KR20230026032A - 온실 내 광원 보충용 보광 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온실에서 작물을 키울 때, 겨울철 또는 비 오는 날과 같이 자연 광량이 부족한 날에 LED 등, 알루미늄 커튼부 및 투광성 커튼부를 온실 내 외부 센서 값에 따라 제어부에 의해 제어함으로써, 작물의 생장에 부족한 광량을 효율적으로 작물에 공급하여 최종 생산량의 증대되고, 온실 내,외부 온도와 광량을 토대로 에너지 이용 최적 조건을 맞춰주기에 에너지 이용 효율이 높아지며, 최근 지구온난화, 긴 장마 등의 기후변화로 광량이 부족한 날이 연속되거나 이상고온과 이상저온에도 알루미늄 커튼부와 LED 등을 활용하여 효과적으로 대처할 수 있는 특징이 있다.
Description
본 발명은 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온실에서 작물을 키울 때, 겨울철 또는 비 오는 날과 같이 자연 광량이 부족한 날에 LED 등, 알루미늄 커튼부 및 투광성 커튼부를 온실 내 외부 센서 값에 따라 제어부에 의해 제어함으로써, 작물의 생장에 부족한 광량을 효율적으로 작물에 공급하여 최종 생산량의 증대되고, 온실 내,외부 온도와 광량을 토대로 에너지 이용 최적 조건을 맞춰주기에 에너지 이용 효율이 높아지며, 최근 지구온난화, 긴 장마 등의 기후변화로 광량이 부족한 날이 연속되거나 이상고온과 이상저온에도 알루미늄 커튼부와 LED 등을 활용하여 효과적으로 대처할 수 있는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 하우스 재배는 수경 재배 또는 화훼 재배를 포함하는 것으로서, 하우스 재배를 위한 장치로 비닐하우스와, 비닐하우스 내의 바닥에 수평 방향을 따라 규칙적으로 다수 열 배열되는 복수개의 재배 베드와, 그리고 비닐하우스 내의 온도를 설정 온도로 유지시키기 위한 난방기 및 냉방기 등이 사용된다.
특히 복수개의 재배 베드 각각에는 실질적으로 재배를 위한 농작물이나 꽃이 성장하게 되며, 또한 어두운 밤에도 농작물이 빛 에너지에 의해 광합성을 할 수 있도록 비닐하우스의 천장에는 복수개의 광원이 설치된다.
하지만, 종래의 하우스 재배를 위한 장치는 다음과 같은 문제가 있다.
즉 복수개의 재배 베드가 비닐하우스 전체에 걸쳐 바닥에 대해 수평 방향으로 고르게 분포되어 있는 관계로, 흐린날 또는 기온이 떨어지는 날에 비닐하우스의 온도를 설정 온도로 유지시키기 위해서는 비닐하우스 전체를 난방시켜야 함으로 연료 및 전력 소모가 많이 발생되는 문제가 있다.
