JP2014148617A

JP2014148617A - 土壌改質材

Info

Publication number: JP2014148617A
Application number: JP2013018443A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamagishi; 宏山岸; Katsuaki Muraoka; 克明村岡; Mikio Gamo; 幹雄蒲生; Yoshiji Saito; 与司二齋藤
Original assignee: JAPAN GREEN SYSTEM CO Ltd; Nippo Corp
Current assignee: JAPAN GREEN SYSTEM CO Ltd; Nippo Corp
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2014-08-21

Abstract

【課題】太陽光パネルによる発電効率の低下を抑制することができる土壌改質材を提供する。
【解決手段】土壌改質材は、スギ、ヒノキ、ヒバのうちから選択される一種または二種以上の樹木の樹皮の寸断物であり、太陽光発電所の太陽光パネルの設置部及びその周辺の土に混合される。土壌改質材は、その樹皮の寸断物の長さが１ｍｍ〜１００ｍｍである。また、土壌改質材は、その樹皮が嫌気状態または低酸素状態で加熱することにより炭化されている。
【選択図】なし

Description

本発明は、土壌改質材に関し、特に、大規模な太陽光発電所の太陽光パネルの配置部及びその周辺の土壌を改質する土壌改質材に関する。

太陽エネルギーは、地球環境にかかる負荷が極めて低いクリーンなエネルギーとして、より一層の普及が期待されている。この太陽エネルギーを有効利用するため、例えば、特許文献１には、太陽光パネルの設置面積を増加させることができる建物が提案されている。

特開２０１２−２６１５１号公報

ところで、複数の太陽光パネルを有する大規模な太陽光発電所では、太陽光パネルの配置部及びその周辺の地面に、真砂土や砂質土を用いた舗装が行われている。このため、太陽光パネルの周辺で土埃が立ちやすく、太陽光パネルが汚れやすい。また、太陽光パネルの周辺に雑草が生えやすい。この結果、太陽光パネルの発電効率が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、太陽光パネルによる発電効率の低下を抑制することができる土壌改質材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の土壌改質材は、
スギ、ヒノキ、ヒバのうちから選択される一種または二種以上の樹木の樹皮の寸断物であり、
太陽光発電所の太陽光パネルの設置部及びその周辺の土に混合される、ことを特徴とする。

前記樹皮の寸断物の長さは、例えば、１ｍｍ〜１００ｍｍである。
前記樹皮は、嫌気状態または低酸素状態で加熱することにより炭化されていることが好ましい。
前記太陽光パネルの設置部及びその周辺の土にアルカリ性水溶液を添加して、混合した土をアルカリ性の状態にすることが好ましい。

本発明によれば、太陽光パネルによる発電効率の低下を抑制することができる。

実施例及び比較例の雑草の乾燥重量を示す図である。実施例及び比較例の砂塵飛散量を示す図である。実施例及び比較例の路面の表面温度測定結果を示す図である。実施例及び比較例のパネル背面の温度測定結果を示す図である。実施例及び比較例の１日当たりの発電量を示す図である。

以下、本発明の土壌改質材について説明する。

本発明の土壌改質材は、太陽光発電所の太陽光パネルの設置部及びその周辺の土に混合されるものであり、スギ、ヒノキ、ヒバのうちから選択される一種または二種以上の樹木の樹皮の寸断物である。

本発明のスギは、学名：Cryptomeria japonicaの他、その変種も含まれる。本発明のヒノキは、学名：Chamaecyparis obtusaの他、その変種も含まれる。本発明のヒバは、学名：Thujopsis dolabrata Sieb.etZuccの他、その変種も含まれる。

樹木の樹皮の寸断物としては、樹木の樹皮を含む寸断物であればよく、樹木の木質部（樹木の幹や枝）の皮層を破砕して得られる皮層チップ、及び、木質部の皮層を細切りして得られる皮層細切片の他に、木質部を皮層ごと細切りして得られる皮層含有細切片、木質部を皮層ごと破砕して得られる皮層含有木質チップなども含まれる。また、寸断物は、任意の形態のものを含み、発酵したものや発酵途中のものも含まれる。

