KR102562431B1 - Crop growth system using idle space in solar power plant - Google Patents
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Abstract
본 발명의 태양광발전시설의 시공에 따른 유휴공간을 활용하여 음지에서 재배 가능한 작물을 생장시킬 수 있도록 함으로써 고부가가치를 도모하는 태양광발전시설의 유휴공간을 이용한 작물 생장 시스템에 관한 것으로, 보다 상세게하는 지면으로 이격 설치되어 하부에 음지영역이 형성되는 단위 태양광어레이가 적어도 하나 이상 구성되는 태양광발전시설; 및 상기 단위 태양광어레이에 의해 형성되는 음지영역에서 구획된 공간이 마련되고, 작물 생장에 요구되는 생장환경을 조성하기 위한 공조수단이 구비되는 하나 이상의 생장공간;을 포함을 포함하는 것이 특징이다.It relates to a crop growth system using the idle space of a photovoltaic power plant that promotes high added value by enabling the growth of crops that can be cultivated in the shade by utilizing the idle space following the construction of the photovoltaic power plant of the present invention. A photovoltaic power generation facility in which at least one unit photovoltaic array is installed at a distance from the ground to form a shaded area at the bottom; And one or more growth spaces provided with a partitioned space in the shaded area formed by the unit photovoltaic array and equipped with an air conditioning unit to create a growth environment required for crop growth.
Description
본 발명의 태양광발전시설의 시공에 따른 유휴공간을 활용하여 음지에서 재배 가능한 작물을 생장시킬 수 있도록 함으로써 고부가가치를 도모하는 태양광발전시설의 유휴공간을 이용한 작물 생장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a crop growth system using an idle space of a photovoltaic power plant that promotes high added value by enabling the growth of crops that can be cultivated in the shade by utilizing the idle space following the construction of the photovoltaic power plant.
근래 들어 지구 온난화 문제에 따른 이상 기후현상으로 인하여 세계 곳곳이 자연재해를 겪고 있다. 이것은 화석 연료의 사용으로 인한 이산화탄소의 배출에 기인한 것으로서 세계적으로 이산화탄소 배출을 줄이려는 노력을 기울이고 있다. In recent years, natural disasters have occurred in various parts of the world due to abnormal climate phenomena caused by global warming. This is due to the emission of carbon dioxide due to the use of fossil fuels, and efforts are being made to reduce carbon dioxide emissions worldwide.
그러나 산업이 발전하고 문명이 발달하면 할수록 인류가 소모하는 에너지량이 기하급수적으로 증가하는 실정이다. 따라서 무한 청정한 대체에너지에 대한 수요와 활용이 증가하고 있다. However, as industries develop and civilization develops, the amount of energy consumed by mankind increases exponentially. Therefore, the demand for and utilization of unlimited clean alternative energy is increasing.
대체 에너지 중 태양광 에너지를 이용한 태양광 발전 시스템은 거의 무한공급이 가능한 에너지로서 세계적으로 사용이 증가되고 있으며, 다양한 산업시설뿐 아니라 일반 가정에서도 설치하여 생산된 전력을 활용하고 있는 실정이다.Among alternative energies, photovoltaic power generation system using photovoltaic energy is an energy that can be supplied almost infinitely, and its use is increasing worldwide, and various industrial facilities as well as ordinary households are using the generated power.
이와 같은 태양광 발전 시스템은 관심도가 높아짐에 따라 수요가 증가하고 있으나, 이러한 태양광 발전 시스템을 시공하기 위해서는 시설물의 시공될 토지가 필요하므로 토지 구입비용이 상대적으로 저렴한 대규모의 농지를 구입하여 별도의 태양광 발전소를 설립하고 있는 예가 늘어가고 있는 실정이다. Demand for such a photovoltaic power generation system is increasing as interest increases. However, in order to construct such a photovoltaic power generation system, the land on which the facility is to be constructed is required. Examples of establishing solar power plants are increasing.
그런데 태양 발전 설비를 경작 가능한 농지에 설치하는 경우, 그만큼 농작물을 재배하기 위한 농지로 사용할 수 없어 식량 부족 문제를 초래하고 설비를 설치하는 과정에서 농지가 훼손되어 향후 농사를 지을 수 없게 되는 등의 문제점이 있다.However, when solar power generation facilities are installed on arable farmland, it cannot be used as farmland for growing crops, resulting in food shortage problems, and farmland is damaged in the process of installing the facilities, making it impossible to farm in the future. there is
특히 근래 들어 신재생 에너지 공급 인증서(REC)의 가격 폭락으로 태양광 발전 사업만으로 수익을 기대하기가 점차 어려운 상황으로, 태양광 발전 시스템의 구축에 따라 사용할 수 없게 되는 유휴 공간을 활용하여 음지 환경에서도 생장이 가능한 작물을 재배함으로써 고부가가치를 실현할 수 있는 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.In particular, it is increasingly difficult to expect profits from the solar power generation business alone due to the recent plunge in the price of renewable energy supply certificates (RECs). There is an urgent need for the development of a system capable of realizing high added value by cultivating crops capable of growth.
