JP2023127531A - ソーラーシェアリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して、太陽光発電パネル下の作物に均一な光を照射することが可能であり、太陽光発電パネル下の作物に雨水を均一に注ぐことが可能なソーラーシェアリングシステムを提供する。
【解決手段】ソーラーシェアリングシステムは、複数の太陽光発電パネルと、これら複数の太陽光発電パネルの間に設けられ太陽光を拡散する複数の光拡散部材とを備えている。複数の光拡散部材は、がソーラーシェアリングシステムの一端に向けて下がるように傾斜して設置されていると共に、その傾斜の方向に流れ方向が沿った波板形状を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、営農（作物の育成）と太陽光発電とを同一の土地で行うソーラーシェアリングシステムに係り、特に、作物への雨水の潅水と太陽光の均一な照射とを行うことにより、営農と発電とを効率良く両立させることが可能なソーラーシェアリングシステムに関する。

クリーンエネルギー利用の高まりから休耕農地を利用した営農と発電を同時に行うことを目的としたソーラーシェアリングシステムが注目されている。

この種のソーラーシェアリングシステムは、作物が栽培される耕地の上に、採光部とソーラーパネルとを設けて営農と発電を同時に行うものである。例えば、幅１０００ｍｍの採光部に対しての幅１０００ｍｍのソーラーパネルを交互に配置すれば、採光面積と発電面積とが１対１になる。なかには採光部の幅「１」に対してソーラーパネルの幅「２」又は「３」とする場合も見受けられる。また、営農を重視した場合は、採光部の幅「３」に対してソーラーパネルの幅「１」とする場合もある。ソーラーパネルの面積を多くとれば採光部からの光が少なくなり照度不足から営農がうまくいかず、採光部の面積を多くとると発電量が少なくなり、双方に採算がとれないというデメリットが現実に起きている。

また、採光部から直射光を取り入れた場合、強い直進光(冬で７万ルクス、夏で１４万ルクス程度)が作物の一部にだけ照射され、時刻経過とともに照射される部分が移動するため、ソーラーパネルの真下の作物にはさほど照射されず(０．８から１．２万ルクス程度)、均一な照度が得られないため、作物の成長に悪影響を与えていた。さらに、高さのある作物では成長すると上部には光が当たらなくなって育たなくなるという問題も起きていた。

採光部に光拡散板を用いたソーラーシェアリングシステムとして、特許文献１及び２には、ソーラーパネル内に複数の発電体を取り付けて発電し、これら発電体間の間隙に拡散板を取り付けた採光部をつくり、この採光部を通過した太陽光によってパネル下の作物の育成を行うソーラーシェアリングシステムが開示されている。

特開２０１８－０８２１３３号公報 特許第５９６０３３２号公報

特許文献１及び２に記載されたソーラーシェアリングシステムによれば、発電体間に設けた採光部に平面形状の拡散板を取り付けることにより、発電体による日影部と日照部との光の強さの差が減少し、光の強弱に基づく作物の成長阻害をある程度は防止することができる。

しかしながら、これらソーラーシェアリングシステムのように、発電体間の隙間に平面形状の拡散板を単に設けただけでは、透光部を通過する太陽光が充分に拡散せず、光強度に強弱のある光がパネル下の作物（栽培物）に印加されてしまうという不都合があった。特に、季節によって太陽高度が大きく変わる日本のような中高緯度地域においては、透光部に印加される太陽光の入射角度が季節によって異なるため、１年を通して充分に拡散された光をパネル下の作物に与えることが難しかった。また、透光部に印加される太陽光の入射角度は、１日のうちの時間帯によって異なるため、１日通して充分に拡散された光をパネル下の作物に与えることも難しかった。

また、特許文献１及び２に記載されたソーラーシェアリングシステムによると、採光部や発電体の先端部から雨水が均一に落下させることが難しかった。これは、ソーラーパネルをその先端部が完全な水平となるように設置するのが難しいこと、風の影響や雨水の親水性のため雨水はどちらかに偏って流れ落ちること等で起こるものであり、このため、発電パネル下の作物に均一に水を注ぐことができなかった。

従って本発明の目的は、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して、太陽光発電パネル下の作物に均一な光を照射することが可能なソーラーシェアリングシステムを提供することにある。

本発明の他の目的は、太陽光発電パネル下の作物に雨水を均一に注ぐことが可能なソーラーシェアリングシステムを提供することにある。

本発明によれば、ソーラーシェアリングシステムは、複数の太陽光発電パネルと、これら複数の太陽光発電パネルの間に設けられ太陽光を拡散する複数の光拡散部材とを備えている。複数の光拡散部材は、ソーラーシェアリングシステムの一端に向けて下がるように傾斜して設置されていると共に、その傾斜の方向に流れ方向が沿った波板形状を有している。

光拡散部材が波板形状を有することにより、光が下方のみならず側方にもより広角度で拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、太陽光発電パネルの下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、一端の方向に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、流れ方向がその傾斜の方向に沿っているため、雨水が太陽光発電パネル下の作物に均一に注がれることとなる。

複数の太陽光発電パネルがソーラーシェアリングシステムの一端の方向に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、流れ方向が傾斜方向に沿った波板形状を有していることが好ましい。これにより、太陽光発電パネルの受光面積が増大し、発電効率が大幅に高くなる。さらに、波板形状の流れ方向がその傾斜の方向に沿っているため、雨水が太陽光発電パネル下の作物に均一に注がれることとなる。

複数の光拡散部材の各々の谷部の底部に、貫通孔が流れ方向の所定間隔毎に設けられていることも好ましい。この場合、所定間隔は、複数の光拡散部材の各々の流れ方向の長さが１０００ｍｍを超える場合は約４００ｍｍ～約１０００ｍｍの間隔であることがより好ましい。

複数のソーラーパネルの各々の谷部の底部に、貫通孔が流れ方向の所定間隔毎に設けられていることも好ましい。この場合、所定間隔は、複数の光拡散部材の各々の流れ方向の長さが１０００ｍｍを超える場合は約４００ｍｍ～約１０００ｍｍの間隔であることがより好ましい。

複数の太陽光発電パネル及び複数の光拡散部材が流れ方向に所定長さの隙間を有していることも好ましい。この場合の所定長さは、約２０ｍｍの長さであることがより好ましい。

複数の太陽光発電パネル及び複数の光拡散部材が３／１００～３０／１００の勾配で傾斜していることも好ましい。

複数の太陽光発電パネル及び複数の光拡散部材が、北半球で南方向、南半球で北方向に向かって下方に傾斜して設置されていることも好ましい。

複数の太陽光発電パネルの各々及び複数の光拡散部材の各々は、山ピッチが約３０ｍｍ～約２００ｍｍであり、幅が約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、流れ方向の長さが約９００ｍｍ～約２０００ｍｍであるか、又は、流れ方向の長さが約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、幅が約９００ｍｍ～約２０００ｍｍであることも好ましい。

