JP2019097452A - Culture apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、培養装置に関するもので、特に、光合成を行う藻類を培養するのに好適な培養装置に関するものである。 The present invention relates to a culture apparatus, and more particularly to a culture apparatus suitable for cultivating algae for photosynthesis.
近年、バイオマス燃料や食品の材料として注目されている藻類にあっては、大規模プラントにおいて盛んに培養が行われている。屋外に設置された培養槽では、太陽光を利用して藻類の光合成が行われるが、十分な光量を確保することが難しく、増殖の遅延が生じる場合もある。このため、一部のプラントにおいては、太陽光及び人工光を併用する方法が提案されている。こうした培養方法によれば、人工光によって光量を補うことができるため、効率的な培養を行うことが可能となる(例えば、特許文献1参照)。 BACKGROUND ART In recent years, in algae which are attracting attention as materials for biomass fuels and foods, culture is actively performed in large-scale plants. In a culture tank installed outdoors, photosynthesis of algae is performed using sunlight, but it is difficult to secure a sufficient amount of light, and growth may be delayed in some cases. For this reason, in some plants, a method of using both sunlight and artificial light has been proposed. According to such a culture method, the amount of light can be compensated by artificial light, so that efficient culture can be performed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1においては、夜間余剰電力を用いて人工光を照射する点の記載はあるものの、外部電源を用いる以上、ランニングコストを考慮した場合、必ずしも好ましいとはいえない。 However, Patent Document 1 describes that the artificial light is irradiated using nighttime surplus power, but it is not necessarily preferable in consideration of the running cost as long as an external power supply is used.
本発明は、上記実情に鑑みて、ランニングコストを抑えて藻類の効率的な培養を行うことのできる培養装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a culture apparatus capable of performing efficient culture of algae while suppressing the running cost in view of the above-mentioned situation.
上記目的を達成するため、本発明に係る培養装置は、屋外において培養槽の上方域に配置され、可視光を透過する一方、紫外光を吸収して発電を行う太陽電池と、前記太陽電池を電源として前記培養槽に光照射を行う照明手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a culture apparatus according to the present invention is disposed outdoors in the upper area of a culture tank outdoors, transmits visible light, and absorbs ultraviolet light to generate electric power, and the solar cell It is characterized by having provided with the illumination means which light-irradiates the said culture tank as a power supply.
また、本発明は、上述した培養装置において、記太陽電池は、赤外光を透過するものであることを特徴とする。 In the culture apparatus described above, the present invention is characterized in that the solar cell transmits infrared light.
また、本発明は、上述した培養装置において、前記太陽電池は、赤外光を吸収して発電を行うものであることを特徴とする。 In the culture apparatus described above, the present invention is characterized in that the solar cell absorbs infrared light to perform power generation.
また、本発明は、上述した培養装置において、前記培養槽の設置域外に設けられた集光器と、前記集光器が収集した太陽光を前記培養槽に導いて照射する照射手段とを備えたことを特徴とする。 In the culture apparatus described above, the present invention further includes a light collector provided outside the installation area of the culture tank, and an irradiation unit for guiding the sunlight collected by the light collector to the culture tank and irradiating the culture tank. It is characterized by
また、本発明は、上述した培養装置において、前記照射手段は、可視光を前記培養槽に照射する一方、紫外光を太陽電池に照射する分光部を備えることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned culture apparatus, the irradiation means includes a spectral part which irradiates visible light to the culture tank and irradiates ultraviolet light to a solar cell.
本発明によれば、培養槽に照射される太陽光のうち、太陽電池を透過する可視光によって藻類の光合成が可能になるとともに、紫外光によって発電された太陽電池を電源として培養槽に光照射が行われる。このため、限られたスペースであってもランニングコストを増やすことなく藻類を効率的に培養することが可能となる。 According to the present invention, among sunlight emitted to the culture vessel, photosynthesis of algae is enabled by visible light transmitted through the solar cell, and the culture vessel is irradiated with light by using the solar cell generated by ultraviolet light as a power source. Is done. For this reason, it is possible to culture algae efficiently without increasing the running cost even in a limited space.