따라서 본 발명의 목적은, 태양광발전시설의 시공에 따른 유휴공간을 활용하여 음지에서 재배 가능한 작물을 생장시킬 수 있도록 함으로써 고부가가치를 도모하는 태양광발전시설의 유휴공간을 이용한 작물 생장 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a crop growth system using the idle space of the solar power facility, which promotes high added value by enabling the growth of crops that can be grown in the shade by utilizing the idle space following the construction of the photovoltaic power plant. is to do
본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 태양광발전시설의 유휴공간을 이용한 작물 생장 시스템(이하 '본 발명의 시스템'이라 칭함)은, 지면으로 이격 설치되어 하부에 음지영역이 형성되는 단위 태양광어레이가 적어도 하나 이상 구성되는 태양광발전시설; 및 상기 단위 태양광어레이에 의해 형성되는 음지영역에서 구획된 공간이 마련되고, 작물 생장에 요구되는 생장환경을 조성하기 위한 공조수단이 구비되는 하나 이상의 생장공간;을 포함하는 것이 특징이다.The crop growth system (hereinafter referred to as the 'system of the present invention') using the idle space of a photovoltaic power generation facility according to the problem to be solved by the present invention is a unit photovoltaic array in which a shaded area is formed at the bottom by being spaced apart from the ground A photovoltaic power generation facility in which at least one is configured; And one or more growth spaces provided with a partitioned space in the shaded area formed by the unit photovoltaic array and equipped with an air conditioning unit to create a growth environment required for crop growth.
하나의 예로써, 상기 생장공간은, 내부공간과 상기 내부공간을 감싸도록 결합되는 복수의 측벽 및 선택된 하나의 측벽에 형성되는 출입구로 구성되는 공간모듈; 및 상기 공간모듈의 내부공간에 설치되고 외부로부터 입력되는 제어신호에 의해 상기 내부공간의 온도 및 습도 환경을 제어하는 공조모듈;을 포함하는 것이 특징이다.As an example, the growth space includes a space module composed of an inner space, a plurality of side walls coupled to surround the inner space, and an entrance formed on a selected side wall; and an air conditioning module installed in the inner space of the space module and controlling the temperature and humidity environment of the inner space by a control signal input from the outside.
하나의 예로써, 상기 공간모듈은 측벽의 상단이 태양광어레이의 배면과 이격을 형성하고 상면은 지지대에 의해 개구된 형상이며, 상기 공간모듈 내부에서 지중에 타입되며 복수의 유동공이 형성되는 타입관이 구성되고, 상기 공조모듈에는 상기 지지대에 구성되는 상부임펠러와 상기 타입관의 상단에 구성되는 하부임펠러를 포함하여 하부임펠러의 작동에 의해 타입관으로부터 지중공기를 공간모듈 내부로 토출시키고 상부임펠러의 작동에 의해 공간모듈 내부로 배출된 지중공기가 태양광어레이 배면으로 토출되는 것을 특징으로 한다. As an example, the space module has a shape in which the upper end of the side wall is spaced apart from the rear surface of the photovoltaic array and the upper surface is opened by a support, and the space module is typed in the ground and a plurality of flow holes are formed. This configuration, the air conditioning module includes an upper impeller configured on the support and a lower impeller configured on the upper end of the type tube, and the operation of the lower impeller discharges the underground air from the type tube into the space module and discharges the underground air from the type tube into the space module. It is characterized in that the underground air discharged into the space module by operation is discharged to the rear surface of the photovoltaic array.
하나의 예로써, 상기 생장공간은, 상기 공간모듈에 설치되어 공간모듈의 내, 외부 온도와 습도를 계측하고 계측데이터를 출력하는 센서모듈; 상기 센서모듈에서 출력되는 계측데이터를 수신하여 공간모듈의 내, 외부 온도와 습도를 파악하며, 상기 공간모듈의 내부공간에 대한 온도 및 습도 변화를 판단하고, 판단 결과에 따라 기설정된 온도 및 습도 환경이 유지되도록 제어신호를 생성하여 상기 공조모듈로 송신하는 제어모듈; 및 상기 제어모듈에서 수집되는 공간모듈의 내, 외부 온도 및 습도 정보와 상기 제어신호를 송신하기 위한 통신모듈;을 포함하는 것이 특징이다.As an example, the growth space may include a sensor module installed in the space module to measure internal and external temperature and humidity of the space module and to output measurement data; The measurement data output from the sensor module is received to determine the internal and external temperature and humidity of the space module, the temperature and humidity change of the internal space of the space module is determined, and the temperature and humidity environment set in advance according to the determination result. a control module for generating and transmitting a control signal to the air conditioning module so that the temperature is maintained; and a communication module for transmitting the internal and external temperature and humidity information of the space module collected by the control module and the control signal.
