JP3239889U - Land-based aquaculture facility using sustainable energy - Google Patents

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Abstract

Figure 0003239889000001

【課題】自然界の熱を利用し、養殖水の適切な温度制御ができ、養殖水に加水することなく、低コストでの安全な運用をすることができる持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備を提供する。
【解決手段】太陽熱、温泉熱、発電所における廃水熱、又は焼却場における焼却熱により加熱された温水を供給する温熱源と、地下水、地下貯蔵水、河川水、湖沼水、農業用水、又は雨水により冷却された冷水を供給する冷熱源と、低温度差発電装置、太陽光発電装置及び小型水力発電装置のうちの少なくとも1つを備えた持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備を提供する。本考案では、特に、温熱源からの温水及び/又は冷熱源からの冷水を循環させて養殖水の加熱及び/又は冷却を行うように構成されていると共に、低温度差発電装置、太陽光発電装置及び小型水力発電装置のうちの少なくとも1つから供給される電力によって温熱源からの温水及び/又は冷熱源からの冷水の補助的な加熱及び/又は冷却を行うように構成されている。
【選択図】図1

Figure 0003239889000001

Kind Code: A1 A land-based aquaculture facility that uses heat from the natural world, can appropriately control the temperature of aquaculture water, and can be safely operated at low cost without adding water to the aquaculture water. I will provide a.
[Solution] A heat source that supplies hot water heated by solar heat, hot spring heat, waste water heat in a power plant, or incineration heat in an incineration plant, groundwater, underground storage water, river water, lake water, agricultural water, or rainwater A sustainable energy land-based aquaculture facility comprising a cold source for supplying cold water cooled by a low temperature difference generator, a solar power generator and/or a small hydroelectric power generator. In particular, the present invention is configured to heat and/or cool aquaculture water by circulating hot water from a hot heat source and/or cold water from a cold heat source. Electrical power supplied from at least one of the device and the small hydroelectric device is configured to provide supplemental heating and/or cooling of hot water from the hot source and/or cold water from the cold source.
[Selection drawing] Fig. 1

Description

本考案は、持続可能なエネルギを用いて運用が可能な陸上養殖設備に係り、特に閉鎖式循環型陸上養殖システム(RAS:Recirculating Aquaculture System)に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a land-based aquaculture facility that can be operated using sustainable energy, and more particularly to a closed recirculating aquaculture system (RAS).

地球上の化石燃料と核燃料は、明確な予測では、今世紀末に枯渇すると推定されている。即ち、地球上のあらゆる種類のエネルギ資源、例えば、化石燃料(石油、石炭、天然ガス)、核燃料、及びメタンハイドレートは100年程度で枯渇すると予測されている。 Fossil and nuclear fuels on Earth are estimated to be depleted by the end of this century, according to a clear projection. That is, all kinds of energy resources on earth, such as fossil fuels (petroleum, coal, natural gas), nuclear fuels, and methane hydrate, are predicted to run out in about 100 years.

人類が現在直面しているもう一つの重要な問題は、主に化石燃料の燃焼によって引き起こされる、地球の薄い大気境界層への二酸化炭素(CO)放出による地球温暖化である。英国政府の最高科学顧問であるデイビッド・キング卿は、地球温暖化をテロよりも大きな脅威であると述べている(ジャパンタイムズ、2005年2月4日)。最近のスーパーコンピュータの予測(斎藤氏と若島氏、グリーンライフ、2006年3月)によると、大気中のCO濃度は、100~200年以内に1250ppmvに増加するとされている。 Another major problem currently facing mankind is global warming due to the release of carbon dioxide ( CO2 ) into the earth's thin atmospheric boundary layer, caused primarily by the burning of fossil fuels. The British Government's Chief Scientific Advisor, Sir David King, has said that global warming poses a greater threat than terrorism (Japan Times, February 4, 2005). Recent supercomputer predictions (Saito and Wakashima, Green Life, March 2006) indicate that atmospheric CO 2 concentration will increase to 1250 ppmv within 100-200 years.

