JP3227524B2 - 植物栽培及び太陽光発電システム - Google Patents
植物栽培及び太陽光発電システムInfo
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Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Greenhouses (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を効率よく利用
して植物栽培と太陽光発電を行なうシステムに関し、特
に砂漠における過剰な太陽光を植物栽培（緑化）に適し
た光量に制御すると共に、余剰の太陽光を電気エネルギ
ーに変換する植物栽培及び太陽光発電システムに関す
る。
して植物栽培と太陽光発電を行なうシステムに関し、特
に砂漠における過剰な太陽光を植物栽培（緑化）に適し
た光量に制御すると共に、余剰の太陽光を電気エネルギ
ーに変換する植物栽培及び太陽光発電システムに関す
る。
【０００２】
【従来技術】地球陸地面積の３５％に及ぶ約４５億ｈａ
は砂漠であり、この砂漠のうち、８０％を示す約３５億
ｈａは高温・乾燥に起因する不毛砂漠と云われている。
従来この高温・乾燥に起因する不毛砂漠の緑化が計画さ
れ一部では実施されている。その中に太陽電池を用いて
この地域の強い太陽光を電気に変換し、この電力を利用
して潅漑施設等の植物栽培に必要な各種設備を稼動し、
各種植物を育てる砂漠緑化システムが計画実施されてい
る。
は砂漠であり、この砂漠のうち、８０％を示す約３５億
ｈａは高温・乾燥に起因する不毛砂漠と云われている。
従来この高温・乾燥に起因する不毛砂漠の緑化が計画さ
れ一部では実施されている。その中に太陽電池を用いて
この地域の強い太陽光を電気に変換し、この電力を利用
して潅漑施設等の植物栽培に必要な各種設備を稼動し、
各種植物を育てる砂漠緑化システムが計画実施されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高温・乾燥に起因する
不毛砂漠における日中の強い太陽光と高温は光合成を営
む植物にとっては好ましいものではない。即ち、光合成
が効率良く行なわれるには適当な照度と温度が必要で、
例えばサラダナでは図４に示すように照度２０ｋｌｘ
（キロルックス）前後、気温２０℃前後が好適である。
ところが熱帯や亜熱帯の乾燥地帯における晴天時の直射
日光照度（法線照度）は約１００ｋｌｘ程度であるか
ら、サラダナの育成に必要な光量はこの直射日光照度の
１／５で足りることになる。
不毛砂漠における日中の強い太陽光と高温は光合成を営
む植物にとっては好ましいものではない。即ち、光合成
が効率良く行なわれるには適当な照度と温度が必要で、
例えばサラダナでは図４に示すように照度２０ｋｌｘ
（キロルックス）前後、気温２０℃前後が好適である。
ところが熱帯や亜熱帯の乾燥地帯における晴天時の直射
日光照度（法線照度）は約１００ｋｌｘ程度であるか
ら、サラダナの育成に必要な光量はこの直射日光照度の
１／５で足りることになる。
【０００４】従来の砂漠緑化システムは太陽光発電シス
テムと植物栽培設備とは別の技術として開発される。そ
のため、植物栽培に害になる強い太陽光を避け植物の栽
培に適した環境を作る植物栽培設備と太陽光発電設備と
は別な場所に設置するから、設備を有効且つ機能的に利
用することができないという問題があった。
テムと植物栽培設備とは別の技術として開発される。そ
のため、植物栽培に害になる強い太陽光を避け植物の栽
培に適した環境を作る植物栽培設備と太陽光発電設備と
は別な場所に設置するから、設備を有効且つ機能的に利
用することができないという問題があった。
【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、植物栽培システムと太陽光発電システムとを組み合
わせ互いに補完できる植物栽培及び太陽光発電システム
を提供することを目的とする。
で、植物栽培システムと太陽光発電システムとを組み合
わせ互いに補完できる植物栽培及び太陽光発電システム
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は植物栽培及び太陽光発電システムを、所定の地
上面積を太陽に面した太陽電池と太陽光を拡散させるフ
レンネルレンズ等の拡散レンズを所定の面積比で配列し
たパネルで覆い、該パネルの太陽電池と拡散レンズの面
積比を、該拡散レンズを通して拡散し地上に達する太陽
光の光量が植物の光合成に適した量になるように拡散レ
ンズの配列面積を決定し、残りの面積に太陽電池を配列
して構成した。
本発明は植物栽培及び太陽光発電システムを、所定の地
上面積を太陽に面した太陽電池と太陽光を拡散させるフ
レンネルレンズ等の拡散レンズを所定の面積比で配列し
たパネルで覆い、該パネルの太陽電池と拡散レンズの面
