KR20190111349A - lighting system for growth crop in the shade area in the way of solar generation system in the farm land - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 농업용지에서 태양광 발전 시 그늘 지역의 작물 생육을 위한 채광시스템에 관한 것으로, 상세하게는 농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하고 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스에 저장하여 이산화탄소 센서를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통하여 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 태양광 모듈 어레이를 통한 태양광 발전이 중단되면서 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 하고, 농경지의 외부에 집광을 위한 적어도 하나 이상의 집광부를 설치하여 채광이 이루어지는 중에는 광케이블의 광전송부를 통하여 전달된 빛이 내부의 산란부를 통하여 구조물에 의해 형성되는 그늘 지역으로 분광되도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하여 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하며 그늘에 의한 농작물 피해를 최소화 할 수 있도록 한 농업용지에서 태양광 발전 시 그늘 지역의 작물 생육을 위한 채광시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a mining system for growing crops in shaded areas during photovoltaic power generation in agricultural land, and in particular, to install a photovoltaic module array on a support structure installed on top of farmland and to determine the photosynthesis state of each crop. When the photosynthesis data is stored in the database for the amount of carbon dioxide recognized by the carbon dioxide sensor and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor as the photosynthesis of the crops is actively progressing, the photovoltaic power generation through the solar module array is stopped. The shade area is formed by the structure through the scattering part of the light transmitted through the optical transmission part of the optical cable during the mining by installing at least one condensing part for condensing on the outside of the farmland By spectrophotometrically In the agricultural land where the photosynthesis is activated by the incoming light without receiving the light, the crops are grown so that the crops can be harvested and the electricity is produced by photovoltaic power generation, and the damage of the crops by the shade can be minimized. The present invention relates to a mining system for growing crops in shaded areas during solar power generation.
종래부터 태양광 발전 시스템(power generating system)에는 큰 주목이 모아지고 있어 주택의 지지구조 등, 구조물에는 많은 태양광 모듈(module)이 설치되어 있다.In the past, a great deal of attention has been focused on a power generating system, and many solar modules are installed in structures such as a support structure of a house.
한편, 대규모 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)을 구축하는 경우에는 많은 모듈(module)을 배치하기 위한 광대한 스페이스가 필요하다.On the other hand, when constructing a solar photovoltatic power generating system (large photovoltatic power generating system) requires a large space for placing a number of modules (module).
그래서 한국이나 일본과 같이 국토의 면적이 적고 농경지가 많은 국가에서는 많은 농경지가 존재하고 있으며, 이러한 농경지에서는 광량이 양호한 곳이 많다.Therefore, many agricultural lands exist in countries with a small area of land and many agricultural lands, such as Korea and Japan.
그리하여 2013년 06월 05일자 한국특허등록 제10-1274199호(작물재배온실을 구비한 태양전지발전시설물 및 그 시공방법)가 제안되었으며,Thus, Korean Patent Registration No. 10-1274199 dated June 05, 2013 (Solar cell power plant with crop cultivation room and its construction method) was proposed.
이는, 지면에 설치되어 온실을 형성하는 온실과, 상기 온실의 수직지지프레임에 결합되는 태양전지구조물을 포함하며,It includes a greenhouse that is installed on the ground to form a greenhouse, and a solar cell structure coupled to the vertical support frame of the greenhouse,
상기 태양전지구조물은 북쪽을 향하는 면에서 하나 이상의 팬이 설치됨으로써, 상기 팬에 의하여 태양전지모듈을 향하여 공기유동을 형성하되,The solar cell structure is one or more fans are installed on the surface facing north, thereby forming an air flow toward the solar cell module by the fan,
상기의 태양전지구조물은 복수의 태양전지모듈들을 구비하여 태양광으로부터 전기를 생산하는 구조물로서,The solar cell structure is a structure for producing electricity from the solar light having a plurality of solar cell modules,
복수개의 태양전지모듈들과;A plurality of solar cell modules;
태양전지모듈들의 수광면이 실질적으로 남쪽을 향하여 경사를 이루도록 태양전지모듈을 지지하는 지지프레임부를 포함하며,It includes a support frame for supporting the solar cell module so that the light receiving surface of the solar cell module is substantially inclined toward the south,
상기 지지프레임부는 상기 온실의 수직지지프레임에 결합되도록 하고,The support frame portion is to be coupled to the vertical support frame of the greenhouse,
상기의 지지프레임부는 상기 온실의 수직지지프레임의 상단에 지지되어 설치되는 수직프레임을 포함하도록 구성하였다.The support frame portion was configured to include a vertical frame that is supported and installed on the top of the vertical support frame of the greenhouse.