１列の光拡散部材と１～３列の太陽光発電パネルとが交互に並んで設置されていることも好ましい。

複数の太陽光発電パネルが、波板形状の基板パネル上に積層形成されたペロブスカイト膜を有するペロブスカイト太陽電池であることも好ましい。

本発明によれば、光拡散部材が波板形状を有することにより、光が下方のみならず側方にもより広角度で拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、太陽光発電パネルの下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、一端の方向に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、流れ方向がその傾斜の方向に沿っているため、雨水がパネル下の作物に均一に注がれることとなる。

本発明の第１の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの構成を概略的に示す断面図（図２のＡ－Ａ断面図）である。 図１の第１の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの構成を概略的に示す平面図である。 図１の第１の実施形態における光拡散部材の構成を説明する斜視図である。 図１の第１の実施形態における光拡散部材の構成を説明する図３のＢ－Ｂ断面図である。 図１の第１の実施形態における光拡散部材及びソーラーパネルの設置形態の一例を説明する断面図である。 図１の第１の実施形態における光拡散部材及びソーラーパネルの設置形態の他の例を説明する断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの構成を概略的に示す断面図（図８のＣ－Ｃ断面図）である。 図７の第２の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの構成を概略的に示す平面図である。 本発明の第３の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの構成を概略的に示す断面図（図１０のＤ－Ｄ断面図）である。 図９の第３の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの構成を概略的に示す平面図である。 図９の第３の実施形態におけるソーラーパネルの構成を説明する断面図である。 本発明の第４の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの構成を概略的に示す断面図である。

図１は本発明の第１の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの断面構成を概略的に示しており、図２は本実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの平面構成を概略的に示している。なお、図１は図２のＡ－Ａ断面を表している。

これらの図に示すように、本実施形態のソーラーシェアリングシステムにおいては、作物（栽培物）１０が植えられた耕地（又は水耕栽培の場合は栽培槽）１１の上方に、支柱１２によって支持されたフレーム１３が設置されており、このフレーム１３に複数の太陽光発電パネル（以下、ソーラーパネル）１４と太陽光を透過拡散する複数の波板形状の光拡散部材１５とが取付架台１６によって設置されている。複数の光拡散部材１５は、複数のソーラーパネル１４間に設けられている。このようにソーラーパネル１４間に光拡散部材１５を設けることにより、直射光を拡散させ、一部の作物にだけ直射光が照射されるのを防止し、ソーラーパネル１４の真下にも均一な拡散光が届くようにすることができる。即ち、ソーラーパネル１４の下の作物に対してあらゆる方角から均一に照射させて作物を安定的に成長させることが可能となる。図１は、春分、秋分の太陽高度５５度のときの作物への照射を説明している。上述したように、光拡散部材１５が存在しなければ直射光が一部にだけに強く照射されるが、光拡散部材１５を設置することにより、直射光は６０度から９０度に拡散され、ソーラーパネル１４の直下まで、隣の光拡散部材１５からの拡散光と交差して照射される。なお、光拡散部材１５及びソーラーパネル１４は同じ形状で同じ寸法であることが望ましく、取付架台１６に同じ方法で取付けされるように構成することが望ましい。

各ソーラーパネル１４は、本実施形態においては、鋼鉄、ステンレス鋼等の金属基板又は樹脂基板上にシリコン系太陽電池又はペロブスカイト系太陽電池を設けた長方形の平板形状のパネルで構成されており、その寸法は、単なる一例であるが、幅（長辺）が約１８００ｍｍ、長さ（短辺）が約６００ｍｍとなっている。この幅（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍ、長さ（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。変更態様として、幅（短辺）が約６００ｍｍ、長さ（長辺）が約１８００ｍｍとする場合もある。その場合、幅（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、長さ（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。

各光拡散部材１５は、長方形の波板形状を有している。波板形状の光拡散部材１５を使用することにより、その表面積が１．２倍程度から１．５倍程度に増えるため、特に曇りや雨の時の天空光や太陽の高度が低くなった時の太陽光を効率よく拡散させて照射出来るようになる。また、光拡散部材１５は、安価で腰が強く、雨仕舞いに優れ、暴風雨に絶えるものでなければならない。さらに、透過率が５０％から８０％程度、拡散角度が６０度から１００度程度であるものが望ましく、これによりソーラーパネル１４の真下の作物には東西南北から均一な拡散光を照射させることができ、その結果、高さのある作物も安定的な栽培を行うことができる。従って、光拡散部材１５としては、屋根材として使用され実績のある材料から、加工が容易であり、波板形状を有しており、光を透過かつ拡散する素材が選ばれる。波板形状としては、山形の折板形状、丸波形状又は角波形状が一般的であり、光を透過かつ拡散する素材としては、ポリカーボネート材料が望ましいが、ＦＲＰ材料であっても良い。また、安価で雨仕舞いがよく取付けが簡単な丸波形状の市販品を使用するのが望ましい。もちろん、光拡散部材１５の透過率、拡散角度については、設置高さ、設置間隔、作物の背丈や必要とする照度を考慮して選択される。本実施形態においては、光拡散部材１５は、波板形状のポリカーボネートパネルで構成されており、その寸法は、単なる一例であるが、幅（長辺）が約１８００ｍｍ、流れ方向の長さ（短辺）が約６００ｍｍ、山ピッチが約６３ｍｍ、山高が約１８ｍｍとなっている。具体的には、単なる一例であるが、ポリカーボネート波板パネル、ポリカーボネート中空パネル（例えば、ポリカナミ（登録商標）、ポリカツイン（登録商標）、ツインカーボ（登録商標）、ペアカーボ（登録商標））等の光拡散パネルを用いている。フロストタイプ、エンボス仕上げを用いると拡散性がより向上する。その幅（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍ、長さ（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、山ピッチは約３０ｍｍ～約２００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。変更態様として、幅（短辺）が約６００ｍｍ、長さ（長辺）が約１８００ｍｍとする場合もある。その場合、幅（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、長さ（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。

複数のソーラーパネル１４及び複数の光拡散部材１５は、それらの長さ方向（波板形状の場合は流れ方向）が南北方向となり、かつ、南方向（北半球の場合に南方向、南半球では北方向）に向けて所定の勾配で下方に傾斜するように設置されている。本実施形態では、水平に設置されたフレーム１３上に設けられた取付架台１６によって、複数のソーラーパネル１４及び複数の光拡散部材１５が傾斜して設置されている。この場合の所定の勾配は、本実施形態では１／１０（１０／１００）程度であるが、３／１００～３０／１００の勾配であれば良い。

