KR20160086054A - A Buoy Comprising A the Solar-module With The Increased Optical-Efficiency Structure And Real-time Water Environmental Monitoring Method Using The Same - Google Patents

A Buoy Comprising A the Solar-module With The Increased Optical-Efficiency Structure And Real-time Water Environmental Monitoring Method Using The Same Download PDF

Info

Publication number
KR20160086054A
KR20160086054A KR1020150003227A KR20150003227A KR20160086054A KR 20160086054 A KR20160086054 A KR 20160086054A KR 1020150003227 A KR1020150003227 A KR 1020150003227A KR 20150003227 A KR20150003227 A KR 20150003227A KR 20160086054 A KR20160086054 A KR 20160086054A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
buoy
data
accommodation space
water environment
light
Prior art date
Application number
KR1020150003227A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101694269B1 (en
Inventor
이공
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020150003227A priority Critical patent/KR101694269B1/en
Publication of KR20160086054A publication Critical patent/KR20160086054A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101694269B1 publication Critical patent/KR101694269B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/40—Mobile PV generator systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B2022/006—Buoys specially adapted for measuring or watch purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2209/00—Energy supply or activating means
    • B63B2209/18—Energy supply or activating means solar energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)

Abstract

According to the present invention, disclosed is a buoy equipped with a solar module having an optical efficiency increasing structure. The buoy comprises: an upper body made of a transparent material, having an opening hole unit in a lower side in a state of having a first accommodation space therein and having multiple lenses arranged on the inner and/or outer surface to reflect light to a first accommodation space side; a solar module mounted in the first accommodation space to generate electricity by light penetrating the upper body; a lower body having an opened upper side to be combined with a lower end of the upper body and having a second accommodation space therein; a data processing apparatus including a water environment measurement unit mounted in the second accommodation space to collect water environment data and a communication unit receiving the collected data from the water environment measurement unit to transceive the data with the outside; and a shock absorbing body mounted to surround a combining part of the upper and lower bodies to adsorb an external shock. According to the present invention, light is reflected (collected or dispersed) through the lens arranged in the upper body to concentrate the light on the solar module in the inner side, and at the same time, an effective light receiving area is increased by arranging the solar module on an upper and a lower side along an outer surface of a stepped conical installation base, so a buoy equipped with a solar module having an improved optical efficiency is provided.

Description

광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이 및 이를 이용한 실시간 수환경 모니터링방법{A Buoy Comprising A the Solar-module With The Increased Optical-Efficiency Structure And Real-time Water Environmental Monitoring Method Using The Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a buoy equipped with a photovoltaic module having a light efficiency enhancement structure, and a real-time water environment monitoring method using the buoy,

본 발명은 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이 및 이를 이용한 실시간 수환경 모니터링방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광효율이 개선되고, 저중심 구조를 통해 하부몸체 내지는 부이의 밸런스를 쉽게 유지할 수 있는 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이 및 이를 이용한 실시간 수환경 모니터링방법에 관한 것이다.The present invention relates to a buoy equipped with a solar module having a light efficiency increasing structure, and a real-time water environment monitoring method using the same. More particularly, the present invention relates to a buoy having a light efficiency enhancing structure, The present invention relates to a buoy equipped with a solar module having a light efficiency increasing structure and a real time water environment monitoring method using the same.

호수, 지하수, 하천수 등과 같은 육수(陸水)에서 넓게는 해수(海水)까지를 포함하는 수자원은 더 쓸모 있는 용도로서 효율적으로 사용하기 위해 근래에 들어 체계적인 관리가 이루어지고 있다. 모든 수자원을 인위적으로 관리할 수는 없지만 적어도 수자원의 현황과 정보를 미리 알아 파악하고, 이를 종합하여 수자원 각각의 특성을 명확히 인식함으로 인해, 수환경 변화가 쉽게 감지될 수 있고 이에 따른 전사적인 대비책이 준비될 수 있는 등의 기대 이상의 수자원 관리가 이루어진다고 볼 수 있다.Water resources, including lakes, groundwater, and river water, ranging from land water to seawater, are being used systematically for more efficient use. Although it is not possible to manage all water resources artificially, at least understanding the status and information of water resources in advance, and collecting them, clearly recognizing the characteristics of each water resource, changes in the water environment can be easily detected, And water resources management can be done more than expected.

따라서, 근래에 다양한 수자원 정보를 정확하게 측정, 수집하기 위한 다양한 장치 및 방법들이 개발되어 운용되고 있는데, 특히 수환경 측정방법은 크게 각종 측정장비와 통신시스템이 연계된 고정식 부이를 이용하는 방식과 유수를 따라 이동하며 공간적 변화를 관측하기 위해 측정장비와 통신시스템이 연계된 이동식 부이를 이용하는 방식으로 분류될 수 있다.Accordingly, in recent years, various apparatuses and methods for accurately measuring and collecting various water resources information have been developed and operated. Particularly, a water environment measurement method is classified into a method using a fixed part connected with various measurement equipment and a communication system, And can be categorized into the use of mobile units that are associated with measurement equipment and communication systems to monitor spatial and spatial changes.

이러한 종래의 수환경 측정을 위한 부이는 하천이나 해양에 한 번 투하되면, 장시간 동안 사용되는 관계상 자가 전원공급을 위해 태양전지판을 장착하여 운용되고 있지만, 협소한 공간에 장착되기 때문에 유효수광면적이 적어 광효율이 좋지 못한 문제가 있었다.When the water for the conventional water environment measurement is once dropped into the river or the ocean, the long-term relationship is operated by mounting the solar panel for power supply. However, since the solar panel is mounted in a narrow space, There was a problem that the light efficiency was not good.

특히, 종래의 선행기술 중 대한민국등록특허 제10-1313306호는 부표형 모니터링 로봇에 관한 기술을 개시하고 있는데, 구체적으로 수중에서 부력을 제공하는 몸체부와, 태양광을 이용한 자가발전이 가능하도록 상기 몸체부의 상측에 배치되는 솔라셀을 포함하는 자가발전부와, 주변의 상태를 모니터링 하는 모니터링부와, 수중에서 추진력을 제공하도록 상기 몸체부에 장착되는 추진부와, 상기 모니터링부의 모니터링을 통해 획득된 데이터를 원격으로 전송하고 관련된 제어명령을 원격으로 전송받는 무선통신부와, 근접하는 물체를 감지하는 근접감지 센서를 구비하여 상기 근접감지 센서의 감지 결과에 따라 상기 근접하는 물체를 회피하여 주행이 이루어지도록 상기 추진부의 추진 방향 및 속도를 제어하는 주행제어부를 포함하여 이루어진다.Particularly, among the prior arts, Korean Patent Registration No. 10-1313306 discloses a technology relating to a buoy-type monitoring robot, and specifically discloses a robot that includes a body portion for providing buoyancy in water, A self-power generation unit including a solar cell disposed on an upper side of the body, a monitoring unit for monitoring a state of the surroundings, a propulsion unit mounted on the body for providing driving force in water, A wireless communication unit for remotely transmitting data and remotely transmitting related control commands, and a proximity sensor for sensing an object in proximity to the proximity sensor, And a travel control unit for controlling the propulsion direction and speed of the propulsion unit.

그러나 이러한 선행기술은 솔라셀이 외부에 그대로 노출되는 형태여서 해수나 하천수에 의해 쉽게 오염될 수 있고, 이에 따라 광효율 현저히 떨어질 수 있는 문제가 있고, 광효율을 증대하기 위한 특별한 구조에 대한 언급이 전혀 없으며, 로봇 자체의 밸런스 유지를 위한 구체적인 방안이 없어 그대로 실시하는데에 어려움이 있었다.However, this prior art is a type in which the solar cell is exposed to the outside, so that it can be easily contaminated by seawater or river water, and there is a problem that the light efficiency may be significantly deteriorated, and there is no mention of a special structure for increasing the light efficiency , There is no concrete method for maintaining the balance of the robot itself and it is difficult to carry out as it is.

대한민국등록특허 제10-1313306호(공고일: 2013.09.30)Korean Patent No. 10-1313306 (public announcement date: 2013.09.30)

본 발명의 목적은, 태양광모듈에 빛이 집중되도록 함과 동시에 유효수광면적의 증대를 통해 광효율을 개선하고, 태양광모듈의 배치가 저중심 구조를 이루도록 하면서 하부몸체 내지는 부이의 밸런스가 쉽게 유지되도록 하여 부이의 전복을 방지할 수 있는 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to improve the light efficiency by concentrating light on the solar module and increasing the effective light receiving area so that the balance of the lower body or the buoy can be easily maintained And a solar module having a light efficiency enhancement structure capable of preventing buoy overturning.

상기 목적은, 광투과성 재질로 이루어지고, 내부에 제1수용공간이 마련된 상태에서 아래쪽에 개구부가 형성되며, 상기 제1수용공간 쪽으로 빛을 굴절시키기 위해 내,외면 중 적어도 어느 하나에 다수 개의 렌즈가 배열된 상부몸체; 상기 제1수용공간에 장착되어 상기 상부몸체를 통과한 빛에 의해 전기를 발생시키는 태양광모듈; 위쪽이 개구되어 상기 상부몸체 하단과 결합하고, 내부에 제2수용공간이 마련되는 하부몸체; 상기 제2수용공간에 장착되어 수환경 데이터를 수집하는 수환경측정유닛과, 상기 수환경측정유닛으로부터 수집된 데이터를 전송받아 외부와 데이터를 송수신하는 통신유닛을 포함하는 데이터처리장치; 및 외부충격을 흡수하기 위해 상기 상,하부몸체의 결합부위를 둘러싸도록 장착되는 충격흡수체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이에 의해 달성된다.In order to refract light toward the first accommodation space, a plurality of lenses are provided on at least one of the inner and outer surfaces of the lens housing, An upper body arranged in the body; A solar module mounted in the first accommodation space and generating electricity by light passing through the upper body; A lower body coupled to the lower end of the upper body with an upper portion thereof opened and having a second accommodation space therein; A water environment measurement unit mounted in the second accommodation space for collecting water environment data; and a communication unit for receiving data collected from the water environment measurement unit and transmitting and receiving data to and from the outside; And a shock absorber mounted to surround the joint portions of the upper and lower bodies to absorb an external impact. The present invention also provides a solar module having a light efficiency enhancing structure.

