JP2010057410A - ハイブリッド養殖・植物栽培システム - Google Patents

Abstract

【課題】養殖業と農業を一体的に実現する技術であるハイブリッド養殖・植物栽培システムを提供する。
【解決手段】植物栽培施設３の照明装置６の発熱を養殖施設２の供給施設７を介して、生簀４に供給する養殖水９ａに吸収させるため、植物栽培施設３内は照明の発熱による室内温度上昇を抑えることができ、植物栽培施設３内の冷房する負担を削減または低減することができる。また養殖設備２で必要な養殖水９ａの加温を電気などのエネルギーだけに頼ることなく、植物栽培施設２の照明装置６の廃熱を利用して行うことができる。
また、供給施設の配管７が照明装置６の照明を反射する反射板を兼ねているとよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、養殖業と農業を一体的に実現する技術に関する。

農業においては、古くからある露地栽培、施設園芸、水耕栽培などが行われている。また、漁業においては獲る漁業から育てる漁業への転換が進んでおり、海面養殖、閉鎖系循環養殖などさまざまな養殖による生産が行われている。

しかし、近年、世界的な人口増加や食の安全などの観点から、農業・養殖業の変革が起こっており、農業においては植物工場に代表される工場での農作物の生産、また養殖業においては陸上に設けた施設で養殖を行う陸上養殖が行われている。

特開平７−１１２６５号公報 特開２００５−２１０９５３号公報 特開２００７−２６０５３８号公報

従来より、養殖施設において、ガスタービンにて発生する熱エネルギーを機械エネルギーに変換し、その機械エネルギーを発電機にて電力に変換して、照明設備、ポンプ、空調機器などの養殖施設に必要となる各種機器を駆動し、ガスタービンから排出される廃熱にて養殖水を加温するなど、養殖施設または農業施設単位で電力発生装置とその廃熱の利用を図った施設はさまざまなものが提案されている。

しかし、従来、養殖業と農業とは事業主体が異なり同一の施設で一体的に行われることがなかった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み、養殖業と農業を一体的に実現する技術であるハイブリッド養殖・植物栽培システムを提供することを課題とする。

上記の課題は、陸上における養殖施設と植物栽培施設が複合した養殖と植物栽培のシステムであって、
養殖を行う生簀に養殖水を供給する供給設備と、
植物栽培のための照明装置が設けられ、
供給設備が照明装置から発生する熱を吸収する態様で配置され、
生簀に供給する養殖水に照明装置から発生する熱を吸収させてから、生簀に養殖水が供給されることを特徴とするハイブリッド養殖・植物栽培システム、
により解決される。

このハイブリッド養殖・植物栽培システムでは、植物栽培施設の照明装置の発熱を養殖施設の供給設備を介して生簀に供給する養殖水に吸収させるため、植物栽培施設内は照明の発熱による室内温度上昇を抑えることができ、植物栽培施設内を冷房する負担を削減または低減することができる。

また、養殖設施設で必要な養殖水の加温を電気などのエネルギーだけに頼ることなく、植物栽培施設の照明装置の廃熱を利用して行うことができる。

上記ハイブリッド養殖・植物栽培システムにおいて、供給設備の配管が照明装置の反射板を兼ねているとよい。

供給設備の配管を照明装置の照明を反射板として利用することで、供給設備の配管と照明の反射板を共通化でき、別途照明装置の反射板を設けることがなく設備の簡略化が図れる。また、配管を反射板とすることで、照明からの発熱を養殖水に効率よく吸収することができ、植物栽培施設内の照明の発熱による室内温度上昇の抑制と養殖施設で必要な養殖水の加温をより効果的に行うことができる。

またハイブリッド養殖・植物栽培システムに、養殖施設および／または植物栽培施設から出る廃棄物を処理するメタン発酵装置と、
メタンガス利用発電機が設けられ、
メタンガス利用発電機による電力を利用して前記ハイブリッド養殖・植物栽培システム内の設備を稼動するとともに、
メタンガス利用発電機およびメタン発酵装置からの発熱を前記生簀の養殖水の加温に利用するとよい。

養殖施設および／または植物栽培施設から出た廃棄物を処理するメタン発酵装置により、養殖施設または／および植物栽培施設で発生した野菜や魚などの廃棄物を有効的に活用することができ、廃棄物の低減を実現することができる。また、メタンガス利用発電機による電力を利用してハイブリッド養殖・植物栽培システム内の設備を稼動するとともに、メタンガス利用発電機およびメタン発酵装置からの発熱を前記生簀の養殖水の加温に利用するため、エネルギーを無駄なく効率的に使用することができる。

さらにハイブリッド養殖・植物栽培システムにおいて、メタン発酵装置で生じる発酵液を植物栽培設備における植物栽培の肥料として利用するとよい。

養殖設備および／または植物栽培設備から出た廃棄物を処理するメタン発酵装置で生じる発酵液を植物栽培施設における植物栽培の肥料として利用するため、廃棄物の有効活用が図れるとともに、肥料を購入する負担を削減または低減しコストの低減を図ることができる。また、養殖施設と植物栽培施設のハイブリッドシステムであるため、植物栽培の廃棄物だけでなく、養殖の廃棄物も植物栽培の肥料として利用することができる。