一方、東京のようなメガシティの都市環境は、ますます悪化している。例えば、首都圏では、NOの濃度は依然として増加しており、これは規制レベルを上回っている。都市環境の悪化の原因は、主に都市部での自動車の増加に起因する可能性がある。このような深刻な環境問題は、「都市温暖化(又はヒートアイランド)」と呼ばれ、都市部でのエネルギの集中消費によって引き起こされている。 On the other hand, the urban environment of megacities like Tokyo is getting worse and worse. For example, in the metropolitan area, the concentration of NO2 is still increasing, which exceeds regulatory levels. The deterioration of the urban environment can be mainly attributed to the increase of automobiles in urban areas. Such a serious environmental problem is called "urban warming (or heat island)" and is caused by concentrated energy consumption in urban areas.

これらの二つの主要な要因により、人類はライフスタイルを変更し、化石燃料以外のエネルギである、太陽光、風力、海洋、地熱及びバイオマスなどの再生可能エネルギを使用することが強く求められている。 These two major factors force mankind to change their lifestyles and use renewable energies other than fossil fuels, such as solar, wind, ocean, geothermal and biomass. .

水産物を陸上で養殖する陸上養殖設備の分野においては、養殖水を加熱してその温度を上昇させるために、自然エネルギを使用するのではなく、送電されてきた電力によって抵抗発熱する電熱線ヒータを使用することが行われている(例えば、特許文献1)。 In the field of terrestrial aquaculture facilities for cultivating marine products on land, in order to heat and raise the temperature of aquaculture water, instead of using natural energy, electric heating wire heaters that generate resistance heat by transmitted electric power are used. It is being used (for example, Patent Document 1).

特許第6653797号公報Japanese Patent No. 6653797

このように、従来の陸上養殖の養殖水槽においては、外部電源により駆動される加温設備が用いられている。また、多くの養殖水槽では、加温設備は備えているものの、冷却設備は設けられていない。その理由は、養殖水の冷却コストが高いためであり、冷却には、遮光すること、加水すること、又はエアコンを使用することが行われていた。 As described above, the conventional aquaculture tank for land-based aquaculture uses heating equipment driven by an external power supply. In addition, although many aquaculture tanks are equipped with heating equipment, they are not equipped with cooling equipment. The reason for this is the high cost of cooling aquaculture water, which has been done by blocking light, adding water, or using an air conditioner.

しかしながら、遮光では充分な冷却効果を得ることができない可能性があり、加水では養殖水の成分変化を引き起こす可能性があった。もちろん、エアコンの使用は自然界の熱を利用するものではない。 However, shading may not provide a sufficient cooling effect, and addition of water may cause changes in the components of the culture water. Of course, the use of air conditioners does not utilize the heat of the natural world.

従って本考案の目的は、自然界の熱を利用し、養殖水について適切な温度制御ができる持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a land-based aquaculture facility that utilizes the heat of the natural world and that uses sustainable energy to appropriately control the temperature of the aquaculture water.

本考案の他の目的は、自然界の熱を利用し、養殖水に加水することなく、低コストでの安全な運用をすることができる持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a land-based aquaculture facility that utilizes heat from the natural world and can be safely operated at low cost without adding water to the aquaculture water. be.

