JP2016081684A - 分散型植物栽培システム及び方法 - Google Patents
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- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明分散型植物栽培システム1は、一定のエリアごとに分散して配置される複数の電源調光ユニット2,2,…を備え、各電源調光ユニット2によりパルス調光されたLED光を照射して植物を栽培するものである。電源調光ユニット2は、三相交流電源4の各相に接続され、絶縁トランス11を介して入力された各相の交流電圧を全波整流する三相全波整流回路5と、三相全波整流回路5に接続され、全波整流された脈流により点灯する赤色、緑色、及び青色のLEDからなる3色LED照明回路6と、3色LED照明回路6に接続され、PWM制御された調光信号に基づいて3色LED照明回路6に出力される電流をON/OFFし、赤色、緑色、及び青色のLEDを個別にパルス調光するパルス調光回路7と、を備えて構成されている。
【選択図】図2
Description
調光信号の周波数が5Hz,100Hz,200Hz,500Hz,1kHzの各周波数において、デューティ比を0から5%刻みで100%まで変化させたときの赤色LED、青色LED、緑色LEDでの光量を、LEDパネルの27cm下、分光放射計:MS−720(英弘精機株式会社製)で測定した。最大光量は、赤色LEDで211μmol/m-2/s-1 、青色LEDで53μmol/m-2/s-1 、緑色LEDで19μmol/m-2/s-1 であり、ほぼデューティ比に比例した値を示した。
図6に示す等電圧分配(EVD)電源と、図16に示すスイッチング方式の直流安定化(DC)電源での光量を変化させたときの消費電力の比較を実施した。EVD電源は三相200V、DC電源は単相100Vであり、使用したLED素子も異なるため単純な比較はできないが、EVD電源とDC電源を等光量となる条件下で測定した電力(W)のEVD電源/DC電源比は、図8に示すように赤色LEDで62%(180μmol/m-2/s-1 )〜56%(50μmol/m-2/s-1 )、青色LED、緑色LEDでは光量に関わらずそれぞれ52%、62%前後であった。
供試植物としてリーフレタス(グリーンウェーブ)を用いた。発芽後、白色蛍光灯(150μmol/m-2/s-1 、明暗期16h/8h)下の湛液型水耕(DFT)装置で13日間育苗し、薄膜水耕(NFT)装置のEVD試験区とDC試験区に定植した。定植は、50株の苗から、生育の良いもの12株(L)、遅れているもの12株(S)を選別、それぞれの試験区に12株(S+L)を割り付けた。EVD試験区の苗とDC試験区の苗の様子を図9に示す。EVD電源の周波数は500Hzとし、赤色150μmol/m-2/s-1 +青色15μmol/m-2/s-1 、DC電源も同じ光量となるように調光して明期24hで17日間の栽培をした。
草丈、根長、株の最大径、新鮮重量(可食部、根部)、SPAD値を測定した。その結果を図10に示す。EVD試験区とDC試験区では、草丈、根長、株の最大径、SPAD値の平均値に大きな相違はなかった。可食部新鮮重量の平均値に相違が出たので、差を比較するためにt検定を実施した。各試験区(EVD、DC)、苗サイズ(S、L)での可食部新鮮重量を図11に示す。検定結果は、EVD(S)対DC(S)がP(T<=t)0.057>0.05、EVD(L)対DC(L)がP(T<=t)0.1134>0.05となった。これらの結果から、S個体群では「有意傾向である」がL個体群では「有意差はない」ことが推察される。定植時の苗選択のバラツキを考慮すると両方式での明確な有意性を認めることはできないが、パルス調光が生育初期において生育を促進する可能性を示唆したものとも言える。
供試植物としてリーフレタス(グリーンウェーブとレッドファイア)を用いた。発芽後、白色蛍光灯(150μmol/m-2/s-1 、明暗期16h/8h)下の湛液型水耕(DFT)装置で17日間育苗し、薄膜水耕(NFT)装置のEVD試験区に定植した。定植は、50株の苗から、グリーンウェーブ、レッドファイアそれぞれ生育が同程度のもの6株を選別した。その苗の様子を図12に示す。EVDの周波数は50Hz、100Hz、200Hzとし、周波数を変えて14日間の栽培実験を実施した。栽培時の光量は、赤色150μmol/m-2/s-1 +青色15μmol/m-2/s-1 とした。
草丈、根長、株の最大径、新鮮重量(可食部、根部)、SPAD値を測定した。その結果を図13に示す。草丈、根長、株の最大径、可食部新鮮重量、SPAD値の平均値に有意水準を超えるような大きな相違はなかった。しかしながら、グリーンウェーブとレッドファイアの可食部新鮮重量の平均値では、グリーンウェーブでは周波数が増加すると生育が促進され、レッドファイアでは抑制される傾向が見られた(図14を参照)。これは、栽培品種によってパルス光の周波数が生育に影響する可能性を示唆する結果とも言える。
EVD電源を植物工場LED照明システムに適用し、レタスの栽培実験を通した評価した。その結果、交流電源でも十分な光量が得られるとともに、PWM制御により細かな調光が可能なことが検証できた。また、厳密な比較ではないが、電源部での消費電力の削減の可能性があることを示せた。さらに、レタス栽培において、パルス調光が幼苗期に生育を促進する可能性を示唆する結果が得られた。
2:電源調光ユニット
3:栽培棚
4:三相交流電源
5:三相全波整流回路
6:3色LED照明回路
7:パルス調光回路
8:電流検出回路
9:調光信号発生器
10:コンピュータ
11:絶縁トランス
12:全波整流回路
13:赤色LED
14:緑色LED
15:青色LED
16:ON/OFF回路
17:最大電流制限回路
18:三角波発生回路
19:検出コイル
20:電圧分割トランス
21:入力導線
22:巻線
23:個別巻線
24:出力導線
D:ダイオード
Q1:フォトトランジスタ
Q2:電界効果トランジスタ
Q3:トランジスタ
R1:電流制限抵抗
R2:バイアス抵抗
R3:電流制限抵抗
VR:可変抵抗
U:コンパレータ
Claims (6)
- 一定のエリアごとに分散して配置される複数の電源調光ユニットを備え、各電源調光ユニットによりパルス調光されたLED光を照射して植物を栽培する分散型植物栽培システムであって、
前記電源調光ユニットは、
三相交流電源の各相に接続され、絶縁トランスを介して入力された各相の交流電圧を全波整流する三相全波整流回路と、
前記三相全波整流回路に接続され、全波整流された脈流により点灯する赤色LED、緑色LED、及び青色LEDからなる3色LED照明回路と、