그러나 상기와 같은 종래의 태양광 발전설비를 구비한 온실에 의하여서는 온실의 상면 일부에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈을 설치하면서 그 하단의 음지에는 자연 채광부에 의해 반사된 빛이 조사되도록 하였으나, 온실의 일부에 의한 태양광 발전으로는 충분한 전기를 발생시킬 수 없어 태양광 발전 설비에 따른 비용이 거의 회수되지 않는 비효율적인 문제점이 있었다.However, in the greenhouse equipped with the conventional photovoltaic power generation facilities as described above, while the photovoltaic module for photovoltaic power generation is installed on a part of the upper surface of the greenhouse, the light reflected by the natural light emitter is irradiated to the shade of the bottom. However, there is an inefficient problem in that photovoltaic power generation by a part of the greenhouse cannot generate enough electricity, so that the cost according to the photovoltaic facility is hardly recovered.
또한 온실의 상면 전체에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈을 설치하도록 하였으나, 온실의 전체에 설치하는 구조에 의하여서는 태양광 발전에 따른 전기의 발생에 따른 이점이 있는 반면에 하단 전체가 음지가 되어 온실로서의 기능을 거의 발생하지 못하게 되는 문제점이 있었다.In addition, the solar module for photovoltaic power generation is installed on the entire upper surface of the greenhouse, but the structure installed in the entire greenhouse has the advantage of generation of electricity due to the photovoltaic power generation, while the entire bottom is shaded. There was a problem that hardly occurs as a greenhouse function.
그리고 농경지에 태양광 패널을 설치함으로써 농경지에서 농사를 지으면서 태양광 발전도 실시하는 솔러 쉐어링(sharing)이 제안되어 실시하고 있다. In addition, solar sharing has been proposed and implemented by providing solar panels in agricultural lands and also performing photovoltaic power generation while farming in agricultural lands.
즉, 일본특허공개 2015－17489호에 의하면, 농경지에 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)을 설치한 농장 겸 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)이 기재되어 있다.That is, according to Japanese Patent Laid-Open No. 2015-17489, a farm photovoltaic power generating system in which a solar photovoltaic power generating system is installed in agricultural land is described.
이 농장 겸 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)에서는 상업용 식물에 설치된 복수의 지주와 지주의 상단에서 수평 방향으로 성장하는 대들보와 대들보에 비스듬히 한 상태로 지지된 복수의 태양광 모듈(module)을 구비하고 있다.In this farm and solar photovoltaic power generating system, a plurality of pillars installed in commercial plants and a plurality of solar modules supported in an oblique manner to girders and girders growing horizontally from the top of the pillars are supported. Equipped with.
이 농장 겸 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)에 의하여서는 수평면에 대한 태양광 모듈(module)의 경사 각도가 미리 정해져 있으며 수평면에 대해서 10°∼15°로 고정되어 있다.With this solar photovoltatic power generating system, the angle of inclination of the photovoltaic module with respect to the horizontal plane is predetermined and fixed at 10 ° to 15 ° with respect to the horizontal plane.
그러므로 상기의 농장 겸 태양광 발전 시스템(solar photovoltatic power generating system)에서는 패널의 경사각도가 고정되고 있으므로, 농경지의 농작물의 종류가 바뀌거나 또는 일사량이 바뀌거나 했을 경우에 유연하게 대응할 수 없게 됨은 물론, 농경지의 상부에 태양광 모듈이 설치되는 경우에, 설치하는 태양광 모듈의 수가 너무 많으면, 농경지의 농작물에 충분히 빛이 맞지 않게 되기 위해, 농작물의 생육이 충분히 이루어지지 않게 되어 농작물의 생산량이 감소하는 것을 생각할 수 있다.Therefore, since the angle of inclination of the panel is fixed in the above farm and solar photovoltaic power generating system, when the types of crops or the amount of insolation of cropland are changed, it is not possible to flexibly cope. When the photovoltaic module is installed in the upper part of the cropland, if the number of photovoltaic modules to be installed is too large, in order for the crops of the cropland not to be sufficiently lighted, the growth of the crop is not sufficient and the yield of the crop is reduced. You can think of it.
한편, 농작물의 생육을 고려해 배치하는 패널의 수를 제한하면, 농작물의 생육에는 영향이 미치지 않은 패널에 의한 발전량을 충분히 확보할 수 없게 되는 문제점이 있었다. On the other hand, if the number of panels arranged in consideration of the growth of the crop is limited, there is a problem that it is not possible to sufficiently secure the amount of power generated by the panel does not affect the growth of the crop.
그리하여 2015년 04월 09일자 일본특허공개 27065387호(포장 관리 장치 및 포장 관리 시스템)이 제안되었으며,Thus, Japanese Patent Publication No. 27065387 (packaging management device and package management system) dated April 09, 2015 was proposed.