하나의 예로써, 상기 태양광발전시설 및 생장공간과 각각 통신망을 통해 연결되어 데이터통신하며, 상기 태양광발전시설의 발전 상태와 상기 생장공간의 온도 및 습도를 포함한 생장환경 상태를 각각 수신 및 저장하고 이를 모니터링하는 관제서버;를 더 포함하는 것이 특징이다.As an example, data communication is performed by being connected to the photovoltaic power generation facility and the growth space through a communication network, respectively, and receiving and storing the power generation state of the photovoltaic facility and the growth environment state including the temperature and humidity of the growth space, respectively. It is characterized in that it further includes; and a control server for monitoring it.
하나의 예로써, 상기 관제서버는, 상기 생장공간에 대한 생장환경을 설정하기 위한 설정신호를 생성 및 출력하고 출력한 설정신호를 상기 생장공간의 제어모듈로 송신하는 것이 특징이다.As an example, the control server generates and outputs a setting signal for setting a growth environment for the growth space, and transmits the output setting signal to a control module of the growth space.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 시스템은 태양광발전시설의 시공에 따라 농경지로 부적합한 유휴공간을 활용할 수 있게 되며, 특히 유휴공간인 음지영역에서도 재배 가능한 작물에 대하여 적합한 생장환경을 조성할 수 있는 공간을 제공하면서, 원격지에서 생장환경을 모니터링 및 관리하는 스마트팜을 구현함으로써 태양광발전시설만으로 곤란한 고부가가치 수익을 창출할 수 있는 효과가 있다.As described above, the system of the present invention can utilize an idle space that is not suitable for farmland according to the construction of a photovoltaic power generation facility. While providing, by implementing a smart farm that monitors and manages the growth environment in a remote place, it has the effect of creating difficult high value-added profits with only solar power generation facilities.
도 1은 본 발명의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지구조물을 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공간모듈의 구성을 나타내는 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 생장공간의 세부구성을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리자단말의 모니터링 정보 표시화면을 나타내는 도면.1 is a schematic representation of the system of the present invention;
Figure 2 is a front view showing a support structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view showing the configuration of a space module according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a detailed configuration of a growth space according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a monitoring information display screen of a manager terminal according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail based on the accompanying drawings. In describing the present invention, the terms or words used in this specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to best describe his or her invention. should be interpreted as a meaning and concept that corresponds to the technical idea of
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 시스템은 적어도 하나 이상의 단위 태양광어레이(2)의 연결로 구성되어 전력을 생산 및 저장하는 태양광발전시설(1)과 상기 태양광발전시설(1)에 의해 형성되는 음지영역에 마련되어 음지 환경에서 생장 가능한 작물을 재배하기 위한 하나 이상의 생장공간(10)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the system of the present invention consists of connecting at least one or more unit photovoltaic arrays (2) to produce and store power, a photovoltaic power generation facility (1) and the photovoltaic power generation facility (1). It is provided in the shaded area formed by and includes one or more growth spaces 10 for growing crops capable of growing in a shaded environment.
상기 태양광발전시설(1)은 지면으로 이격 설치되어 하부에 음지영역이 형성되는 단위 태양광어레이(2)가 적어도 하나 이상 구성되는 것으로, 상기 태양광어레이(2)의 직립 설치를 위한 복수의 지지구조물(4)을 포함한다.The photovoltaic power generation facility 1 is composed of at least one unit photovoltaic array 2 installed at a distance to the ground and forming a shaded area at the bottom, a plurality of for upright installation of the photovoltaic array 2 It includes a support structure (4).
일 예로 상기 지지구조물(4)은 지면에 고정 설치되는 고정블록과, 상기 고정블록에서 연직방향으로 설치되고 그 상부에 상기 태양광어레이(2)의 저면부가 결합되는 지지프레임을 포함하여 상기 태양광어레이(2)가 지면으로부터 고정 및 지지될 수 있도록 한다.For example, the support structure 4 includes a fixed block fixedly installed on the ground and a support frame installed in a vertical direction in the fixed block and coupled to the lower surface of the photovoltaic array 2 to the upper portion, the solar fish It allows the ray 2 to be fixed and supported from the ground.
또한 상기 태양광발전시설(1)은 각 단위 태양광어레이(2)와 전기적으로 연결되어 태양광어레이(2)로부터 생산되는 전력을 저장하는 에너지저장장치(5)를 포함할 수 있으며, 이때 상기 에너지저장장치(5)는 태양광어레이(2)로부터 인접 위치에서 노출 설치되는 제어반(3)에 내재되는 것이거나, 또는 독립된 공간에 별도 구성될 수 있다.In addition, the photovoltaic power generation facility 1 may include an energy storage device 5 electrically connected to each unit photovoltaic array 2 to store power generated from the photovoltaic array 2, wherein the The energy storage device 5 may be inherent in the control panel 3 exposed and installed at a location adjacent to the photovoltaic array 2, or may be separately configured in an independent space.
상기 태양광발전시설(1)의 전력 생산 방식과 생산된 전력의 변환 및 활용 방식은 공지 기술을 통해 다양하게 실시될 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Since the power generation method of the photovoltaic power generation facility 1 and the conversion and utilization method of the generated power can be variously implemented through known technologies, a detailed description thereof will be omitted.