상기 상부몸체는 반구형상으로 이루어지고, 상기 태양광모듈은, 위아래로 단차진 원뿔대 형상으로 이루어진 설치베이스와, 상기 설치베이스의 외면을 따라 배치되는 다수 개의 태양전지를 포함할 수 있다.The upper body may have a hemispherical shape, and the solar module may include an installation base formed in a shape of a truncated cone, and a plurality of solar cells disposed along an outer surface of the installation base.

상기 통신유닛은, 근거리통신모듈 및 장거리통신모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 설치베이스의 중앙을 상하로 관통하도록 설치되어 상기 설치베이스의 상면 위로 돌출되게 장착되는 안테나를 구비할 수 있다.The communication unit may include at least one of a short-distance communication module and a long-distance communication module, and an antenna installed vertically through the center of the installation base so as to protrude from the upper surface of the installation base.

상기 충격흡수체는, 상기 상,하부몸체의 결합부위 가압을 통해 수밀성이 증대되도록, 상기 상,하부몸체의 결합부위 외경보다 작은 내경을 갖도록 형성되며, 상기 충격흡수체 외면에는, 상기 데이터처리장치가 탑재된 상기 하부몸체의 밸런스 유지를 위한 착탈식 밸러스터부재가 더 구비될 수 있다.Wherein the shock absorber is formed to have an inner diameter smaller than an outer diameter of a joining portion of the upper and lower bodies so as to increase the watertightness of the upper and lower bodies by pressurizing the joining portions of the upper and lower bodies, And a detachable balutter member for maintaining the balance of the lower body.

상기 또 다른 목적은, 제2항에 따른 부이를 이용한 실시간 수환경 모니터링방법으로써, 근거리통신모듈을 장착한 제1부이를 다수 개 준비하고, 근거리통신모듈 및 장거리통신모듈을 장착한 제2부이를 다수 개 준비하는 부이준비단계; 상기 제1부이 및 상기 제2부이를 상호 근거리통신이 가능한 범위 내에서 서로 이격된 상태로 모니터링 지역에 설치고정하되, 상기 제2부이는 소정간격마다 상기 제1부이 사이에 설치고정되는 부이설치단계; 상기 제1부이에서 실시간으로 수집된 데이터가 근거리통신모듈을 통해 가장 인접한 상기 제2부이에 전송되어 취합되도록, 상기 제1부이 사이 및 상기 제1부이와 상기 제2부이 사이에 데이터전송이 이루어지는 제1데이터전송단계; 상기 제2부이에 취합된 데이터를 장거리통신모듈을 통해 인접한 원격지의 지역중계기에 전송하는 제2데이터전송단계; 및 상기 지역중계기로 전송된 데이터를 수신한 관제서버를 통해 모니터링 지역의 수환경을 실시간으로 감시 및 관찰하는 모니터링단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 수환경 모니터링방법에 의해 달성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a real-time water environment monitoring method using the buoy according to the second aspect, wherein a plurality of first units equipped with a short-range communication module are prepared, and a second short- A plurality of buoy preparation steps; Wherein the first and second units are installed and fixed in a monitoring area in a state that they are spaced apart from each other within a range in which mutual local communication is possible and the second unit is installed and fixed between the first units at predetermined intervals ; Wherein data is transmitted between the first sub-section and between the first sub-section and the second sub-section such that data collected in real time in the first sub-section is transmitted to the nearest second sub-section via the short- 1 data transfer step; A second data transmission step of transmitting the data collected in the second part to a local repeater at a nearby remote site through a long distance communication module; And a monitoring step of monitoring and observing the water environment of the monitoring area in real time through the control server receiving the data transmitted to the local repeater in real time.

본 발명에 의하면, 상부몸체에 배열된 렌즈를 통해 빛을 굴절(모으거나 분산)시켜 내측의 태양광모듈에 빛이 집중되도록 함과 동시에 단차진 원뿔대 형상의 설치베이스 외면을 따라 태양광모듈을 위아래로 배치하여 유효수광면적을 증대함으로써 광효율이 향상된 태양광모듈을 탑재한 부이를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, the light is refracted (collected or dispersed) through the lens arranged on the upper body so that light is concentrated on the inner solar module, and the solar module is moved up and down along the outer surface of the mounting base of the truncated cone- So that it is possible to provide a solar cell module with a solar cell module with improved light efficiency.

또한, 하단이 넓은 설치베이스 외면을 따라 태양광모듈을 위아래로 배치하는 구성을 통해 무게 중심이 아래쪽으로 이동되고, 충격흡수체 외면에 밸러스터부재를 선택적으로 착탈하여 하부몸체의 밸런스를 용이하게 유지할 수 있게 함으로써, 부이의 전복을 방지할 수 있는 태양광모듈을 탑재한 부이를 제공할 수 있게 된다.In addition, the center of gravity is moved downward through a configuration in which the solar modules are arranged up and down along the outer surface of the wide installation base at the bottom, and the balance body can be easily balanced by selectively attaching / , It is possible to provide a buoy with a solar module capable of preventing buoy overturning.

또한, 모니터링 지역의 수환경을 실시간으로 감시 및 관찰할 수 있음은 물론, 다수 개의 부이를 저비용, 고효율로 운용할 수 있는 실시간 수환경 모니터링방법을 제공할 수 있게 된다.In addition, it is possible to provide a real-time water environment monitoring method capable of monitoring and observing the water environment of a monitoring area in real time as well as operating a plurality of parts at low cost and high efficiency.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 렌즈들의 굴절을 각각 개략적으로 표시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터처리장치의 배치구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 부이를 이용한 실시간 수환경 모니터링방법에 대한 시계열적 단계를 나타내는 순서도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 실시간 수환경 모니터링방법을 개략적으로 도식화한 도면이다.1 is a perspective view of a buoy equipped with a solar module having a light efficiency increasing structure according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a buoy incorporating a solar module having a light efficiency increasing structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing refraction of lenses according to a modification of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing an arrangement structure of a data processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a time-series step of a real-time water environment monitoring method using the buoy according to the present invention.
6A and 6B are schematic diagrams of the real-time water environment monitoring method of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.

(( 광효율Light efficiency 증대구조를 갖는  Having an incremental structure 태양광모듈을Solar module 탑재한  Mounted 부이buoy ))

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 변형예에 따른 렌즈들의 굴절을 각각 개략적으로 표시하는 단면도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터처리장치의 배치구조를 나타내는 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a buoy equipped with a solar module having a light efficiency increasing structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a buoy with a solar module having a light efficiency increasing structure according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view schematically showing refraction of lenses according to a modification of the present invention, respectively. And FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an arrangement structure of a data processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이(100)는, 하천, 호수, 해양 등과 같은 모니터링 지역에 고정되어 부유하면서 물(水)과 관련된 각종 환경정보를 감지 및 측정하여 외부로 송출하는 장치이다.1 to 3, the buoy 100 equipped with the solar module having the light efficiency increasing structure according to the present invention is fixed to a monitoring area such as a river, a lake, And transmits the information to the outside.

이러한 본 발명에 따른 부이(100)는 상부몸체(110)에 배열된 렌즈(114)를 통해 빛을 굴절(모으거나 분산)시켜 내측의 태양광모듈(120)에 빛이 집중되도록 함과 동시에 단차진 원뿔대 형상의 설치베이스(122) 외면을 따라 태양광모듈(120)을 위아래로 배치하여 유효수광면적을 증대함으로써 광효율을 향상(전류세기의 증대)시킬 수 있다.The buoy 100 according to the present invention refracts (collects or disperses) light through the lens 114 arranged in the upper body 110 so that light is concentrated on the inner solar module 120, It is possible to improve the light efficiency (increase the current intensity) by increasing the effective light receiving area by disposing the solar module 120 on the upper and lower sides along the outer surface of the truncated cone-shaped mounting base 122.

또한, 하단이 넓은 설치베이스(122) 외면을 따라 태양광모듈(120)을 위아래로 배치하는 구성을 통해 무게 중심을 아래쪽으로 이동시킴(저중심 구조)과 동시에, 충격흡수체(150) 외면에 밸러스터부재(152)를 선택적으로 착탈하여 하부몸체(130)의 밸런스를 용이하게 유지할 수 있게 함으로써, 본 발명에 따른 부이(100)의 전복을 방지할 수 있다.In addition, the center of gravity is moved downward (low center of gravity structure) through a structure in which the solar module 120 is arranged up and down along the outer surface of the wide installation base 122. At the same time, It is possible to easily maintain the balance of the lower body 130 by selectively attaching / detaching the member 152, thereby preventing the buoy 100 according to the present invention from being rolled over.

이러한 기능의 구현을 위해, 본 발명에 따른 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 상부몸체(110), 태양광모듈(120), 하부몸체(130), 데이터처리장치(140) 및 충격흡수체(150) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.1 to 3, the buoy 100 having the solar module having the light efficiency enhancing structure according to the present invention includes the upper body 110, the solar module 120 A lower body 130, a data processing device 140, and a shock absorber 150, and the like.

이하에서는 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 기술하기로 한다.Hereinafter, each configuration will be described more concretely.

우선, 상부몸체(110)는 광투과성 재질로 이루어져 본 발명에 따른 부이(100)의 상부 외관을 이루며, 후술할 태양광모듈(120)의 오염을 방지하기 위해 구비되는 구성요소로, 내부에 제1수용공간(112)이 마련된 상태에서 아래쪽에 개구부가 형성되며, 제1수용공간(112) 쪽으로 빛을 굴절시키기 위해 내,외면 중 적어도 어느 하나에 다수 개의 렌즈(114)가 배열된다.First, the upper body 110 is formed of a light-transmitting material to form an upper surface of the buoy 100 according to the present invention. The upper body 110 is a component provided to prevent contamination of the solar module 120, An opening is formed at a lower side in a state in which the first accommodating space 112 is provided and a plurality of lenses 114 are arranged at at least one of the inner and outer surfaces to refract light toward the first accommodating space 112.