本考案は、太陽熱、温泉熱、発電所における廃水熱、又は焼却場における焼却熱により加熱された温水を供給する温熱源と、地下水、地下貯蔵水、河川水、湖沼水、農業用水、又は雨水により冷却された冷水を供給する冷熱源と、低温度差発電装置、太陽光発電装置及び小型水力発電装置のうちの少なくとも1つを備えた持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備を提供する。特に、本考案では、温熱源からの温水及び/又は冷熱源からの冷水を循環させて養殖水の加熱及び/又は冷却を行うように構成されていると共に、低温度差発電装置、太陽光発電装置及び小型水力発電装置のうちの少なくとも1つから供給される電力によって温熱源からの温水及び/又は冷熱源からの冷水の補助的な加熱及び/又は冷却を行うように構成されている。 The present invention is a heat source that supplies hot water heated by solar heat, hot spring heat, waste water heat in power plants, or incineration heat in incineration plants, groundwater, underground storage water, river water, lake water, agricultural water, or rainwater A sustainable energy land-based aquaculture facility comprising a cold source for supplying cold water cooled by a low temperature difference generator, a solar power generator and/or a small hydroelectric power generator. In particular, the present invention is configured to heat and/or cool aquaculture water by circulating hot water from a hot heat source and/or cold water from a cold heat source. Electrical power supplied from at least one of the device and the small hydroelectric device is configured to provide supplemental heating and/or cooling of hot water from the hot source and/or cold water from the cold source.

自然界にある温熱源及び冷熱源を活用することで、環境負荷の抑制と、エネルギ消費の抑制(省エネと)の両面が成立する。特に、温熱源からの温水及び/又は冷熱源からの冷水を循環させて養殖水の加熱及び/又は冷却を行うように構成されているため、熱を熱のまま使用し、熱を利用した後は、自然界に還すか再利用できることとなり、自然界にかける負荷がほとんどない状態となる。また、低温度差発電、太陽光発電、及び/又は小水力発電により発電した電力で補助的な加熱及び/又は冷却を行うことにより、電力消費を自然エネルギで解決することができる。さらに、養殖水の適切な温度制御が可能であり、養殖水に加水することがないので安全であり、低コストの運用をすることができる。さらにまた、閉鎖式循環型設備である陸上養殖設備において、ポンプで発生させた水流を小水力発電で回収可能であるため、夜間の蓄電エネルギの節約、又は夜間における追加の蓄電が可能となる。 By utilizing hot and cold heat sources in the natural world, both reduction of environmental load and reduction of energy consumption (energy saving) are achieved. In particular, since it is configured to heat and/or cool aquaculture water by circulating hot water from a hot heat source and/or cold water from a cold heat source, the heat is used as it is and after the heat is used. can be returned to the natural world or reused, resulting in a state in which there is almost no load on the natural world. Also, power consumption can be solved with natural energy by providing auxiliary heating and/or cooling with power generated by low temperature difference power generation, solar power generation, and/or small hydro power generation. Furthermore, it is possible to appropriately control the temperature of the culture water, and since the culture water is not added with water, it is safe and can be operated at low cost. Furthermore, in the land-based aquaculture facility, which is a closed circulation type facility, the water flow generated by the pump can be recovered by small hydroelectric power generation, so that it is possible to save the stored energy at night or to store additional power at night.

水槽が、養殖水を収容する水槽本体と、水槽本体を取り囲むようにその外側に設けられた注水槽とを備えており、注水槽内に温熱源からの温水又は冷熱源からの冷水を注水及び/又は循環させるように構成されていることが好ましい。 A water tank comprises a water tank body for containing aquaculture water, and an injection tank provided outside the water tank body so as to surround the water tank body. /or preferably configured for circulation.

この場合、注水槽が、外側に設けた断熱壁と内側に設けた熱伝導壁との間に形成されていることがより好ましい。 In this case, it is more preferable that the pouring tank is formed between the heat insulating wall provided on the outside and the heat conducting wall provided on the inside.

低温度差発電装置、太陽光発電装置及び小型水力発電装置のうちの少なくとも1つから供給される電力によって、水槽と浄化槽とを連結する水路に設けられたポンプを駆動するように構成されていることも好ましい。 Electric power supplied from at least one of a low temperature difference power generation device, a solar power generation device, and a small hydro power generation device is configured to drive a pump provided in a water channel connecting the water tank and the septic tank. is also preferred.