取付架台１６は、鉄鋼材料、ステンレス鋼材料、若しくはアルミニウム材料で構成しているが、国内産の間伐材料を用いて構成することも可能である。

作物への照射照度と同様に大事なのが、作物への均一な潅水である。本実施形態においては、上述したように、ソーラーパネル１４及び光拡散部材１５ともに、幅（長辺）を１８００ｍｍ、流れ方向の長さ（短辺）を約６００ｍｍとし、短辺方向に１／１０程度の水勾配をとり、全てのパネルが南方向に下方に傾斜するよう設置している。また、本実施形態では、ソーラーパネル１４と光拡散部材１５との間、及びソーラーパネル１４とソーラーパネル１４との南北方向の間に、雨水の落し口である隙間１７が設けられており、この隙間１７を介して雨水がパネル下の作物に注がれるように構成されている。隙間１７の長さは、約２０ｍｍである。これにより、ソーラーパネル１４及び光拡散部材１５が受ける雨水は約６００ｍｍの間隔で作物に落下するので、均一な潅水が可能となる。

光拡散部材の表面が平坦であると、受けた雨水を傾斜した先端部から均一に落下させることが難しく、左右どちらかに偏って落下する。設置時に水下先端部が完全な水平状態となるように設置することは難しいため、風の影響や雨水の親水性の理由で、雨水はどちらかに偏って流れ落ちる。しかしながら、本実施形態のように、波板形状の光拡散部材１５を用い、その流れ方向を傾斜方向に沿って設置することにより、光拡散部材１５に降った雨水及びソーラーパネル１４から流れ込んだ雨水を山ピッチで均等に谷底に振り分けることができるので、それぞれのパネルの水下端部から作物への潅水を有効に行うことができる。

図２に示すように、本実施形態においては、複数のソーラーパネル１４が、東西方向に沿って配列された列となるように配置されており、これらソーラーパネル１４の列の間に、複数の光拡散部材１５が１列で配置されている。より詳細には、図２において、東西方向に伸長する第２列、第３列、第５列及び第６列がソーラーパネル１４による列となっており、ソーラーパネル１４による第２列の手前と、第３列及び第５列間に、光拡散部材１５による東西方向の第１列及び第４列がそれぞれ配置されている。なお、上述したソーラーパネル１４の列数、光拡散部材１５の列数、ソーラーパネル１４及び光拡散部材１５の相互の配置は単なる一例であり、これに限定されるものではない。要は、ソーラーパネル１４の東西方向に沿って配列された列の間に光拡散部材１４の列が東西方向に沿って配置されていれば良い。本実施形態においては、複数のソーラーパネル１４の占める平面の面積が６６％であるのに対し、複数の光拡散部材１５の占める平面の面積は３３％である。光拡散部材１５が２５％の平面面積を占めれば、光強度の強い太陽直射光を、この光拡散部材１５により、影の出ない拡散光（散乱光、天空光)に変換し、太陽直射光が照射されないソーラーパネル１４の真下にまで充分な拡散光を届けることができる。また、光拡散部材１５から耕地１１の表面までの高さ（距離）を例えば３ｍと低くすれば、均一でありかつ高い照度を得ることができる。なお、耕地１１に照射される拡散光の照度分布、均一度は、光拡散部材１５の表面面積、設置間隔及び設置高さによって設定できるため、栽培する作物１０によって適宜決定することが望ましい。

本実施形態において重要なポイントは、各光拡散部材１５は、ソーラーシェアリングシステムの一端（北半球の場合に南方向、南半球では北方向）に向けて所定の勾配で下がるように傾斜して設置されていること、形状が波板形状でありその流れ方向が傾斜の方向に沿って設置されている点にある。これにより、後述するように、光が下方のみならず側方にも拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、ソーラーパネル１４の下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、一端に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、流れ方向がその傾斜の方向に沿っているため、雨水がソーラーパネル下の作物に均一に注がれることとなる。

図３は本実施形態における光拡散部材１５の構成を説明しており、図４は図３のＢ－Ｂ断面を示している。

これらの図に示すように、本実施形態の光拡散部材１５は、スレート小波形状であるフロストタイプのポリカーボネート波板パネル（幅：１８００ｍｍ、流れ方向の長さ：６００ｍｍ、山ピッチ：６３ｍｍ、山高：１８ｍｍ）、具体的には、住友ベークライト株式会社のポリカナミ（登録商標）を用いている。このポリカーボネート波板パネルの表面又は裏面に、エンボス加工を行っても良いし、耐熱性、遮熱性及び光拡散性を有するガイナ塗料を塗布しても良い。

図５は本実施形態における光拡散部材１５及びソーラーパネル１４のフレーム１３への設置形態の一例を表している。

図５に示すように、この例では、支柱１２によって水平に支持されたフレーム１３上に、ソーラーパネル１４及び光拡散部材１５が取付架台１６によってそれぞれ設置されている。その場合、取付架台１６の高さを異ならせることにより、ソーラーパネル１４及び光拡散部材１５は南方向に向けて例えば１／１０程度の勾配で下がるように傾斜して設置される。

図６は本実施形態における光拡散部材１５及びソーラーパネル１４のフレーム１３への設置形態の他の例を表している。

図６に示すように、この例では、支柱１２′によって南方向に向けて例えば１／１０程度の勾配で下がるように傾斜して支持されたフレーム１３′上に、ソーラーパネル１４及び光拡散部材１５が同一高さの取付架台１６′によってそれぞれ設置されている。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、採光部を全て光拡散部材１５で構成したことにより、直射光は６０度から１００度に広がりソーラーパネル１４の直下の作物にも均一な拡散光があらゆる方角から照射され、安定的な作物の収穫が期待できる。特に、光拡散部材１５が波板形状を有することにより、光が下方のみならず側方にもより広角度で拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、ソーラーパネル１４の下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、ソーラーパネル１４及び光拡散部材１５が一端の方向に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、光拡散部材１５の波板形状の流れ方向がその傾斜の方向に沿っており、隙間１７が設けられているため、雨水がソーラーパネル１４及び光拡散部材１５の下の作物に均一に注がれることとなる。このように、採光部をすべて光拡散光部材１５で構成することにより拡散光をソーラーパネル１４の直下にも取り入れることができると共に均一な潅水が確実に行えることから、営農者の収穫が増え、発電事業者にも設置比率を増やすことができ投資効率を高めることができる。その結果、ソーラーシェアリング事業が見直され、休耕地の付加価値が高まり採用が増えることが期待できる。休耕地が蘇れば、中小河川の堰や堤防、用水路が整備されてゲリラ豪雨の災害防止を図ることができ、人が集まり過疎化問題の解決に貢献することができる。本発明は、カーボンニュートラルの実現と日本が抱えているエネルギーと食料の自給率向上とを目指している。従来の発電事業者のように売電を目指すと、その事業は地域には根付かない。農業従事者や地域の消費を目指すことによって、初めて、利益が地域に還元されることになる。家庭での使用はもちろんのこと、自治体の施設もこの電気を消費し、自動車や農機具の電動化、高騰している温室の暖房にもこの電気を使用する。そのためには大規模な蓄電池、電気ステーションなどのインフラが必要となり、地域での消費構造を構築することが課題となる。これにより、地域の耕地の価値が高まり、人が集まり新たな事業、雇用が生じる。このように、本発明が、地方創生の一つのモデルとして発信され、例えば、送電線のない地域でも、誰一人として落ちこぼれを作らない具体的な手段として活用されることが望まれる。