이러한 상부몸체(110)는 내부 제1수용공간(112)에 후술할 태양광모듈(120)을 수용한 상태에서 아래쪽에 개구부가 형성되어 하부몸체(130)와 결합이 이루어질 수 있는 구조를 갖는 형상이라면, 어떠한 형상이라도 무방하며, 광투과성이 우수한 유리 또는 고분자 화합물 등을 이용하여 제작할 수 있다.The upper body 110 has a structure having a structure in which an opening is formed at a lower side in a state where the solar cell module 120 to be described later is accommodated in an inner first accommodation space 112 and can be coupled to the lower body 130 , Any shape may be used, and glass or polymer compounds having excellent light transmittance may be used.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 상부몸체(110)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 가공성이 용이한 고분자 화합물을 이용하여 반구형상으로 제작되는데, 이러한 형상은 하천, 호수, 해양 등과 같은 모니터링 지역에서 발생할 수 있는 외부충격과 강풍으로 인한 저항을 저감할 수 있어 내측에 구비된 장치들의 안정적인 작동을 도모할 수 있게 한다.However, as shown in FIGS. 1 to 3, the upper body 110 according to the embodiment of the present invention is formed into a hemispherical shape using a polymeric compound that is easy to process. It is possible to reduce resistance due to external impacts and strong winds that may occur in the same monitoring area, thereby enabling stable operation of devices installed in the inside.

나아가 외부 충격 등을 적절히 흡수 또는 완화하기 위한 방안으로 상부몸체(110)를 반구형상으로 제작하는 것 이외에도, 다양한 완충구조 및 완충재질을 적용하여 상부몸체(110)를 제작할 수 있음은 물론이다.Further, it is needless to say that the upper body 110 may be manufactured by applying various buffer structures and buffer materials in addition to manufacturing the upper body 110 in a hemispherical shape in order to appropriately absorb or mitigate external impacts.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈(114)는 광효율 향상을 도모하기 위해 외부의 태양광을 제1수용공간(112)에 장착된 태양광모듈(120) 쪽으로 굴절(모으거나 분산)시키는 구성요소로, 그 종류(볼록 또는 오목), 크기, 배열 및 형성위치(내,외면) 등은 수환경 상태(일조량이나 수면 반사율)와 태양광모듈(120)의 크기, 배치형태 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the lens 114 refracts (collects or disperses) external sunlight toward the solar module 120 mounted in the first accommodation space 112 in order to improve the light efficiency, (Convex or concave), the size, the arrangement and the forming position (inside and outside) of the solar module 120 are considered in consideration of the water environmental condition (the amount of sunshine or the surface reflectance) and the size and arrangement of the solar module 120 And can be variously modified.

특히, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈(114)는 상부몸체(110) 외면에서 외측으로 볼록한 볼록형 렌즈(114)로 이루어지되, 다수 개가 구비되어 상부몸체(110) 외면 전체에 촘촘하게 배치 형성된다. 이때, 빛이 집광되는 볼록형 렌즈(114)의 초점은 렌즈 구면의 곡률 조절을 통해 태양광모듈(120)의 표면에 형성되도록 함이 바람직하다.In particular, as shown in FIGS. 1 and 2, the lens 114 according to the embodiment of the present invention includes a convex lens 114 convexed outward from the outer surface of the upper body 110, (110). At this time, it is preferable that the focal point of the convex lens 114 on which the light is condensed is formed on the surface of the solar module 120 through curvature adjustment of the lens spherical surface.

여기서 볼록형 렌즈(114)는 수면(水面)에 의한 태양광 반사뿐 아니라 전체적으로 일조량이 적은 해양, 하천이나 호수 등에서 적은 양의 빛을 효율적으로 이용하기 위한 것으로, 입사되는 빛을 모아 태양광모듈(120) 쪽에 광량을 집중시킴으로써, 원활한 전기의 발생을 도모할 수 있게 한다.Here, the convex lens 114 is used to efficiently utilize a small amount of light not only in the sunlight reflection by the water surface but also in the marine, river, lake, etc. having a small amount of sunshine as a whole. By concentrating the amount of light on the side of the light source.

또한, 볼록형 렌즈(114)들을 촘촘하게 배치하는 이유는 태양광 모듈(120)의 여러 지점에서 전기의 발생이 동시다발적으로 이루어지게 하여 많은 양의 전기를 생산하기 위함이다.The reason why the convex lenses 114 are closely arranged is to generate a large amount of electricity by simultaneously generating electricity at various points of the solar module 120.

또한, 볼록형 렌즈(114) 초점이 태양광모듈(120)의 표면에 놓이도록 구면을 형성하는 이유는 다수 개의 볼록형 렌즈(114)들을 통과한 빛이 최대 광량으로 집광되는 각 초점이 위치한 태양광모듈(120)에서 전기의 발생이 집중적이고도 활발하게 이루어질 수 있게 하기 위함이다. The reason for forming the spherical surface such that the convex lens 114 focuses on the surface of the solar module 120 is that the light passing through the plurality of convex lenses 114 is condensed at the maximum amount of light, So that the generation of electricity can be intensively and actively performed.

따라서 이를 위해 다수 개의 볼록형 렌즈(114)들 각각은 태양광모듈(120)과의 이격거리에 따라 서로 다른 초점거리를 갖도록 구면을 형성할 수 있다.Accordingly, each of the plurality of convex lenses 114 may form a spherical surface having different focal distances depending on a distance from the solar module 120. [

이러한 볼록형 렌즈(114)를 통해 태양광 반사 및 일조량이 적은 수역에서도 효율적인 전기의 발생이 도모될 수 있다.Through this convex lens 114, it is possible to generate electricity efficiently even in the area where the sunlight reflection and the amount of sunshine are small.

한편, 도 3에 도시된 본 발명의 변형예에 따른 렌즈(114)는 상부몸체(110) 내면에서 안쪽으로 볼록하거나 바깥쪽으로 오목한 렌즈(114A,114B)로 각각 이루어지되, 다수 개가 구비되어 상부몸체(110) 내면에 촘촘하게 배치 형성된다. 이때에도, 빛이 집광되거나 분산되는 볼록형, 오목형 렌즈(114A,B)의 초점은 렌즈 구면의 곡률 조절을 통해 태양광모듈(120)의 표면에 형성되도록 함이 바람직하다.The lens 114 according to a modification of the present invention shown in FIG. 3 is composed of lenses 114A and 114B which are convex inward or concave outward from the inner surface of the upper body 110, (110). At this time, it is preferable that the focal points of the convex and concave lenses 114A, B where light is condensed or dispersed are formed on the surface of the solar module 120 through curvature adjustment of the lens spherical surface.

이렇게 도 1 및 도 2의 실시예와 달리 상부몸체(110) 내면에 렌즈(114A,114B)를 형성하게 되면, 주변의 하천수나 해수에 의해 렌즈(114) 부분이 쉽게 오염되거나 외부 충격에 의해 렌즈(114)가 파손되는 것을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하다.Unlike the embodiment of FIGS. 1 and 2, when the lenses 114A and 114B are formed on the inner surface of the upper body 110, the lens 114 is easily contaminated by the surrounding river water or seawater, It is possible to prevent breakage of the magnetic recording medium 114.

도 3(a)에 도시된 바와 같은 볼록형 렌즈(114A)는 도 1 및 도 2의 실시예에 따른 볼록형 렌즈(114)와 비교시 상부몸체(110) 내면에 형성된다는 점만이 상이할 뿐이므로, 앞서 기술한 도 1 및 도 2의 실시예의 설명으로 대체할 수 있다.The convex lens 114A shown in FIG. 3 (a) differs from the convex lens 114 according to the embodiments of FIGS. 1 and 2 only in that it is formed on the inner surface of the upper body 110, It can be replaced with the description of the embodiments of Figs. 1 and 2 described above.

그리고 도 3(b)에 도시된 바와 같은 오목형 렌즈(114B)는, 수면(水面)에 의한 태양광 반사뿐 아니라 전체적인 일조량이 많은 해양, 넓은 하천이나 호수 등에서 많은 양의 빛을 효율적으로 이용하기 위해 사용된다. The concave lens 114B as shown in Fig. 3 (b) can be used not only for sunlight reflection by the water surface, but also for efficiently utilizing a large amount of light in a marine having a large amount of daylight, .

이렇게 오목형 렌즈(114B)가 사용되는 이유는 태양광 반사가 전혀 없는 경우에 비해 태양광 반사가 활발한 경우 반사광이 태양광모듈(120)로 다량 입사됨으로써 대략 10% 이상 전기가 추가 생성된다는 점과, 광량이 충분하기 때문에 볼록형 렌즈(114)에 의해 광량을 집중할 필요가 없고 빛의 분산을 이용하여 태양광모듈(120)을 전체적으로 폭넓게 활용하는 것이 광효율 측면에서 바람직하다는 점 때문이다.The reason why the concave lens 114B is used is that the reflected light is incident on the solar module 120 in a large amount when the sunlight is reflected more than when the sunlight is not reflected at all, , It is not necessary to concentrate the amount of light by the convex lens 114 because the light amount is sufficient, and it is preferable in terms of optical efficiency to widely utilize the solar module 120 by using the dispersion of light.

그리고 오목형 렌즈(114B)들을 촘촘하게 배치한 이유는 각각의 오목형 렌즈(114B)에서 분산된 빛이 인접한 오목형 렌즈(114B)에서 분산된 빛들과 많은 중첩이 이루어지게 하여 광량을 증대함으로써 많은 양의 전기를 생산하기 위함이다. The reason why the concave lenses 114B are densely arranged is that the light dispersed in each of the concave lenses 114B overlaps with the light dispersed in the adjacent concave lenses 114B to increase the amount of light, To produce electricity.

그리고 오목형 렌즈(114B)의 초점이 태양광모듈(120)의 표면에 형성되게 하는 이유는 과도한 빛 분산에 따른 광량의 손실을 저감하면서도 인접한 오목형 렌즈(114B) 간에 적절한 빛의 중첩이 이루어지게 하여 중첩된 영역의 태양광모듈(120)에서 전기의 발생이 보다 활발하게 이루어지도록 하기 위함이다. The reason why the concave lens 114B is focused on the surface of the solar module 120 is to reduce the loss of the amount of light due to excessive light dispersion and to make the appropriate light overlap between the adjacent concave lenses 114B So that the generation of electricity is more actively performed in the solar module 120 in the overlapped region.