상기 생장공간(10)은 상기 태양광발전시설(1)의 유휴공간 즉 상기 단위 태양광어레이(2)에 의해 형성되는 음지영역에서 구획된 공간에 마련된다.The growth space 10 is provided in an idle space of the photovoltaic facility 1, that is, a space partitioned off from a shaded area formed by the unit photovoltaic array 2.
이러한 생장공간(10)은 음지영역에서 재배 가능한 버섯, 복령 등 고부가가치 작물의 생장에 요구되는 생장환경을 조성하기 위한 공조수단이 구비된다.The growth space 10 is provided with air conditioning means for creating a growth environment required for the growth of high value-added crops such as mushrooms and bokryeong that can be cultivated in a shaded area.
상기 생장공간(10)은 조립식 단위 모듈구조를 가질 수 있으며 상기 음지영역에서 하나 이상이 구획 설치될 수 있다.The growth space 10 may have a prefabricated unit module structure, and one or more may be partitioned and installed in the shaded area.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 생장공간(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 내부공간(101)과 상기 내부공간(101)을 감싸도록 상호 결합되는 복수의 측벽(102) 및 선택된 하나의 측벽(102)에 형성되는 출입구(103)로 구성되는 공간모듈(100)과, 상기 공간모듈(100)의 내부공간(101)에 설치되고 외부로부터 입력되는 제어신호에 의해 상기 내부공간(101)의 온도 및 습도 환경을 제어하는 공조모듈(110)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the growth space 10 according to an embodiment of the present invention includes an inner space 101 and a plurality of side walls 102 mutually coupled to surround the inner space 101 and a selected one. The space module 100 composed of the entrance 103 formed on the side wall 102 and installed in the inner space 101 of the space module 100, the inner space 101 by a control signal input from the outside It may be configured to include an air conditioning module 110 for controlling the temperature and humidity environment.
또한 상기 공조모듈(110)은 도면에 도시된 바 없으나 상기 공간모듈(100)에 개구부를 형성하고 상기 개구부에 설치되는 환기시설을 더 포함하여 음지 환경에서 재배되는 작물 중 주기적인 환기가 요구되는 작물에 적용되어 온도 및 습도 관리와 함께 상기 환기시설을 제어함으로써 그 생장환경을 조절할 수 있도록 한다.In addition, although not shown in the drawing, the air conditioning module 110 forms an opening in the space module 100 and further includes a ventilation facility installed in the opening so that periodic ventilation is required among crops grown in a shaded environment. It is applied to control the ventilation facility together with temperature and humidity control so that the growth environment can be adjusted.
이때 상기 공조모듈(110)의 경우, 상기 태양광발전시설(1)의 에너지저장장치(5)에 저장된 전력을 활용하여 작동되도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, in the case of the air conditioning module 110, it is preferable to be configured to operate by utilizing the power stored in the energy storage device 5 of the photovoltaic power generation facility 1.
한편 공간모듈(100)의 내부에는 상온(개략적으로 15℃)을 유지시키는 것이 일반적으로 작물의 생장환경에 적절하고, 각 태양광어레이(2)의 경우 하절기에 방열이 필요하며 동절기에 동결융해의 제어가 필요한바, 이러한 조건을 만족시키기 위한 실시예가 도 6 및 도 7에 제시되고 있다. On the other hand, maintaining room temperature (approximately 15 ° C) inside the space module 100 is generally appropriate for the growth environment of crops, and in the case of each photovoltaic array 2, heat dissipation is required in the summer season, and freezing and thawing in the winter season is necessary. Since control is required, embodiments for satisfying these conditions are presented in FIGS. 6 and 7 .
본 실시예에서는 상기 공간모듈(100)은 측벽(102)의 상단이 태양광어레이(2)의 배면과 이격을 형성하고 상면(104)은 지지대(104-1)에 의해 개구된 형상으로 구성된다. In this embodiment, the space module 100 has a shape in which the upper end of the side wall 102 is spaced apart from the rear surface of the photovoltaic array 2 and the upper surface 104 is opened by the support 104-1. .
즉 공간모듈(100)의 상면(104)은 복수의 태양광어레이(2)의 결합판(도면번호 도시되지 않음)보다 하부에서 이격을 형성하도록 하여 외부와 연통하도록 하고, 사면(104)은 개구된 형상이되 도면에서 보는 바와 같이 격자형으로 지지대(104-1)가 구성되도록 한다. That is, the upper surface 104 of the space module 100 is formed at a lower portion than the coupling plate (not shown) of the plurality of photovoltaic arrays 2 to communicate with the outside, and the slope 104 is open However, as shown in the drawing, the support 104-1 is configured in a lattice shape.