低温度差発電装置が、温熱源からの温水及び冷熱源からの冷水の温度差を利用して温度差発電を行う発電機を備えていることも好ましい。 It is also preferable that the low temperature difference power generation device includes a generator that performs temperature difference power generation using a temperature difference between hot water from the hot heat source and cold water from the cold heat source.

太陽光発電装置が、複数のソーラーパネルと、これら複数のソーラーパネルに接続され、複数のソーラーパネルからの電力を蓄電する蓄電池とを備えていることも好ましい。 It is also preferable that the photovoltaic power generation device includes a plurality of solar panels and a storage battery connected to the plurality of solar panels and storing electric power from the plurality of solar panels.

小型水力発電装置が、水槽と浄化槽とを連結する水路に設けられた水力発電機によって発電を行うように構成されていることも好ましい。 It is also preferable that the small hydraulic power generator is configured to generate power by a hydraulic power generator provided in a water channel that connects the water tank and the septic tank.

本考案によれば、自然界にある温熱源及び冷熱源を活用することで、環境負荷の抑制と、エネルギ消費の抑制(省エネと)の両面が成立する。特に、温熱源からの温水及び/又は冷熱源からの冷水を循環させて養殖水の加熱及び/又は冷却を行うように構成されているため、熱を熱のまま使用し、熱を利用した後は、自然界に還すか再利用できることとなり、自然界にかける負荷がほとんどない状態となる。また、低温度差発電、太陽光発電、及び/又は小水力発電により発電した電力で補助的な加熱及び/又は冷却を行うことにより、電力消費を自然エネルギで解決することができる。さらに、養殖水の適切な温度制御が可能であり、養殖水に加水することがないので安全であり、低コストの運用をすることができる。さらにまた、閉鎖式循環型設備である陸上養殖設備において、ポンプで発生させた水流を小水力発電で回収可能であるため、夜間の蓄電エネルギの節約、又は夜間における追加の蓄電が可能となる。 According to the present invention, by utilizing hot and cold heat sources in the natural world, both reduction of environmental load and reduction of energy consumption (energy saving) are achieved. In particular, since it is configured to heat and/or cool aquaculture water by circulating hot water from a hot heat source and/or cold water from a cold heat source, the heat is used as it is and after the heat is used. can be returned to the natural world or reused, resulting in a state in which there is almost no load on the natural world. Also, power consumption can be solved with natural energy by providing auxiliary heating and/or cooling with power generated by low temperature difference power generation, solar power generation, and/or small hydro power generation. Furthermore, it is possible to appropriately control the temperature of the culture water, and since the culture water is not added with water, it is safe and can be operated at low cost. Furthermore, in the land-based aquaculture facility, which is a closed circulation type facility, the water flow generated by the pump can be recovered by small hydroelectric power generation, so that it is possible to save the stored energy at night or to store additional power at night.

本考案の持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備における一実施形態の全体構成を概略的に示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of one embodiment of a land-based aquaculture facility using sustainable energy of the present invention; 図1の陸上養殖設備における水槽の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of a water tank in the land-based aquaculture facility of FIG. 1; 図2の水槽の一部を拡大して示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an enlarged part of the water tank of FIG. 2; 図2のA-A断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2; 図1の陸上養殖設備における水槽及び浄化槽の構成を概略的に示すブロック図である。2 is a block diagram schematically showing the configuration of a water tank and a septic tank in the land-based aquaculture facility of FIG. 1. FIG.

図1は、本考案の持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備における一実施形態の全体構成を概略的に示している。 FIG. 1 schematically shows the overall configuration of one embodiment of a land-based aquaculture facility using sustainable energy of the present invention.