또한, 복수개의 재배 베드가 비닐하우스 전체에 걸쳐 바닥에 대해 수평 방향으로 고르게 분포되어 있는 관계로, 흐린 날에 농작물을 광합성시키기 위해서는 비닐하우스 전체에 빛 에너지를 공급해야 하므로, 전력 소모가 불필요하게 많아지는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 국내특허등록 제10-0879711호에서는 640nm～675nm의 파장을 형성하는 LED;와 425nm～455nm의 파장을 발생시키는 LED;를 각각 9:1, 8:2, 7:3 및 6:4 중 어느 하나의 비율로 다수의 LED를 혼합 배치하여 빛이 방출되도록 하는 반도체 발광 다이오드 조명이 제시된 바 있으나, 식물에 발광시키는 LED 조명장치가 비닐하우스로 비춰지는 태양광의 일사량과 무관하게 점등되어, 불필요한 난방비와 전력소비가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
온실에서 작물을 키울 때, 겨울철 또는 비 오는 날과 같이 자연 광량이 부족한 날에 LED 등, 알루미늄 커튼부 및 투광성 커튼부를 온실 내 외부 센서 값에 따라 제어부에 의해 제어함으로써, 작물의 생장에 부족한 광량을 효율적으로 작물에 공급하여 최종 생산량의 증대되고, 온실 내,외부 온도와 광량을 토대로 에너지 이용 최적 조건을 맞춰주기에 에너지 이용 효율이 높아지며, 최근 지구온난화, 긴 장마 등의 기후변화로 광량이 부족한 날이 연속되거나 이상고온과 이상저온에도 알루미늄 커튼부와 LED 등을 활용하여 효과적으로 대처할 수 있는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 온실 내 광원을 보충해주는 보광(補光) 시스템에 있어서,
상기 온실 내부의 천장측에 설치되어 다수개가 설치되어 작물에 직접적으로 광원을 조사하는 LED 등과;
상기 LED 등의 상부에 설치되어 수평으로 작동되고, 외부에서 유입된 광원이 관통되어 작물에 전달되는 천장형 투광성 커튼부와;
상기 천장형 투광성 커튼부의 상부에 설치되어 수평으로 작동되고, 상기 작동의 제어에 따라 외부에서 유입되는 광원을 차단하거나 LED 등에서 조사된 광원이 외부로 조사되는 것을 차단하는 천장형 알루미늄 커튼부와;
상기 온실의 모든 측면에 설치되어 수직으로 작동되고, 상기 작동의 제어에 따라 외부에서 유입되는 광원을 차단하거나 LED 등에서 조사된 광원이 외부로 조사되는 것을 차단하는 측면용 알루미늄 커튼부와;
상기 온실의 내부에 설치되어 내부의 온도 및 광량을 측정하도록 온도센서와 광량센서로 이루어지는 내측 센서부와;
상기 온실의 외부에 설치되어 외부의 온도 및 광량을 측정하도록 온도센서와 광량센서로 이루어지는 외측 센서부와;
상기 온실의 내부 또는 외부에 설치되어 내,외측 센서부에 의해 측정된 값이 전달되고, 상기 전달된 측정 값에 따라 LED 등, 천장형 투광성 커튼부, 천장형 알루미늄 커튼부, 측면용 알루미늄 커튼부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 LED 등은 양끝단부가 경사지게 형성되어 광원을 모아주는 반사판 내에 붉은색 LED, 백색 LED, 근적외선 LED, 자외선-B LED가 설치되고,
상기 붉은색 LED는 10~26%, 백색 LED는 70~90%, 근적외선 LED는 0~2%, 자외선-B LED는 0~2% 비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 천장형 투광성 커튼부는 온실 내부의 천장측에 수평으로 설치되어 작동되는데, 상기 천장형 투광성 커튼부는 온실의 수평 길이방향으로 다수개가 일정간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 천장형 투광성 커튼부는,
상기 제어부의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부와;
상기 모터부에 수평으로 설치되어 모터부의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축과;
상기 구동축에 연결되고, 상기 구동축의 정,역 회전에 맞춰 수평으로 작동되어 온실 내의 천장측을 개방 또는 차단하는 투광성 커튼;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 천장형 알루미늄 커튼부는 온실 내부의 천장측에 수평으로 설치되어 작동되는데, 상기 천장형 알루미늄 커튼부는 온실의 수평 길이방향으로 다수개가 일정간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 천장형 알루미늄 커튼부는,
상기 제어부의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부와;
상기 모터부에 수평으로 설치되어 모터부의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축과;
상기 구동축에 연결되고, 상기 구동축의 정,역 회전에 맞춰 수평으로 작동되어 온실 내의 천장측을 개방 또는 차단하는 알루미늄 커튼;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 측면용 알루미늄 커튼부는,
상기 제어부의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부와;
상기 모터부에 수평으로 설치되어 모터부의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축과;