또한 상기 공간모듈(100) 내부에서 지중에 타입되며 복수의 유동공(411)이 형성되는 타입관(41)이 구성된다. 상기 타입관(41)은 우선 지중에 천공을 하고, 천공에 타입관(41)이 타입되도록 하여 지중의 기온이 상기 유동공(411)을 통해 타입관(41) 내부로 유입되도록 하는 것이다. 상기 타입관(41)은 열전도율이 우수한 철재질 등이 사용됨이 타당하다. In addition, a type pipe 41 is formed in the space module 100 and is formed in the ground and a plurality of flow holes 411 are formed. The type tube 41 is first drilled in the ground, and the type tube 41 is typed into the hole so that the temperature in the ground flows into the type tube 41 through the flow hole 411. It is reasonable that the type tube 41 is made of iron having excellent thermal conductivity.
또한 본 실시예에서 상기 공조모듈(110)에는 상기 지지대(104-1)에 구성되는 상부임펠러(111)와 상기 타입관(40)의 상단에 구성되는 하부임펠러(112)를 포함하도록 한다. In addition, in this embodiment, the air conditioning module 110 includes an upper impeller 111 configured on the support 104-1 and a lower impeller 112 configured on an upper end of the type pipe 40.
이렇게 구성하여 하부임펠러(112)의 작동에 의해 타입관(40)으로부터 지중공기를 공간모듈(100) 내부로 토출시키는데, 지중기온은 상기에서 언급한 바와 같이 일정하게 상온을 유지하는 바, 이러한 상온의 기온이 하절기는 물론 동절기에도 상기 공간모듈(100) 내부로 지중공기가 토출되도록 함으로써 공간모듈(100) 내부가 상온이 유지되도록 하여 적정의 생장환경을 조성토록 하는 것이다. With this configuration, the ground air is discharged from the type pipe 40 into the space module 100 by the operation of the lower impeller 112, and the ground temperature is maintained at a constant room temperature as mentioned above. In order to create an appropriate growth environment by maintaining room temperature inside the space module 100 by discharging underground air to the inside of the space module 100 even during the winter season as well as the summer season.
이에 더하여 상기 상부임펠러(111)의 작동에 의해 공간모듈(100) 내부로 배출된 지중공기가 태양광어레이(2) 배면으로 토출되도록 하는데 이는 하절기의 경우 태양광어레이(2) 배면에 지중공기가 토출되도록 하여 방열이 이루어지도록 하는 것이며, 동절기에는 태양광어레이(2) 배면이 어는 것을 방지하여 열화, 발전효율 저하 등의 문제가 해결되도록 하는 것이다. In addition to this, the underground air discharged into the space module 100 by the operation of the upper impeller 111 is discharged to the back of the photovoltaic array 2, which means that in the summer season, the underground air on the back of the photovoltaic array 2 It is to be discharged to make heat radiation, and to prevent freezing of the back surface of the photovoltaic array 2 in winter to solve problems such as deterioration and reduction in power generation efficiency.
그리고 본 실시 예의 생장공간(10)은 상기 공간모듈(100)의 내부공간(101)은 물론 외부에 대한 환경을 모니터링하기 위한 센서모듈(130)과, 상기 센서모듈(130)의 계측데이터에 연동하여 상기 공조모듈(110)을 선택적으로 제어하는 제어모듈(120) 및 상기 제어모듈(120)과 원격지의 관제센터와의 상호 데이터 통신을 지원하는 통신모듈(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the growth space 10 of this embodiment is interlocked with the sensor module 130 for monitoring the external environment as well as the inner space 101 of the space module 100 and the measurement data of the sensor module 130. It may further include a control module 120 that selectively controls the air conditioning module 110 and a communication module 140 that supports mutual data communication between the control module 120 and a remote control center. .
먼저 상기 센서모듈(130)은 상기 공간모듈(100)에 설치되어 공간모듈(100)의 내, 외부 온도와 습도를 실시간으로 계측하고 계측데이터를 출력한다. 일 예로 상기 센서모듈(130)은 상기 공간모듈(100)의 내, 외부에 각각 설치되는 온도센서와 습도센서를 포함할 수 있다.First, the sensor module 130 is installed in the space module 100 to measure the internal and external temperature and humidity of the space module 100 in real time and output measurement data. For example, the sensor module 130 may include a temperature sensor and a humidity sensor installed inside and outside the space module 100, respectively.
상기 제어모듈(120)은 상기 센서모듈(130)과 유,무선 통신망을 통해 연결되어 있으며, 상기 센서모듈(130)에서 출력되는 계측데이터를 수신하고 이를 분석하여 공간모듈(100)의 내, 외부 온도와 습도를 파악하며, 상기 공간모듈(100)의 내부공간(101)에 대한 온도 및 습도 변화를 판단할 수 있다.The control module 120 is connected to the sensor module 130 through a wired or wireless communication network, receives measurement data output from the sensor module 130, analyzes it, and analyzes the inside and outside of the space module 100. It is possible to determine temperature and humidity and to determine temperature and humidity changes in the internal space 101 of the space module 100 .
그리고 상기 제어모듈(120)은 온도 및 습도 변화에 대한 판단 결과에 따라 기설정된 온도 및 습도 환경이 유지되도록 제어신호를 생성하고 이를 상기 공조모듈(110)로 송신함으로써 공조모듈(110)의 작동이 제어될 수 있도록 한다.In addition, the control module 120 generates a control signal to maintain a predetermined temperature and humidity environment according to the determination result of the change in temperature and humidity, and transmits the control signal to the air conditioning module 110, thereby enabling the operation of the air conditioning module 110. allow it to be controlled.