図1において、10は例えば魚やエビ等の水産物を陸上養殖するための養殖水が収容されている水槽、11はこの水槽10内の養殖水を循環するための水路、12は水路11の途中に設けられた浄化槽、13は水路11の途中に設けられたポンプ、14は水路11の途中に設けられた小型水力発電装置をそれぞれ示している。 In FIG. 1, 10 is a water tank containing aquaculture water for land-based aquaculture of aquatic products such as fish and shrimp, 11 is a water channel for circulating the aquaculture water in the water tank 10, and 12 is in the middle of the water channel 11. The provided septic tank, 13 indicates a pump provided in the middle of the water channel 11, and 14 indicates a small hydroelectric generator provided in the middle of the water channel 11, respectively.

図1において、さらに、15は複数のソーラーパネル15aとこれらソーラーパネル15aからの電力を蓄電する蓄電池15bとを備えた太陽光発電装置、16は本考案の温熱源を構成する貯水槽、17は本考案の冷熱源を構成する貯水槽をそれぞれ示している。貯水槽(温熱源)16は、太陽熱温水器18、温泉廃水熱源19、火力発電廃水熱源20、及び焼却場焼却熱源21に連結可能に構成されており、これら温水源との間で循環することによって加熱された温水を貯留するように構成されている。貯水槽(冷熱源)17は、地下水(井戸水)源(タンク)22、河川水・湖沼水源23、農業用水源24、及び雨水源25に連結可能に構成されており、これら冷水源との間で循環することによって冷却された冷水を貯留するように構成されている。 In FIG. 1, furthermore, 15 is a photovoltaic power generation device comprising a plurality of solar panels 15a and a storage battery 15b for storing electric power from the solar panels 15a, 16 is a water tank constituting the heat source of the present invention, and 17 is 4A and 4B respectively show the water tanks constituting the cold heat source of the present invention; A water tank (heat source) 16 is configured to be connectable to a solar water heater 18, a hot spring wastewater heat source 19, a thermal power generation wastewater heat source 20, and an incineration plant incineration heat source 21, and circulates between these hot water sources. It is configured to store hot water heated by. The water tank (cold heat source) 17 is configured to be connectable to a groundwater (well water) source (tank) 22, a river/lake water source 23, an agricultural water source 24, and a rainwater source 25. It is configured to store cold water cooled by circulating with.

図1において、さらにまた、26は温度差を利用して発電を行う低温度差発電装置、27は温水又は冷水を補助的に加熱又は冷却する補助加熱冷却装置、28はこの陸上養殖設備の電気的な制御を行う制御装置をそれぞれ示している。図1には示されていないが、この制御装置28は、小型水力発電装置14、太陽光発電装置15、低温度差発電装置26、ポンプ13、補助加熱冷却装置27、及びこの陸上養殖設備のその他の電力設備に電気的に接続されており、これらの動作を最適にコンピュータ制御するように構成されている。 In FIG. 1, 26 is a low temperature difference power generation device that generates power using a temperature difference, 27 is an auxiliary heating and cooling device that auxiliary heats or cools hot or cold water, and 28 is the electricity for this land-based aquaculture facility. control devices for controlling each of them. Although not shown in FIG. 1, the controller 28 controls the small hydroelectric power generator 14, the solar power generator 15, the low temperature difference power generator 26, the pump 13, the auxiliary heating/cooling device 27, and the on-land aquaculture equipment. It is electrically connected to other electrical power equipment and configured to optimally computer control their operation.