이는, 식물의 상부에 설치되는 태양광 발전 패널과,It is a solar power panel installed on the upper part of the plant,
상기 태양광 발전 패널의 자세를 변경하는 자세 변경부와,A posture change unit configured to change a posture of the solar power panel;
상기 식물의 성장에 필요한 광포화점에 대응하는 기준 조도의 데이터가 기억된 조도 데이터 기억부와.An illuminance data storage unit storing data of reference illuminance corresponding to a light saturation point necessary for growth of the plant;
상기 기준 조도의 데이터에 근거하고, 상기 자세 변경부에 상기 태양광 발전 패널의 자세를 변경시키는 제어부를 구비하되,A control unit for changing a posture of the solar power panel based on the reference illuminance data,
상기 식물에 조사되는 빛의 조도를 취득하도록, 상기 태양광 발전 패널의 아래쪽의 공간 내에 조도 센서를 더 구비하여 상기 제어부에서 상기 식물에 조사되는 빛의 조도가 상기 기준 조도보다 큰 경우에는 상기 자세 변경부에 상기 태양광 발전 패널의 자세를 상기 태양광 발전 패널의 수광량이 커지도록 변경시키고, 상기 식물에 조사되는 빛의 조도가 상기 기준 조도와 동일한 경우에는 상기 자세 변경부에 상기 태양광 발전 패널의 자세를 유지시키며, 상기 식물에 조사되는 빛의 조도가 상기 기준 조도보다 작은 경우에는 상기 자세 변경부에 상기 태양광 발전 패널의 자세를 상기 태양광 발전 패널의 수광량이 작아지게 변경시키도록 구성하였다.In order to acquire the illuminance of the light irradiated to the plant, an illuminance sensor is further provided in a space below the photovoltaic panel to change the posture when the illuminance of the light irradiated to the plant is greater than the reference illuminance. The posture of the photovoltaic panel is changed to increase the light receiving amount of the photovoltaic panel, and when the illuminance of light irradiated to the plant is equal to the reference illuminance, The posture is maintained, and when the illuminance of the light irradiated onto the plant is smaller than the reference illuminance, the posture of the photovoltaic panel is changed so that the light receiving amount of the photovoltaic panel is reduced.
그리고 2017년 01월 19일자 일본특허공개 제29012007호(태양광 발전 시스템)이 제안되었으며,In addition, Japanese Patent Publication No. 29012007 (solar power generation system) of January 19, 2017 was proposed.
이는, 농지의 상부에 설치되는 태양광 패널과,The solar panel is installed on the upper part of the farmland,
상기 농지에 조사되는 태양광의 일사량을 취득하는 일사량 취득부와,A solar radiation amount acquisition unit for acquiring the solar radiation amount irradiated to the farmland;
상기 농지에서 재배되는 농작물의 광포화점을 상기 농작물의 종류마다 기억하는 광포화점기억부와,A light saturation point storage unit for storing the light saturation point of crops cultivated in the farmland for each type of crop;
상기 태양광의 입사 방향에 대한 상기 태양광 패널의 수광면의 경사각도를 변경하는 각도 변경부를 구비하되,Is provided with an angle changing unit for changing the inclination angle of the light receiving surface of the solar panel with respect to the incident direction of the sunlight,
상기 각도 변경부는 상기 일사량 취득부에 의해서 취득된 태양광의 일사량이 상기 광포화점 기억부에 의해서 기억된 상기 광포화점 이상인 경우 상기 경사각도를 직각에 접근하도록 상기 경사각도를 변경하도록 구성하였다,The angle changing unit is configured to change the inclination angle so that the inclination angle approaches a right angle when the insolation amount of sunlight obtained by the insolation amount acquisition unit is equal to or greater than the light saturation point stored by the light saturation point storage unit.
또한, 2017년 08월 24일자 일본특허공개 제29145565호(태양광 발전 시스템 및 방법)이 제안되었으며,In addition, Japanese Patent Publication No. 29145565 (Photovoltaic Power Generation System and Method) dated August 24, 2017,
이는, 농지 또는 경작지 위로 설치되어 복수의 태양광 발전 패널,It is installed on a farmland or farmland, a plurality of solar panels,
그 복수의 태양광 발전 패널을 지지하는 태양광 발전 패널 지지선반과 태양광 발전 패널 지지주를 포함한 가대,Mounting platform including photovoltaic panel support shelf and photovoltaic panel supporter supporting the plurality of photovoltaic panels,
태양광 발전 패널 경사 조정 기구, 그 태양광 발전 패널 경사 조정 기구를 구동해 제어하는 태양광 발전 패널 경사 조정 기구 제어장치를 구비하되,A solar power panel tilt adjustment mechanism, and a solar power panel tilt adjustment mechanism control device for driving and controlling the solar power panel tilt adjustment mechanism,
상기 태양광 발전 패널 경사 조정 기구 제어장치는 일사량을 수집하는 일사량 수집 장치와,The solar panel tilt adjustment mechanism control device is a solar radiation collection device for collecting solar radiation;
농작물마다의 광포화점이 되는 일사량 정보를 기억하는 기억장치와,A storage device for storing solar radiation information serving as a light saturation point for each crop,
상기 태양광 발전 패널 경사 조정 기구를 구동해 제어하는 제어장치(terminal control unit)를 포함하여 농작물마다의 광포화점이 되는 일사량 정보 및 상기 일사량 수집 장치에서 수집한 일사량과 상기 농작물 마다의 광포화점을 바탕으로 태양광 발전 패널 경사 조정 기구를 구동하여 태양광 발전 패널의 위치 및／또는 기울기를 동적으로 제어하면서 상기 농작물의 농지로의 누적 일사량이 그 농작물의 광포화점을 넘지 않은 경우, 농작물의 농지로의 일사량이 최대가 되도록 태양광 발전 패널의 위치 및／또는 기울기를 동적으로 바꾸어 주는 한편, 농작물의 농지로의 누적 일사량이 그 농작물의 광포화점을 넘었을 경우, 태양광 발전 패널로의 일사량이 최대가 되도록 태양광 발전 패널의 기울기를 동적으로 바꾸어 주도록 구성하였다.Including a terminal control unit for driving and controlling the photovoltaic panel inclination adjustment mechanism based on the solar radiation information that is a light saturation point for each crop and the solar radiation collected by the solar radiation collection device and the light saturation point for each crop If the cumulative solar radiation of the crop to the farmland does not exceed the light saturation point of the crop while driving the solar panel tilt adjustment mechanism to dynamically control the position and / or tilt of the photovoltaic panel. While the position and / or inclination of the photovoltaic panel is dynamically changed so that the amount of solar radiation is maximum, when the cumulative solar radiation of the crop to the farmland exceeds the photosaturation point of the crop, the maximum amount of solar radiation to the photovoltaic panel is It was configured to change the tilt of the solar panel dynamically.