なお、本実施形態では、ソーラーパネル１４及び光拡散部材１５が北半球では南方向に向けて下方に傾斜して設置されており、これが最も効率が良い。しかしながら、立地条件によっては、効率は低下するが、東方向又は西方向を向くように設置されることもあり、それぞれの中間方向に向けて設置されることもある。

図７は本発明の第２の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの断面構成を概略的に示しており、図８は本実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの平面構成を概略的に示している。なお、図７は図８のＣ－Ｃ断面を表している。

これらの図に示すように、本実施形態のソーラーシェアリングシステムにおいては、作物（栽培物）１０が植えられた耕地（又は水耕栽培の場合は栽培槽）１１の上方に、支柱１２によって支持されたフレーム１３が設置されており、このフレーム１３に複数のソーラーパネル１４′と太陽光を透過拡散する複数の波板形状の光拡散部材１５′とが取付架台１６によって設置されている。複数の光拡散部材１５′は、複数のソーラーパネル１４′間に設けられている。このようにソーラーパネル１４′間に光拡散部材１５′を設けることにより、直射光を拡散させ、一部の作物にだけ直射光が照射されるのを防止し、ソーラーパネル１４′の真下にも均一な拡散光が届くようにすることができる。即ち、ソーラーパネル１４′の下の作物に対してあらゆる方角から均一に照射させて作物を安定的に成長させることが可能となる。図７に示すように、光拡散部材１５′が存在しなければ直射光が一部にだけに強く照射されるが、光拡散部材１５′を設置することにより、直射光は６０度から９０度に拡散され、ソーラーパネル１４′の直下まで、隣の光拡散部材１５′からの拡散光と交差して照射される。なお、光拡散部材１５′及びソーラーパネル１４′は同じ形状で同じ寸法であることが望ましく、取付架台１６に同じ方法で取付けされるように構成することが望ましい。

第１の実施形態においては、複数のソーラーパネル１４が東西方向に沿って配列された列となるように配置されており、これらソーラーパネル１４の列の間に、複数の光拡散部材１５が東西方向に沿って配列された１列で配置されているに対し、本実施形態（第２実施形態）では、複数のソーラーパネル１４′が南北方向に沿って配列された１列となるように配置されており、これらソーラーパネル１４′の列の間に、複数の光拡散部材１５′が南北方向に沿って配列された１列で配置されている。より詳細には、図８において、南北方向に伸長する第２列及び第４列がソーラーパネル１４′による列となっており、ソーラーパネル１４′の列間に、光拡散部材１５′による南北方向の第１列及び第３列がそれぞれ挟まれて配置されている。なお、本実施形態における光拡散部材１５′及びソーラーパネル１４′は互いに異なる形状で異なる寸法となっているが、取付架台１６に同じ方法で取付けされるように構成されている。

各ソーラーパネル１４′は、本実施形態においては、鋼鉄、ステンレス鋼等の金属基板又は樹脂基板上にシリコン系太陽電池又はペロブスカイト系太陽電池を設けた長方形の平板形状のパネルで構成されており、その寸法は、単なる一例であるが、幅（長辺）が約１８００ｍｍ、長さ（短辺）が約６００ｍｍとなっている。この幅（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍ、長さ（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。変更態様として、幅（短辺）が約６００ｍｍ、長さ（長辺）が約１８００ｍｍとする場合もある。その場合、幅（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、長さ（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。

各光拡散部材１５′は、正方形の波板形状を有している。波板形状の光拡散部材１５′を使用することにより、その表面積が１．２倍程度から１．５倍程度に増えるため、特に曇りや雨の時の天空光や太陽の高度が低くなった時の太陽光を効率よく拡散させて照射出来るようになる。また、光拡散部材１５′は、安価で腰が強く、雨仕舞いに優れ、暴風雨に絶えるものでなければならない。さらに、透過率が５０％から８０％程度、拡散角度が６０度から１００度程度であるものが望ましく、これによりソーラーパネル１４′の真下の作物には東西南北から均一な拡散光を照射させることができ、その結果、高さのある作物も安定的な栽培を行うことができる。従って、光拡散部材１５′としては、屋根材として使用され実績のある材料から、加工が容易であり、波板形状を有しており、光を透過かつ拡散する素材が選ばれる。波板形状としては、山形の折板形状、丸波形状又は角波形状が一般的であり、光を透過かつ拡散する素材としては、ポリカーボネート材料が望ましいが、ＦＲＰ材料であっても良い。また、安価で雨仕舞いがよく取付けが簡単な丸波形状の市販品を使用するのが望ましい。もちろん、光拡散部材１５′の透過率、拡散角度については、設置高さ、設置間隔、作物の背丈や必要とする照度を考慮して選択される。本実施形態においては、光拡散部材１５′は、正方形の波板形状のポリカーボネートパネルで構成されており、その寸法は、単なる一例であるが、幅及び長さが約６００ｍｍ、山ピッチが約６３ｍｍ、山高が約１８ｍｍとなっている。具体的には、単なる一例であるが、ポリカーボネート波板パネル、ポリカーボネート中空パネル（例えば、ポリカナミ（登録商標）、ポリカツイン（登録商標）、ツインカーボ（登録商標）、ペアカーボ（登録商標））等の光拡散パネルを用いている。フロストタイプ、エンボス仕上げを用いると拡散性がより向上する。その幅及び長さは約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、山ピッチは約３０ｍｍ～約２００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。

複数のソーラーパネル１４′及び複数の光拡散部材１５′は、それらの長さ方向（波板形状の場合は流れ方向）が南北方向となり、かつ、南方向（北半球の場合に南方向、南半球では北方向）に向けて所定の勾配で下方に傾斜するように設置されている。本実施形態では、水平に設置されたフレーム１３上に設けられた取付架台１６によって、複数のソーラーパネル１４′及び複数の光拡散部材１５′が傾斜して設置されている。この場合の所定の勾配は、本実施形態では１／１０（１０／１００）程度であるが、３／１００～３０／１００の勾配であれば良い。

取付架台１６は、鉄鋼材料、ステンレス鋼材料、若しくはアルミニウム材料で構成しているが、国内産の間伐材料を用いて構成することも可能である。

作物への照射照度と同様に大事なのが、作物への均一な潅水である。本実施形態においては、上述したように、光拡散部材１５′は正方形状であり、流れ方向の先端辺方向に１／１０程度の水勾配をとり、全てのパネルが南方向に下方に傾斜するよう設置している。また、本実施形態では、光拡散部材１５′と光拡散部材１５′との間、及びソーラーパネル１４′とソーラーパネル１４′との南北方向の間に、雨水の落し口である隙間１７が設けられており、この隙間１７を介して雨水がパネル下の作物に注がれるように構成されている。隙間１７の長さは、約２０ｍｍである。これにより、ソーラーパネル１４′及び光拡散部材１５′が受ける雨水は約６００ｍｍの間隔で作物に落下するので、均一な潅水が可能となる。

