KR20170087170A - 태양광 발전 온실 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 발전 온실에 관한 것으로, 작물을 재배하는 온실의 지지구조를 구성하는 프레임, 프레임에 의하여 지지되며, 다수의 태양전지 셀(cell)들을 포함하는 투광부재의 태양광패널들 및 온실에 식재된 작물별로 필요한 광량을 조절하기 위하여 각각의 상기 태양광패널을 좌우로 움직일 수 있도록 프레임 및 태양광패널에 형성된 레일부를 포함한다. 이에 따라, 본 발명은 투광부재에 태양전지 셀을 삽입한 태양광패널을 이용함으로써 태양광발전과 동시에 작물을 용이하게 농작 가능한 태양광발전 온실을 제공 하는 효과가 있다.

Description

태양광 발전 온실{SOLAR POWER GENERATING GREENHOUSE}

본 발명은 태양광 발전 온실에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 발전 온실에 관한 것이다.

태양광 발전은 발전기의 도움 없이 태양전지 셀을 이용하여 태양빛을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식이다.

태양광 발전의 장점은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이하다는 장점이 있으며, 화석연료인 석유의 고갈, 지구온난화 등을 이유로 대체에너지원으로서 각광받고 있다.

그러나 전력생산량이 일조량에 의존하고, 설치 장소가 한정적이기 때문에 보급화에 어려움을 겪고 있다는 단점 또한 존재한다.

이에 따라 현재 국내에서는 여러 건물 및 온실 등의 지붕 또는 벽면에 태양전지 셀을 설치하는 등 보조에너지원으로 이용하려는 추세이나, 온실의 지붕에 태양전지모듈을 설치하는 경우 다양한 작물에 필요한 만큼의 일조량을 적절하게 공급하기 힘들다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 태양광 발전과 동시에 작물의 성장에 필요한 빛을 공급할 수 있는 온실을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 온실 내의 작물에 따라 필요한 빛의 공급량이 조절 가능한 온실을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 태양광발전 온실은 작물을 재배하는 온실의 지지구조를 구성하는 프레임, 상기 프레임에 의하여 지지되며, 다수의 태양전지 셀(cell)들을 포함하는 투광부재의 태양광패널들 및 상기 온실에서 재배되는 작물에 필요한 광량을 조절하기 위하여 각각의 상기 태양광패널을 좌우로 움직일 수 있도록 상기 프레임 및 상기 태양광패널에 형성된 레일부를 포함한다.

한편, 상기 온실의 지붕은 정남향으로 지면으로부터 30~35°의 각도를 형성할 수 있다.

한편, 상기 태양광패널은 광을 투과시키는 제1 기판, 광을 투과시킬 수 있도록 상기 제1 기판 상에 일정간격으로 배치되는 다수의 태양전지 셀들 및 상기 제1기판 및 상기 다수의 태양전지 셀 상에 배치되며, 광을 투과시키는 제2 기판을 포함할 수 있다.

한편, 상기 레일부는 상기 프레임이 상기 태양광패널을 지지하며 접하는 면에 형성되는 레일 및 상기 태양광패널 모서리에 배치되어 상기 레일을 따라 움직이는 휠들을 포함할 수 있다.

또한, 상기 레일은 상기 프레임의 길이방향으로 형성된 제1 레일 및 상기 제1 레일로부터 소정간격 이격되어 평행하게 형성된 제2 레일을 포함할 수 있다.

또한, 상기 휠들은 인접하게 배치된 적어도 두 개의 상기 태양광패널들이 각각 상기 제1 레일 및 제2 레일을 따라 이중으로 겹쳐질 수 있도록 배치될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 본 발명은 투광부재에 태양전지 셀을 삽입한 태양광패널을 이용함으로써 태양광발전과 동시에 작물을 용이하게 농작할 수 있는 태양광발전 온실을 제공할 수 있다.

또한, 태양광패널 단위로 온실 프레임에 간단하게 설치가 가능하여 농가에서 손쉽게 이용할 수 있는 태양광발전 온실을 제공할 수 있다.