상기 구동축에 수직으로 연결되어 구동축의 회전력에 의해 구동축에 감겼다 풀렸다 하는 연결줄과;
상기 연결줄의 끝단부에 연결되고, 상기 구동축의 정,역 회전에 맞춰 수직으로 작동되어 온실 내의 측면을 개방 또는 차단하는 알루미늄 커튼;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 외측 센서부의 광량센서는 온실 외부의 광량도 측정하면서 광 방향을 측정하기 위해 3개의 광량센서로 이루어지고, 상기 3개의 광량센서 중 첫번째 광량센서는 방위상 동쪽방향으로 수평되게 설치되며, 상기 3개의 광량센서 중 두번째 광량센서는 방위상 서쪽방향으로 수평되게 설치되고, 상기 3개의 광량센서 중 세번째 광량센서는 첫번째 광량센서와 두번째 광량센서 사이에 수직으로 세워서 설치되며, 상기 3개의 광량센서에서 측정되는 광량 수치에 따라 태양의 방위각과 고도를 체크할 수 있는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 온실 내 광원 보충용 보광 시스템은 온실에서 작물을 키울 때, 겨울철 또는 비 오는 날과 같이 자연 광량이 부족한 날에 LED 등, 알루미늄 커튼부 및 투광성 커튼부를 온실 내 외부 센서 값에 따라 제어부에 의해 제어함으로써, 작물의 생장에 부족한 광량을 효율적으로 작물에 공급하여 최종 생산량의 증대되고, 온실 내,외부 온도와 광량을 토대로 에너지 이용 최적 조건을 맞춰주기에 에너지 이용 효율이 높아지며, 최근 지구온난화, 긴 장마 등의 기후변화로 광량이 부족한 날이 연속되거나 이상고온과 이상저온에도 알루미늄 커튼부와 LED 등을 활용하여 효과적으로 대처할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 보충용 보광 시스템이 설치된 온실을 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 등을 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 등을 나타낸 저면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천장형 투광성 커튼부와 천장형 알루미늄 커튼부를 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면용 알루미늄 커튼부를 나타낸 정면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 센서부의 광량센서를 나타낸 개략도이고,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 센서부의 광량센서 측정을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 등을 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 등을 나타낸 저면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천장형 투광성 커튼부와 천장형 알루미늄 커튼부를 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면용 알루미늄 커튼부를 나타낸 정면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 센서부의 광량센서를 나타낸 개략도이고,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 센서부의 광량센서 측정을 나타낸 개략도이다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 보충용 보광 시스템이 설치된 온실을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 등을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 등을 나타낸 저면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천장형 투광성 커튼부와 천장형 알루미늄 커튼부를 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면용 알루미늄 커튼부를 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 센서부의 광량센서를 나타낸 개략도이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 센서부의 광량센서 측정을 나타낸 개략도이다.
도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 온실 내 광원 보충용 보광(補光) 시스템은 겨울철 또는 비 오는 날과 같이 자연 광량이 부족한 날에 온실(100) 내 광원을 보충해주는 보광해주는 시스템으로써, LED 등(10)과, 천장형 투광성 커튼부(20)와, 천장형 알루미늄 커튼부(30)와, 측면용 알루미늄 커튼부(40)와, 내측 센서부(50)와, 외측 센서부(60)와, 제어부(70)로 구성된다.
상기 LED 등(10)은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 온실(100) 내부의 천장측에 설치되어 자연 광량에서 부족한 광원의 광량을 보충해주도록 온실(100)의 길이방향으로 다수개가 상호 이격되어 설치되고, 상기 LED 등(10)은 작물에 직접적으로 광원을 조사하며, 상기 LED 등(10)은 작물의 높이에 따라 설치 위치가 변경되도록 상,하 높이 조절장치(미도시)에 의해 조절가능하고, 좌,우 이동이 레일장치(미도시)에 의해 가능한 구조로 형성된다.