그러나 상기와 같은 종래의 농경지 상부에 태양광 모듈을 설치한 구조 및 제어방법에 의하여서는 광포화점을 조도로 측정하는 방식으로는 정확한 광합성의 상태를 확인할 수 없어 식물의 성장을 우선으로 하는 태양광 발전이 이루어지지 않게 되어 자칫 농작물의 생산량 저하와 같은 문제를 일으킬 수 있게 됨은 물론, 태양광 모듈과 태양광 모듈의 설치를 위한 구조물에 의해 그늘이 지는 구역에서는 다른 구역에 비해 식물의 성장이 저해되는 문제점이 있었다.However, according to the structure and control method in which the photovoltaic module is installed on the conventional agricultural land as described above, it is not possible to confirm the state of photosynthesis accurately by measuring the light saturation point with illumination, and the photovoltaic power generation that prioritizes the growth of plants. This is not made can cause problems such as lowering the yield of crops, as well as the problem that the growth of plants in the area shaded by the solar module and the structure for the installation of the solar module is inhibited compared to other areas There was this.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하고 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스에 저장하여 이산화탄소 센서를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통하여 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 태양광 모듈 어레이를 통한 태양광 발전이 중단되면서 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 하고, 농경지의 외부에 집광을 위한 적어도 하나 이상의 집광부를 설치하여 채광이 이루어지는 중에는 광케이블의 광전송부를 통하여 전달된 빛이 내부의 산란부를 통하여 구조물에 의해 형성되는 그늘 지역으로 분광되도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하여 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하며 그늘에 의한 농작물 피해를 최소화 할 수 있도록 한 농업용지에서 태양광 발전 시 그늘 지역의 작물 생육을 위한 채광시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, by installing a photovoltaic module array in a support structure installed on the top of the farmland and storing photosynthetic data for determining the photosynthesis state of each crop in a database to carbon dioxide If the amount of carbon dioxide recognized by the sensor and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor are recognized as the photosynthesis of the crops is actively progressing, the photovoltaic power generation through the solar module array is stopped and opened at the same angle as the incident angle of light. At least one condenser for condensing outside the farmland is installed so that the light transmitted through the optical transmission part of the optical cable is spectrally directed to the shade area formed by the structure through the scattering part inside, so that it is not disturbed at all. From the incoming light As the photosynthesis is active, the crops are grown so that the crops can be harvested and the electricity is produced by solar power and the crops in the shade area during solar power generation are minimized. Its purpose is to provide a mining system for growth.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 농업용지에서 태양광 발전 시 그늘 지역의 작물 생육을 위한 채광시스템은,In the agricultural land of the present invention for achieving the above object, the mining system for crop growth in the shade area during solar power generation,
농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하여 솔라 쉐어링(Solar Sharing)에 의하여 농작물의 재배와 태양광 발전을 수행하도록 하되,The solar module array is installed on the supporting structure installed on the upper part of the farmland to perform cultivation and solar power generation by solar sharing,
빛이 강하여 농작물의 광합성량이 호흡량보다 많으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소(CO2)를 흡수하게 되고, 반대로 빛이 약하여 광합성량이 호흡량보다 적으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소를 방출하게 되므로, 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하도록 하고,If the photosynthesis amount of the crop is stronger than the respiratory volume due to strong light, the crop absorbs carbon dioxide (CO2) through the pores. On the contrary, if the photosynthesis amount is less than the respiration volume, the crops release carbon dioxide through the pores. Compensation point data for each crop for the same reward point in the same state by setting the photosynthesis data to determine the state that does not interfere with the growth of the crop by the amount and amount of carbon dioxide emitted from the crop,
농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하고 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스에 저장하도록 하여 제어부에서 이산화탄소 센서를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통하여 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 태양광 모듈 어레이가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 하고,The photovoltaic module array is installed on the supporting structure installed on the top of the farmland, and the control unit recognizes the photosynthesis data for judging the photosynthesis state of each crop based on the amount and quantity of carbon dioxide emitted from the crops. When the amount of carbon dioxide and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor are recognized as the photosynthesis of the crop is actively progressed, the solar module array is opened at the same angle as the incident angle of light.