따라서 이를 위해 다수 개의 오목형 렌즈(114B)들 각각은 태양광모듈(120)과의 이격거리에 따라 서로 다른 초점거리를 갖도록 구면을 형성할 수 있다.Accordingly, each of the plurality of concave lenses 114B may form a spherical surface having different focal distances depending on a distance from the solar module 120. [

이러한 오목형 렌즈(114B)를 통해 태양광 반사 및 일조량이 많은 수역에서 효율적인 전기의 발생이 도모될 수 있다.Through this concave lens 114B, generation of electricity can be promoted efficiently in a water area where the sunlight reflection and the sunshine amount are large.

이상에서 살펴본 상부몸체(110) 외면에 형성된 볼록형 렌즈(114)(도 1 및 도 2 참조), 상부몸체(110) 내면에 형성된 볼록형 렌즈(114A)(도 3(a) 참조) 및 오목형 렌즈(114B)(도 3(b) 참조)는 일례일 뿐이고, 렌즈의 초점이 태양광모듈(120)의 표면 주변에 놓이도록 형성된 렌즈라면, 상부몸체(110) 내외면 모두에 동일한 종류 또는 다른 종류의 렌즈(볼록형, 오목형)가 배치 형성되어도 무방하며, 그 모양이나 크기는 초점에 대한 조건을 만족하는 한도 내에서는 특별히 제한되지 않는다.1 and 2) formed on the outer surface of the upper body 110 as described above, a convex lens 114A (see FIG. 3 (a)) formed on the inner surface of the upper body 110 and a convex lens 114A (See Fig. 3 (b)) is only an example, and if the lens is formed so that the focus of the lens is placed around the surface of the solar module 120, (Convex, concave) lens may be arranged on the lens barrel, and the shape and size thereof are not particularly limited within a range that satisfies the condition for focusing.

그리고 렌즈들의 배열이나 배치는 제1수용공간(112)에 장착된 태양광모듈(120) 쪽을 향해 집중적으로 빛을 조사할 수 있도록 하는 것이라면 어떠한 배열 및 배치라도 무방하다.The arrangement and arrangement of the lenses may be any arrangement and arrangement as long as the light can be intensively irradiated toward the solar module 120 mounted on the first accommodation space 112.

그리고 이러한 렌즈(114)를 통해 태양광모듈(120)의 광효율이 증대되므로, 보다 적은 수의 태양광모듈(120)로 동일한 전기를 생산할 수 있게 됨에 따라 부이(100)의 소형화와 경량화를 이룰 수 있게 된다.
Since the light efficiency of the solar module 120 is increased through the lens 114, it is possible to produce the same electricity with a smaller number of the solar modules 120, so that the buoy 100 can be made smaller and lighter .

태양광모듈(120)은 광투과성 재질로 이루어진 상부몸체(110)를 통과한 빛에 반응하여 전기를 발생시킨 후 후술할 데이터처리장치(140)에 전원을 공급하는 구성요소로, 제1수용공간(112)에 장착되는 대략 다수 개의 태양전지(121)들과, 이러한 태양전지(121)들이 장착되는 설치베이스(122) 등을 포함하여 이루어질 수 있으며, 추가적으로 태양광모듈(120)로 전기의 발생이 원활하지 못할 때(악천후인 때) 비상용으로 사용되거나 잉여 전력발생시 이를 충전하는 배터리(124)가 더 마련될 수 있다.The solar module 120 is a component for generating electricity in response to light passing through the upper body 110 made of a light transmitting material and supplying power to a data processing apparatus 140 to be described later, A plurality of solar cells 121 mounted on the solar cell module 112 and an installation base 122 on which the solar cells 121 are mounted and the like. A battery 124 may be further provided to be used for an emergency when the battery is not smooth (when the battery is bad) or to charge the battery when the surplus power is generated.

여기서 태양전지(121)는 유기물 또는 무기물을 이용하여 제조된 것이 사용할 수 있으며, 유기물 태양전지는 광흡수염료형(light absorbing dyes), 유기물(organic) 나노입자형, 폴리머형으로 나눌 수 있고, 무기물 태양전지는 무기물 단결정형(single crystalline), 무기물 다결정형(poly crystalline), 무기물 무결정형(amorphous) 또는 무기물 나노입자(nano crystalline)형으로 나뉠 수 있다.Here, the solar cell 121 may be manufactured using an organic material or an inorganic material. The organic solar cell may be divided into light absorbing dyes, organic nanoparticles, and polymers. Solar cells can be divided into inorganic single crystal, inorganic polycrystalline, inorganic amorphous or inorganic nanocrystalline type.

특히, 무기물 단결정형의 경우에는 25% 정도의 효율로 빛에너지를 전기에너지로 전환할 수 있는 반면, 결정형이어서 크기에 제한이 있고, 고가라는 문제가 있다.Particularly, in the case of the inorganic monocrystalline type, it is possible to convert light energy into electric energy with an efficiency of about 25%, but it is a crystalline type and there is a limitation in size and a problem of high price.

다만, 소형으로 제작되는 부이(100)에 장착되어 사용된다는 점을 고려할 때 적은 수의 태양전지(121)를 사용하면서도 고효율의 태양전지(121)가 필요하다는 점에서 본 발명의 실시예에 따른 태양전지(121)는 무기물 단결정형인 P-N접합 반도체로 제조된 것을 사용하게 된다.However, in consideration of the fact that the solar cell 121 is mounted on a small-sized buoy 100, it is necessary to use a small number of solar cells 121 and a high efficiency solar cell 121, The battery 121 is made of an inorganic single-crystal type PN junction semiconductor.

이상에서 살펴본 태양전지(121)의 구체적인 원리나 작동방식 및 데이터처리장치(140)에 전원을 인가하기 위한 회로 구성 등은 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The specific principle and operation method of the solar cell 121 and the circuit configuration for applying power to the data processing apparatus 140 are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

설치베이스(122)는 상술한 다수 개의 태양전지(121)들이 상부몸체(110)의 외측을 바라본 상태에서 제1수용공간(112)에 고정될 수 있도록 하기 위해 구비되는 구성요소이다. The installation base 122 is a component provided to allow the plurality of solar cells 121 described above to be fixed to the first accommodation space 112 while looking at the outer side of the upper body 110.

이러한 설치베이스(122)는 제1수용공간(112)에서 다수 개의 태양전지(121)들이 이탈되지 않고 상부몸체(110) 외측에서 입사되는 빛을 마주볼 수 있도록 하는 형상이라면 어떠한 형상이라도 무방하다.The mounting base 122 may have any shape as long as the solar cell 121 is not detached from the first housing space 112 and the light incident from the outside of the upper body 110 can be confronted.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 설치베이스(122)는 상부몸체(110)가 반구형상으로 이루어진 경우, 위아래로 단차진 원뿔대 형상으로 이루어져 상부몸체(110) 내측에 장착된다. However, when the upper body 110 has a hemispherical shape, the installation base 122 according to the embodiment of the present invention is formed in a shape of a truncated cone and is mounted inside the upper body 110.

이때, 설치베이스(122)는 1개 이상의 단차가 형성됨으로써 마치 계단 형상을 이루게 되며, 다수 개의 태양전지(121)들은 이러한 계단 형상의 설치베이스(122) 외면을 위아래로 각각 둘러싸듯이 촘촘하게 배치된 후 장착된다.At this time, the installation base 122 is formed into a stepped shape by forming at least one step, and a plurality of solar cells 121 are closely arranged such that they surround the outer surface of the step-like installation base 122 Respectively.

이러한 태양전지(121)들의 계단형 배치 구조는 태양전지(121)들의 유효수광면적의 확대에 기여함은 물론, 사방에서 입사되는 태양광 및 반사광을 태양전지(121)들이 보다 입체적으로 전달받을 수 있게 함으로써, 태양광모듈(130)의 광효율을 증대하게 되는 것이다.The stepwise arrangement structure of the solar cells 121 contributes to an increase in the effective light receiving area of the solar cells 121 as well as the solar cells 121 receive more sunlight and reflected light incident in all directions So that the light efficiency of the solar module 130 is increased.

또한, 원뿔대 형상의 아래쪽에 보다 많은 태양전지(121)가 장착됨에 따라 무게 중심이 아래쪽을 향하게 되어 본 발명에 따른 부이(100)의 밸런스 유지에 도움을 주게 되며, 이는 부이(100)의 전복을 방지하는 일요소가 된다.Further, as more solar cells 121 are mounted below the truncated cone shape, the center of gravity is directed downward to help maintain balance of the buoy 100 according to the present invention, It becomes an element to prevent.

본 발명에 따른 배터리(124)는 시판용 축전지가 사용될 수 있는데, 축전지는 일반적으로 무겁기 때문에 후술할 데이터처리장치(140) 하단에 장착하여 무게 중심을 낮추는 용도로 이용될 수 있으며, 이로 인해 본 발명에 따른 부이(100)는 수면위에서 안정적으로 균형을 유지할 수 있다.The battery 124 according to the present invention can be used as a commercial battery. Since the battery is generally heavy, it can be used for lowering the center of gravity by mounting the battery 124 at the lower end of the data processing unit 140 to be described later. The buoy 100 can be stably balanced on the water surface.

한편, 앞서 기술한 내용대로 상부몸체(110)에 형성된 렌즈(114)들과 위아래로 단차를 이루며 계단형상으로 장착된 태양전지(121)들의 구조를 통해 태양광모듈(120)의 광효율이 증대됨에 따라, 무게가 무겁고 부피가 큰 대용량 배터리(124)를 무게가 가볍고 부피가 작은 저용량 배터리(124)로 대체할 수 있게 되므로, 본 발명에 따른 부이(100)의 소형화와 경량화가 이루어질 수 있게 된다.
Meanwhile, since the optical efficiency of the solar module 120 is increased through the structure of the solar cells 121 mounted on the upper body 110 in a stepped manner with the lenses 114 formed on the upper body 110, Accordingly, the heavy and bulky large-capacity battery 124 can be replaced with the low-capacity battery 124, which is light in weight and small in volume, so that the buoy 100 according to the present invention can be made smaller and lighter.