積比を、該拡散レンズを通して拡散し地上に達する太陽
光の光量が植物の光合成に適した量になるように拡散レ
ンズの配列面積を決定し、残りの面積に太陽電池を配列
して構成した。
【０００７】また、パネル外周と地上の間に囲いを設
け、地上面にパネルと囲いで囲まれた室を形成すると共
に、植物栽培に必要な灌漑設備、室内の温度や湿度を調
節する空調設備を設け、該設備の駆動エネルギーに太陽
電池で発電した電気エネルギーを利用することを特徴と
する。
け、地上面にパネルと囲いで囲まれた室を形成すると共
に、植物栽培に必要な灌漑設備、室内の温度や湿度を調
節する空調設備を設け、該設備の駆動エネルギーに太陽
電池で発電した電気エネルギーを利用することを特徴と
する。
【０００８】
【作用】本発明は上記のように地上を覆うパネルの拡散
レンズの面積を該拡散レンズを通して拡散し地上に達す
る太陽光の光量が植物の光合成に適した量にし、残りに
太陽電池を配列するので、パネル設備を植物栽培に適し
た環境を作るためと太陽光発電とに有効に利用できる。
レンズの面積を該拡散レンズを通して拡散し地上に達す
る太陽光の光量が植物の光合成に適した量にし、残りに
太陽電池を配列するので、パネル設備を植物栽培に適し
た環境を作るためと太陽光発電とに有効に利用できる。
【０００９】また、植物栽培に必要とされる照度以上の
太陽光は太陽電池で電気エネルギーに変換し、該電気エ
ネルギーを植物栽培に必要な灌漑設備、室内の温度を調
節する空調設備を稼動するから、所定の面積に照射され
る太陽光を有効に利用できると共に、送電等の各種の設
備費を少なくできる。
太陽光は太陽電池で電気エネルギーに変換し、該電気エ
ネルギーを植物栽培に必要な灌漑設備、室内の温度を調
節する空調設備を稼動するから、所定の面積に照射され
る太陽光を有効に利用できると共に、送電等の各種の設
備費を少なくできる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図２は植物栽培及び太陽光発電システム１
の構成を示す外観図である。図示するように、本植物栽
培及び太陽光発電システムは、複数のパネル２が地表面
から所定の高さの位置に支柱５に支持されて、且つ太陽
に面して所定の角度傾斜して配置されている。各パネル
２は図３に示すようにパネル骨組２ａにフレンネルレン
ズ３と太陽電池４が後述する所定の面積比で縞状に配列
されている。また、複数パネル２の外側と地上との間は
囲い材９で囲われている。また、支柱５は適当な土台１
１に固定されている。
に説明する。図２は植物栽培及び太陽光発電システム１
の構成を示す外観図である。図示するように、本植物栽
培及び太陽光発電システムは、複数のパネル２が地表面
から所定の高さの位置に支柱５に支持されて、且つ太陽
に面して所定の角度傾斜して配置されている。各パネル
２は図３に示すようにパネル骨組２ａにフレンネルレン
ズ３と太陽電池４が後述する所定の面積比で縞状に配列
されている。また、複数パネル２の外側と地上との間は
囲い材９で囲われている。また、支柱５は適当な土台１
１に固定されている。
【００１１】図１は本発明の植物栽培及び太陽光発電シ
ステムの原理を説明するための図である。図示するよう
にフレンネルレンズ３に照射された太陽光Ｌは、該フレ
ンネルレンズ３により拡散され地表面６に日陰部が出来
ないように平均化されて到達する。太陽電池４に照射し
た太陽光Ｌはその、該太陽電池４により電気に変換され
る。フレンネルレンズ３を通して地表面６に達する太陽
光の光量は地表面６で栽培される植物の光合成に必要な
量であればよく、これはフレンネルレンズ３の面積によ
って決定される。
ステムの原理を説明するための図である。図示するよう
にフレンネルレンズ３に照射された太陽光Ｌは、該フレ
ンネルレンズ３により拡散され地表面６に日陰部が出来
ないように平均化されて到達する。太陽電池４に照射し
た太陽光Ｌはその、該太陽電池４により電気に変換され
る。フレンネルレンズ３を通して地表面６に達する太陽
光の光量は地表面６で栽培される植物の光合成に必要な
量であればよく、これはフレンネルレンズ３の面積によ
って決定される。
【００１２】上述のように熱帯や亜熱帯の乾燥地帯にお
ける晴天時の直射日光照度（法線照度）は約１００ｋｌ
ｘ程度であり、これらの地域では晴天の確率が高いか
ら、略毎日１００ｋｌｘ程度の太陽光がパネル２に照射
されることになる。ところで植物の光合成に必要な光量
は、図４に示すようにサラダナの場合は２０ｋｌｘ（キ
ロルックス）程度で足りるから、植物の光合成に必要な
光量はこの地域の晴天時の直射日光照度の略１／５程度
でよいことになる。従って、パネル２の面積の１／５に
フレンネルレンズ３を配置し、残り４／５の面積に太陽
電池４を配置すればよい。
ける晴天時の直射日光照度（法線照度）は約１００ｋｌ