농경지의 외부에 집광을 위한 적어도 하나 이상의 집광부를 설치하여 채광이 이루어지는 중에는 광케이블의 광전송부을 통하여 전달된 빛이 내부의 산란부를 통하여 구조물에 의해 형성되는 그늘 지역으로 분광되도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 이산화탄소 센서를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통하여 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 태양광 모듈 어레이가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 하고,At least one condenser for condensing outside the farmland is installed so that the light transmitted through the optical transmission part of the optical cable is spectrated into the shade area formed by the structure through the scattering part inside without being disturbed at all. The photosynthesis is actively activated by the incoming light, so that the crops grow. On the other hand, when the amount of carbon dioxide recognized by the carbon dioxide sensor and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor recognize the state of photosynthesis where the crops do not grow, the sun As the optical module array is closed, it maintains the angle perpendicular to the angle of incidence of the sun so that solar power generation is performed through the solar module array.
농경지의 외부에 집광을 위한 적어도 하나 이상의 집광부를 설치하여 채광이 이루어지는 중에는 광케이블의 광전송부를 통하여 전달된 빛이 내부의 산란부를 통하여 구조물에 의해 형성되는 그늘 지역으로 분광되도록 함으로써 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하며 그늘에 의한 농작물 피해를 최소화 할 수 있도록 하고 농업용지를 훼손하지 않으면서 최대의 효과를 얻을 수 있도록 하고,At least one condenser for condensing outside the farmland is installed so that the light transmitted through the optical transmission part of the optical cable is spectroscopically in the shaded area formed by the structure through the scattering part inside, so that the sun can be harvested simultaneously with the harvest of the crop. It also enables the production of electricity by photovoltaic power generation, minimizes the damage of crops caused by shade, and achieves the maximum effect without damaging agricultural land.
상기의 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서, 우천센서, 적설센서, 온도센서, 습도센서, 전류센서, 전압센서 등에 의한 제어가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.During the photovoltaic power generation it is characterized in that it is configured to maximize the power production by controlling by the external illuminance sensor, rain sensor, snow sensor, temperature sensor, humidity sensor, current sensor, voltage sensor.
상기의 본 발명에 따른 농업용지에서 태양광 발전 시 그늘 지역의 작물 생육을 위한 채광시스템에 의하여서는 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하여 정확한 제어가 가능하도록 하고,According to the mining system for crop growth in the shade area during photovoltaic power generation in the agricultural land according to the present invention, the crops by measuring the compensation point data for each crop for the compensation point of the same photosynthesis amount and respiratory rate of the crop It is possible to set up photosynthesis data that can be judged by the amount and amount of carbon dioxide emitted from crops, which does not interfere with growth, so that accurate control is possible.
농경지의 상부에 설치한 지지구조에 태양광 모듈 어레이를 설치하고 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스에 저장하도록 하여 제어부에서 이산화탄소 센서를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서를 통하여 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 태양광 모듈 어레이가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 상기 이산화탄소의 양과 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 태양광 모듈 어레이가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 함으로써 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하며 농업용지를 훼손하지 않으면서 최대의 효과를 얻도록 하고,The photovoltaic module array is installed on the supporting structure installed on the top of the farmland, and the control unit recognizes the photosynthesis data for judging the photosynthesis state of each crop based on the amount and quantity of carbon dioxide emitted from the crops. When the amount of carbon dioxide and illuminance recognized by the internal illuminance sensor are recognized as active photosynthesis of the crop, the photovoltaic module array is opened at the same angle as the incident angle of light so that the light is not disturbed by the incoming light. While photosynthesis is active to allow crops to grow, when the amount and illuminance of the carbon dioxide recognizes a state of photosynthesis where crops do not grow, the solar module array is closed to maintain an angle perpendicular to the angle of incidence of the sun. Solar modules Possible electricity production by harvesting and solar power at the same time allow for adequate crop by solar rays through and also without compromising the agricultural land and to get the maximum effect,
상기 농경지의 외부에 집광을 위한 적어도 하나 이상의 집광부를 설치하여 채광이 이루어지는 중에는 광케이블의 광전송부를 통하여 전달된 빛이 내부의 산란부를 통하여 구조물에 의해 형성되는 그늘 지역으로 분광되도록 하며 그늘에 의한 농작물 피해를 최소화 할 수 있도록 하고,At least one condenser for condensing outside the farmland is installed so that the light transmitted through the optical transmission part of the optical cable is spectroscopically in the shade area formed by the structure through the scattering part inside, and damage to crops caused by the shade. To minimize the
상기의 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서, 우천센서, 적설센서, 온도센서, 습도센서, 전류센서, 전압센서 등에 의한 제어가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 하는 효과가 있다.During the photovoltaic power generation there is an effect to maximize the power production by controlling by the external illuminance sensor, rain sensor, snow sensor, temperature sensor, humidity sensor, current sensor, voltage sensor.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명 태양광 모듈 어레이의 구성을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 동작 과정을 도시한 흐름도.