하부몸체(130)는 내부에 제2수용공간(132)이 마련되어 후술할 데이터처리장치(140) 등의 장비가 장착될 수 있는 공간을 제공하고, 위쪽이 개구되어 상부몸체(110) 하단과 결합하며, 수면에 일부분이 잠긴 상태에서 수면을 부유하는 구성요소로, 본 발명에 따른 부이(100)의 전체 외관의 하부를 이룬다.The lower body 130 is provided with a second accommodation space 132 therein to provide a space for accommodating equipment such as a data processing apparatus 140 to be described later, And constitutes a lower part of the overall appearance of the buoy 100 according to the present invention, which is a component that floats the surface of the water while partially immersed in the water surface.

이러한 하부몸체(130)는 상단이 상부몸체(110) 하단과 결합이 이루어질 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 무방하나, 본 발명의 실시예에 따른 하부몸체(130)는 아래쪽이 개구된 반구형상의 상부몸체(110)와 결합하여 구형상을 이룰 수 있도록 위쪽이 개구된 반구형상으로 이루어진다.The lower body 130 may have any shape as long as the upper end can be engaged with the lower end of the upper body 110. However, the lower body 130 according to the embodiment of the present invention may include a hemispherical upper body And has a semispherical shape with its top opened so as to form a spherical shape by being coupled with the upper surface 110.

이때, 하부몸체(130)와 상부몸체(110)는 제1,2수용공간(112,132) 쪽으로 외부의 물이 침투하지 못하도록 서로 억지끼움 결합하거나, 도 2에서처럼 상부몸체(110) 하단 외주면에 나사산을 형성하고 하부몸체(130) 상단 내주면에 대응하는 나사골을 형성하여 서로 나사결합될 수도 있다. 여기서 하부몸체(130)와 상부몸체(110) 사이에 패킹링(미도시)이 위치하도록 하여 수밀 상태가 견고하게 유지될 수 있게 함이 바람직하다.
At this time, the lower body 130 and the upper body 110 may be engaged with each other to prevent water from penetrating into the first and second accommodating spaces 112 and 132, or may be threaded into the outer peripheral surface of the lower end of the upper body 110 And may be screwed to each other by forming threaded holes corresponding to the inner circumferential surface of the upper end of the lower body 130. It is preferable that a packing ring (not shown) is positioned between the lower body 130 and the upper body 110 so that watertightness can be firmly maintained.

데이터처리장치(140)는 제2수용공간(132)에 장착된 상태에서 상술한 태양광모듈(130)이나 배터리(124)를 통해 전원을 공급받아 모니터링 지역의 수환경 데이터를 수집함과 동시에 수집된 데이터를 외부로 송수신하는 구성요소이다.The data processing apparatus 140 receives the power through the solar module 130 or the battery 124 in the state of being mounted in the second accommodation space 132 and collects the water environment data of the monitoring area, And transmits and receives data to and from the outside.

이러한 데이터처리장치(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 수환경측정유닛(142), 통신유닛(144) 및 이들 상호 간과 연결되어 각 유닛을 제어함과 동시에 데이터를 백업 저장하는 마이컴(146) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.4, the data processing apparatus 140 includes a roughly water environment measurement unit 142, a communication unit 144, and a microcomputer 144 connected to these units to control each unit, 146), and the like.

이때, 본 발명에 따른 부이(100)의 안정적인 균형유지를 위해 각 장치들은 무게 중심이 아래쪽에 놓이도록 저중심으로 배치되어 장착된다.At this time, in order to maintain a stable balance of the boats 100 according to the present invention, each of the devices is disposed at a low center of gravity so that the center of gravity is located at the bottom.

즉, 상대적으로 가벼운 통신유닛(144)은 상단에 배치되고, 이보다 무거운 마이컴(146)은 중앙에 배치되며, 각종 수환경측정유닛(142)은 하단에 배치된다. 그리고 가장 무거운 배터리(124)는 최하단에 배치함으로써, 파도나 파랑에 의해 부이(100)가 쉽게 전복되지 않도록 하는 것이 바람직하다.That is, the relatively light communication unit 144 is disposed at the top, the heavier micom 146 is disposed at the center, and various water environment measurement units 142 are disposed at the bottom. By arranging the heaviest battery 124 at the lowest level, it is desirable that the buoy 100 is not easily overturned by waves or waves.

본 발명에 따른 수환경측정유닛(142)은 유속, 파고, 풍향, 풍속, 수온, 기압, 염도, 탁도, BOD 및 DO 중 적어도 어느 하나를 측정할 수 있는 장치를 포함하게 되는데, 부이(100)의 사용목적에 따라 선택적으로 가감될 수 있다.The water environment measurement unit 142 according to the present invention includes a device capable of measuring at least one of flow velocity, wave height, wind direction, wind velocity, water temperature, atmospheric pressure, salinity, turbidity, BOD, And may be selectively added or subtracted depending on the purpose of use.

여기서 유속은 유속계 등으로 측정될 수 있고, 파고는 가속도센서와 같은 측정장치로 측정된 데이터를 이용하여 산출할 수 있다. 그리고 풍향 및 풍속은 풍속계로, 수온과 기압은 각각 온도계 및 기압계로 측정할 수 있다. 또한, 염도는 디지털 염도계를, 탁도는 탁도센서를, BOD 및 DO는 디지털계측장치를 이용하여 측정할 수 있다. 이상에서 언급한 각종 측정장치들은 이미 공지되어 시판되고 있는 것들이므로 에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Here, the flow velocity can be measured with an anemometer or the like, and the wave height can be calculated using data measured by a measuring device such as an acceleration sensor. The wind direction and the wind velocity are measured with an anemometer, and the water temperature and air pressure can be measured with a thermometer and a barometer, respectively. In addition, the salinity can be measured using a digital salinometer, the turbidity can be measured with a turbidity sensor, and the BOD and DO can be measured using a digital measuring device. Since the various measuring devices described above are already known and commercially available, a detailed description thereof will be omitted.

통신유닛(144)은, 본 발명에 따른 부이(100)를 이용한 수환경 모니터링방법에 따라 근거리통신모듈(144A) 및 장거리통신모듈(144B) 중 적어도 어느 하나를 포함하게 되는데, 이하에서는 각 구성에 대한 설명만을 하고 구체적인 모니터링방법은 별도로 기술하기로 한다.The communication unit 144 includes at least one of the short distance communication module 144A and the long distance communication module 144B according to the water environment monitoring method using the buoy 100 according to the present invention. And a specific monitoring method will be described separately.

근거리통신모듈(144A)은 근거리통신 가능 범위 내에서 서로 인접하여 모니터링 지역에 설치고정된 다수 개의 부이(100)들 간에 데이터의 송수신이 이루어질 수 있도록 구현된 RF(radio frequency) 네트워크 시스템을 말한다.The short-range communication module 144A refers to a radio frequency (RF) network system implemented so that data can be transmitted and received between a plurality of buoys 100 installed and fixed in a monitoring area adjacent to each other within a short-range communication coverage.

본 발명의 실시예에 따른 근거리통신모듈(144A)은 구체적으로 424Mhz모듈, 900Mhz모듈 또는 블루투스 모듈로 구현될 수 있으며, 근거리통신망 내에서 고유의 ID로 식별되는 각각의 부이(100)에서 수집된 데이터가 인접한 부이(100)로 전송되어 백업저장되거나 특정한 부이(100)를 향해 순차적으로 전송되어 취합 저장되도록 운용될 수 있다.The local communication module 144A according to an embodiment of the present invention may be implemented as a 424Mhz module, a 900Mhz module, or a Bluetooth module, and may collect data collected from each buoy 100 identified by a unique ID in the local area network May be transmitted to adjacent buoys 100 and backed up or may be sequentially transmitted toward a particular buoy 100 to be aggregated and stored.

이때, 근거리통신모듈(144A)은 통신거리가 길고, 데이터 송수신에 있어 안정성이 확보된 것을 이용하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to use the short-range communication module 144A having a long communication distance and ensuring stability in data transmission / reception.

이러한 근거리통신모듈(144A)은 인접한 부이(100)들 간의 데이터의 송수신을 위해 통신사업자의 유료통신망을 이용하지 않고 자체 네트워크를 이용한다는 점에서 저비용을 이룰 수 있다는 장점이 있다.The short distance communication module 144A has an advantage that it can achieve a low cost in that it uses its own network without using a toll communication network of a communication carrier for transmitting / receiving data between adjacent buoys 100. [

장거리통신모듈(144B)은 모니터링 지역에 설치고정된 부이(100)가 관제서버(10)와 연결된 원격지의 지역중계기(20)와 서로 데이터를 송수신할 수 있도록 하기 위해 마련되는 통신장치로, 본 발명의 실시예에서는 CDMA모듈을 이용하여 부이(100)를 통해 수집된 수환경 데이터를 원격지의 지역중계기(20)에 전송하게 된다. 이렇게 원격지의 지역중계기(20)에 전송된 데이터는 다시 관제서버(10)로 유선 또는 무선으로 전송됨으로써, 모니터링 지역의 수환경 데이터를 분석 및 관리하게 된다.The long distance communication module 144B is a communication device provided to allow the buoy 100 fixed and installed in the monitoring area to transmit and receive data to and from the local repeater 20 at a remote location connected to the control server 10, The CDMA module transmits the water environment data collected through the buoy 100 to the local repeater 20 at the remote site. The data transmitted to the local repeater 20 at the remote location is transmitted to the control server 10 by wire or wirelessly, thereby analyzing and managing the water environment data of the monitoring area.

외부와의 원활한 데이터 송수신이 이루어질 수 있도록, 통신유닛(144)에는 안테나(144C)가 구비된다. 본 발명의 실시예에 따른 안테나(144C)는 설치베이스(122)의 중앙을 상하로 관통하도록 설치되어 설치베이스(122)의 상면 위로 돌출되게 장착된다. 이로 인해 부이(100) 상부에서 사방으로 전파를 송수신할 수 있게 됨에 따라 인접한 부이(100)나 원격지의 지역중계기(20)와 원활한 데이터 송수신이 이루어질 수 있다.An antenna 144C is provided in the communication unit 144 so that data can be transmitted and received smoothly with the outside. The antenna 144C according to the embodiment of the present invention is installed so as to pass through the center of the installation base 122 vertically and protrude from the upper surface of the installation base 122. [ As a result, it is possible to transmit and receive radio waves to and from the upper portion of the buoy 100, so that data transmission and reception can be smoothly performed between the adjacent buoy 100 and the local repeater 20 at a remote location.