여기서, 상기 LED 등(10)은 양끝단부가 경사지게 형성되어 광원을 모아주는 반사판(11) 내에 붉은색 LED(12), 백색 LED(13), 근적외선 LED(14), 자외선-B LED(15)가 설치되고, 상기 붉은색 LED(12)는 10~26%, 백색 LED(13)는 70~90%, 근적외선 LED(14)는 0~2%, 자외선-B LED(15)는 0~2% 비율로 이루어진다.
그리고, 상기 LED 등(10)의 반사판(11)은 알루미늄 재질로 형성되어 양끝단부가 소정각도로 경사지게 형성되는데, 상기 반사판(11)의 각도는 100 ~ 140도 범위로 형성되는데, 본 발명에서는 120도 정도에 이루어진다. 이때, 상기 반사판(11)의 양끝단부가 소정각도로 경사지게 형성됨으로써, LED 등(10)의 광원을 작물에 집중할 수 있어 작물의 생장을 높이고 에너지 낭비를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 붉은색 LED(12)는 꽃, 열매 발달에 유용한 파장(약 660nm)이 나오고, 상기 백색 LED(13)는 전 생육기간 광합성에 유용한 파장(400~700nm)이 나오며, 상기 근적외선 LED(14)는 낮밤 전환 호르몬 유도와 꽃 조기 발달에 유용한 파장(730nm)이 나오고, 상기 자외선-B LED(15)는 병충해 저항성, 생산물 유용 물질 증대에 유용한 파장(280~315nm)이 나온다.
이하에는 작물 생육시기 별로 LED 최적 파장 조합을 사용하여 에너지 효율을 높이도록 [표 1]과 같이 실험하였다.
여기서, LED 광 조합별 딸기 나무 40개를 1,2,3화방 수확량의 평균치를 표시한 것이다.
이렇듯, 본 발명에서는 붉은색 LED(12), 백색 LED(13), 근적외선 LED(14), 자외선-B LED(15)를 10 : 86 : 2 : 2의 비율로 적용하여 형성된다.
상기 천장형 투광성 커튼부(20)는 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, LED 등(10)의 상부에 설치되어 수평으로 작동되고, 상기 천장형 투광성 커튼부(20)는 외부에서 유입된 광원이 관통되어 작물에 전달되기에 평상시, 온실(100)의 천장을 차단하고 있어도 외부 광원이 작물에 전달된다.
여기서, 상기 천장형 투광성 커튼부(20)는 온실(100) 내부의 천장측에 수평으로 설치되어 작동되는데, 상기 천장형 투광성 커튼부(20)는 온실(100)의 수평 길이방향으로 다수개가 일정간격 이격되어 형성된다.
그리고, 상기 천장형 투광성 커튼부(20)는 상기 제어부(70)의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부(미도시)와, 상기 모터부에 수평으로 설치되어 모터부의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축(미도시)과, 상기 구동축에 연결되는데 상기 구동축의 정,역 회전에 맞춰 수평으로 작동되어 온실(100) 내의 천장측을 개방 또는 차단하는 투광성 커튼(미도시)으로 구성된다.
또한, 상기 투광성 커튼은 일출/일몰 시 외부 기온이 작물에 직접적으로 영향을 주지 않도록 공기를 차단하면서 햇빛은 투과될 수 있어 작물의 생장에 도움을 주는 특수 면직물로 형성된다.
그리고, 상기 투광성 커튼의 하부에는 투광성 커튼이 모터부와 구동축에 의해 수평으로 이동되는 것을 받쳐주도록 받침 프레임(미도시)이 더 설치되고, 상기 받침 프레임에 의해 투광성 커튼이 하측으로 내려가는 것을 방지할 수 있다.
상기 천장형 알루미늄 커튼부(30)는 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 천장형 투광성 커튼부(20)의 상부에 설치되어 수평으로 작동되고, 상기 작동의 제어에 따라 외부에서 유입되는 광원을 차단하거나 LED 등에서 조사된 광원이 외부로 조사되는 것을 차단한다.