ｘ程度であり、これらの地域では晴天の確率が高いか
ら、略毎日１００ｋｌｘ程度の太陽光がパネル２に照射
されることになる。ところで植物の光合成に必要な光量
は、図４に示すようにサラダナの場合は２０ｋｌｘ（キ
ロルックス）程度で足りるから、植物の光合成に必要な
光量はこの地域の晴天時の直射日光照度の略１／５程度
でよいことになる。従って、パネル２の面積の１／５に
フレンネルレンズ３を配置し、残り４／５の面積に太陽
電池４を配置すればよい。
【００１３】なお、図４はサラダナの光合成速度と気温
の関係を示す図である。同図の曲線ａは照度が２５ｋｌ
ｘ（キロルックス）の場合のサラダナの光合成速度と気
温との関係を示した曲線である。曲線ｂ、ｃはそれぞれ
照度が２０ｋｌｘ、１０ｋｌｘに対するサラダナの光合
成速度と気温の関係を示す。図から明らかなように植物
成育（光合成速度）に及ぼす気温の影響は甚大で、特に
高温域（本例では３０℃程度）では照度に関係なく光合
成速度が低下する。従って気温を適温（２０℃）に維持
することが必要であることが分かる。
の関係を示す図である。同図の曲線ａは照度が２５ｋｌ
ｘ（キロルックス）の場合のサラダナの光合成速度と気
温との関係を示した曲線である。曲線ｂ、ｃはそれぞれ
照度が２０ｋｌｘ、１０ｋｌｘに対するサラダナの光合
成速度と気温の関係を示す。図から明らかなように植物
成育（光合成速度）に及ぼす気温の影響は甚大で、特に
高温域（本例では３０℃程度）では照度に関係なく光合
成速度が低下する。従って気温を適温（２０℃）に維持
することが必要であることが分かる。
【００１４】上記のように本植物栽培及び太陽光発電シ
ステム１においては、フレンネルレンズ３の面積を１／
５とするから、地表面６に達する光量も略１／５とな
り、室内の高温を大幅に低くすることができる。特に、
図４に示すように高温域では照度の影響よりも気温の影
響が甚大であるから、上記のように地表面６に到達する
太陽光量を大幅に制限することにより、室１０の室温を
植物の成育に適した温度に制御することが容易になる。
ステム１においては、フレンネルレンズ３の面積を１／
５とするから、地表面６に達する光量も略１／５とな
り、室内の高温を大幅に低くすることができる。特に、
図４に示すように高温域では照度の影響よりも気温の影
響が甚大であるから、上記のように地表面６に到達する
太陽光量を大幅に制限することにより、室１０の室温を
植物の成育に適した温度に制御することが容易になる。
【００１５】また、本植物栽培及び太陽光発電システム
１には、図６に示すような公知の冷房装置を設ける。こ
の冷房装置は、図示するように室１０の囲い材９の外側
に噴霧室２２を設け、該噴霧室２２内にノズル２１を具
備する配管２３を配置し、ポンプ２４で該配管２３に水
を送り、噴霧室２２内に噴霧するようになっている。こ
の噴霧室２２に外気を導き、噴霧水の気化によりこの空
気の温度を下げ、この空気を水滴除去板２５を通して室
１０内に換気と同時に導くことにより、室１０内の温度
を下げる。このポンプ２４の駆動電力として太陽電池４
で発電した電力を用いる。
１には、図６に示すような公知の冷房装置を設ける。こ
の冷房装置は、図示するように室１０の囲い材９の外側
に噴霧室２２を設け、該噴霧室２２内にノズル２１を具
備する配管２３を配置し、ポンプ２４で該配管２３に水
を送り、噴霧室２２内に噴霧するようになっている。こ
の噴霧室２２に外気を導き、噴霧水の気化によりこの空
気の温度を下げ、この空気を水滴除去板２５を通して室
１０内に換気と同時に導くことにより、室１０内の温度
を下げる。このポンプ２４の駆動電力として太陽電池４
で発電した電力を用いる。
【００１６】図５はフレンネルレンズの構造を説明する
ための図である。フレンネルレンズは、断面が図５
（ａ）に示すような所定曲率で凹状円弧を有する長尺の
凹面レンズの斜線部分７−１を取り除きレンズ部７−２
を図５（ｂ）に示すようにガラス等の透明板８に並べか
えて拡散作用を変えずに薄くしたレンズである。これに
よりレンズを薄く軽くすることで、レンズによる光の吸
収を少なくすると共に、パネル２の骨格２ａ及び支柱５
等の構造物を簡単に廉価にすることができる。
ための図である。フレンネルレンズは、断面が図５
（ａ）に示すような所定曲率で凹状円弧を有する長尺の
凹面レンズの斜線部分７−１を取り除きレンズ部７−２
を図５（ｂ）に示すようにガラス等の透明板８に並べか
えて拡散作用を変えずに薄くしたレンズである。これに
よりレンズを薄く軽くすることで、レンズによる光の吸
収を少なくすると共に、パネル２の骨格２ａ及び支柱５
等の構造物を簡単に廉価にすることができる。
【００１７】尚、上記実施例では太陽光を拡散させる拡
散レンズとしてフレンネルレンズ３を用いたが、太陽光
を拡散し地表面６を平均に照射できるレンズであればど
のような拡散レンズであってもよい。
散レンズとしてフレンネルレンズ３を用いたが、太陽光