마이컴(146)은 데이터를 처리하는 중앙처리장치(CPU, 미도시)와 처리된 데이터를 저장하는 저장창치(미도시)(예: 플래시메모리)와 이들이 장착되는 회로기판 등을 포함하여 이루어지며, 태양광모듈(120), 배터리(124), 수환경측정유닛(142) 및 통신유닛(144) 등과 각각 연결되어 이들을 제어함과 동시에 수집된 수환경 데이터를 백업 저장하게 된다. The microcomputer 146 includes a central processing unit (CPU) (not shown) for processing data and a storage device (not shown) (e.g., flash memory) for storing processed data and a circuit board on which the microprocessor 146 is mounted. The solar battery module 120, the battery 124, the water environment measurement unit 142, the communication unit 144, and the like, respectively.

여기서 저장창치로 부피가 작고 무게가 가벼우며 저전력으로 사용가능한 플래시메모리를 이용하게 되면, 본 발명에 따른 부이(100)의 소형화 및 경량화에 기여할 수 있다. 상술한 마이컴(146)과 같은 하드웨어적 구성은 공지된 기술인바 구체적 구성 및 작동에 대한 설명은 생략한다.If a flash memory having a small volume, a light weight, and a low power consumption is used as the storage window, it is possible to contribute to miniaturization and weight reduction of the buoy 100 according to the present invention. The hardware configuration such as the microcomputer 146 is well known in the art, and a detailed description of the configuration and operation will be omitted.

또한, 본 발명에 따른 부이(100)를 이용하여 모니터링 지역의 수환경을 감시 및 관찰하는 것은 마이컴(146) 및 관제서버(10)를 통한 각 장치의 시계열적 제어를 통해 이루어지게 되며, 이러한 시계열적 제어는 통상의 기술자 수준에서 프로그램 코딩을 통해 다양하게 변형되어 적용될 수 있음은 물론이다.In addition, monitoring and observing the water environment of the monitoring area using the buoy 100 according to the present invention is performed through time-series control of each device through the microcomputer 146 and the control server 10, It goes without saying that the thermal control can be variously modified and applied through program coding at the ordinary skill level.

일례로써, 먼저 관제서버(10)는 근거리통신모듈(144A) 및 장거리통신모듈(144B)을 이용하여 일정 간격(1일 또는 1달)으로 각 부이(100)의 시간을 동기화하면서 각 부이(100)의 위치정보 변동여부(근거리통신모듈(144A)을 통해 각 부이의 위치정보를 확인 가능함)를 체크한다.For example, the control server 10 first synchronizes the time of each buoy 100 at a predetermined interval (one day or one month) using the short distance communication module 144A and the long distance communication module 144B, (The location information of each buoy can be confirmed through the short distance communication module 144A).

다음으로, 각 부이(100)에 장착된 마이컴(146)은 수환경측정유닛(142)을 소정 시간간격(1초, 1분, 1시간 등)으로 작동시켜 각종 수환경 데이터를 수집한 후 각각의 항목별로 가공하여 분류한 데이터를 ID식별자와 함께 저장장치에 저장한다. Next, the microcomputer 146 mounted on each of the boats 100 operates the water environment measurement unit 142 at predetermined intervals (1 second, 1 minute, 1 hour, etc.) to collect various water environment data, And stores the classified data together with the ID identifier in the storage device.

다음으로, 마이컴(146)은 필요한 경우 근거리통신모듈(144A)을 이용하여 인접한 부이(100) 또는 특정 부이(100)에 상기 ID식별자가 포함된 저장 데이터를 전송하여 백업저장 또는 취합저장되도록 할 수 있다.Next, the microcomputer 146 may transmit the storage data including the ID identifier to the adjacent buoy 100 or the specific buoy 100 using the short-range communication module 144A, if necessary, have.

마지막으로, 마이컴(146)은 장거리통신모듈(144B)을 이용하여 각 부이(100)에서 수집되어 저장된 데이터가 관제서버(10)와 유무선으로 연결된 지역중계기(20)로 전송되도록 한다. 이로써, 관제서버(10)는 모니터링 지역의 수환경을 실시간으로 감시, 관찰할 수 있다.
Finally, the microcomputer 146 uses the long-distance communication module 144B to transmit the data collected and stored in the respective buoys 100 to the local repeater 20 connected to the control server 10 by wire or wireless. Thereby, the control server 10 can monitor and observe the water environment of the monitoring area in real time.

충격흡수체(150)는 부유물체나 운항중인 선박에 의해 부이(100)에 가해질 수 있는 충격을 흡수하기 위해 구비되는 구성요소로, 소정의 탄성을 갖은 소재로 이루어져 상,하부몸체(110,130)의 결합부위를 둘러싸는 형상으로 이루어지게 된다.The shock absorber 150 is a component that is provided to absorb impacts that may be applied to the buoy 100 by a floating object or a ship in operation. The shock absorber 150 is made of a material having predetermined elasticity, And a portion surrounding the region.

이러한 충격흡수체(150)는 상,하부몸체(110,130)의 결합부위 외경보다 작은 내경을 갖도록 형성될 수 있는데, 이는 상,하부몸체(110,130)의 결합부위를 가압도록 하여 상,하부몸체(110,130) 간의 수밀성을 더욱 증대하기 위함이다.The shock absorber 150 may be formed to have an inner diameter smaller than the outer diameter of the joint portions of the upper and lower bodies 110 and 130. This may be achieved by pressing the upper and lower bodies 110 and 130, To further increase the watertightness of the liver.

이를 위한 일례로, 도 2에서와 같이 2개로 분할된 충격흡수체(150A,150B)는 상,하부몸체(110,130)의 결합부위를 양측에서 둘러싸듯이 가압하면서 나사와 같은 체결수단을 통해 손쉽게 결합될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the two shock absorbers 150A and 150B can be easily coupled to each other through a fastening means such as a screw while pressing the joint portions of the upper and lower bodies 110 and 130 in such a manner as to surround the joint portions on both sides have.

이때, 충격흡수체(150) 외면에는 착탈식 밸러스터부재(152)가 탈부착 될 수 있다. 이러한 착탈식 밸러스터부재(152)는 데이터처리장치(140) 중 수환경측정유닛(142) 일부가 추가되거나 제거됨에 따라 이를 수용하는 하부몸체(130)가 일방향으로 기우는 것을 조정하기 위한 것이다.At this time, the detachable baluster member 152 can be detachably attached to the outer surface of the shock absorber 150. The detachable baluster member 152 is for adjusting the inclination of the lower body 130 accommodating the water environment measurement unit 142 in one direction as a part of the water environment measurement unit 142 of the data processing apparatus 140 is added or removed.

즉, 하부몸체(130)가 기울여진 쪽과 대향되는 충격흡수체(150) 일측에 소정의 중량을 갖는 밸러스터부재(152)를 부착하게 되면, 하부몸체(130)의 밸런스는 손쉽게 조정될 수 있는 것이다.That is, when the baluster member 152 having a predetermined weight is attached to one side of the shock absorber 150 facing the inclined side of the lower body 130, the balance of the lower body 130 can be easily adjusted .

여기서 착탈방식은 나사결합, 억지끼움, 후크결합 등 다양한 공지의 탁찰방식이 이용될 수 있다.Here, the attachment / detachment method may be various known attachment methods such as screw coupling, interference fit, and hook coupling.

본 발명의 실시예에 따른 밸러스터부재(152)들을 상호 조합하게 되면 본 발명에 따른 부이(100)는 전체적으로 거북선 모양을 이루게 되는데, 이를 통해 상술한 균형유지의 목적은 물론 시각적으로 차별화된 미적 효과를 동시에 얻을 수 있다. When the baluster members 152 according to the embodiment of the present invention are combined with each other, the buoy 100 according to the present invention has a turtle-like shape as a whole. Thus, the purpose of the balance maintenance described above can be achieved by visually distinguishing aesthetic effects Can be obtained simultaneously.

따라서, 이러한 밸러스터부재(152)를 사용자별 요구에 맞춰 다양한 형상 및 모양으로 맞춤 제작하게 되면, 부이(100)의 운영주체를 쉽게 확인할 수 있는 부수적인 효과도 기대할 수 있다.
Therefore, if the ballaster member 152 is customized in various shapes and shapes to meet the needs of each user, it is possible to expect an additional effect that the operating subject of the buoy 100 can be easily identified.

(본 발명에 따른 (According to the present invention 부이를Buoy 이용한 실시간  Real time 수환경Water environment 모니터링방법How to monitor ))

도 5는 본 발명에 따른 부이를 이용한 실시간 수환경 모니터링방법에 대한 시계열적 단계를 나타내는 순서도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 실시간 수환경 모니터링방법을 개략적으로 도식화한 도면이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a time-series step of a real-time water environment monitoring method using an annulus according to the present invention, and FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams of the real-time water environment monitoring method of FIG.

본 발명에 따른 부이(100)는 근거리통신모듈(144A) 및 장거리통신모듈(144B) 중 적어도 어느 하나가 장착되게 되는데, 그 장착 여부는 부이(100)를 이용한 실시간 수환경 모니터링방법에 따라 달라지는바, 이하에서는 이에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.The buoy 100 according to the present invention is mounted with at least one of the short distance communication module 144A and the long distance communication module 144B depending on the real time water environment monitoring method using the buoy 100 Hereinafter, this will be described in detail.

첫째, 하나의 부이(100)만으로 단독 운용되어 모니터링 지점의 수환경을 실시간으로 감시 및 관찰하는 모니터링방법인 경우에는, 부이(100)를 통해 실시간으로 수집된 수환경 데이터가 원격지의 지역중계기(20)로 직접 보내질 수 있도록 장거리통신모듈(114B)만이 장착되어 운용될 수 있다.First, in the case of a monitoring method for monitoring and observing the water environment of a monitoring point in real time by being operated solely by one buoy 100, the water environment data collected in real time via the buoy 100 is transmitted to a local repeater 20 Only the long distance communication module 114B can be mounted and operated.