도 4 및 도 5는 집관부와 관정송부 및 산란부의 구성을 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the present invention solar module array.
3 is a flow chart illustrating an operation process of the present invention.
4 and 5 are schematic diagrams showing the constitution of the collecting part, the pipe transferring part, and the scattering part;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 농업용지에서 태양광 발전 시 그늘 지역의 작물 생육을 위한 채광시스템은,In the agricultural land according to the present invention, the mining system for crop growth in the shade area during solar power generation,
빛이 강하여 농작물의 광합성량이 호흡량보다 많으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소(CO2)를 흡수하게 되고, 반대로 빛이 약하여 광합성량이 호흡량보다 적으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소를 방출하게 되므로, 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하도록 하고,If the photosynthesis amount of the crop is stronger than the respiratory volume due to strong light, the crop absorbs carbon dioxide (CO2) through the pores. On the contrary, if the photosynthesis amount is less than the respiration volume, the crops release carbon dioxide through the pores. Compensation point data for each crop for the same reward point in the same state by setting the photosynthesis data to determine the state that does not interfere with the growth of the crop by the amount and amount of carbon dioxide emitted from the crop,
농경지(1)의 상부에 설치한 지지구조(2)에 각관(4)과 지지대(5)에 의하여 태양광 모듈 어레이(3)를 설치하고,The
상기 농경지(1)의 내부에서 농작물로부터 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스(10)에 저장하도록 하여 제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통하여 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 상기의 각관(4)을 회전시켜 태양광 모듈 어레이(3)가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 이산화탄소 센서(12)를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통하여 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 태양광 모듈 어레이(3)가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이(3)를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 하고,The control unit 11 stores the photosynthesis data for determining the photosynthesis state of each crop based on the amount and amount of carbon dioxide emitted from the crops in the
상기의 태양광 모듈 어레이(3)를 통해 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서(16), 우천센서(17), 적설센서(18), 온도센서(19), 습도센서(20), 전류센서(21), 전압센서(22) 등에 의한 제어가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 하고,While performing photovoltaic power generation through the
상기 농경지(1)의 외부에 집광을 위한 집광부(23)를 적어도 하나 이상 설치하여 채광이 이루어지는 중에는 광케이블의 광전송부(24)를 통하여 전달된 빛이 내부의 산란부(25)를 통하여 지지구조(2)와 태양광 모듈 어레이(3)와 각관(4) 및 지지대(5)의 구조물에 의해 형성되는 그늘 지역으로 분광되도록 하고,At least one
다수의 그림자 센서(26)를 통하여 농경지 내부의 그늘 지역을 인식하는 상기 제어부(11)의 제어를 받는 스테핑 모터(26)와 작동편(27)에 의해 경사각이 조절되면서 산란부(25)에 의해 그늘 지역으로의 방향 전환이 가능하여 그늘에 의한 농작물 피해를 최소화 할 수 있도록 구성한 것이다.By the
상기와 같이 구성한 본 발명의 농업용지에서 태양광 발전 시 그늘 지역의 작물 생육을 위한 채광시스템은 빛이 강하여 농작물의 광합성량이 호흡량보다 많으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소(CO2)를 흡수하게 되고, 반대로 빛이 약하여 광합성량이 호흡량보다 적으면 농작물이 기공을 통해 이산화탄소를 방출하게 되므로, 농작물의 광합성량과 호흡량이 동일한 상태인 보상점에 대한 각각의 농작물에 대한 보상점 데이터를 측정하여 농작물의 성장에는 지장을 주지 않는 상태를 농작물에서 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 판단하도록 하는 광합성 데이터를 설정하도록 한다.In the agricultural land of the present invention configured as described above, the mining system for crop growth in the shade area during photovoltaic power generation is so strong that if the photosynthesis amount of the crop is higher than the respiration volume, the crop absorbs carbon dioxide (CO2) through pores, and conversely, If the amount of photosynthesis is less than the amount of respiration, the crop will release carbon dioxide through the pores. Therefore, measuring the compensation point data of each crop for the compensation point in which the photosynthesis amount and the respiration rate of the crop are the same will not affect the growth of the crop. Set photosynthesis data to determine the amount of carbon dioxide emitted from the crop by the amount and quantity of carbon dioxide emitted from the crop.
그리고 구조물에 의해 생기는 그늘 지역의 농작물도 동일하게 성장할 수 있도록 한다.It also allows the same crops to grow in the shaded areas produced by the structure.