を拡散し地表面６を平均に照射できるレンズであればど
のような拡散レンズであってもよい。
【００１８】また、図示は省略するが、蓄電池設備を設
け、太陽電池で発電した余剰電力を該蓄電池設備に蓄
え、灌漑設備や夜間に温度の低下を防ぐための暖房設備
等を該蓄電池設備からの電力により稼働させるようにす
る。
け、太陽電池で発電した余剰電力を該蓄電池設備に蓄
え、灌漑設備や夜間に温度の低下を防ぐための暖房設備
等を該蓄電池設備からの電力により稼働させるようにす
る。
【００１９】また、上記実施例では、複数パネル２の外
側と地上との間は囲い材９で囲い地表面６の上に室１０
を形成する例を示したが、場合によっては囲い材９を設
けることなく、パネル２のみで地表面６を覆ってもよ
い。
側と地上との間は囲い材９で囲い地表面６の上に室１０
を形成する例を示したが、場合によっては囲い材９を設
けることなく、パネル２のみで地表面６を覆ってもよ
い。
【００２０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、下記のような優れた効果が期待される。 （１）地上を覆うパネルの拡散レンズの面積を該拡散レ
ンズを通して拡散し地上に達する太陽光の光量が植物の
光合成に適した量にし、残りに太陽電池を配列するの
で、パネル設備を植物栽培に適した環境を作るためと太
陽光発電とに有効に利用できる。
れば、下記のような優れた効果が期待される。 （１）地上を覆うパネルの拡散レンズの面積を該拡散レ
ンズを通して拡散し地上に達する太陽光の光量が植物の
光合成に適した量にし、残りに太陽電池を配列するの
で、パネル設備を植物栽培に適した環境を作るためと太
陽光発電とに有効に利用できる。
【００２１】（２）また、植物栽培に必要とされる照度
以上の太陽光は太陽電池で電気エネルギーに変換し、該
電気エネルギーで植物栽培に必要な設備を稼働するか
ら、所定の面積に照射される太陽光を有効に利用できる
と共に、送電等の各種の設備費を少なくできる。
以上の太陽光は太陽電池で電気エネルギーに変換し、該
電気エネルギーで植物栽培に必要な設備を稼働するか
ら、所定の面積に照射される太陽光を有効に利用できる
と共に、送電等の各種の設備費を少なくできる。
【図１】本発明の植物栽培及び太陽光発電システムの原
理を説明するための図である。
理を説明するための図である。
【図２】本発明の植物栽培及び太陽光発電システムの外
観を示す斜視図である。
観を示す斜視図である。
【図３】図２の要部断面図である。
【図４】サラダナの光合成速度と気温の関係を示す図で
ある。
ある。
【図５】フレンネルレンズの構造を説明するための図で
ある。
ある。
【図６】冷房装置の構成を示す図である。
１ 植物栽培及び太陽光発電システム ２ パネル ３ フレンネルレンズ ４ 太陽電池 ５ 支柱 ６ 地表面 ８ 透明板 ９ 囲い材 １０ 室 １１ 土台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A01G 9/20 A01G 7/00 601 A01G 9/24 F03G 6/00 511 G02B 3/08
Claims (4)
- 【請求項１】 所定の地上面積を太陽に面した太陽電池
と該太陽光を拡散させる拡散レンズを所定の面積比で配
列したパネルで覆い、 該パネルの太陽電池と拡散レンズの面積比を、該拡散レ
ンズを通して拡散し地上に達する太陽光の光量が植物の
光合成に適した量になるように拡散レンズの配列面積を
決定し、残りの面積に太陽電池を配列した構成としたこ
とを特徴とする植物栽培及び太陽光発電システム。 - 【請求項２】前記拡散レンズがフレンネルレンズである
ことを特徴とする請求項１記載の植物栽培及び太陽光発
電システム。 - 【請求項３】前記パネル外周と前記地上の間に囲いを設
け、前記地上面に前記パネルと囲いで囲まれた室を形成
すると共に、植物栽培に必要な設備を設け、該設備の駆
動エネルギーに前記太陽電池で発電した電気エネルギー
を利用することを特徴とする請求項１又は２記載の植物
栽培及び太陽光発電システム。 - 【請求項４】前記設備の一つが前記室内の温度及び／又
は湿度を調整する設備であることを特徴とする請求項３