둘째, 다수 개의 부이(100)를 운용하여 모니터링 지역의 수환경을 실시간으로 감시 및 관찰하는 모니터링방법인 경우에는, 근거리통신모듈(144A) 및 장거리통신모듈(144B) 모두가 장착된 다수 개의 부이(100B, 제2부이)를 근거리통신이 가능한 범위 내에서 서로 이격된 상태로 모니터링 지역에 설치고정하여 운용할 수 있다. Secondly, in the case of a monitoring method for monitoring and observing the water environment of a monitoring area in real time by operating a plurality of buoys 100, a plurality of buoys (not shown) equipped with both the short distance communication module 144A and the long distance communication module 144B 100B, and No. 2) can be installed and fixed in the monitoring area in a state where they are separated from each other within a range in which short range communication is possible.

이때, 각각의 제2부이(100B)에서 수집된 수환경 데이터들이 근거리통신모듈(144A)을 통해 인접한 제2부이(100B)에 전송되어 백업 저장되도록 하면서 동시에 장거리통신모듈(144B)을 통해 원격지의 지역중계기(20)로 각각 개별 전송되도록 운용함으로써, 관제서버(10)는 모니터링 지역의 수환경을 모니터링할 수 있다.At this time, the water environment data collected in each second boom 100B is transmitted to the adjacent second boom 100B through the short-range communication module 144A to be back-stored, and at the same time, By being operated so as to be individually transmitted to the local repeater 20, the control server 10 can monitor the water environment of the monitoring area.

그러나 이러한 경우 근거리통신모듈(144A) 및 장거리통신모듈(144B) 모두가 장착됨에 따라 설치비용이 과다하고, 각각의 제2부이(100B)들이 통신사업자의 유료통신망 내에서 장거리통신모듈(144B)을 통해 수집된 데이터를 지역중계기(20)로 전송한다는 점에서 운용 및 관리비가 증가될 수 있다.However, in this case, installation costs are excessive due to the installation of both the short-distance communication module 144A and the long-distance communication module 144B, and each of the second buoys 100B transmits the long-distance communication module 144B in the toll communication network of the communication carrier And transmits the collected data to the local repeater 20 so that the operation and management cost can be increased.

따라서, 이러한 비용적 측면과 운용의 비효율을 개선하기 위해 본 발명에 따른 모니터링방법을 도 5 내지 도 6b을 참조하여 설명한다.Therefore, the monitoring method according to the present invention will be described with reference to FIG. 5 to FIG. 6B to improve the cost aspect and the inefficiency of the operation.

먼저, 근거리통신모듈(144A)을 장착한 다수 개의 부이(100A, 제1부이)와 근거리통신모듈(144A) 및 장거리통신모듈(144B) 모두가 장착된 다수 개의 부이(100B, 제2부이)를 각각 준비한다.(부이준비단계-S100)First, a plurality of booths 100A (first booth) equipped with the short-range communication module 144A and a plurality of booths 100B and 200B equipped with both the short-range communication module 144A and the long- (Buoy preparation step-S100).

이는 본 발명에 따른 부이(100) 일부에만 장거리통신모듈(144B)이 장착되도록 함으로써, 초기 설치비용의 절감을 이루고, 이후 운용 및 관리상의 효율성을 제고하기 위함이다.This is because the long distance communication module 144B is installed only in a part of the buoy 100 according to the present invention, thereby reducing the initial installation cost and improving the operation and management efficiency.

다음으로, 제1,2부이(100A,100B)를 상호 근거리통신이 가능한 범위 내에서 서로 이격된 상태로 모니터링 지역에 설치고정하되, 제2부이(100B)는 소정간격마다 제1부이(100A) 사이에 설치고정한다.(부이설치단계-S200)Next, the first and second buoys 100A and 100B are installed and fixed in the monitoring area in a state where the first and second buoys 100A and 100B are spaced apart from each other within a range capable of short- (Buoy installation step-S200).

이때, 근거리통신이 가능한 범위 내에서 제1부이(100A)들 사이에서 이격 배치되는 제2부이(100B)의 개수는 필요에 따라 증감될 수 있는 것으로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 4개의 제1부이(100A)마다 제2부이(100B)가 설치고정되도록 할 수 있음은 물론, 제2부이(100B)를 모니터링 지역의 양끝에만 설치고정하고, 양단에 위치한 제2부이(100B)사이에 다수 개의 제1부이(100A)들을 서로 이격된 상태로 설치고정할 수도 있다. 이렇게 양단에만 제2부이(100B)를 설치고정하여 운용하는 경우, 장거리통신모듈(144B) 설치비용 및 유지관리비용이 크게 절감될 수 있다.In this case, the number of the second buoys 100B spaced apart from each other between the first buoys 100A within a range in which short-range communication is possible can be increased or decreased as needed. As shown in FIG. 6A, The second buoy 100B can be installed and fixed for each of the first buoys 100A and the second buoy 100B can be installed and fixed only at the both ends of the monitoring area, The first buoys 100A can be installed and fixed in a state of being spaced apart from each other. In this case, the installation cost of the long distance communication module 144B and the maintenance cost can be greatly reduced when the second buoy 100B is fixedly installed at both ends.

다음으로, 제1부이(100A)에서 실시간으로 수집된 데이터가 근거리통신모듈(144A)을 통해 가장 인접한 제2부이(100B)에 전송되어 취합되도록, 제1부이(100A) 사이 및 제1부이(100A)와 제2부이(100B) 사이에 데이터전송이 이루어지도록 한다.(제1데이터전송단계-S300)Next, the data collected in real time in the first buoy 100A is transmitted to the nearest second buoy 100B via the short distance communication module 144A, 100A) and the second part 100B (first data transfer step-S300).

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 인접한 제1부이(100A) 상호 간 및 인접한 제1,2부이(100A,100B) 상호 간은 근거리통신모듈(144A)을 통해 고유의 ID로 각각 식별된 수환경 데이터를 인접한 제2부이(100) 쪽으로 전송하게 된다.As shown in FIGS. 6A and 6B, the adjacent first partitions 100A and the adjacent first and second partitions 100A and 100B are identified by a unique ID through the short distance communication module 144A, And transmits the water environment data to the adjacent second buoy 100.

이때, 고유의 ID로 각각 식별된 수환경 데이터를 직접 전송받거나 순차적으로 전송받은 제2부이(100)는 이들 데이터를 취합하여 각각의 항목별로 가공, 분류한 후 ID식별자와 함께 저장장치에 저장할 수 있다.At this time, the second buoy 100, which directly receives or sequentially transmits the number environment data identified by the unique ID, processes the data by each item, and stores the processed data in the storage device together with the ID identifier have.

다음으로, 제2부이(100B) 자체에서 수집된 데이터와 인접한 제1부이(100A)들에서 수집된 데이터가 다수 개의 제2부이(100B)에서 각각 취합되면, 장거리통신모듈(144B)을 통해 각각 인접한 원격지의 지역중계기(20)에 취합된 데이터를 전송한다.(제2데이터전송단계-S400)Next, if the data collected in the first buoys 100A adjacent to the data collected in the second buoy 100B itself are respectively collected in the plurality of second buoys 100B, the data collected through the long-distance communication module 144B And transmits the collected data to the local repeater 20 of the adjacent remote site (second data transmission step-S400)

여기서 모니터링 지역에 설치고정된 모든 부이(100)들이 개별적으로 장거리통신을 이용하는 것이 아니라 일부 부이(100B, 제2부이)만이 통신사업자의 유료통신망을 이용해 장거리통신을 하게 되므로, 유지관리비용이 절감될 수 있다.Here, not all the boats 100 installed in the monitoring area use long distance communication individually, but only some of the buoys 100B (second buoy) make long distance communication using the communication network of the communication provider, so that the maintenance cost is reduced .

마지막으로, 이렇게 지역중계기(20)로 각각 전송된 데이터를 유선 또는 무선을 통해 수신받은 관제서버(10)는 모니터링 지역의 수환경을 실시간으로 감시 및 관찰하게 된다.(모니터링단계-S500)Lastly, the control server 10, which receives the data transmitted to the local repeater 20 through the wired or wireless communication, respectively monitors and observes the water environment of the monitoring area in real time (monitoring step-S 500)

이상의 상술한 모니터링방법을 통해 모니터링 지역의 수환경을 실시간으로 감시 및 관찰할 수 있음은 물론, 다수 개의 부이(100)를 저비용, 고효율로 운용할 수 있게 된다.
Through the above-described monitoring method, the water environment of the monitoring area can be monitored and observed in real time, and the plurality of buoys 100 can be operated with low cost and high efficiency.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious to those who have. Accordingly, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and modified embodiments should be included in the claims of the present invention.

10: 관제서버 20: 지역중계기
100: 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이
100A: 제1부이 100B: 제2부이
110: 상부몸체 112: 제1수용공간
114: 렌즈 120: 태양광모듈
121: 태양전지 122: 설치베이스
124: 배터리 130: 하부몸체
132: 제2수용공간 140: 데이터처리장치
142: 수환경측정유닛 144: 통신유닛
144A: 근거리통신모듈 144B: 장거리통신모듈
144C: 안테나 146: 마이컴
150: 충격흡수체 152: 밸러스트부재10: control server 20: local repeater
100: Buoy equipped with photovoltaic module with light efficiency increasing structure
100A: Part 1: 100B: Part 2
110: upper body 112: first accommodation space
114: lens 120: solar module
121: Solar cell 122: Installation base
124: battery 130: lower body
132: second accommodation space 140: data processing device
142: water environment measurement unit 144: communication unit
144A: Short range communication module 144B: Long range communication module
144C: Antenna 146: Microcomputer
150: shock absorber 152: ballast member

Claims (5)