또한, 태양광패널을 태양광의 입사량에 따라 위치를 제어함으로써, 다양한 작물을 재배할 수 있는 태양광발전 온실을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광발전 온실을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 태양광패널을 나타낸 분해도이다.
도 3은 도 1의 지붕면을 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 1의 태양광패널의 위치조절이 가능하도록 하는 레일부를 나타낸 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광발전 온실을 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 태양광패널을 나타낸 분해도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광발전 온실(10)은 작물을 재배하는 온실(10)의 지지구조를 구성하는 프레임(100), 상기 프레임(100)에 의하여 지지되며, 다수의 태양전지 셀(cell)(214)들을 포함하는 투광부재의 태양광패널(200)들, 각각의 상기 태양광패널(200)을 좌우로 움직일 수 있도록 상기 프레임(100) 또는 상기 태양광패널(200)에 형성된 레일부(300) 및 상기 레일부(300)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 투광부재를 이용한 태양광패널(200)은 상기 온실(10)의 지붕면을 형성하는 상기 프레임 사이에 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 태양광패널(200)이 설치된 지붕면은 정남쪽을 향할 수 있으며, 지붕면의 각도(a)는 태양광의 입사각과 거의 수직인 지면으로부터 30~35°의 각도를 형성하여 상기 태양전지 셀(214)의 전력발전에 가장 효과적이도록 설계할 수 있다.

상기 태양광패널(200)은 작물을 재배하는 일반적인 온실(10)을 둘러싸는 투광부재를 대체할 수 있도록 제작될 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 태양광패널(200)은 광을 투광시키는 제1 기판(212), 상기 제1 기판(212) 상에 배치되는 다수의 태양전지 셀(214)들 및 상기 제1 기판(212) 및 상기 태양전지 셀(214) 상에 배치되어 상기 태양전지 셀(214)의 파손을 방지하는 완충재 역할 및 접착재 역할을 하는 접착층(216), 예를 들어, 하는 EVA(ethyle vinyle acetate)에 의해 상기 제1 기판(212) 및 상기 태양전지 셀(214)을 밀봉하는 제2 기판(218)을 포함한다. 투광부재를 이용한 제1 기판(212) 및 제2 기판(218)은 상기 태양전지 셀(214)의 배치를 고정하고, 태양광을 투과시켜 상기 온실 내 작물의 광합성을 돕는 역할을 하며 외부의 대기 날씨 및 비바람에 대한 보호를 목적으로 한다. 상기 투광부재는 유리, 플라스틱, 투명금속, 비닐 등으로 제작될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 투명한 물질로 제작될 수 있다.

상기 태양전지 셀(214)은 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것과 동시에 태양광을 차단 할 수 있다. 따라서 상기 태양전지 셀(214)들의 사이로 태양광이 입사할 수 있도록 상기 제1 기판(212) 상에 일정한 간격을 두고 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 태양전지 셀(214)의 배치 간격을 7~8cm 사이로 형성하였으나 이에 한정하지 않으며, 상기 태양전지 셀(214)의 배치 간격은 온실(10)에서 농작되는 작물의 종류에 따라 변형될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 태양광패널(200)을 상기 온실(10)의 지붕면 한쪽 면에 설치한 것을 나타내고 있으나 작물의 종류에 따라 상기 지붕면의 모든 면에 설치 가능하며, 상기 지붕면뿐만 아니라, 상기 온실(10)의 측벽면에도 설치가능하다. 예를 들어, 작물의 광합성량(광합성속도)은 광보상점과 광포화점으로 나타남에 따라, 광보상점과 광포화점이 높은 과채류, 양배추, 배추, 결구상추 등의 양성식물을 재배하는 경우 일부 차광이 가능한 상기 태양광패널(200)을 설치하는 면적이 좁아질 수 있으며, 광보상점과 광포화점이 낮은 마늘, 생각, 파, 부추 등의 음성식물을 재배하는 경우, 상기 태양광패널(200)을 설치하는 면적이 넓어질 수 있다.

또한, 상기 태양광패널은, 상기 레일부에 의하여 위치조절이 가능하다.

도 3은 도 1의 지붕면을 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 1의 태양광패널(200)의 위치조절이 가능하도록 하는 레일부(300)를 나타낸 사시도이다.

본 실시예에서 상기 태양광패널(200)은, 격자형태로 형성된 상기 프레임(100)의 내측에 적어도 두 개 이상 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 태양광패널(210) 및 제1 태양광패널(220)은, 상기 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 레일부(300)를 이용하여 서로 인접하여 설치될 수 있다.

상기 레일부(300)는, 상기 프레임(100)이 상기 태양광패널(200)을 지지하며 접하는 면에 형성되는 레일(310) 및 상기 태양광패널(200) 모서리에 배치되어 상기 레일(310)을 따라 움직이는 휠(320)들을 포함할 수 있다.