記載の植物栽培及び太陽光発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04188593A JP3227524B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 植物栽培及び太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04188593A JP3227524B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 植物栽培及び太陽光発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06225647A JPH06225647A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3227524B2 true JP3227524B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=12620738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04188593A Expired - Fee Related JP3227524B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 植物栽培及び太陽光発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227524B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2010193837A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Shimane Prefecture | 複数の太陽電池モジュールを配設した温室及び太陽電池モジュールの配設方法 |
| TW201034562A (en) * | 2009-03-18 | 2010-10-01 | Lite On Technology Corp | Photovoltaic greenhouse structure |
| JP5360558B2 (ja) * | 2009-04-24 | 2013-12-04 | 株式会社 林物産発明研究所 | 太陽電池パネルの裏側緑化 |
| TWI365711B (en) * | 2009-07-10 | 2012-06-11 | Lite On Green Technologies Inc | Solar energy greenhouse |
| JP2012238766A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Eco holdings co ltd | 円筒型太陽電池の設置方法 |
| JP5111677B1 (ja) * | 2011-07-28 | 2013-01-09 | 鉄哉 中村 | 建造物 |
| JP2013234462A (ja) * | 2012-05-08 | 2013-11-21 | Misawa Homes Co Ltd | 土地の利用方法及び建物ユニット |
| JP5898563B2 (ja) * | 2012-05-12 | 2016-04-06 | 由行 岡木 | ぶどうの短梢栽培用施設を兼ねる太陽光発電施設 |
| JP2014018082A (ja) * | 2012-07-12 | 2014-02-03 | Dr Nakamats Com | ソーラー農業 |
| JP6302218B2 (ja) * | 2013-11-12 | 2018-03-28 | 由行 岡木 | 植物栽培用施設を兼ねる太陽光発電施設及びその使用方法 |
| US10130047B2 (en) * | 2014-09-11 | 2018-11-20 | Surany Research and Development LLC | Reconfigurable solar array and method of managing crop yield using the same |
| CN105532313B (zh) * | 2016-01-29 | 2018-07-27 | 福建农林大学 | 一种聚光型菲涅尔透镜植物培养箱及其使用方法 |
| CN108024509A (zh) * | 2016-07-15 | 2018-05-11 | 农场株式会社 | 附太阳光伏板土耕栽培系统 |
| JP7239967B2 (ja) * | 2018-07-17 | 2023-03-15 | ネクストイノベーション株式会社 | ソーラーシェアリングにおける作物栽培方法 |
| JP2020184898A (ja) * | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 株式会社Ｎｅｒｃ | コンテナ利用の農業ハウス |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP04188593A patent/JP3227524B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06225647A (ja) | 1994-08-16 |
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