여기서 상기 제어모듈(120)은 음지 환경 작물의 종류에 따라 가장 적합한 온도 및 습도 환경 설정이 저장되는 메모리를 포함할 수 있다.Here, the control module 120 may include a memory for storing the most suitable temperature and humidity environment settings according to the type of crops in the shade environment.
대표적인 고부가가치 음지 환경 작물로서 백송고 버섯, 꽃송이 버섯 및 복령을 예로 설명하자면, 상기 백송고 버섯의 재배 조건은 저온 일반제품의 경우 온도 5 내지 18℃, 습도 65 내지 75%의 생장 환경이 요구되고 있으며, 고온형 우수품질의 경우 온도 18 내지 23℃, 습도 70 내지 80%의 생장환경이 요구되고 있다.As representative high value-added shade environment crops, white pine mushrooms, zinnia mushrooms, and bokryeong will be described as examples. In the case of low-temperature general products, a growth environment of 5 to 18 ° C. and 65 to 75% humidity is required for cultivation of the white pine mushrooms, In the case of high-temperature type, a growth environment with a temperature of 18 to 23 ° C and a humidity of 70 to 80% is required.
그리고 꽃송이 버섯의 재배 조건은 온도 18 내지 20℃, 습도 90 내지 95%와 1일 기준 4회의 15분 환기가 요구되고 있다. 또한 복령의 재배 조건은 온도 25 내지 18℃, 습도 65 내지 75%의 생장환경이 요구되고 있다.In addition, the cultivation conditions of cauliflower mushrooms require a temperature of 18 to 20 ° C, humidity of 90 to 95% and ventilation for 15 minutes four times a day. In addition, the cultivation conditions of Bokryeong require a growth environment with a temperature of 25 to 18 ° C and a humidity of 65 to 75%.
이처럼 음지 환경에서 재배 가능한 작물별로 각각 적합한 온도 및 습도의 조절과 환기가 실시될 수 있도록 하는 설정값이 메로리에 저장되어 있는 바, 상기 제어모듈(120)은 선택된 작물에 따라 적합한 설정값을 지정하고 그에 대한 제어신호를 출력하여 상기 공조모듈(110)로 송신하게 됨으로써 관리자의 지속적인 관리 및 모니터링 없이도 음지 환경 작물을 용이하게 재배할 수 있게 되는 것이다.As such, setting values for temperature and humidity control and ventilation that are suitable for each crop that can be cultivated in a shaded environment are stored in the memory, so the control module 120 sets a suitable setting value according to the selected crop, By outputting a corresponding control signal and transmitting it to the air conditioning module 110, it is possible to easily grow crops in a shaded environment without continuous management and monitoring by a manager.
상기 통신모듈(140)은 선태된 하나의 통신망을 통해 상기 제어모듈(120)에서 수집되는 공간모듈(100)의 내, 외부 온도 및 습도 정보를 상기 제어모듈(120)과 하기에서 설명하는 관제센터로 송신하거나, 또는 상기 제어모듈(120)의 제어신호를 상기 공조모듈(110)로 송신한다.The communication module 140 transmits internal and external temperature and humidity information of the space module 100 collected by the control module 120 through a selected communication network to the control module 120 and a control center described below. or transmits the control signal of the control module 120 to the air conditioning module 110.
이때 상기 언급한 통신망은 인터넷 프로토콜(IP, Internet Protocol)을 통하여 대용량 데이터의 송수신 서비스 및 끊기는 현상이 없는 데이터 서비스를 제공하는 아이피 기반의 통신망이거나 유선통신망, 이동통신망(2G, 3G, 4G, LTE), Wibro(Wireless Broadband)망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)망, 위성통신망 및 와이파이(WI-FI, Wireless Fidelity)망 중 태양광 발전 현장에 환경에 따라 적합한 하나를 선택할 수 있다.At this time, the above-mentioned communication network is an IP-based communication network, wired communication network, or mobile communication network (2G, 3G, 4G, LTE) that provides large-capacity data transmission and reception services and data services without disconnection through the Internet Protocol (IP). , Wibro (Wireless Broadband) network, HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) network, satellite communication network, and Wi-Fi (Wireless Fidelity) network can be selected according to the environment of the solar power generation site.
한편 본 발명의 시스템은 상기 태양광발전시설(1) 및 생장공간(10)과 각각 통신망을 통해 연결되어 데이터 통신하며, 상기 태양광발전시설(1)의 발전 상태와 상기 생장공간(10)의 온도 및 습도를 포함한 생장환경 상태를 각각 수신 및 저장하고 이를 원격지에서 모니터링하는 관제서버(20)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the system of the present invention is connected to the photovoltaic power generation facility 1 and the growth space 10 through a communication network and communicates data, and the power generation state of the photovoltaic power generation facility 1 and the growth space 10 It may further include a control server 20 that receives and stores conditions of the growth environment, including temperature and humidity, and monitors them from a remote location.