광투과성 재질로 이루어지고, 내부에 제1수용공간이 마련된 상태에서 아래쪽에 개구부가 형성되며, 상기 제1수용공간 쪽으로 빛을 굴절시키기 위해 내,외면 중 적어도 어느 하나에 다수 개의 렌즈가 배열된 상부몸체;
상기 제1수용공간에 장착되어 상기 상부몸체를 통과한 빛에 의해 전기를 발생시키는 태양광모듈;
위쪽이 개구되어 상기 상부몸체 하단과 결합하고, 내부에 제2수용공간이 마련되는 하부몸체;
상기 제2수용공간에 장착되어 수환경 데이터를 수집하는 수환경측정유닛과, 상기 수환경측정유닛으로부터 수집된 데이터를 전송받아 외부와 데이터를 송수신하는 통신유닛을 포함하는 데이터처리장치; 및
외부충격을 흡수하기 위해 상기 상,하부몸체의 결합부위를 둘러싸도록 장착되는 충격흡수체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이.And a plurality of lenses arranged on at least one of the inner and outer surfaces to refract light toward the first accommodation space, wherein the first accommodation space is provided with a first accommodation space, Body;
A solar module mounted in the first accommodation space and generating electricity by light passing through the upper body;
A lower body coupled to the lower end of the upper body with an upper portion thereof opened and having a second accommodation space therein;
A water environment measurement unit mounted in the second accommodation space for collecting water environment data; and a communication unit for receiving data collected from the water environment measurement unit and transmitting and receiving data to and from the outside; And
And a shock absorber mounted to surround the joint portions of the upper and lower bodies to absorb an external impact. 제1항에 있어서,
상기 상부몸체는 반구형상으로 이루어지고,
상기 태양광모듈은,
위아래로 단차진 원뿔대 형상으로 이루어진 설치베이스와, 상기 설치베이스의 외면을 따라 배치되는 다수 개의 태양전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이.The method according to claim 1,
The upper body is hemispherical,
In the solar module,
And a plurality of solar cells arranged along an outer surface of the installation base, the solar cell module having a solar cell module having a light efficiency enhancing structure. 제2항에 있어서,
상기 통신유닛은,
근거리통신모듈 및 장거리통신모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 설치베이스의 중앙을 상하로 관통하도록 설치되어 상기 설치베이스의 상면 위로 돌출되게 장착되는 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이.3. The method of claim 2,
The communication unit comprising:
At least one of a short-range communication module and a long-distance communication module,
And an antenna mounted vertically through the center of the installation base so as to protrude from the upper surface of the installation base. 제2항에 있어서,
상기 충격흡수체는,
상기 상,하부몸체의 결합부위 가압을 통해 수밀성이 증대되도록, 상기 상,하부몸체의 결합부위 외경보다 작은 내경을 갖도록 형성되며,
상기 충격흡수체 외면에는,
상기 데이터처리장치가 탑재된 상기 하부몸체의 밸런스 유지를 위한 착탈식 밸러스터부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광효율 증대구조를 갖는 태양광모듈을 탑재한 부이.3. The method of claim 2,
The shock absorber (1)
The upper and lower bodies are formed to have an inner diameter smaller than the outer diameter of the coupling portion of the upper and lower bodies so that the watertightness is increased through the pressing portion of the upper and lower bodies,
On the outer surface of the shock absorber,
And a detachable balutter member for maintaining the balance of the lower body on which the data processing apparatus is mounted. 제2항에 따른 부이를 이용한 실시간 수환경 모니터링방법으로써,
근거리통신모듈을 장착한 제1부이를 다수 개 준비하고, 근거리통신모듈 및 장거리통신모듈을 장착한 제2부이를 다수 개 준비하는 부이준비단계;
상기 제1부이 및 상기 제2부이를 상호 근거리통신이 가능한 범위 내에서 서로 이격된 상태로 모니터링 지역에 설치고정하되, 상기 제2부이는 소정간격마다 상기 제1부이 사이에 설치고정되는 부이설치단계;
상기 제1부이에서 실시간으로 수집된 데이터가 근거리통신모듈을 통해 가장 인접한 상기 제2부이에 전송되어 취합되도록, 상기 제1부이 사이 및 상기 제1부이와 상기 제2부이 사이에 데이터전송이 이루어지는 제1데이터전송단계;
상기 제2부이에 취합된 데이터를 장거리통신모듈을 통해 인접한 원격지의 지역중계기에 전송하는 제2데이터전송단계; 및
상기 지역중계기로 전송된 데이터를 수신한 관제서버를 통해 모니터링 지역의 수환경을 실시간으로 감시 및 관찰하는 모니터링단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 수환경 모니터링방법.A real-time water environment monitoring method using the buoy according to claim 2,
Preparing a plurality of first units equipped with a short-range communication module and preparing a second plurality of short-range communication modules and long-range communication modules;
Wherein the first and second units are installed and fixed in a monitoring area in a state that they are spaced apart from each other within a range in which mutual local communication is possible and the second unit is installed and fixed between the first units at predetermined intervals ;
Wherein data is transmitted between the first sub-section and between the first sub-section and the second sub-section such that data collected in real time in the first sub-section is transmitted to the nearest second sub-section via the short- 1 data transfer step;
A second data transmission step of transmitting the data collected in the second part to a local repeater at a nearby remote site through a long distance communication module; And
And a monitoring step of monitoring and observing the water environment of the monitoring area in real time through the control server receiving the data transmitted to the local repeater.
KR1020150003227A 2015-01-09 2015-01-09 A Buoy Comprising A the Solar-module With The Increased Optical-Efficiency Structure And Real-time Water Environmental Monitoring Method Using The Same KR101694269B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150003227A KR101694269B1 (en) 2015-01-09 2015-01-09 A Buoy Comprising A the Solar-module With The Increased Optical-Efficiency Structure And Real-time Water Environmental Monitoring Method Using The Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150003227A KR101694269B1 (en) 2015-01-09 2015-01-09 A Buoy Comprising A the Solar-module With The Increased Optical-Efficiency Structure And Real-time Water Environmental Monitoring Method Using The Same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160086054A true KR20160086054A (en) 2016-07-19
KR101694269B1 KR101694269B1 (en) 2017-01-09

Family

ID=56616231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150003227A KR101694269B1 (en) 2015-01-09 2015-01-09 A Buoy Comprising A the Solar-module With The Increased Optical-Efficiency Structure And Real-time Water Environmental Monitoring Method Using The Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101694269B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102051547B1 (en) * 2019-08-30 2020-01-08 주식회사 코바코 IoT-based smart buoy
KR102417021B1 (en) * 2021-02-25 2022-07-05 주식회사 에스티엔 Multi-purpose buoy, including solar cells, and smart farm breeding environment monitoring system including it
KR20230031032A (en) * 2021-08-26 2023-03-07 (주)대한엔지니어링 Wave measuring buoy with solar cells
CN116039842A (en) * 2023-02-10 2023-05-02 江苏省水文水资源勘测局泰州分局 Detachable hydrologic monitoring buoy

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100936624B1 (en) * 2009-07-07 2010-01-13 채삼수 Concentrate light device for sunlight generation of electric power
JP2011088577A (en) * 2009-10-23 2011-05-06 Sankei:Kk Indicator lamp device
KR101116995B1 (en) * 2010-09-01 2012-03-07 오대국 Diamond-shaped multi-directional fixed tracking methods solar cells system and the manufacturing method
KR20120074732A (en) * 2010-12-28 2012-07-06 이상훈 Self-generating buoy
KR101313306B1 (en) 2011-09-02 2013-09-30 (주)컨벡스 Buoy type robot for monitoring conditions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100936624B1 (en) * 2009-07-07 2010-01-13 채삼수 Concentrate light device for sunlight generation of electric power
JP2011088577A (en) * 2009-10-23 2011-05-06 Sankei:Kk Indicator lamp device
KR101116995B1 (en) * 2010-09-01 2012-03-07 오대국 Diamond-shaped multi-directional fixed tracking methods solar cells system and the manufacturing method
KR20120074732A (en) * 2010-12-28 2012-07-06 이상훈 Self-generating buoy
KR101313306B1 (en) 2011-09-02 2013-09-30 (주)컨벡스 Buoy type robot for monitoring conditions

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102051547B1 (en) * 2019-08-30 2020-01-08 주식회사 코바코 IoT-based smart buoy
KR102417021B1 (en) * 2021-02-25 2022-07-05 주식회사 에스티엔 Multi-purpose buoy, including solar cells, and smart farm breeding environment monitoring system including it
KR20230031032A (en) * 2021-08-26 2023-03-07 (주)대한엔지니어링 Wave measuring buoy with solar cells
CN116039842A (en) * 2023-02-10 2023-05-02 江苏省水文水资源勘测局泰州分局 Detachable hydrologic monitoring buoy
CN116039842B (en) * 2023-02-10 2023-11-03 江苏省水文水资源勘测局泰州分局 Detachable hydrologic monitoring buoy

Also Published As

Publication number Publication date
KR101694269B1 (en) 2017-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101694269B1 (en) A Buoy Comprising A the Solar-module With The Increased Optical-Efficiency Structure And Real-time Water Environmental Monitoring Method Using The Same
KR101913505B1 (en) Ocean observing buoy
CN106838795A (en) A kind of Multifunction environmental protection navigation light
CN104391511A (en) Solar tracking sensor and mounting method thereof
JP7062028B2 (en) Stand-alone buoy with seawater cell
CN103959035A (en) Method and system for positioning apparatus for monitoring parabolic reflector aerially
KR100973774B1 (en) Spherical photovoltaic power generation device using reflect light
JP2005142373A (en) Condensing photovoltaic power generator
AU2012101946A6 (en) Energy convertor/concentrator system
KR20130078888A (en) Photovoltaic power generation apparatus
WO2012070799A3 (en) Sunlight collection structure, multi light collection method, and sunlight transmission device
CN106017430B (en) Hydrologic monitoring wireless sensor node device based on real-time embedded CPS
CN114205501A (en) All-angle algae monitoring and identifying system and using method thereof
CN202583889U (en) DCS monitoring laser calibration solar condensing reflecting mirror positioning device
US20170003055A1 (en) Wave generated energy focusing lens and reflector for solar concentration, collection, and harnessing
KR101304959B1 (en) A Hybrid Solar Lighting Device using Solar Tracking Dish Concentrators and Auxiliary Lighting Sources
KR102142021B1 (en) Manhole with Solar Cell Module for transferring Data
CN204046834U (en) For the system of the RFDC in solar power plant
KR101047218B1 (en) Multidirectional solar concentrating appratus
KR101304356B1 (en) Solar light collector
CN109028608A (en) A kind of intelligence GaAs high power concentrator co-generation unit and its solar tracking method
KR20200103477A (en) Hybrid Energy Harvesting Device Using Perovskite Solar Cell
CN106873643B (en) Optical fiber type photoelectric sensor for sun tracking
KR102010322B1 (en) A management method for photo-voltaic system
KR101486020B1 (en) Rotatable photovoltaic system on floating water

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191223

Year of fee payment: 4