貯水槽(温熱源)16及び貯水槽(冷熱源)17は、低温度差発電装置26に連結されており、温度差のある温水及び冷水をこの低温度差発電装置26に供給するように構成されている。また、貯水槽(温熱源)16及び貯水槽(冷熱源)17は、補助加熱冷却装置27を介して水槽10の後述する注水層10bに連結されており、温水又は冷水を注水層10bに供給及び循環するように構成されている。注水層10bへの温水及び冷水の供給量(供給割合)を制御することによって水槽10内の養殖水の水温を制御することが可能である。なお、貯水槽(温熱源)16からの温水の温度が充分に高い場合は、補助加熱冷却装置27における加熱は不要となり、また、貯水槽(冷熱源)17からの冷水の温度が充分に低い場合は、補助加熱冷却装置27における冷却は不要となる。 A water tank (hot heat source) 16 and a water tank (cold heat source) 17 are connected to a low temperature difference power generation device 26, and configured to supply hot water and cold water with a temperature difference to the low temperature difference power generation device 26. It is In addition, the water tank (heat source) 16 and the water tank (cold heat source) 17 are connected to a later-described water injection layer 10b of the water tank 10 via an auxiliary heating/cooling device 27, and supply hot or cold water to the water injection layer 10b. and are configured to circulate. The water temperature of the aquaculture water in the water tank 10 can be controlled by controlling the amount (supply ratio) of hot water and cold water supplied to the water injection layer 10b. When the temperature of the hot water from the water tank (heat source) 16 is sufficiently high, the heating in the auxiliary heating/cooling device 27 is not necessary, and the temperature of the cold water from the water tank (cold heat source) 17 is sufficiently low. In this case, cooling in the auxiliary heating/cooling device 27 becomes unnecessary.

小型水力発電装置14の出力電力は太陽光発電装置15の蓄電池15bに印加されて蓄電されるように構成されており、低温度差発電装置26の出力電力も、図示されていないが、蓄電池15bに印加されて蓄電されるように構成されている。低温度差発電装置26の出力電力は、補助加熱冷却装置27に印加されて補助加熱及び補助冷却に使用されるように構成されている。蓄電池15bの出力は補助加熱冷却装置27に印加されて補助加熱及び補助冷却に使用されるように構成されている。さらに、図示されていないが、小型水力発電装置14の出力電力、蓄電池15bの出力電力及び低温度差発電装置26の出力電力は、ポンプ13の駆動及この陸上養殖設備のその他の電力設備の駆動に使用可能に構成されている。 The output power of the small hydroelectric generator 14 is applied to and stored in the storage battery 15b of the solar power generation device 15, and the output power of the low temperature difference power generation device 26 is also supplied to the storage battery 15b (not shown). is applied to and stored. The output power of the low temperature difference power generation device 26 is applied to the auxiliary heating/cooling device 27 and used for auxiliary heating and auxiliary cooling. The output of the storage battery 15b is applied to the auxiliary heating/cooling device 27 and used for auxiliary heating and auxiliary cooling. Furthermore, although not shown, the output power of the small hydroelectric generator 14, the output power of the storage battery 15b, and the output power of the low temperature difference power generation device 26 are used to drive the pump 13 and other power equipment of this land-based aquaculture facility. configured to be available for

図2は本実施形態における水槽10の構成を概略的に示しており、図3はこの水槽10の一部を拡大して示しており、図4は図2のA-A断面を示している。 FIG. 2 schematically shows the configuration of the water tank 10 in this embodiment, FIG. 3 shows a part of the water tank 10 in an enlarged manner, and FIG. 4 shows a cross section AA of FIG. .

これらの図に示すように、本実施形態における水槽10は、養殖水を収容する水槽本体10aと、その外周側及び底面側に形成された注水層10bとによる二重構造を備えている。即ち、水槽10は養殖水を収容する水槽本体10aを取り囲むようにその外周側及び底面側に設けられた注水槽10bを有する二重構造であり、最外側には熱を遮断する断熱壁10cが設けられており、その内側には熱を伝導する熱伝導壁10dが設けられている。これら断熱壁10c及び熱伝導壁10dと間に、注水槽10bが形成されている。注水層10bには、温熱源16からの温水又は冷熱源17からの冷水が注水され、循環されるように構成されている。このような二重構造の水槽10を用いることにより、飼育水の断熱及び保温効果を向上させることができる共に、温熱源16からの温水による加熱効果、並びに冷熱源17からの冷水による冷却効果を高めることができる。 As shown in these figures, the tank 10 in this embodiment has a double structure consisting of a tank main body 10a for containing aquaculture water and a water injection layer 10b formed on the outer peripheral side and the bottom side thereof. That is, the water tank 10 has a double structure having water tanks 10b provided on the outer peripheral side and the bottom side so as to surround a water tank main body 10a that stores culture water, and a heat insulating wall 10c that cuts off heat on the outermost side. A heat-conducting wall 10d for conducting heat is provided on the inner side thereof. A pouring tank 10b is formed between the heat insulating wall 10c and the heat conducting wall 10d. Hot water from the hot heat source 16 or cold water from the cold heat source 17 is poured into the water injection layer 10b and is circulated. By using such a double-structured water tank 10, it is possible to improve the heat insulation and heat retention effects of the breeding water, as well as the heating effect of hot water from the hot heat source 16 and the cooling effect of cold water from the cold heat source 17. can be enhanced.