여기서, 상기 천장형 알루미늄 커튼부(30)는 온실(100) 내부의 천장측에 수평으로 설치되어 작동되는데, 상기 천장형 알루미늄 커튼부(30)는 온실(100)의 수평 길이방향으로 다수개가 일정간격 이격되어 형성된다.
또한, 상기 천장형 알루미늄 커튼부(30)는 상기 제어부(70)의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부(미도시)와, 상기 모터부에 수평으로 설치되어 모터부의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축(미도시)과, 상기 구동축에 연결되는데 상기 구동축의 정,역 회전에 맞춰 수평으로 작동되어 온실(100) 내의 천장측을 개방 또는 차단하는 알루미늄 커튼(미도시)으로 구성된다.
그리고, 상기 알루미늄 커튼은 알루미늄 재질로 이루어진 커튼으로 온실(100) 내부의 LED 광원이 반사되어 외부로 새어 나가지 않고 다시 내부로 조사되어 에너지 낭비를 최소화하고, 상기 알루미늄 커튼이 온실(100) 내부의 천장측을 차단시, 온실(100)의 열관류율을 낮춰주어 냉난방에 들어가는 에너지를 절약할 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 커튼의 하부에는 알루미늄 커튼이 모터부와 구동축에 의해 수평으로 이동되는 것을 받쳐주도록 받침 프레임(미도시)이 더 설치되고, 상기 받침 프레임에 의해 알루미늄 커튼이 하측으로 내려가는 것을 방지할 수 있다.
상기 측면용 알루미늄 커튼부(40)는 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 온실(100)의 모든 측면에 설치되어 수직으로 작동되고, 상기 작동의 제어에 따라 외부에서 유입되는 광원을 차단하거나 LED 등(10)에서 조사된 광원이 외부로 조사되는 것을 차단한다.
여기서, 상기 측면용 알루미늄 커튼부(40)는 상기 제어부(70)의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부(41)와, 상기 모터부(41)에 수평으로 설치되어 모터부(41)의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축(42)과, 상기 구동축(42)에 수직으로 연결되어 구동축(42)의 회전력에 의해 구동축에 감겼다 풀렸다 하는 연결줄(43)과, 상기 연결줄(43)의 끝단부에 연결되는데 상기 구동축(42)의 정,역 회전에 맞춰 수직으로 작동되어 온실(100) 내의 측면을 개방 또는 차단하는 알루미늄 커튼(44)으로 구성된다.
또한, 상기 측면용 알루미늄 커튼부(40)의 알루미늄 커튼(44)은 알루미늄 재질로 이루어진 커튼으로써, 온실(100) 내부 LED 등의 광원이 반사되어 다시 내부로 조사되면서 외부로 낭비되는 것을 방지하고, 온실(100) 외부와의 온도차에 의한 열교환율을 감소시켜 온실(100) 내의 열효율이 증대되며, 측면 햇빛을 차단하여 봄, 가을에 강한 측광에 의한 작물 피해 최소화할 수 있다.
상기 내측 센서부(50)는 도 1에 도시한 바와 같이, 온실(100)의 내부에 한개 이상 설치되어 온실(100) 내부의 온도 및 광량을 측정하도록 온도센서(미도시)와 광량센서(미도시)로 이루어진다.
여기서, 상기 내측 센서부(50)의 온도센서와 광량센서에서 측정된 온도와 내부 광량 값은 제어부(70)에 전달되는 것이다.
상기 외측 센서부(60)는 도 1 및 도 6 내지 도 6c에 도시한 바와 같이, 온실(100)의 외부에 설치되어 온실(100) 외부의 온도 및 광량을 측정하도록 온도센서(미도시)와 광량센서(61,62,63)로 이루어진다. 이때, 상기 외측 센서부(60)는 온실(100)의 최상부에서 약 1m 이상 떨어진 위치에 설치된다.
여기서, 상기 외측 센서부(60)의 온도센서와 광량센서(61,62,63)에서 측정된 온도와 외부 광량 값은 제어부(70)에 전달되는 것이다.