光拡散部材の表面が平坦であると、受けた雨水を傾斜した先端部から均一に落下させることが難しく、左右どちらかに偏って落下する。設置時に水下先端部が完全な水平状態となるように設置することは難しいため、風の影響や雨水の親水性の理由で、雨水はどちらかに偏って流れ落ちる。しかしながら、本実施形態のように、波板形状の光拡散部材１５′を用い、その流れ方向を傾斜方向に沿って設置することにより、光拡散部材１５′に降った雨水及びソーラーパネル１４′から流れ込んだ雨水を山ピッチで均等に谷底に振り分けることができるので、それぞれのパネルの水下端部から作物への潅水を有効に行うことができる。

なお、上述したソーラーパネル１４′の列数、光拡散部材１５′の列数、ソーラーパネル１４′及び光拡散部材１５′の相互の配置は単なる一例であり、これに限定されるものではない。要は、ソーラーパネル１４′の南北方向に沿って配列された列の間に光拡散部材１４′の列が南北方向に沿って配置されていれば良い。本実施形態においては、複数のソーラーパネル１４′の占める平面の面積が６６％であるのに対し、複数の光拡散部材１５′の占める平面の面積は３３％である。光拡散部材１５′が２５％の平面面積を占めれば、光強度の強い太陽直射光を、この光拡散部材１５′により、影の出ない拡散光（散乱光、天空光)に変換し、太陽直射光が照射されないソーラーパネル１４′の真下にまで充分な拡散光を届けることができる。また、光拡散部材１５′から耕地１１の表面までの高さ（距離）を例えば３ｍと低くすれば、均一でありかつ高い照度を得ることができる。なお、耕地１１に照射される拡散光の照度分布、均一度は、光拡散部材１５′の表面面積、設置間隔及び設置高さによって設定できるため、栽培する作物１０によって適宜決定することが望ましい。

本実施形態において重要なポイントは、各光拡散部材１５′は、ソーラーシェアリングシステムの一端（北半球の場合に南方向、南半球では北方向）に向けて所定の勾配で下がるように傾斜して設置されていること、形状が波板形状でありその流れ方向が傾斜の方向に沿って設置されている点にある。これにより、後述するように、光が下方のみならず側方にも拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、ソーラーパネル１４′の下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、一端に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、流れ方向がその傾斜の方向に沿っているため、雨水がソーラーパネル下の作物に均一に注がれることとなる。

本実施形態の光拡散部材１５′の構成は第１の実施形態の光拡散部材１５と同様であるため、説明は省略する。

本実施形態における光拡散部材１５′及びソーラーパネル１４′のフレーム１３への設置形態は、第１の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、採光部を全て光拡散部材１５′で構成したことにより、直射光は６０度から１００度に広がりソーラーパネル１４′の直下の作物にも均一な拡散光があらゆる方角から照射され、安定的な作物の収穫が期待できる。特に、光拡散部材１５′が波板形状を有することにより、光が下方のみならず側方にもより広角度で拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、ソーラーパネル１４′の下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、ソーラーパネル１４′及び光拡散部材１５′が一端の方向に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、光拡散部材１５′の波板形状の流れ方向がその傾斜の方向に沿っており、隙間１７が設けられているため、雨水がソーラーパネル１４′及び光拡散部材１５′の下の作物に均一に注がれることとなる。このように、採光部をすべて光拡散光部材１５′で構成することにより拡散光をソーラーパネル１４′の直下にも取り入れることができると共に均一な潅水が確実に行えることから、営農者の収穫が増え、発電事業者にも設置比率を増やすことができ投資効率を高めることができる。その結果、ソーラーシェアリング事業が見直され、休耕地の付加価値が高まり採用が増えることが期待できる。休耕地が蘇れば、中小河川の堰や堤防、用水路が整備されてゲリラ豪雨の災害防止を図ることができ、人が集まり過疎化問題の解決に貢献することができる。本発明は、カーボンニュートラルの実現と日本が抱えているエネルギーと食料の自給率向上とを目指している。従来の発電事業者のように売電を目指すと、その事業は地域には根付かない。農業従事者や地域の消費を目指すことによって、初めて、利益が地域に還元されることになる。家庭での使用はもちろんのこと、自治体の施設もこの電気を消費し、自動車や農機具の電動化、高騰している温室の暖房にもこの電気を使用する。そのためには大規模な蓄電池、電気ステーションなどのインフラが必要となり、地域での消費構造を構築することが課題となる。これにより、地域の耕地の価値が高まり、人が集まり新たな事業、雇用が生じる。このように、本発明が、地方創生の一つのモデルとして発信され、例えば、送電線のない地域でも、誰一人として落ちこぼれを作らない具体的な手段として活用されることが望まれる。

なお、本実施形態では、ソーラーパネル１４′及び光拡散部材１５′が北半球では南方向に向けて下方に傾斜して設置されており、これが最も効率が良い。しかしながら、立地条件によっては、効率は低下するが、東方向又は西方向を向くように設置されることもあり、それぞれの中間方向に向けて設置されることもある。

図９は本発明の第３の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの断面構成を概略的に示しており、図１０は本実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの平面構成を概略的に示している。なお、図９は図１０のＤ－Ｄ断面を表している。

これらの図に示すように、本実施形態のソーラーシェアリングシステムにおいては、作物（栽培物）１０が植えられた耕地（又は水耕栽培の場合は栽培槽）１１の上方に、支柱（図示無し）によって支持されたフレーム（図示無し）が設置されており、このフレーム（図示無し）に複数の波板形状のソーラーパネル１４″と太陽光を透過拡散する複数の波板形状の光拡散部材１５″とが取付架台（図示無し）によって設置されている。複数の光拡散部材１５″は、複数のソーラーパネル１４″間に設けられている。このようにソーラーパネル１４″間に光拡散部材１５″を設けることにより、直射光を拡散させ、一部の作物にだけ直射光が照射されるのを防止し、ソーラーパネル１４″の真下にも均一な拡散光が届くようにすることができる。即ち、ソーラーパネル１４″の下の作物に対してあらゆる方角から均一に照射させて作物を安定的に成長させることが可能となる。光拡散部材１５″が存在しなければ直射光が一部にだけに強く照射されるが、光拡散部材１５″を設置することにより、直射光は６０度から９０度に拡散され、ソーラーパネル１４″の直下まで、隣の光拡散部材１５″からの拡散光と交差して照射される。なお、光拡散部材１５″及びソーラーパネル１４″は同じ形状で同じ寸法であることが望ましく、取付架台に同じ方法で取付けされるように構成することが望ましい。