농경지(1)의 상부에 설치한 지지구조(2)에 각관(4)과 지지대(5)에 의하여 태양광 모듈 어레이(3)를 설치한다.The
상기 농경지(1)의 내부에서 농작물로부터 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스(10)에 저장하도록 한다.The photosynthesis data for determining the photosynthesis state of each crop is stored in the database 10 based on the amount and amount of carbon dioxide emitted from the crop in the
제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통하여 인식한 농경지(1) 내부의 이산화탄소의 양을 확인하도록 한다.The controller 11 checks the amount of carbon dioxide inside the
상기의 제어부(11)에서 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통하여 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태에 의한 수치인가 확인하도록 한다.The amount of carbon dioxide recognized by the controller 11 and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor 13 are checked to determine whether the photosynthesis of the crop is actively performed.
상기의 제어부(11)에서 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태에 의한 수치인 것으로 판단하면, 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 상기의 각관(4)을 회전시켜 태양광 모듈 어레이(3)가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 한다.When the control unit 11 determines that the photosynthesis of the crops is a value due to the actively progressing state, the
그리고 상기의 제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통하여 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태인 것으로 판단되면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 태양광 모듈 어레이(3)가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이(3)를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 한다.If the controller 11 determines that the amount of carbon dioxide recognized by the carbon dioxide sensor 12 and the illuminance recognized by the internal illuminance sensor 13 are in a state of photosynthesis in which crops are not grown, the controller 11 The
상기의 태양광 모듈 어레이(3)를 통해 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서(16), 우천센서(17), 적설센서(18), 온도센서(19), 습도센서(20), 전류센서(21) 및 전압센서(22)를 통하여 태양광 모듈 어레이(3)의 상태를 인식하여 발전량에 지장을 줄 정도의 장애 원인인가 확인한다.While performing photovoltaic power generation through the
상기의 확인에 의하여 발전에 장애가 될 정도라 판단되면 제어부(11)에서 그에 따른 경보신호를 발생하면서 관리자에게 알리거나 자동 청소가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 함은 물론, 농작물의 수확과 동시에 태양광 발전에 의한 전기생산도 가능하도록 하고 농업용지를 훼손하지 않으면서 최대의 효과를 얻을 수 있도록 한다.If it is determined that the obstacle to the power generation by the above confirmation, the control unit 11 generates an alarm signal according to the notification or automatic cleaning to be made to maximize the power production, as well as harvesting crops and At the same time, it is possible to produce electricity by photovoltaic power generation and obtain maximum effect without damaging agricultural land.
본 발명은 도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이,The present invention as shown in Figures 4 and 5,
농경지(1)의 외부에서 센서와 프로그램에 의해 태양광을 추적하는 광추적장치에 의해 최대의 빛을 집광하는 볼록렌즈와 같은 집광부(23)와,A
상기의 집광부(23)에서 집광된 빛을 실내로 전송하는 광케이블의 광전송부(24)와,An
상기의 광전송부(24)를 통하여 전송되어 각 태양광을 태양광 모듈 어레이(3)의 하단에 설치되어 태양광 모듈 어레이(3)에 의한 그늘 지역에 산란하는 오목렌즈와 같은 산란부(25)로 구성하되,The
상기 농경지(1)의 외부에 집광을 위한 집광부(23)를 적어도 하나 이상 설치하여 채광이 이루어지는 중에는 광케이블의 광전송부(24)을 통하여 전달된 빛이 내부의 산란부(25)를 통하여 지지구조(2)와 태양광 모듈 어레이(3)와 각관(4) 및 지지대(5)의 구조물에 의해 형성되는 그늘 지역으로 분광되도록 하고,At least one condensing
다수의 그림자 센서(26)를 통하여 농경지 내부의 그늘 지역을 인식하는 상기 제어부(11)의 제어를 받는 스테핑 모터(26)와 작동편(27)에 의해 경사각이 조절되면서 산란부(25)에 의해 그늘 지역으로의 방향 전환이 가능하여 그늘에 의한 농작물 피해를 최소화 할 수 있도록 한다.By the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those skilled in the art, and such modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.
