 챔버 본체(10)에는 지지대가 구성될 수 있다.
상기 전기 설비는 태양광 에너지로부터 생산된 전기를 이용한 설비이며, 예를 들어, 조명 설비(LED 조명, 40)가 있다.
조명 설비(40)는 PVT 모듈(30)과 연결되는 전선, 육묘 챔버 본체(10) 안에 설치되며 상기 전선과 연결되어 전원 인가를 통해 빛을 조사하는 조명등으로 구성된다.
조명 설비(40)는 관리자의 수동 조작에 의한 온/오프, 외부 조도의 감지(조도센서)와 컨트롤러의 제어에 의한 자동 온/오프 등이 가능하다.
상기 난방 설비는 태양열 에너지로부터 생산된 고온의 열을 이용한 설비로서, 예를 들어 난방 설비(50)가 있다.
난방 설비(50)는 예를 들어 PVT 모듈(30)에 구성되며 열매체를 통해 태양열을 회수하는 난방 배관 또는 열교환기, 공기와 상기 열매체의 교환을 통해 상기 공기의 온도를 상승시킨 후 육묘 챔버 본체(10) 내부에 송풍하는 온풍 팬으로 구성 가능하다.
난방 설비(50)는 관리자의 수동 조작에 의한 온/오프, 내부 온도의 감지(온도센서)와 컨트롤러의 제어에 의한 자동 온/오프 등이 가능하다.
그리고, PVT 모듈(30)의 전기와 열을 이용하지 않지만 모종의 배양을 위한 영양분 공급 설비(60)가 갖추어진다.
영양분 공급 설비(60)는 영양분이 저장되는 영양분 탱크, 영양분 탱크에 저장된 영양분을 공급하는 예컨대 펌프, 육묘 챔버 본체(10)의 바람직하게 천정과 둘레부에 배관되며 영양분을 이송하는 영양분 공급관, 영양분 공급관에 형성되며 영양분을 모종에 분사하는 다수의 노즐로 구성된다.
영양분 공급 설비(60)는 관리자의 수동 조작에 의한 가동 제어, 타이머를 기반으로 하는 컨트롤러의 자동 제어 등이 가능하다.
컨트롤러(70)는 조명 설비(40)와 난방 설비(50) 및 영양분 공급 설비(60)의 가동을 제어하며, 상기 배양 설비의 운전 조건에 따라 다양한 센서들이 적용된다.
상기 센서는 외부 조도를 감지하는 조도센서, 육묘 챔버 본체(10) 내부의 온도와 습도를 감지하는 온도센서와 습도센서, 영양분 유량센서(유량계), 배터리 잔량센서 등이 있다.
컨트롤러(70)는 관리자의 자유로운 운전 조건의 설정이 가능하며, 관리자가 설정한 운전 조건에 맞춰 조명 설비(40)와 난방 설비(50) 및 영양분 공급 설비(60)의 가동(온/오프)을 제어한다.
컨트롤러(70)는 운전 조건의 설정을 위한 키패드, 운전 조건의 모니터링을 위한 디스플레이가 함께 갖추어진다.
또한, PVT 모듈(30)이 각도 조정식인 경우 컨트롤러(70)는 시각을 기준으로 하여 PVT 모듈(30)의 각도를 조정할 수 있다.
한편, 본 발명은 사물인터넷 서비스가 구축되는 것도 포함된다.
이를 위하여 육묘 챔버 본체(10) 및 PVT 모듈(30)과 떨어진 곳에 인터넷 등으로 연결되는 단말기가 포함된다.
상기 단말기는 육묘 챔버 본체(10) 내부의 육묘 배양 환경(온도, 습도 등), 배양 설비(40,50,60)의 운전 상태 등을 모니터링할 수 있는 디스플레이를 갖는 제품이며, 노트북(80), 스마트폰(90)(휴대용 단말기를 총칭함), 데스크 탑 등이 있다.