第１の実施形態においては、複数のソーラーパネル１４が東西方向に沿って配列された列となるように配置されており、これらソーラーパネル１４の列の間に、複数の光拡散部材１５が東西方向に沿って配列された１列で配置されているに対し、本実施形態（第３の実施形態）では、複数のソーラーパネル１４″が南北方向に沿って配列された２列となるように配置されており、これらソーラーパネル１４″の２列と２列との間に、複数の光拡散部材１５″が南北方向に沿って配列された１列で配置されている。より詳細には、図１０において、南北方向に伸長する第１列、第２列、第４列、第５列、第７列、第８列、第１０列、第１１列、第１３列及び第１４列がソーラーパネル１４″による列となっており、ソーラーパネル１４″の列間に、光拡散部材１５″による南北方向の第３列、第６列、第９列及び第１２列がそれぞれ挟まれて配置されている。また、本実施形態においては、ソーラーパネル１４″も光拡散部材１５″と同様に波板形状を有している。なお、本実施形態における光拡散部材１５″及びソーラーパネル１４″は同じ形状で同じ寸法であることが望ましく、取付架台に同じ方法で取付けされるように構成することが望ましい。

各ソーラーパネル１４″は、本実施形態においては、鋼鉄、ステンレス鋼等の金属基板又は樹脂基板上にシリコン系太陽電池又はペロブスカイト系太陽電池を設けた長方形の平板形状のパネルで構成されており、その寸法は、単なる一例であるが、流れ方向の長さ（長辺）が約１８００ｍｍ、幅（短辺）が約６００ｍｍ、山ピッチが約６３ｍｍ、山高が約１８ｍｍとなっている。この長さ（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍ、幅（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。変更態様として、流れ方向の長さ（短辺）が約６００ｍｍ、幅（長辺）が約１８００ｍｍとする場合もある。その場合、長さ（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、幅（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。

各光拡散部材１５″は、長方形の波板形状を有している。波板形状の光拡散部材１５″を使用することにより、その表面積が１．２倍程度から１．５倍程度に増えるため、特に曇りや雨の時の天空光や太陽の高度が低くなった時の太陽光を効率よく拡散させて照射出来るようになる。また、光拡散部材１５″は、安価で腰が強く、雨仕舞いに優れ、暴風雨に絶えるものでなければならない。さらに、透過率が５０％から８０％程度、拡散角度が６０度から１００度程度であるものが望ましく、これによりソーラーパネル１４″の真下の作物には東西南北から均一な拡散光を照射させることができ、その結果、高さのある作物も安定的な栽培を行うことができる。従って、光拡散部材１５″としては、屋根材として使用され実績のある材料から、加工が容易であり、波板形状を有しており、光を透過かつ拡散する素材が選ばれる。波板形状としては、山形の折板形状、丸波形状又は角波形状が一般的であり、光を透過かつ拡散する素材としては、ポリカーボネート材料が望ましいが、ＦＲＰ材料であっても良い。また、安価で雨仕舞いがよく取付けが簡単な丸波形状の市販品を使用するのが望ましい。もちろん、光拡散部材１５″の透過率、拡散角度については、設置高さ、設置間隔、作物の背丈や必要とする照度を考慮して選択される。本実施形態においては、光拡散部材１５″は、長方形の波板形状のポリカーボネートパネルで構成されており、その寸法は、単なる一例であるが、流れ方向の長さ（長辺）が約１８００ｍｍ、幅（短辺）が約６００ｍｍ、山ピッチが約６３ｍｍ、山高が約１８ｍｍとなっている。この長さ（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍ、幅（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、山ピッチは約３０ｍｍ～約２００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。具体的には、単なる一例であるが、ポリカーボネート波板パネル、ポリカーボネート中空パネル（例えば、ポリカナミ（登録商標）、ポリカツイン（登録商標）、ツインカーボ（登録商標）、ペアカーボ（登録商標））等の光拡散パネルを用いている。フロストタイプ、エンボス仕上げを用いると拡散性がより向上する。変更態様として、流れ方向の長さ（短辺）が約６００ｍｍ、幅（長辺）が約１８００ｍｍとする場合もある。その場合、長さ（短辺）は約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、幅（長辺）は約９００ｍｍ～約２０００ｍｍの範囲で適宜選択可能である。

複数のソーラーパネル１４″及び複数の光拡散部材１５″は、それらの流れ方向が南北方向となり、かつ、南方向（北半球の場合に南方向、南半球では北方向）に向けて所定の勾配で下方に傾斜するように設置されている。本実施形態では、水平に設置されたフレーム上に設けられた取付架台によって、複数のソーラーパネル１４″及び複数の光拡散部材１５″が傾斜して設置されている。この場合の所定の勾配は、本実施形態では１／１０（１０／１００）程度であるが、３／１００～３０／１００の勾配であれば良い。

取付架台は、鉄鋼材料、ステンレス鋼材料、若しくはアルミニウム材料で構成しているが、国内産の間伐材料を用いて構成することも可能である。

作物への照射照度と同様に大事なのが、作物への均一な潅水である。本実施形態においては、ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″は、流れ方向の先端辺方向に１／１０程度の水勾配をとり、全てのパネルが南方向に下方に傾斜するよう設置している。本実施形態においても、第１及び第２の実施形態の場合と同様に、各ソーラーパネル１４″の間及び各光拡散部材１５″の間に隙間１７が設けられている。さらに、本実施形態では、ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″の流れ方向の谷の底部に、雨水の落し口である貫通孔１８が流れ方向の所定間隔毎に設けられている。貫通孔１８のこの所定間隔は、ソーラーパネル１４″又は光拡散部材１５″の流れ方向の長さが１０００ｍｍを超える場合に約４００ｍｍ～約１０００ｍｍの間隔であることが望ましい。ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″が受ける雨水は、隙間１７及び貫通孔１８を介してパネル下の作物に注がれるように構成されているので、均一な潅水が可能となる。

ソーラーパネルや光拡散部材の表面が平坦であると、受けた雨水を傾斜した先端部から均一に落下させることが難しく、左右どちらかに偏って落下する。設置時に水下先端部が完全な水平状態となるように設置することは難しいため、風の影響や雨水の親水性の理由で、雨水はどちらかに偏って流れ落ちる。しかしながら、本実施形態のように、波板形状のソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″を用い、その流れ方向を傾斜方向に沿って設置することにより、これらソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″に降った雨水を山ピッチで均等に谷底に振り分けることができるので、パネルの隙間１７及び貫通孔１８から作物への潅水を有効に行うことができる。

なお、上述したソーラーパネル１４″の列数、光拡散部材１５″の列数、ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″の相互の配置は単なる一例であり、これに限定されるものではない。要は、ソーラーパネル１４″の南北方向に沿って配列された列の間に光拡散部材１４″の列が南北方向に沿って配置されていれば良い。本実施形態においては、複数のソーラーパネル１４″の占める平面の面積が６６％であるのに対し、複数の光拡散部材１５″の占める平面の面積は３３％である。光拡散部材１５″が２５％の平面面積を占めれば、光強度の強い太陽直射光を、この光拡散部材１５″により、影の出ない拡散光（散乱光、天空光)に変換し、太陽直射光が照射されないソーラーパネル１４″の真下にまで充分な拡散光を届けることができる。また、光拡散部材１５″から耕地１１の表面までの高さ（距離）を例えば３ｍと低くすれば、均一でありかつ高い照度を得ることができる。なお、耕地１１に照射される拡散光の照度分布、均一度は、光拡散部材１５″の表面面積、設置間隔及び設置高さによって設定できるため、栽培する作物１０によって適宜決定することが望ましい。