さらにハイブリッド養殖・植物栽培システムにおいて、メタン発酵装置で生じる二酸化炭素を植物栽培施設における植物栽培に利用するとよい。

植物栽培施設で必要とされる二酸化炭素をメタン発酵装置で生じる二酸化炭素を活用するため、植物栽培施設のために別途二酸化炭素を用意する必要がなく、またメタン発酵装置で生じる二酸化炭素を無駄に排出することなく有効的に活用できる。

以上のように、ハイブリッド養殖・植物栽培システムでは、養殖施設で育てた魚やその廃棄物を堆肥化し植物栽培のための肥料として植物栽培施設で利用することができ、また植物栽培施設で育てた植物やその廃棄物を魚の餌として養殖施設で利用することができ、廃棄物の有効活用及び廃棄物の処理コストの削減を図ることができる。さらに、養殖設備と植物栽培設備を一体化して稼動させるため、各設備間の廃棄物や餌の移動がなく、運搬コストの削減を図ることができる。

本発明は以上のとおりであるから、養殖業と農業を一体的に実現する技術であるハイブリッド養殖・植物栽培システムを提供することができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す本発明の第１実施形態のハイブリッド養殖・植物栽培システム１において、２は養殖施設、３は植物栽培施設である。養殖施設２と植物栽培施設３は陸上に建てられた建物内の各フロアにそれぞれ設けられている。養殖施設２には魚を養殖する生簀４が設置され、生簀４には近隣の海９から魚の養殖に必要な養殖水９ａを汲み上げるために、供給設備として配管７とポンプ８が設けられている。

植物栽培施設３には、植物を栽培するための棚５が設けられ、棚５上で植物５ａが栽培される。棚５の上方には植物５ａに光を照射するための照明装置６が設けられている。配管７は海９から汲み上げられた養殖水９ａを養殖施設２の生簀４へ直接取り込むのではなく、一旦植物栽培施設３の照明装置６側を経由し、照明装置６から発生する熱を配管７を介して養殖水９ａに吸収させてから、生簀４へ供給するように配設されている。ここで、照明装置６廻りの配管７ａは図１（ロ）、（ハ）に示すように、照明装置６を取り囲むように成形され、照明装置の６の照明を反射する反射板として機能する。

ポンプ８により海９から汲み上げられた養殖水９ａは、養殖施設２と植物栽培施設３からなる施設内に張り巡らされた配管７を通じて養殖設備２の生簀４に供給されるが、その過程で植物栽培施設３の照明装置６側を経由し、照明装置６から発生する熱を吸収していくので、照明から発生する熱による植物栽培施設３内の温度上昇を防ぐことができ、植物栽培施設３内の温度を管理するための空調の負担を削減またな低減することができる。さらに、養殖設備２の生簀４に供給される養殖水９ａは、海９から汲み上げられ生簀４へと移動する間に植物栽培設備２の照明装置６から発生する熱を吸収することによって暖められ、養殖に必要な水温に暖めるためのエネルギーを低減もしくは削減することができる。

なお、図１（イ）で７ｂは海９から生簀４に養殖水９ａを直接取り込むための配管である。植物栽培施設３内の温度が高くなく植物栽培施設３内の温度を上げる必要がある場合や、養殖水９ａの水温が必要以上に温かくなり水温調整する場合など必要に応じて、養殖水９ａは海９から汲み上げられて植物栽培設備３内を経由することなく直接養殖設備２内の生簀４へと供給される。

図２、図３に示す本発明の第２実施形態のハイブリッド養殖・植物栽培システムにおいて、１１は農作物や魚の廃棄物保管所、１２はメタン発酵装置、１３はメタンガス利用発電機である。なお、第１実施形態と同様の構成については同番号を付している。なお図３は養殖水や熱などの流れを示すフロー図であって、図（イ）は生簀を暖める場合、図（ロ）は生簀を冷やす場合である。

廃棄物保管所１１は、養殖施設２と植物栽培施設３が設置された建物に隣接して設けられ、養殖施設２や植物栽培施設３で発生した魚や植物の廃棄物を一時的に保管するところである。メタン発酵装置１２は、廃棄物保管所１１に保管された魚や植物の廃棄物をもとにメタンガスを発酵させるための装置である。メタン発酵装置により魚や植物をもとにメタンガスや二酸化炭素を生産する。メタン発酵装置１２で生産されたメタンガスはメタンガス利用発電機１３に送られメタンガスを燃料としてメタンガス利用発電機１３で発電が行われる。

メタンガス利用発電機１３で作られた電気は養殖施設２や植物栽培施設３において、設備機械、空調や照明などの動力源として利用される。またメタンガス利用発電機１３での発電過程で発生した熱は生簀４の養殖水９ａを加温したり、植物栽培施設３の暖房など養殖施設２や植物栽培施設３の熱源として利用される。