前記3色LED照明回路に接続され、PWM制御された調光信号に基づいて前記3色LED照明回路に出力される電流をON/OFFし、前記赤色LED、前記緑色LED、及び前記青色LEDを個別にパルス調光するパルス調光回路と、を備えて構成されていることを特徴とする分散型植物栽培システム。 - 前記3色LED照明回路と前記パルス調光回路との間に配置された検出コイルにより、前記赤色LED、前記緑色LED、及び前記青色LEDに流れる電流を非接触で検出する電流検出回路を更に備えていることを特徴とする請求項1に記載の分散型植物栽培システム。
- 前記調光信号の周波数が10Hz〜2kHzの範囲内に制限されていることを特徴とする請求項1または2に記載の分散型植物栽培システム。
- 前記3色LED照明回路に流れる最大電流を制限する電流制限回路を更に備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の分散型植物栽培システム。
- 前記三相交流電源の各相の交流電圧を分割、低電圧化して出力する三相の電圧分割トランスを更に備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の分散型植物栽培システム。
- 複数の電源調光ユニットを一定のエリアごとに分散して配置し、
前記複数の電源調光ユニットの各々により、三相交流電源から絶縁トランスを介して入力された各相の交流電圧を全波整流し、
前記全波整流された脈流により点灯する赤色LED、緑色LED、及び青色LEDからなる3色LED照明回路を駆動し、
前記3色LED照明回路を駆動する電流をPWM制御された調光信号に基づいてON/OFFすることにより、
前記赤色LED、前記緑色LED、及び前記青色LEDを個別にパルス調光したLED光を照射して植物を栽培することを特徴とする分散型植物栽培方法。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106472135A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-03-08 | 互联智控科技(天津)有限公司 | 基于低压恒压供电的植物补光智能控制系统及补光方法 |
JP2018092851A (ja) * | 2016-12-07 | 2018-06-14 | 日本▲まき▼線工業株式会社 | Led駆動電源装置 |
WO2018167905A1 (ja) | 2017-03-16 | 2018-09-20 | 有限会社リビング館ホンダ | 植物育成用光発生装置、およびそれを用いた植物育成装置および植物育成方法 |
JP2019079707A (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 株式会社マキセンサービス | 三相led照明システム |
JP2020533774A (ja) * | 2017-09-01 | 2020-11-19 | トレストト プロプライエタリー リミテッド | 照明制御回路、照明設備及び方法 |
WO2023046123A1 (zh) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | 中国农业科学院都市农业研究所 | 一种用于农业照明的多段式周期发光设备及照明方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05166584A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-07-02 | Manyou Hozen Kenkyusho:Kk | 照明装置及び光ファイバー照明装置、並びに電源装置 |
JP2010004869A (ja) * | 2008-05-28 | 2010-01-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 生物の育成装置及び育成方法 |
JP2013149479A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Tdk Corp | 発光素子駆動装置 |
JP5586732B1 (ja) * | 2013-04-15 | 2014-09-10 | 日本▲まき▼線工業株式会社 | Led照明装置 |
-
2014
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05166584A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-07-02 | Manyou Hozen Kenkyusho:Kk | 照明装置及び光ファイバー照明装置、並びに電源装置 |
JP2010004869A (ja) * | 2008-05-28 | 2010-01-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 生物の育成装置及び育成方法 |
JP2013149479A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Tdk Corp | 発光素子駆動装置 |
JP5586732B1 (ja) * | 2013-04-15 | 2014-09-10 | 日本▲まき▼線工業株式会社 | Led照明装置 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018092851A (ja) * | 2016-12-07 | 2018-06-14 | 日本▲まき▼線工業株式会社 | Led駆動電源装置 |
CN106472135A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-03-08 | 互联智控科技(天津)有限公司 | 基于低压恒压供电的植物补光智能控制系统及补光方法 |
WO2018167905A1 (ja) | 2017-03-16 | 2018-09-20 | 有限会社リビング館ホンダ | 植物育成用光発生装置、およびそれを用いた植物育成装置および植物育成方法 |
JP2020533774A (ja) * | 2017-09-01 | 2020-11-19 | トレストト プロプライエタリー リミテッド | 照明制御回路、照明設備及び方法 |
JP7333322B2 (ja) | 2017-09-01 | 2023-08-24 | トレストト プロプライエタリー リミテッド | 照明制御回路、照明設備及び方法 |
JP2019079707A (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 株式会社マキセンサービス | 三相led照明システム |
WO2023046123A1 (zh) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | 中国农业科学院都市农业研究所 | 一种用于农业照明的多段式周期发光设备及照明方法 |
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