그리고, 상기 외측 센서부(60)의 광량센서(61,62,63)는 도 6에서처럼, 온실(100) 외부의 광량도 측정하면서 광 방향을 측정하기 위해 3개의 광량센서(61,62,63)로 이루어지고, 상기 3개의 광량센서 중 첫번째 광량센서(61)는 방위상 동쪽방향으로 수평되게 설치된다.
또한, 상기 3개의 광량센서 중 두번째 광량센서(62)는 방위상 서쪽방향으로 수평되게 설치되고, 상기 3개의 광량센서 중 세번째 광량센서(63)는 첫번째 광량센서(61)와 두번째 광량센서(62) 사이에 수직으로 세워서 설치된다.
이렇듯, 상기 3개의 광량센서(61,62,63)에서 측정되는 광량 수치에 따라 태양의 방위각과 고도를 체크할 수 있는데, 도 6a에서처럼, 실시예로써, 태양의 광량을 측정했을 때, 첫번째 광량센서(동쪽,61)의 측정수치는 300 
이고, 세번째 광량센서(수직,63)의 측정수치는 100
이며, 두번째 광량센서(서쪽,62)의 측정수지는 0 
으로 측정되면 제어부(70)에서는 측정된 값에 따라 태양이 방위각 90°,고도 30°에 위치한 것으로 체크하면서 태양의 광량은 약 200 
로 계산하고, 그에 따라 제어부(70)에서는 동쪽에 설치된 측면용 알루미늄 커튼부(40)을 작동시켜 알루미늄 커튼의 높이를 약 2m정도에 세팅하도록 작동시키고, 상기 제어부(70)는 LED 등(10)의 밝기를 150 
에 세팅하도록 LED 등(10)을 작동시킨다.
또한, 도 6b에서처럼, 실시예로써, 첫번째 광량센서(동쪽,61)의 측정수치는 0 
이고, 세번째 광량센서(수직,63)의 측정수치는 500
이며, 두번째 광량센서(서쪽,62)의 측정수지는 0 
으로 측정되면 제어부(70)에서는 측정된 값에 따라 태양이 방위각 180°,고도 70°에 위치한 것으로 체크하면서 태양의 광량은 약 500 
로 계산하고, 그에 따라 제어부(70)에서는 동쪽, 서쪽에 설치된 측면용 알루미늄 커튼부(40)의 알루미늄 커튼 높이를 0m정도에 세팅하고, 상기 제어부(70)는 LED 등(10)의 밝기를 0 
에 세팅한다.
그리고, 도 6c에서처럼, 실시예로써, 첫번째 광량센서(동쪽,61)의 측정수치는 0 
이고, 세번째 광량센서(수직,63)의 측정수치는 100
이며, 두번째 광량센서(서쪽,62)의 측정수지는 300 
으로 측정되면 제어부(70)에서는 측정된 값에 따라 태양이 방위각 270°,고도 30°에 위치한 것으로 체크하면서 태양의 광량은 약 200 
로 계산하고, 그에 따라 제어부(70)에서는 서쪽에 설치된 측면용 알루미늄 커튼부(40)를 작동시켜 알루미늄 커튼의 높이를 2m정도에 세팅하고, 상기 제어부(70)는 LED 등(10)의 밝기를 150 
에 세팅한다.
이렇게, 상기 외측 센서부(60)의 3개의 광량센서(61,62,63)를 통해 측정된 광량 값에 따라 태양의 위치를 체크할 수 있고, 상기 태양의 위치에 따른 광량 값에 맞춰 제어부(70)에서는 천장형 알루미늄 커튼부(30), 측면용 알루미늄 커튼부(40)를 작동시켜 온실(100) 내의 광량과 온도를 제어한다.