그리고 상기 관제서버(20)는 상기 생장공간(10)으로부터 작동 상태 정보를 수신 및 저장하고 하는데, 이때 상기 작동 상태 정보는 상기 생장공간(10)을 구성하는 각 모듈들의 ON/OFF 작동은 물론 이들의 저항값일 수 있으며 상기 관제서버(20)는 각 모듈들로부터 계측 및 수신한 저항값을 분석하여 이상 유무를 판단할 수 있다.In addition, the control server 20 receives and stores operation status information from the growth space 10, and at this time, the operation status information includes ON/OFF operation of each module constituting the growth space 10 as well as these It may be a resistance value of , and the control server 20 may analyze the resistance values measured and received from each module to determine whether or not there is an abnormality.
이러한 관제서버(20)의 모니터링 정보는 관리자단말(30)을 통해 영상으로 표시됨으로써 관리자가 용이하게 확인할 수 있도록 한다.The monitoring information of the control server 20 is displayed as an image through the manager terminal 30 so that the manager can easily check it.
상기 관리자단말(30)은 상기 관제서버(20)로부터 접속 권한이 부여된 단말로서 데스크탑과 같이 고정성을 가지는 단말이거나 스마트폰, 태블릿 등을 포함하는 이동성을 가지는 모바일 단말일 수 있으며, 관리자의 명령을 입력하기 위한 입력부와 모니터링 영상을 출력하여 표시하는 표시부를 포함한다.The administrator terminal 30 is a terminal to which access is granted from the control server 20, and may be a terminal having a fixed state such as a desktop or a mobile terminal having mobility including a smart phone, a tablet, and the like, and a command of the manager. It includes an input unit for inputting and a display unit for outputting and displaying a monitoring image.
이때 상기 관리자단말(30)이 모바일 단말일 경우 사전에 모니터링 서비스를 제공받기 위하여 다양한 GUI(graphical user interface)가 구현되는 앱(App)을 다운로드하여 설치한 단말일 수 있다.At this time, if the manager terminal 30 is a mobile terminal, it may be a terminal downloaded and installed with various graphical user interfaces (GUI) implemented in order to receive a monitoring service in advance.
뿐만 아니라 상기 관제서버(20)는 상기 생장공간(10)에 대한 생장환경을 설정하기 위한 설정신호를 생성 및 출력하고 출력한 설정신호를 상기 생장공간(10)의 제어모듈(120)로 송신함으로써 관리자에 의해 직접적으로 상기 생장 환경이 제어될 수 있도록 할 수 있다.In addition, the control server 20 generates and outputs a setting signal for setting the growth environment for the growth space 10 and transmits the output setting signal to the control module 120 of the growth space 10. The growth environment can be directly controlled by a manager.
도 5는 상기 관리자단말(30)의 GUI를 통해 구현되는 모니터링 화면의 일 예를 나타내는 것으로, 관리자는 일반적인 태양광발전시설(1)에 대한 발전량 상태뿐 아니라 생장공간(10)에 대한 생장환경을 실시간으로 모니터링하거나 제어할 수 있도록 한다.5 shows an example of a monitoring screen implemented through the GUI of the manager terminal 30, and the manager monitors the growth environment for the growth space 10 as well as the power generation status for the general photovoltaic power generation facility 1. It can be monitored or controlled in real time.
상기 관제서버(20)는 하나의 태양광발전시설(1)에 대한 모니터링뿐 아니라 복수 지역에 설치되는 태양광발전시설(1)로부터 각각 송신되는 정보를 수집하여 이를 지역별로 분리 저장할 수 있으며, 관리자단말(30)을 통해 선택된 지역에 대한 모니터링 정보를 제공할 수 있다.The control server 20 not only monitors one photovoltaic power generation facility 1, but also collects information transmitted from the photovoltaic power generation facilities 1 installed in a plurality of regions and stores them separately for each region. Monitoring information for a selected area may be provided through the terminal 30 .