특히, 상기 레일(310)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 태양광패널(210) 및 제2 태양광패널(220)이 태양광량에 따라 위치가 제어되어 겹쳐지거나 펼쳐질 수 있도록 이중으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 레일(310)은 상기 프레임(100)의 길이방향으로 형성된 제1 레일(미도시) 및 상기 제1 레일로부터 소정간격 이격되어 평행하게 형성된 제2 레일(미도시)을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 태양광패널 및 상기 제1 및 제2 태양광패널들에 형성된 상기 휠들이 각각 상기 제1 레일 및 제2 레일을 따라 이중으로 겹쳐질 수 있도록 배치될 수 있다.

상기 제어부는 데이터베이스 및 구동제어부를 포함하며, 상기 온실 내의 작물이 성장하는데 필요한 환경을 형성할 수 있도록 상기 온실을 제어할 수 있다.

상기 데이터베이스부는 작물에 대한 정보를 저장할 수 있으며, 상기 데이터베이스의 정보에 따라서 상기 구동제어부를 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 작물별 광선 필요량을 PLC 방식으로 365일 입력하여 이에 따라 상기 구동제어부를 작동 시킬 수 있으며, 또한 상기 데이터베이스부 및 상기 구동제어부는 스마트 폰 등 무선네트워크를 통하여 제어가 가능할 수 있다.

상기 구동제어부는, 축전기(미도시), 인버터(미도시) 및 상기 레일부(300)를 제어 할 수 있다.

상기 제어부는 상기 축전기 및 상기 인버터와 각각 전기적으로 연결되어, 상기 축전기 및 상기 인버터 각각의 구동을 제어할 수 있다. 상기 태양전지 셀(214)들은 입사되는 태양광에 의해 발전하여 직류 전력을 생성하여 상기 축전기에 저장하게 된다. 상기 축전기에 저장된 상기 직류 전력은 상기 인버터를 이용하여 교류 전력으로 변환하여 출력시킬 수 있다. 상기 축전기 및 상기 인버터는 상기 온실(10) 내의 임의의 위치 내에 배치되어 상기 태양전지 셀(214)들과 전기적으로 연결되며, 이에 따라, 상기 제어부는 상기 직류 전력이 출력되도록 상기 축전기를 제어하거나, 상기 교류 전력이 출력되도록 상기 인버터를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 레일부(300)와 전기적으로 연결되어, 상기 축전기에 저장된 전력량 또는 상기 제어부에 입력된 작물의 종류 및 날씨에 따라서 상기 레일부(300)의 상기 휠(320)의 움직임을 제어하여 상기 태양광패널(200)들의 위치를 조절할 수 있으며, 이에 따라 온실(10)에 입사되는 광량 또한 조절할 수 있어 작물을 키우는데 용이한 효과를 가진다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 온실 100 : 프레임
200 : 태양광패널 210 : 제1 태양광패널
220 : 제2 태양광패널 212 : 제1 기판
214 : 태양전지 216: 접착층
218 : 제2 기판 300 : 레일부
310 : 레일 320 : 휠

Claims (6)

1. 작물을 재배하는 온실의 지지구조를 구성하는 프레임;
   상기 프레임에 의하여 지지되며, 다수의 태양전지 셀(cell)들을 포함하며 상기 다수의 태양전지 셀들 사이로 광의 투과가 가능하도록 투광부재를 포함하는 태양광패널들;
   상기 온실에서 재배되는 작물에 필요한 광량을 조절하기 위하여 각각의 상기 태양광패널을 좌우로 움직일 수 있도록 상기 프레임 또는 상기 태양광패널에 형성된 레일부를 포함하는 태양광발전 온실.
2. 제1항에 있어서,
   상기 온실의 지붕은 정남향으로 지면으로부터 30~35°의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 온실.
3. 제1항에 있어서,
   상기 태양광패널은,
   광을 투과시키는 제1 기판;
   광을 투과시킬 수 있도록 상기 제1 기판 상에 일정간격으로 배치되는 상기 다수의 태양전지 셀들; 및
   상기 제1 기판 및 상기 다수의 태양전지 셀 상에 접착층에 의하여 배치되며, 광을 투과시키는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 온실.
4. 제1항에 있어서,
   상기 레일부는,
   상기 프레임이 상기 태양광패널을 지지하며 접하는 면에 형성되는 레일; 및
   상기 태양광패널 모서리에 배치되어 상기 레일을 따라 움직이는 휠들을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 온실.
5. 제4항에 있어서,
   상기 레일은,
   상기 프레임의 길이방향으로 형성된 제1 레일; 및
   상기 제1 레일로부터 소정간격 이격되어 평행하게 형성된 제2 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 온실.
6. 제5항에 있어서,
   상기 휠들은 인접하게 배치된 적어도 두 개의 상기 태양광패널들이 각각 상기 제1 레일 및 제2 레일을 따라 이중으로 겹쳐질 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광발전 온실.
   

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