これらの各種チップは、長さ１ｍｍ〜５０ｍｍ、幅５ｍｍ〜３０ｍｍ、厚さ５ｍｍ〜３０ｍｍ程度のものが好ましく、長さ１ｍｍ〜３０ｍｍ、幅１０ｍｍ〜２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度のものがさらに好ましい。
また、各種細切片は、直径０．１ｍｍ〜５ｍｍ、長さ１ｍｍ〜１００ｍｍ程度のものが好ましく、直径０．５ｍｍ〜２ｍｍ、長さ１ｍｍ〜５０ｍｍ程度のものがさらに好ましい。このような細切片の集合体は、鳥の羽毛の外観を呈する。
なお、各種チップ及び各種細切片の寸法はあくまで好ましい数値であり、これらの数値に限定されるものではない。

次に、このように構成された土壌改質材は、太陽光パネルの設置部及びその周辺の土に混合される。この施工方法としては、まず、土壌改質材を混合する太陽光パネルの設置部及びその周辺の路床の不陸を整正する。例えば、路床面にある樹木、雑草を伐採、除根し、転石を除去した後、ブルドーザ、ローラ等で表面の不陸を整正する。次に、整正した路床に真砂土を均一な高さに敷きならし、その面積と厚さを測定する。続いて、測定した面積と厚さとに基づいて、真砂土と土壌改質材が所望の割合となるように、敷きなした真砂土の上に、土壌改質材を配置し、スタビライザやバックホウなどで均一に混合する。そして、ブルドーザなどで整正した後、ロードローラ、タイヤローラなどで転圧することにより土壌改質材を土に混合するための施工が終了する。このように施工された路床上に、太陽光パネルが設置される。

スギ、ヒノキ、ヒバのうちから選択される一種または二種以上の樹木の樹皮の寸断物は、抗菌性、保水性に優れていることから、太陽光パネルの設置部及びその周辺の土中にこの樹皮の寸断物を含ませることにより、土埃が飛散しにくく、雑草の発生を抑制することができる。このように雑草が発芽・生長しにくく、土埃が飛散しにくくなることから、太陽光パネルが雑草の陰になったり、土埃で汚れたりすることが少なくなり、長期間にわたって太陽光パネルの発電効率が低下することを抑制することができる。また、雑草の駆除（除草）や太陽光パネルの洗浄などのメンテナンス作業を軽減させることができる。

さらに、太陽光パネルの設置部及びその周辺の土中にこの樹皮の寸断物を含ませることにより、土表面の温度が上昇しにくくなる（土表面の温度を低く保つことができる）。このため、輻射熱が抑制されて、太陽光パネル自体の温度が上がりにくくなる。この結果、太陽光パネルの発電効率を向上させることができる。

太陽光パネルの設置部及びその周辺の土に土壌改質材を混合する際、混合する土１００重量部に対して土壌改質材を２０〜５０重量部程度混合することが好ましい。また、混合する土の厚さは、５〜１０ｃｍにすることが好ましく、７〜１０ｃｍにすることがさらに好ましい。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。例えば、本発明の土壌改質材は、嫌気状態または低酸素状態で加熱し、炭化されたものであることが好ましい。この場合、さらに、土埃が飛散しにくく、雑草の発生を抑制することができる。

嫌気状態または低酸素状態で加熱し、炭化する方法としては各種の方法が適用可能であり、例えば、スギ、ヒノキ、ヒバのうちから選択される一種または二種以上の樹木の樹皮を堆積し、堆積した樹皮内部が嫌気状態または低酸素状態とする方法が好適である。この方法によれば、堆積した樹皮内部を嫌気状態または低酸素状態とすることにより樹皮の自己分解に伴う発熱が生じ、堆積した樹皮の内部温度が上昇する。これにより、樹皮の一部が分解されるとともに炭化される。このように炭化された樹皮を、例えば、粉砕機により粉砕した後、太陽光パネルの設置部及びその周辺の土と混合する。

また、本発明の土壌改質材を太陽光パネルの設置部及びその周辺の土にアルカリ性水溶液、例えば、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）_２）、重曹（ＮａＨＣＯ_３）などを添加して、混合した土をアルカリ性の状態にすることが好ましい。この場合、さらに、雑草の発生を抑制することができる。

以下、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の技術思想はこれら実施例に限定されるものではない。

（土壌改質材）
スギの木質部（幹及び枝）の樹皮を嫌気状態または低酸素状態で加熱し、炭化した後、クラッシャで破砕して、長さ１ｍｍ〜５０ｍｍ、幅５ｍｍ〜３０ｍｍ、厚さ５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の大きさの皮層チップを得た。また、ヒノキの木質部の樹皮についても同様に処理して同程度の大きさの皮層チップを得た。そして、これらを等容量で混合し、土壌改質材として得た。

