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공중 도시 냉각 네트워크 : 클라우드 리프(Cloud Leaf)
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이 글은 2024년 ‘제48회 전국초-중학생 발명글짓기-만화공모전’에서 한국경제인협회 회장상을 수상한 인천송일초등학교 2학년 이도균 학생의 글짓기로서 한편의 발명동화처럼 흥미롭다. 그래서 발명동화로 소개하기로 했다.
‘왕연중의 발명동화’ 275~281번째 소개된 우리나라 최초 전국 초-중학생 대상‘발명 사상 앙양 – 보급 제1회 작문 현상모집 수상 작품집’에 실린 글과 함께 볼 수 있도록 373번째에 소개하기로 했다.
제1회와 제48회 수상작품을 함께 읽으며 큰 도움이 되기를 기대해 본다.
여기에 소개된 제1회와 제48회 글의 주인공이 연락을 주신다면 제가 쓴 책에 사인을 하여 보내드릴 것을 약속한다.
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나는 어린 시절의 그늘진 숲길을 다시 떠올려봤다. 울창한 나무들이 머리 위를 덮어주었고 그 아래는 항상 서늘하고 신선한 공기를 느낄 수 있었다.
도심 속에서는 이러한 자연의 혜택을 거의 느낄 수 없었고 점점 더워지는 지구에서 우리는 더 효과적인 해결책이 필요했다. 그래서 나는 도심에 자연의 그늘을 가져오고 기후 조절을 위한 혁신적인 아이디어를 떠올렸다. 바로 클라우드 리프(CloudLeaf)다.
1. 발명품 이름 : 클라우드 리프(Cloud Leaf)
클라우드 리프는 공중에 설치된 거대 인공 나뭇잎 네트워크로, 도심 속에서 자연의 냉각 효과를 재현하는 최첨단 시스템이다.
이 시스템은 대기 중 이산화탄소를 흡수하고 공기를 정화하며 태양열을 차단하고, 도시 전체의 기온을 낮추는 다목적 기능을 수행한다.
2. 작동원리
1) 공중 나뭇잎 구조
클라우드 리프는 도심 곳곳에 공중에 띄워진 대형 인공 나뭇잎 모양의 패널로 이루어져 있다. 이 패널들은 공중에 위치한 와이어와 드론 바닥 시스템을 통해 지지된다.
2) 광합성 모방 기술
각 나뭇잎 패널은 내부에 광합성을 모방하는 나노 소재로 코팅되어 있어 태양빛을 받으면 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하는 기능을 한다. 이는 실제 나무와 유사한 방식으로 자연스럽게 대기 중의 CO2를 줄인다.
3) 토양 생태계 시뮬레이션
패널의 내부 구조에는 미세한 토양 생태계를 시뮬레이션한 장치가 내장되어 있어 대기 중의 미세먼지를 흡수하고 깨끗한 공기를 배출한다. 이 토양 시뮬레이션 장치는 미생물과 결합하여 공기를 지속적으로 정화한다.
4) 자체 냉각 시스템
패널은 고효율 열 흡수 재료로 제작되어 있으며 태양열을 흡수하여 수분을 증발시켜 공기를 냉각시킨다. 이 과정은 자연의 증발 냉각 원리를 모방한 것이다.
5) 태양열 차단 및 에너지 생성
패널은 동시에 태양열을 차단하여 도심 온도를 낮추는 역할도 한다. 태양열의 일부는 고효율 태양전지로 변환되어 친환경 에너지를 생산한다.
6) AI 기반 스마트 관리
클라우드 리프는 센서와 연결된 AI 시스템을 통해 실시간으로 환경 데이터를 분석하고, 최적의 조건을 유지한다.
예를 들어 특정 지역의 온도가 급격히 상승하면 패널 위치와 각도를 조정하여 그늘을 제공하고 에너지 효율을 극대화한다.
3. 형상 및 외관
거대한 나뭇잎 모양의 패널들은 공중에 떠 있다. 각 패널은 다양한 크기와 모양으로 도시 경관과 조화를 이루도록 디자인된다.
- 커다란 나무의 잎처럼 생긴 구조물들은 직경 2m에서 10m까지 다양하며, 투명하고 가벼운 재질로 만들어져 시각적으로도 매력적이다.-
와이어와 드론 바닥 시스템은 공중에 떠있는 패널을 지지하며 필요에 따라 자동으로 높이와 위치를 조정할 수 있다.
4. 지구온난화 해결에 대한 기여
1) 이산화탄소 흡수 및 산소 배출
광합성 모방 기술을 통해 대기 중 이산화탄소를 직접 흡수하여 온실가스 농도를 줄인다.
2) 도시 온도 조절
태양열 차단 및 자체 냉각 시스템을 통해 도시의 열섬 현상을 완화하고주변 온도를 낮춘다.
3) 공기 정화
미세먼지와 유해물질을 효과적으로 제거하여 도심의 공기 질을 개선한다.
4) 지속 가능한 에너지 생산
태양열을 이용해 친환경 에너지를 생산하여 화석 연료에 대한 의존도를 낮춘다.
5. 회복된 지구의 미래 이야기
클라우드 리프가 설치된 2050년의 도시는 마치 하늘에 떠있는 정원과 같은 모습이다. 공중에 떠있는 나뭇잎 패널들은 도시 곳곳에 신선하고 깨끗한 공기를 공급하며 사람들은 더 이상 기후 변화에 대한 걱정 없이 맑은 날씨를 즐길 수 있다.
아이들은 클라우드리프 그늘 아래에서 안전하게 뛰어놀며 도시는 온전한 자연과 기술의 조화 속에서 살아가고 있다.
이제 우리는 도시의 인프라가 자연의 일부가 되어 지구를 지키고 있다는 사실을 자랑스럽게 생각한다.
클라우드 리프는 단순한 기술이 아닌 미래를 위한 사랑과 책임감이 담긴 혁신의 상징이며 우리가 자연과 하나 되어 살아갈 수 있는 새로운 가능성을 보여주고 있다.
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왕연중의 발명동화
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