メタン発酵装置１２で生産されたメタンガスはメタンガス利用発電機１３に送られ発電のための動力源として利用されるがその一方、メタン発生装置１２でメタンガスとともに発生した二酸化炭素は植物栽培設備３に供給され植物の栽培に必要な二酸化炭素として利用される。さらに、メタン発酵装置１２でメタンガス製造過程に発生した発酵液は液体肥料として植物栽培施設３へ供給され植物の栽培のための肥料として利用される。

養殖施設および／または植物栽培施設から出た廃棄物を処理するメタン発酵装置により、養殖施設または／および植物栽培施設で発生した廃棄物を有効的に活用することができ、廃棄物の低減も実現することができる。また、メタンガス利用発電機による電力を利用してハイブリッド養殖・植物栽培システム内の設備を稼動するとともに、メタンガス利用発電機およびメタン発酵装置からの発熱を生簀の養殖水の加温に利用するため、エネルギーを無駄なく効率的に使用することができる。

また養殖施設および／または植物栽培施設から出た廃棄物を処理するメタン発酵装置で生じる発酵液を植物栽培施設における植物栽培の肥料として利用するため、廃棄物の有効活用が図れるとともに、肥料を購入する負担を削減または低減しコストの低減を図ることができる。また、養殖施設と植物栽培施設のハイブリッドシステムであるため、植物栽培の廃棄物だけでなく、養殖の廃棄物も植物栽培の肥料として利用することができる。

さらに植物栽培設備で必要とされる二酸化炭素をメタン発酵装置で生じる二酸化炭素を活用するため、植物栽培施設のために別途二酸化炭素を用意する必要がなく、またメタン発酵装置で生じる二酸化炭素を無駄に排出することなく有効的に活用できる。

そして、ハイブリッド養殖・植物栽培システムでは、養殖施設で育てた魚やその廃棄物を堆肥化し植物栽培のための肥料として植物栽培施設で利用することができ、また植物栽培施設で育てた植物やその廃棄物を魚の餌として養殖施設で利用することができ、廃棄物の有効活用及び廃棄物の処理コストの削減を図ることができる。さらに、養殖施設と植物栽培施設を一体化して稼動させるため、各施設間の廃棄物や餌の移動がなく、運搬コストの削減を図ることができる。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、メタン発酵装置で発生した二酸化炭素を植物栽培設備に供給し、植物の栽培のために利用する場合について示したが、上記ハイブリッド養殖・植物栽培設備においてＣＯ２ヒートポンプを設け、メタン発酵装置で発生した二酸化炭素を冷媒として利用してもよい。

また、上記実施例では養殖施設と植物栽培施設を同一建物内に設けた場合について示したが、養殖施設と植物栽培施設は同一建物内に設けられる必要はなく、養殖施設と植物栽培施設がそれぞれ独立した別の建物内に設けられていてもよい。要は養殖施設と植物栽培施設が一体的に共同して運営され、一方で排出される熱や廃棄物などを有効に活用できる態様であればよい。

また、このハイブリッド養殖・植物栽培システムに、風力発電設備や太陽光発電設備を付加して風力発電設備や太陽光発電設備で発生した電気を養殖施設や植物栽培施設で利用してもよい。

本発明の第１実施形態を示す説明図である。 本発明の第２実施形態を示す説明図である。 本発明の第２実施形態において、養殖水や熱などの流れを示すフロー図であって、図（イ）は生簀を暖める場合、図（ロ）は生簀を冷やす場合である。

符号の説明

１・・・ハイブリッド養殖・植物栽培システム
２・・・養殖施設
３・・・植物栽培施設
４・・・生簀
５ａ・・・植物
６・・・照明装置
７，７ａ，７ｂ・・・配管（供給設備）
８・・・ポンプ
９・・・海
９ａ・・・養殖水
１１・・・廃棄物保管所
１２・・・メタン発酵装置
１３・・・メタンガス利用発電機

Claims (5)

1. 陸上における養殖施設と植物栽培施設が複合した養殖と植物栽培のシステムであって、
   養殖を行う生簀に養殖水を供給する供給設備と、
   植物栽培のための照明装置が設けられ、
   供給設備が照明装置から発生する熱を吸収する態様で配置され、
   生簀に供給する養殖水に照明装置から発生する熱を吸収させてから、生簀に養殖水が供給されることを特徴とするハイブリッド養殖・植物栽培システム。
2. 前記供給設備の配管が照明装置の反射板を兼ねる請求項１に記載のハイブリッド養殖・植物栽培システム。
3. 養殖施設および／または植物栽培施設から出る廃棄物を処理するメタン発酵装置と、
   メタンガス利用発電機が設けられ、
   メタンガス利用発電機による電力を利用して前記ハイブリッド養殖・植物栽培システム内の設備を稼動するとともに、
   メタンガス利用発電機およびメタン発酵装置からの発熱を前記生簀の養殖水の加温に利用する請求項１または２に記載のハイブリッド養殖・植物栽培システム。
4. 前記メタン発酵装置で生じる発酵液を植物栽培施設における植物栽培の肥料として利用する請求項３に記載のハイブリッド養殖・植物栽培システム。
5. 前記メタン発酵装置で生じる二酸化炭素を植物栽培施設における植物栽培に利用する請求項３に記載のハイブリッド養殖・植物栽培システム。

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