상기 제어부(70)는 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 온실(100)의 내부 또는 외부에 설치되어 내,외측 센서부(50,60)에 의해 측정된 온도, 광량 값이 전달되고, 상기 전달된 측정 값과 입력된 설정 값에 따라 LED 등(10), 천장형 투광성 커튼부(20), 천장형 알루미늄 커튼부(30), 측면용 알루미늄 커튼부(40)의 작동을 제어하는 컨트롤러이다.
여기서, 상기 제어부(70)는 광량의 설정된 값에 따라 천장형 투광성 커튼부(20), 천장형 알루미늄 커튼부(30), 측면용 알루미늄 커튼부(40)의 모터부(41)를 작동시켜 투광성 커튼 또는 알루미늄 커튼 등의 개폐 간격을 실시간으로 조절할 수 있다.
한편, 온실(100) 내부의 바닥면에는 도 1에서처럼, 재배하는 작물의 하측부에도 자연의 광원 또는 LED 등(10)의 광원이 조사되도록 백색 바닥 덮개(80)가 더 설치되고, 상기 백색 바닥 덮개(80)는 흰색의 직물로 이루어져서 작물의 양측 바닥면에 설치되어 상부에서 조사되는 광원을 반사시켜 작물의 하측부에 전달한다.
10 : LED 등
11 : 반사판
12 : 붉은색 LED 13 : 백색 LED
14 : 근적외선 LED 15 : 자외선-B LED
20 : 천장형 투광성 커튼부 30 : 천장형 알루미늄 커튼부
40 : 측면용 알루미늄 커튼부 41 : 모터부
42 : 구동축 43 : 연결줄
44 : 알루미늄 커튼
50 : 내측 센서부 60 : 외측 센서부
61 : 첫번째 광량센서 62 : 두번째 광량센서
63 : 세번째 광량센서
70 : 제어부 80 : 백색 바닥 덮개
100 : 온실
12 : 붉은색 LED 13 : 백색 LED
14 : 근적외선 LED 15 : 자외선-B LED
20 : 천장형 투광성 커튼부 30 : 천장형 알루미늄 커튼부
40 : 측면용 알루미늄 커튼부 41 : 모터부
42 : 구동축 43 : 연결줄
44 : 알루미늄 커튼
50 : 내측 센서부 60 : 외측 센서부
61 : 첫번째 광량센서 62 : 두번째 광량센서
63 : 세번째 광량센서
70 : 제어부 80 : 백색 바닥 덮개
100 : 온실
Claims (8)
- 온실(100) 내 광원을 보충해주는 보광(補光) 시스템에 있어서,
상기 온실(100) 내부의 천장측에 설치되어 다수개가 설치되어 작물에 직접적으로 광원을 조사하는 LED 등(10)과;
상기 LED 등(10)의 상부에 설치되어 수평으로 작동되고, 외부에서 유입된 광원이 관통되어 작물에 전달되는 천장형 투광성 커튼부(20)와;
상기 천장형 투광성 커튼부(20)의 상부에 설치되어 수평으로 작동되고, 상기 작동의 제어에 따라 외부에서 유입되는 광원을 차단하거나 LED 등(10)에서 조사된 광원이 외부로 조사되는 것을 차단하는 천장형 알루미늄 커튼부(30)와;
상기 온실(100)의 모든 측면에 설치되어 수직으로 작동되고, 상기 작동의 제어에 따라 외부에서 유입되는 광원을 차단하거나 LED 등(10)에서 조사된 광원이 외부로 조사되는 것을 차단하는 측면용 알루미늄 커튼부(40)와;
상기 온실(100)의 내부에 설치되어 내부의 온도 및 광량을 측정하도록 온도센서와 광량센서로 이루어지는 내측 센서부(50)와;
상기 온실(100)의 외부에 설치되어 외부의 온도 및 광량을 측정하도록 온도센서와 광량센서로 이루어지는 외측 센서부(60)와;
상기 온실(100)의 내부 또는 외부에 설치되어 내,외측 센서부(50,60)에 의해 측정된 값이 전달되고, 상기 전달된 측정 값에 따라 LED 등(10), 천장형 투광성 커튼부(20), 천장형 알루미늄 커튼부(30), 측면용 알루미늄 커튼부(40)를 제어하는 제어부(70);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 LED 등(10)은 양끝단부가 경사지게 형성되어 광원을 모아주는 반사판(11) 내에 붉은색 LED(12), 백색 LED(13), 근적외선 LED(14), 자외선-B LED(15)가 설치되고,