1 : 농경지 2 : 지지구조
3 : 태양광 모듈 어레이 10 : 데이터베이스
11 : 제어부 12 : 이산화탄소 센서
13 : 모터 23 : 집광부
24 : 광전송부 25 : 산란부1: Farmland 2: Support structure
3: solar module array 10: database
11: control unit 12: carbon dioxide sensor
13: motor 23: condenser
24: optical transmission unit 25: scattering unit
Claims (1)
상기 농경지(1)의 내부에서 농작물로부터 배출되는 이산화탄소의 양과 광량에 의하여 각 농작물의 광합성 상태를 판단하기 위한 광합성 데이터를 데이터베이스(10)에 저장하도록 하여 제어부(11)에서 이산화탄소 센서(12)를 통하여 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통하여 인식한 조도가 농작물의 광합성이 활발히 진행되는 상태로 인식하면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 상기의 각관(4)을 회전시켜 태양광 모듈 어레이(3)가 빛의 입사각과 동일한 각도로 열리도록 함으로써 전혀 방해를 받지 않으면서 유입되는 빛에 의해 광합성이 활발하여 농작물의 성장이 이루어지도록 하는 한편, 이산화탄소 센서(12)를 통해 인식한 이산화탄소의 양과 내부 조도센서(13)를 통하여 인식한 조도가 농작물의 성장이 이루어지지 않는 광합성의 상태를 인식하면 제어부(11)에서 모터(14)를 구동하면서 체인(15)을 통하여 태양광 모듈 어레이(3)가 닫히면서 태양의 입사각과 수직의 각도를 유지하도록 하여 태양광 모듈 어레이(3)를 통한 태양광 발전이 이루어지도록 하고,
상기의 태양광 모듈 어레이(3)를 통해 태양광 발전을 수행하는 중에는 외부 조도센서(16), 우천센서(17), 적설센서(18), 온도센서(19), 습도센서(20), 전류센서(21), 전압센서(22) 등에 의한 제어가 이루어지도록 함으로써 전력 생산을 극대화 할 수 있도록 하고,
상기 농경지(1)의 외부에 집광을 위한 집광부(23)를 적어도 하나 이상 설치하여 채광이 이루어지는 중에는 광케이블의 광전송부(24)를 통하여 전달된 빛이 내부의 산란부(25)를 통하여 지지구조(2)와 태양광 모듈 어레이(3)와 각관(4) 및 지지대(5)의 구조물에 의해 형성되는 그늘 지역으로 분광되도록 하고,
다수의 그림자 센서(26)를 통하여 농경지 내부의 그늘 지역을 인식하는 상기 제어부(11)의 제어를 받는 스테핑 모터(26)와 작동편(27)에 의해 경사각이 조절되면서 산란부(25)에 의해 그늘 지역으로의 방향 전환이 가능하여 그늘에 의한 농작물 피해를 최소화 할 수 있도록 하되,
농경지(1)의 외부에서 센서와 프로그램에 의해 태양광을 추적하는 광추적장치에 의해 최대의 빛을 집광하는 볼록렌즈와 같은 집광부(23)와,
상기의 집광부(23)에서 집광된 빛을 실내로 전송하는 광케이블의 광전송부(24)와,
상기의 광전송부(24)를 통하여 전송되어 각 태양광을 태양광 모듈 어레이(3)의 하단에 설치되어 태양광 모듈 어레이(3)에 의한 그늘 지역에 산란하는 오목렌즈와 같은 산란부(25)로 구성한 것을 특징으로 하는 농업용지에서 태양광 발전 시 그늘 지역의 작물 생육을 위한 채광시스템.The solar module array 3 is installed in the support structure 2 installed on the top of the farmland 1 by the square tube 4 and the support stand 5,
The control unit 11 stores the photosynthesis data for determining the photosynthesis state of each crop based on the amount and amount of carbon dioxide emitted from the crops in the cropland 1 and the control unit 11 through the carbon dioxide sensor 12. When the amount of carbon dioxide recognized and the illuminance recognized through the internal illuminance sensor 13 are recognized as active photosynthesis of the crop, the control unit 11 drives the motor 14 while driving the motor 14 through the chain 15. 4) rotates the photovoltaic module array 3 to be opened at the same angle as the incident angle of light, so that the photosynthesis is active by the incoming light without being disturbed at all, and the growth of the crop is achieved, while the carbon dioxide sensor ( 12) the amount of carbon dioxide recognized through the internal illuminance sensor 13 and the intensity of the crop not recognized through When the state of photosynthesis is recognized, the controller 11 drives the motor 14 to close the photovoltaic module array 3 through the chain 15 to maintain an angle perpendicular to the incident angle of the sun. 3) through solar power generation,
While performing photovoltaic power generation through the photovoltaic module array 3, the external illuminance sensor 16, the rain sensor 17, the snow sensor 18, the temperature sensor 19, the humidity sensor 20, the current By controlling the sensor 21, the voltage sensor 22, etc. to maximize the power production,
At least one light collecting part 23 for condensing is installed outside the farmland 1 and the light is transmitted through the light transmitting part 24 of the optical cable through the scattering part 25 therein. (2) and the shaded area formed by the solar module array (3) and the structure of the tube (4) and the support (5),
By the scattering unit 25 while the inclination angle is controlled by the stepping motor 26 and the operating piece 27 under the control of the control unit 11 for recognizing the shadow area inside the farmland through a plurality of shadow sensors 26 It is possible to change the direction of the shade area to minimize crop damage caused by the shade,
A condenser 23 such as a convex lens for condensing maximum light by an optical tracking device that tracks sunlight by sensors and programs outside the farmland 1,
An optical transmission unit 24 of the optical cable for transmitting the light collected by the condenser 23 to the room;
The scattering unit 25, such as a concave lens, which is transmitted through the light transmitting unit 24 and installed at the lower end of the solar module array 3 to scatter each of the sunlight in the shade area by the solar module array 3. Mining system for crop growth in the shade area during solar power generation in the agricultural land, characterized in that consisting of.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180033380A KR102047532B1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | lighting system for growth crop in the shade area in the way of solar generation system in the farm land |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180033380A KR102047532B1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | lighting system for growth crop in the shade area in the way of solar generation system in the farm land |
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