本実施形態において重要なポイントは、ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″の両方が、ソーラーシェアリングシステムの一端（北半球の場合に南方向、南半球では北方向）に向けて所定の勾配で下がるように傾斜して設置されていること、形状が波板形状でありその流れ方向が傾斜の方向に沿って設置されている点にある。これにより、後述するように、光が下方のみならず側方にも拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、ソーラーパネル１４″の下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、一端に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、流れ方向がその傾斜の方向に沿っているため、雨水がソーラーパネル下の作物に均一に注がれることとなる。

本実施形態の光拡散部材１５″の構成は第１の実施形態の光拡散部材１５と同様であるため、説明は省略する。

図１１は本実施形態におけるソーラーパネル１４″の構成を断面で表している。

図１１に示すように、本実施形態におけるソーラーパネル１４″は、スレート小波形状である鋼板パネル又はポリカーボネートパネル（幅：１８００ｍｍ、流れ方向の長さ：６００ｍｍ、山ピッチ：６３ｍｍ、山高：１８ｍｍ）である基板パネル１４ａ″上に、ペロブスカイト膜１４ｂ″を積層して形成されている。ペロブスカイト太陽電池は、高効率及び高耐久化が期待でき、また、印刷法等で成膜して製造できるため、本実施形態のソーラーパネル１４″に適用して非常に有用である。

本実施形態における光拡散部材１５″及びソーラーパネル１４″のフレームへの設置形態は、第１の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、採光部を全て光拡散部材１５″で構成したことにより、直射光は６０度から１００度に広がりソーラーパネル１４″の直下の作物にも均一な拡散光があらゆる方角から照射され、安定的な作物の収穫が期待できる。特に、光拡散部材１５″が波板形状を有することにより、光が下方のみならず側方にもより広角度で拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、ソーラーパネル１４″の下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″が一端の方向に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、波板形状の流れ方向がその傾斜の方向に沿っており、隙間１７及び貫通孔１８が設けられているため、雨水がソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″の下の作物に均一に注がれることとなる。このように、採光部をすべて波板形状の光拡散光部材１５″で構成することにより拡散光をソーラーパネル１４″の直下にも取り入れることができると共に均一な潅水が確実に行えることから、営農者の収穫が増え、発電事業者にも設置比率を増やすことができ投資効率を高めることができる。その結果、ソーラーシェアリング事業が見直され、休耕地の付加価値が高まり採用が増えることが期待できる。休耕地が蘇れば、中小河川の堰や堤防、用水路が整備されてゲリラ豪雨の災害防止を図ることができ、人が集まり過疎化問題の解決に貢献することができる。本発明は、カーボンニュートラルの実現と日本が抱えているエネルギーと食料の自給率向上とを目指している。従来の発電事業者のように売電を目指すと、その事業は地域には根付かない。農業従事者や地域の消費を目指すことによって、初めて、利益が地域に還元されることになる。家庭での使用はもちろんのこと、自治体の施設もこの電気を消費し、自動車や農機具の電動化、高騰している温室の暖房にもこの電気を使用する。そのためには大規模な蓄電池、電気ステーションなどのインフラが必要となり、地域での消費構造を構築することが課題となる。これにより、地域の耕地の価値が高まり、人が集まり新たな事業、雇用が生じる。このように、本発明が、地方創生の一つのモデルとして発信され、例えば、送電線のない地域でも、誰一人として落ちこぼれを作らない具体的な手段として活用されることが望まれる。

なお、本実施形態では、ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″が北半球では南方向に向けて下方に傾斜して設置されており、これが最も効率が良い。しかしながら、立地条件によっては、効率は低下するが、東方向又は西方向を向くように設置されることもあり、それぞれの中間方向に向けて設置されることもある。

図１２は本発明の第４の実施形態におけるソーラーシェアリングシステムの断面構成を概略的に示している。本実施形態は土耕及び水耕共に栽培できるソーラーシェアリングシアリングシステムの場合である。

同図に示すように、本実施形態のソーラーシェアリングシステムにおいては、作物（栽培物）１０が植えられた耕地１１の上方及び水耕栽培トレー１９用の架台２０の上方に、支柱１２によって支持されたフレーム１３が設置されており、このフレーム１３に複数の波板形状のソーラーパネル１４″と太陽光を透過拡散する複数の波板形状の光拡散部材１５″とが取付架台（図示無し）によって設置されている。複数の光拡散部材１５″は、複数のソーラーパネル１４″間に設けられている。このようにソーラーパネル１４″間に光拡散部材１５″を設けることにより、直射光を拡散させ、一部の作物にだけ直射光が照射されるのを防止し、ソーラーパネル１４″の真下にも均一な拡散光が届くようにすることができる。即ち、ソーラーパネル１４″の下の作物に対してあらゆる方角から均一に照射させて作物を安定的に成長させることが可能となる。光拡散部材１５″が存在しなければ直射光が一部にだけに強く照射されるが、光拡散部材１５″を設置することにより、直射光は６０度から９０度に拡散され、ソーラーパネル１４″の直下まで、隣の光拡散部材１５″からの拡散光と交差して照射される。

本実施形態（第４の実施形態）では、複数のソーラーパネル１４″が南北方向に沿って配列された１列となるように配置されており、これらソーラーパネル１４″の各列の間に、複数の光拡散部材１５″が南北方向に沿って配列された１列が配置されている。本実施形態におけるソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″のその他の構成、及び作用効果は、第３の実施形態の場合と同じであるため、説明を省略する。

本実施形態においては、水耕栽培トレー１９の下方では照度不足となることが考えられるため、水耕栽培トレー１９の下側の架台２０に単数又は複数のＬＥＤ発光部２１を設けている。これらのＬＥＤ発光部２１は、ソーラーパネル１４″で発電した電力又はその電力により蓄電したバッテリ（図示無し）からの電力によって駆動され、外部電力に頼らない補助的な照明源として用いられる。