상기 붉은색 LED(12)는 10~26%, 백색 LED(13)는 70~90%, 근적외선 LED(14)는 0~2%, 자외선-B LED(15)는 0~2% 비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 천장형 투광성 커튼부(20)는 온실(100) 내부의 천장측에 수평으로 설치되어 작동되는데, 상기 천장형 투광성 커튼부(20)는 온실(100)의 수평 길이방향으로 다수개가 일정간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 천장형 투광성 커튼부(20)는,
상기 제어부(70)의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부와;
상기 모터부에 수평으로 설치되어 모터부의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축과;
상기 구동축에 연결되고, 상기 구동축의 정,역 회전에 맞춰 수평으로 작동되어 온실(100) 내의 천장측을 개방 또는 차단하는 투광성 커튼;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 천장형 알루미늄 커튼부(30)는 온실(100) 내부의 천장측에 수평으로 설치되어 작동되는데, 상기 천장형 알루미늄 커튼부(30)는 온실(100)의 수평 길이방향으로 다수개가 일정간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템.
- 제 5항에 있어서,
상기 천장형 알루미늄 커튼부(30)는,
상기 제어부(70)의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부와;
상기 모터부에 수평으로 설치되어 모터부의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축과;
상기 구동축에 연결되고, 상기 구동축의 정,역 회전에 맞춰 수평으로 작동되어 온실(100) 내의 천장측을 개방 또는 차단하는 알루미늄 커튼;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 측면용 알루미늄 커튼부(40)는,
상기 제어부(70)의 제어에 의해 정,역 회전력이 발생되는 모터부(41)와;
상기 모터부(41)에 수평으로 설치되어 모터부(41)의 회전력에 맞춰 정,역으로 회전되는 구동축(42)과;
상기 구동축(42)에 수직으로 연결되어 구동축(42)의 회전력에 의해 구동축(42)에 감겼다 풀렸다 하는 연결줄(43)과;
상기 연결줄(43)의 끝단부에 연결되고, 상기 구동축(42)의 정,역 회전에 맞춰 수직으로 작동되어 온실(100) 내의 측면을 개방 또는 차단하는 알루미늄 커튼(44);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 외측 센서부(60)의 광량센서는 온실(100) 외부의 광량도 측정하면서 광 방향을 측정하기 위해 3개의 광량센서(61,62,63)로 이루어지고, 상기 3개의 광량센서 중 첫번째 광량센서(61)는 방위상 동쪽방향으로 수평되게 설치되며, 상기 3개의 광량센서 중 두번째 광량센서(62)는 방위상 서쪽방향으로 수평되게 설치되고, 상기 3개의 광량센서 중 세번째 광량센서(63)는 첫번째 광량센서(61)와 두번째 광량센서(62) 사이에 수직으로 세워서 설치되며, 상기 3개의 광량센서(61,62,63)에서 측정되는 광량 수치에 따라 태양의 방위각과 고도를 체크할 수 있는 것을 특징으로 하는 온실 내 광원 보충용 보광 시스템.
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| KR1020210107917A KR102657513B1 (ko) | 2021-08-17 | 2021-08-17 | 온실 내 광원 보충용 보광 시스템 |
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- 2021-08-17 KR KR1020210107917A patent/KR102657513B1/ko active IP Right Grant
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102572036B1 (ko) * | 2023-05-30 | 2023-08-29 | 탁승호 | 무인 자동 재배 무정지 유기농 스마트팜 시스템 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102657513B1 (ko) | 2024-04-15 |
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