본 발명은 육묘 챔버 본체(10)에 2단 이상의 수납부가 구성되어 모종 트레이(20)가 2단 이상으로 수납 즉 2층 이상의 배양 환경을 조성하는 것도 포함된다. 2단 이상의 수납부는 선반을 통해 서로 구획되고 조명 설비(40)와 난방 설비(50) 및 영양분 공급 설비(60)가 각각의 수납부에 형성되어 각 층의 모종 트레이(20)에 담긴 모종을 배양하고, 다층으로 구성되더라도 하나의 PVT 모듈(30)로부터 전기와 고온의 열매체를 공급받아 모종을 배양한다.
본 발명에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템을 이용한 모종 배양 방법은 다음과 같다.
1. 모종 수납.
모종 트레이(20)를 육묘 챔버 본체(10)의 외부로 인출하고 모종을 담은 후 육묘 챔버 본체(10) 안으로 밀어 넣어 수납한다.
2. 모종 배양 셋팅.
컨트롤러(70)를 통해 육묘 챔버 본체(10)의 내부를 모종의 배양 환경으로 셋팅하며, 예를 들어, 배양 온도의 셋팅, 배양 습도의 셋팅, PVT 모듈(30)의 운전 셋팅 등이 있다.
3. 모종 배양.
PVT 모듈(30)은 태양 에너지를 이용하여 전기를 발전하고 고온의 열을 생산한다.
발전 전기는 배터리(32)에 충전된 후 전기 설비, 조명 설비(40) 등에 공급되며, 조명 설비(40)는 발전 전기를 전원으로 하여 육묘 챔버 본체(10) 내부를 조명한다.
고온의 열매체는 난방 설비(50)를 통해 육묘 챔버 본체(10) 내부를 난방하며, 컨트롤러(70)는 온도 센서에 의해 감지되는 현재 온도와 기준 온도(범위)의 비교를 통해 난방 설비(50)의 운전을 제어하고, 현재 온도가 기준 온도보다 높으면 난방 설비(60)를 정지 제어하는 한편 현재 온도가 기준 온도보다 낮으면 난방 설비(60)를 가동 제어한다.
컨트롤러(70)는 조명 설비(40)와 난방 설비(50)와 함께 영양분 공급 설비(60)의 운전도 제어하며, 영양분 공급 시각이 도래하면 컨트롤러(70)는 영양분 공급 설비(60)의 펌프를 가동 제어하여 영양분이 모종에 공급되도록 한다.
모종의 배양 중에 관리자는 모종 트레이(20)를 육묘 챔버 본체(10)로부터 인출하여 모종의 상태를 확인할 수 있고, 컨트롤러(70)를 조작하여 배양 환경을 자유롭게 변경하면서 모종을 배양하고, 모종(1)의 배양이 완료되면 모종(1)을 모종 트레이(20)에서 회수하고 새로운 모종을 모종 트레이(20)에 담아 배양한다.
본 발명은 원터치식 모종 배양에 특징이 있다.
원터치식 모종 배양 모드는 모종별 배양 환경이 데이터베이스로 구축되어 있고, 관리자는 모종만 선택하는 원터치 조작을 통해 모종을 배양하는 것으로, 모종 배양의 경험과 농사의 경험이 없는 비전문가도 관리가 가능한 이점이 있다.
도 7에서 보이는 바와 같이, 원터치식 모종 배양 모드를 위하여 모종 배양 조건이 저장되는 데이터 베이스(71), 모종 선택 화면(72), 모종 선택 버튼(73)을 포함한다.
데이터 베이스(71)는 모종(고추, 상추, 배추 등)별 배양 환경의 정보를 저장하고 있으며, 상기 정보는 배양 온도, 배양 기간, 영양분 공급량, 영양분 공급 시간 등이고, 관리자에 의해 셋팅된다.
모종 선택 화면(72)은 디스플레이에 화면 출력되며, 데이터 베이스(71)에 저장된 모종을 텍스트, 이미지 등으로 출력하고, 사용자가 모종을 선택할 수 있도록 모종의 정보를 보여주는 모든 형태가 가능하다.
모종 선택 버튼(73)은 사용자가 모종 선택 화면(72)을 보면서 모종을 선택하기 위한 것이며, 모종 선택 화면(72)에 터치 스크린식 등으로 구성될 수 있다.
컨트롤러(70)는 사용자가 선택한 모종과 데이터 베이스(71)에 저장된 모종 배양 환경의 정보를 비교하여 일치하는 모종 배양 환경의 정보를 선택하고 이 선택을 결과로 하여 조명 설비(40), 난방 설비(50), 영양분 공급 설비(60)를 제어한다.