本実施形態において重要なポイントは、ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″の両方が、ソーラーシェアリングシステムの一端（北半球の場合に南方向、南半球では北方向）に向けて所定の勾配で下がるように傾斜して設置されていること、形状が波板形状でありその流れ方向が傾斜の方向に沿って設置されている点にある。これにより、後述するように、光が下方のみならず側方にも拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、ソーラーパネル１４″の下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、一端に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、流れ方向がその傾斜の方向に沿っているため、雨水がソーラーパネル下の作物に均一に注がれることとなる。またさらに、本実施形態では、土耕及び水耕共に栽培でき、ＬＥＤ発光部２１による補助照明が設けられている。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、採光部を全て光拡散部材１５″で構成したことにより、直射光は６０度から１００度に広がりソーラーパネル１４″の直下の作物にも均一な拡散光があらゆる方角から照射され、安定的な作物の収穫が期待できる。特に、光拡散部材１５″が波板形状を有することにより、光が下方のみならず側方にもより広角度で拡散されるため、太陽光が低い入射角で入射した場合にも、光拡散性が大幅に向上する。その結果、１年の季節を通して又は１日の時間帯を通して充分に拡散されより均一な照度分布を有する光が、ソーラーパネル１４″の下の作物に、より均一な照度分布で照射されることとなる。さらに、ソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″が一端の方向に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、波板形状の流れ方向がその傾斜の方向に沿っており、隙間及び貫通孔が設けられているため、雨水がソーラーパネル１４″及び光拡散部材１５″の下の作物に均一に注がれることとなる。このように、採光部をすべて波板形状の光拡散光部材１５″で構成することにより拡散光をソーラーパネル１４″の直下にも取り入れることができると共に均一な潅水が確実に行えることから、営農者の収穫が増え、発電事業者にも設置比率を増やすことができ投資効率を高めることができる。その結果、ソーラーシェアリング事業が見直され、休耕地の付加価値が高まり採用が増えることが期待できる。休耕地が蘇れば、中小河川の堰や堤防、用水路が整備されてゲリラ豪雨の災害防止を図ることができ、人が集まり過疎化問題の解決に貢献することができる。また、土耕及び水耕共に栽培でき、ＬＥＤ発光部２１による補助照明も行うことができるように構成されている。本発明は、カーボンニュートラルの実現と日本が抱えているエネルギーと食料の自給率向上とを目指している。従来の発電事業者のように売電を目指すと、その事業は地域には根付かない。農業従事者や地域の消費を目指すことによって、初めて、利益が地域に還元されることになる。家庭での使用はもちろんのこと、自治体の施設もこの電気を消費し、自動車や農機具の電動化、高騰している温室の暖房にもこの電気を使用する。そのためには大規模な蓄電池、電気ステーションなどのインフラが必要となり、地域での消費構造を構築することが課題となる。これにより、地域の耕地の価値が高まり、人が集まり新たな事業、雇用が生じる。このように、本発明が、地方創生の一つのモデルとして発信され、例えば、送電線のない地域でも、誰一人として落ちこぼれを作らない具体的な手段として活用されることが望まれる。

本発明のごとく、波板形状の光拡散部材から光が拡散される場合について、その光拡散効果を測定した。床面から高さ１２．５ｍの位置にある天窓（１ｍ×１５ｍ）に網入型のガラス、このガラスとその上に波板形状のポリカーボネート中空パネルであるポリカツイン（登録商標）、このガラスとその上に波板形状のポリカーボネート中空パネルであるポリカナミ（登録商標）、このガラスとその上にポリカツイン（登録商標）及びポリカナミ（登録商標）を積層した波板形状のパネルをそれぞれ設置した場合の真下（０ｍ）における照度、真下から波板の流れ方向と直交する方向に１ｍ、２ｍ、３ｍ、４ｍ、５ｍ、６ｍ、７ｍ、８ｍ離れた位置における照度を測定した。照度計は、株式会社ティーアンドディー製、ＴＲ－７４Ｕｉを用いた。照度測定は、４月下旬の晴れ時々薄曇りの天候下で行われたが晴れと薄曇りとの間で変化が激しく、直下の照度がかなり変動した。なお、ガラスの透過率は９０％、ガラスとポリカツイン（登録商標）との透過率は５５．８％、ガラスとポリカナミ（登録商標）との透過率は７２％、ガラスとポリカツイン（登録商標）及びポリカナミ（登録商標）の積層パネルとの透過率は４４．６％である。各位置における照度の測定結果が表１に表されている。ポリカツイン（登録商標）及びポリカナミ（登録商標）の測定時の外部の照度は、天候変化が激しく、計測不能であった。

表１から、ポリカツイン（登録商標）とポリカツイン（登録商標）及びポリカナミ（登録商標）の積層パネルとは、ポリカナミ（登録商標）に比して透過率が低く、これに対して、ポリカナミ（登録商標）は透過率がガラスに次いで高いにもかかわらず、真下から大きく離れた位置においても高い照度分布を有しており、ポリカツイン（登録商標）に比して拡散性が非常に優れていることが分かる。従って、ポリカナミ（登録商標）による波板形状の光拡散部材は、高天井や天井付のガラスの真下の光拡散部材に用いて優れた光透過性及び光拡散を提供することが分かる。

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１０ 作物
１１ 耕地
１２、１２′ 支柱
１３、１３′ フレーム
１４、１４′、１４″ ソーラーパネル
１４ａ″ 基板パネル
１４ｂ″ ペロブスカイト膜
１５、１５′、１５″ 光拡散部材
１６、１６′ 取付架台
１７ 隙間
１８ 貫通孔
１９ 水耕栽培トレー
２０ 架台
２１ ＬＥＤ発光部

Claims (9)

1. 複数の太陽光発電パネルと、該複数の太陽光発電パネルの間に設けられ太陽光を拡散する複数の光拡散部材とを備えたソーラーシェアリングシステムであって、前記複数の光拡散部材は、当該ソーラーシェアリングシステムの一端に向けて下がるように傾斜して設置されていると共に、該傾斜の方向に流れ方向が沿った波板形状を有していることを特徴とするソーラーシェアリングシステム。
2. 前記複数の太陽光発電パネルが前記一端の方向に向けて下方に傾斜して設置されていると共に、流れ方向が傾斜方向に沿った波板形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のソーラーシェアリングシステム。
3. 前記複数の光拡散部材の各々の谷部の底部に、貫通孔が流れ方向の所定間隔毎に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のソーラーシェアリングシステム。
4. 前記複数の太陽光発電パネルの各々の谷部の底部に、貫通孔が流れ方向の所定間隔毎に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のソーラーシェアリングシステム。
5. 前記複数の太陽光発電パネル及び前記複数の光拡散部材が流れ方向に所定長さの隙間を有していることを特徴とする請求項２に記載のソーラーシェアリングシステム。
6. 前記複数の太陽光発電パネル及び前記複数の光拡散部材が３／１００～３０／１００の勾配で傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のソーラーシェアリングシステム。
7. 前記複数の太陽光発電パネル及び前記複数の光拡散部材が、北半球で南方向、南半球で北方向に向かって下方に傾斜して設置されていることを特徴とする請求項２に記載のソーラーシェアリングシステム。
8. １列の前記光拡散部材と１～３列の前記太陽光発電パネルとが交互に並んで設置されていることを特徴とする請求項２に記載のソーラーシェアリングシステム。
9. 前記複数の太陽光発電パネルが、波板形状の基板パネル上に積層形成されたペロブスカイト膜を有するペロブスカイト太陽電池であることを特徴とする請求項２に記載のソーラーシェアリングシステム。

Images