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る培養装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the culture apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
図1は、本発明の実施の形態である培養装置を概念的に示したものである。ここで例示する培養装置1は、寒冷地の屋外に設置した培養槽10において微細藻類の培養を行うためのもので、太陽電池20及びLED照明(照明手段)30を備えている。培養槽10は、上面が開口した矩形の箱状を成すもので、内部に微細藻類と、培養に必要となる培養液とが貯留されている。太陽電池20は、可視光及び赤外光を透過する一方、紫外光を吸収して発電を行う透明のもので、培養槽10の上方域に配設してある。本実施の形態では、培養槽10の周囲に立設した4本の柱40の間に矩形状の枠体41を構成し、この枠体41のほぼ全面に太陽電池20を敷設するようにしている。太陽電池20と培養槽10の上面との間には、予め設定した隙間が確保してある。図からも明らかなように、太陽電池20は、培養槽10よりも大きな縦横寸法を有しており、培養槽10の上面全域を覆うように設けてある。LED照明30は、太陽電池20を電源として、微細藻類の光合成に必要となるスペクトルを含んだ光照射を行うものである。本実施の形態では、2本の柱40の間において培養槽10よりも上方となる部位にそれぞれ多数のLEDを並設することによって線状のLED照明30を構成している。
FIG. 1 conceptually shows a culture apparatus according to an embodiment of the present invention. The culture apparatus 1 exemplified herein is for culturing microalgae in a
上記のように構成した培養装置1では、太陽光が照射されると、そのうちの可視光及び赤外光が太陽電池20を透過して培養槽10に到達する。ここで、微細藻類がもつ色素として代表的なクロロフィルaの吸収波長は、主に可視光の赤色部分である。従って、培養槽10の上方域に太陽電池20を配置してはいるものの、透過した可視光によって藻類が光合成を行うことが可能である。しかも、太陽電池20においては、吸収した紫外光によって発電が行われるため、外部電源を用いることなくLED照明30を点灯させることができる。従って、培養槽10においては、太陽電池20を透過した可視光のみならず、LED照明30からの光照射によっても光合成が行われることとなり、ランニングコストを抑えつつ効率的な培養を行うことが可能となる。加えて、この実施の形態の太陽電池20は、赤外光を透過するものである。従って、この培養装置1においては、培養槽10に赤外光が照射されるため、外部電源を要することなく培養槽10を所望の温度状態に維持することができ、寒冷地においても微細藻類の培養を効率的に行うことができるようになる。
In the culture apparatus 1 configured as described above, when sunlight is irradiated, visible light and infrared light of the solar light pass through the
なお、上述した実施の形態では、太陽電池20として赤外光を透過するものを適用しているが、必ずしも赤外光を透過するものである必要はない。例えば、培養装置1の設置場所が温暖地の屋外であれば、培養槽10に赤外光を照射せずとも所望の温度状態に維持することが容易であるため、紫外光及び赤外光を吸収することでより効率良く発電を行うものを適用しても良い。
In the embodiment described above, although the
図2及び図3は、上述した培養装置1を複数設置した大規模培養プラントを概念的に示したものである。この大規模培養プラントは、培養装置1の他に、水処理装置や回収装置といった付帯設備50が設けられたものである。図3の例では、用地の約50パーセントを占める部分に2つの培養装置1が設けられているが、残りの約50パーセントを付帯設備50が占めている。本実施の形態では、培養槽10の設置域外、つまり付帯設備50の上方域を覆うように集光器60を配置するとともに、集光器60から培養装置1に向けて光ファイバ(照射手段)61を敷設し、集光器60が収集した太陽光を培養装置1に導いて照射するようにしている。光ファイバ61の経路中には、分光器62を介在させ、可視光及び赤外光のみを培養装置1に照射させるようにしても良い。分光器62によって分解された紫外光は、太陽電池20に照射すれば発電を行うことができる。なお、分光器62によって分解された紫外光は、太陽電池20のみならず、光触媒(例えば特開2009−62321号公報参照)の光源として利用するようにしても良い。
FIG. 2 and FIG. 3 conceptually show a large scale culture plant in which a plurality of the culture apparatuses 1 described above are installed. In addition to the culture apparatus 1, this large-scale culture plant is provided with
上記のように構成した大規模培養プラントの培養装置1によれば、付帯設備50の設置領域に照射した太陽光をも微細藻類の培養に寄与させることが可能となり、ランニングコストを抑えることができるばかりか、限られた用地を有効に利用することが可能となり、微細藻類の生産量を大幅に増大することができるようになる。
According to the culture apparatus 1 of the large scale culture plant configured as described above, it is possible to also contribute the sunlight irradiated to the installation area of the
なお、照明手段としてLED照明30を適用しているため、消費電力の点で有利となるが、その他の照明を適用しても構わない。
In addition, since the
1 培養装置
10 培養槽
20 太陽電池
30 LED照明
40 柱
41 枠体
50 付帯設備
60 集光器
61 光ファイバ
62 分光器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 culture |
Claims (5)
前記太陽電池を電源として前記培養槽に光照射を行う照明手段と
を備えたことを特徴とする培養装置。 A solar cell which is disposed in the upper area of the culture tank outdoors and transmits visible light, while absorbing ultraviolet light to generate power.
And a lighting unit configured to irradiate the culture vessel with light using the solar cell as a power source.
前記集光器が収集した太陽光を前記培養槽に導いて照射する照射手段と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の培養装置。 A light collector provided outside the installation area of the culture vessel;
The irradiation apparatus which guide | induces the sunlight which the said light collector collected to the said culture tank, and it irradiates, The culture apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
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Title |
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岡村知暁, 電気学会誌, vol. 第124巻,第6号, JPN6021034177, 2004, pages 333 - 336, ISSN: 0004715382 * |
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