（防草性）
得られた土壌改質材を真砂土１００重量部に対して３０重量部の割合で混合し、屋外の区画に施工（面積１ｍ^２、厚さ１０ｃｍ）し、３ヶ月後までに発生した雑草を採取し、その乾燥重量を測定した（実施例）。なお、比較のため、土壌改質材を混合していない真砂土についても同様に乾燥重量を測定した（比較例）。結果を図１に示す。

図１に示すように、土壌改質材を混合すると、発生する雑草の量（乾燥重量）を２０％以上少なくできる。このため、土壌改質材を混合することにより、雑草の発生を抑制することができ、長期間にわたって太陽光パネルの発電効率が低下することを抑制することができることを確認した。

（防塵性）
前述の土壌改質材を真砂土１００重量部に対して３０重量部の割合で混合した混合物の防塵性を測定した。防塵性の測定は、混合物に速度を変えた風を約４０°の角度から５秒間あてた後に残存した混合物の質量差から砂塵飛散量を求めた。なお、比較のため、土壌改質材を混合していない真砂土についても同様に砂塵飛散量を求めた（比較例）。結果を図２に示す。

図２に示すように、土壌改質材を混合すると、砂塵飛散量が大きく減少した。例えば、風速１２ｍ／ｓｅｃでは、土壌改質材を混合することにより、砂塵飛散量が約１／２５になることが確認でき、土壌改質材が高い防塵性を有していることを確認した。

（発電効率）
前述の土壌改質材を真砂土１００重量部に対して３０重量部の割合で混合し、屋外の区画に施工（５ｍ×６ｍ＝３０ｍ^２、厚さ１０ｃｍ）した後、太陽光パネルを設置し、路面の表面温度、パネル背面の温度、及び、外気温を継続的に測定した（実施例）。なお、比較のため、屋外の区画に、土壌改質材を混合せず、砕石を施工した場合についても同様に路面の表面温度、パネル背面の温度、及び、外気温を継続的に測定した（比較例）。図３に路面の表面温度測定結果を示し、図４にパネル背面の温度測定結果を示す。また、図５に１日当たりの発電量を示す。なお、１日当たりの発電量は、日射強度、パネルの傾斜角、パネルの方位角、パネルの出力、及び、パネル背面温度に基づいて、JIS C 8907に準じて算出した。

図３に示すように、比較例に比べて、路面の表面温度が最大１４℃低いことが確認できた。また、図４に示すように、比較例に比べて、パネル背面の温度が最大６℃低いことが確認できた。さらに、図５に示すように、比較例に比べて、１日当たりの発電量が約３％向上していることを確認した。このため、太陽光パネル自体の温度が上がりやすくなることにより、太陽光パネルの発電効率を向上させることができることを確認した。

なお、スギ等の木質部（幹及び枝）の樹皮を嫌気状態または低酸素状態で加熱、炭化しない土壌改質材を用いた場合について同様に、防草性、防塵性、発電効率の試験を行ったところ、嫌気状態または低酸素状態で加熱し、炭化した土壌改質材の場合とほぼ同様の結果になることを確認した。

また、スギ、ヒノキ、ヒバの皮層チップの一種、及び、スギ、ヒノキ、ヒバの皮層チップのうち、二種または三種を任意の容量比率で混合した土壌改質材を用いて同様の試験を行った場合にも、ほぼ同様の結果になることを確認した。

このように、スギ、ヒノキ、ヒバのうちから選択される一種または二種以上の樹木の樹皮の寸断物を、太陽光パネルの設置部及びその周辺の土に混合することにより、高い防草性、及び、防塵性を有し、太陽光パネルの発電効率を向上させることができることが確認した。

本発明は、大規模な太陽光発電所の太陽光パネルの配置部及びその周辺の土壌を改質する土壌改質材に有用である。

Claims

スギ、ヒノキ、ヒバのうちから選択される一種または二種以上の樹木の樹皮の寸断物であり、
太陽光発電所の太陽光パネルの設置部及びその周辺の土に混合される、ことを特徴とする土壌改質材。
前記樹皮の寸断物の長さは、１ｍｍ〜１００ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の土壌改質材。
前記樹皮は、嫌気状態または低酸素状態で加熱することにより炭化されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の土壌改質材。
前記太陽光パネルの設置部及びその周辺の土にアルカリ性水溶液を添加して、混合した土をアルカリ性の状態にする、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の土壌改質材。