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Through the above description, those skilled in the art will know that various changes and modifications are possible without departing from the technical idea of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
1 : 태양광발전시설 2 : 태양광어레이
3 : 제어반 4 : 지지구조물
5 : 에너지저장장치
10 : 생장공간 20 : 관제서버
30 : 관리자단말 100 : 공간모듈
101 : 내부공간 102 : 측벽
103 : 출입구 110 : 공조모듈
120 : 제어모듈 130 : 센서모듈
140 : 통신모듈1: Solar power generation facility 2: Solar array
3: control panel 4: support structure
5: energy storage device
10: growth space 20: control server
30: manager terminal 100: space module
101: inner space 102: side wall
103: entrance 110: air conditioning module
120: control module 130: sensor module
140: communication module
Claims (6)
상기 단위 태양광어레이에 의해 형성되는 음지영역에서 구획된 공간이 마련되고, 작물 생장에 요구되는 생장환경을 조성하기 위한 공조수단이 구비되는 하나 이상의 생장공간;을 포함하고,
상기 생장공간은,
내부공간과 상기 내부공간을 감싸도록 결합되는 복수의 측벽 및 선택된 하나의 측벽에 형성되는 출입구로 구성되는 공간모듈; 및
상기 공간모듈의 내부공간에 설치되고 외부로부터 입력되는 제어신호에 의해 상기 내부공간의 온도 및 습도 환경을 제어하는 공조모듈;을 포함하되,
상기 공간모듈은 측벽의 상단이 태양광어레이의 배면과 이격을 형성하고 상면은 지지대에 의해 개구된 형상이며,
상기 공간모듈 내부에서 지중에 타입되며 복수의 유동공이 형성되는 타입관이 구성되고,
상기 공조모듈에는 상기 지지대에 구성되는 상부임펠러와 상기 타입관의 상단에 구성되는 하부임펠러를 포함하여 하부임펠러의 작동에 의해 타입관으로부터 지중공기를 공간모듈 내부로 토출시키고 상부임펠러의 작동에 의해 공간모듈 내부로 배출된 지중공기가 태양광어레이 배면으로 토출되는 것을 특징으로 하는 태양광발전시설의 유휴공간을 이용한 작물 생장 시스템.
A photovoltaic power generation facility comprising at least one unit photovoltaic array installed at a distance to the ground and forming a shaded area at a lower portion; and
One or more growth spaces in which a partitioned space is provided in the shaded area formed by the unit photovoltaic array and equipped with an air conditioning unit to create a growth environment required for crop growth; includes,
The growth space,
A space module composed of an inner space, a plurality of side walls coupled to surround the inner space, and an entrance formed on a selected side wall; and
An air conditioning module installed in the inner space of the space module and controlling the temperature and humidity environment of the inner space by a control signal input from the outside;
The space module has a shape in which the upper end of the side wall is spaced apart from the rear surface of the photovoltaic array and the upper surface is opened by the support,
Inside the space module, a type tube is formed in the ground and a plurality of flow holes are formed,
The air conditioning module includes an upper impeller formed on the support and a lower impeller formed on the top of the type pipe, and the underground air is discharged from the type pipe into the space module by the operation of the lower impeller, and the air is discharged into the space module by the operation of the upper impeller. A crop growth system using an idle space of a photovoltaic power generation facility, characterized in that the underground air discharged into the module is discharged to the back of the photovoltaic array.
상기 생장공간은,
상기 공간모듈에 설치되어 공간모듈의 내, 외부 온도와 습도를 계측하고 계측데이터를 출력하는 센서모듈;
상기 센서모듈에서 출력되는 계측데이터를 수신하여 공간모듈의 내, 외부 온도와 습도를 파악하며, 상기 공간모듈의 내부공간에 대한 온도 및 습도 변화를 판단하고, 판단 결과에 따라 기설정된 온도 및 습도 환경이 유지되도록 제어신호를 생성하여 상기 공조모듈로 송신하는 제어모듈; 및
상기 제어모듈에서 수집되는 공간모듈의 내, 외부 온도 및 습도 정보와 상기 제어신호를 송신하기 위한 통신모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전시설의 유휴공간을 이용한 작물 생장 시스템.
According to claim 1,
The growth space,
a sensor module installed in the space module to measure internal and external temperature and humidity of the space module and to output measurement data;
The measurement data output from the sensor module is received to determine the internal and external temperature and humidity of the space module, the temperature and humidity change of the internal space of the space module is determined, and the temperature and humidity environment set in advance according to the determination result. a control module for generating and transmitting a control signal to the air conditioning module so that the temperature is maintained; and
A crop growth system using an idle space of a photovoltaic power generation facility, comprising: a communication module for transmitting internal and external temperature and humidity information of the space module collected by the control module and the control signal.
상기 태양광발전시설 및 생장공간과 각각 통신망을 통해 연결되어 데이터통신하며, 상기 태양광발전시설의 발전 상태와 상기 생장공간의 온도 및 습도를 포함한 생장환경 상태를 각각 수신 및 저장하고 이를 모니터링하는 관제서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전시설의 유휴공간을 이용한 작물 생장 시스템.
According to claim 4,
Control for data communication by being connected to the photovoltaic power generation facility and the growth space through a communication network, and receiving, storing, and monitoring the development status of the photovoltaic facility and the growth environment including temperature and humidity of the growth space, respectively. Server; crop growth system using the idle space of the photovoltaic power generation facility, characterized in that it further comprises.
상기 관제서버는,
상기 생장공간에 대한 생장환경을 설정하기 위한 설정신호를 생성 및 출력하고 출력한 설정신호를 상기 생장공간의 제어모듈로 송신하는 것을 특징으로 하는 태양광발전시설의 유휴공간을 이용한 작물 생장 시스템.According to claim 5,
The control server,
A crop growth system using an idle space of a photovoltaic power generation facility, characterized in that for generating and outputting a setting signal for setting a growth environment for the growth space and transmitting the output setting signal to a control module of the growth space.
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