컨트롤러(70)는 현재 모종 배양 환경을 수치 등으로 보여주어 사용자의 관리가 용이하게 하고, 모종 배양 기간이 도래하면 모종 배양 완료를 알리는 알림창을 출력한다. 상기 알림창은 예를 들어 "배양 완료"의 텍스트를 화면 출력하는 것이다. 물론 상기 알림창은 상기 텍스트로 한정되는 것은 아니며 다양한 방법이 가능하다.
10 : 육묘 챔버 본체, 20 : 모종 트레이
30 : PVT 모듈, 40 : 조명 설비
50 : 난방 설비, 60 : 영양분 공급 설비
70 : 컨트롤러, 80 : 노트북
90 : 스마트폰,
30 : PVT 모듈, 40 : 조명 설비
50 : 난방 설비, 60 : 영양분 공급 설비
70 : 컨트롤러, 80 : 노트북
90 : 스마트폰,
Claims (7)
- 내부에 모종의 배양 공간을 갖는 육묘 챔버 본체(10)와;
상기 육묘 챔버 본체에 인출 가능하게 수용되며 모종이 수납되는 모종 트레이(20)와;
태양에너지를 이용하여 전기와 고온의 열을 생산하는 PVT 모듈(30)과;
상기 PVT 모듈에 의해 생산된 전기를 공급받아 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 전기 설비와 상기 PVT 모듈에 의해 생산된 고온의 열을 이용하여 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 모종의 배양 환경으로 조성하는 난방 설비를 포함하는 배양 설비와;
상기 모종 트레이의 모종에 영양분을 공급하는 영양분 공급 설비(60)와;
상기 육묘 챔버 본체 내부의 온도와 상기 배양 설비와 영양분 공급 설비의 제어를 위한 정보를 감지하는 센서와;
모종별 배양 환경의 정보를 저장하는 데이터 베이스와;
모종 선택 버튼과;
상기 배양 설비와 영양분 공급 설비를 제어하는 컨트롤러(70)를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 모종 선택 버튼에 의해 선택된 모종과 상기 데이터 베이스에 저장된 모종별 배양 환경의 정보를 근거로 하여 상기 배양 설비와 영양분 공급 설비를 제어하는 원터치식 모종 배양 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 자립형 모종 배양 시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러와 통신하여 상기 육묘 챔버 본체의 배양 환경과 상기 배양 설비 및 영양분 공급 설비의 운전 상황을 원거리에서 모니터링함과 더불어 제어하는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 자립형 모종 배양 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 PVT 모듈은 각도 조정 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 스마트 자립형 모종 배양 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 PVT 모듈은 상기 육묘 챔버 본체의 천정에 설치되는 일체형 또는 상기 육묘 챔버 본체로부터 분리 설치되는 분리형인 것을 특징으로 하는 스마트 자립형 모종 배양 시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 의한 스마트 자립형 모종 배양 시스템을 이용한 모종 배양 방법으로서,
상기 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 모종 트레이(20)를 육묘 챔버 본체(10)의 외부로 인출하고 모종을 담은 후 상기 육묘 챔버 본체(10) 안으로 수납하는 제1단계와;
상기 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 육묘 챔버 본체의 내부를 상기 모종의 배양 환경으로 셋팅하는 제2단계와;
상기 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 PVT 모듈에 의해 생산한 전기와 고온의 열을 이용하여 상기 육묘 챔버 본체의 내부를 상기 모종의 배양 환경으로 조성하여 배양하는 제3단계를 포함하되,
상기 제2단계는 사용자에 의해 선택된 모종과 데이터 베이스를 통해 저장된 모종 배양 환경의 정보를 근거로 하여 사용자가 선택한 모종의 재배에 맞는 모종 배양 환경의 정보를 추출하여 셋팅하며,
상기 제3단계는 상기 제2단계를 통해 셋팅한 정보를 근거로 하여 상기 스마트 자립형 모종 배양 시스템의 배양 설비와 영양분 공급 설비를 제어하는 원터치식 모종 배양 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 자립형 모종 배양 시스템을 이용한 모종 배양 방법.
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