図5は本実施形態における水槽10及び浄化槽12の構成を概略的に示している。ただし、同図においては、ポンプ13及び小型水力発電装置14は図示が省略されている。 FIG. 5 schematically shows the configuration of the water tank 10 and the septic tank 12 in this embodiment. However, in the figure, the illustration of the pump 13 and the small hydroelectric generator 14 is omitted.

図5に示すように、水槽10の水槽本体10aは水路11を介して浄化槽12に連結されており、水槽本体10a内に収容されている養殖水は浄化槽12において浄化された後、この水槽本体10aに戻される。浄化槽12には、特殊セラミックを使用し、水分子の平均粒子径を微細化することによって、養殖魚から出る糞や餌の残渣などのタンパク質を含む有機汚泥を分解し、フィルタの目詰まり無しに養殖水の水質改善を行う養殖用改水質装置12aが設けられている。 As shown in FIG. 5, a water tank main body 10a of the water tank 10 is connected to a septic tank 12 through a water channel 11, and culture water contained in the water tank main body 10a is purified in the septic tank 12 and then purified in the water tank main body 10a. 10a. The septic tank 12 uses a special ceramic to reduce the average particle size of water molecules to decompose protein-containing organic sludge such as excrement from cultured fish and food residue, without clogging the filter. An aquaculture water reformer 12a for improving the quality of aquaculture water is provided.

なお、水槽10の水槽本体10a内には、図示されていないが、静水域の水面で駆動する縦軸水平回転翼と、この水平回転翼の真下の水底に設置された散気ヘッダーパイプとが設けられており、エアーリフト用の送風機からこの散気ヘッダーパイプに空気を供給し、放出させて静水域全体に大きく対流を発生させるように構成されている。これによって、水槽本体10a内の養殖水に水流を起こし、水質保全を行っている。 In the water tank body 10a of the water tank 10, although not shown, there are vertical axis horizontal rotors driven by the water surface of the still water area and an aeration header pipe installed on the bottom of the water just below the horizontal rotors. Air is supplied from an air lift blower to this diffuser header pipe and is discharged to generate a large convection throughout the still water area. As a result, a water flow is generated in the aquaculture water in the water tank body 10a, thereby preserving the water quality.

小型水力発電装置14は、閉鎖式循環型設備において、ポンプ13を稼働させることによって水路11に与えられたエネルギを回収するものである。この小型水力発電装置14によって、ポンプ13で発生させた水流のエネルギを回収し、夜間の蓄電エネルギの節約、又は夜間における追加の蓄電が可能となる。小型水力発電装置14は、市販のマイクロ水力発電装置や、ピコ水力発電装置、その他の小型の水力発電装置を用いて実施することができる。 The small hydroelectric generator 14 recovers the energy given to the water channel 11 by operating the pump 13 in the closed circulation system. With this small hydroelectric generator 14, the energy of the water flow generated by the pump 13 can be recovered, and the stored energy can be saved at night or additional power can be stored at night. The compact hydroelectric generator 14 can be implemented using a commercially available microhydroelectric generator, a picohydroelectric generator, or other small hydroelectric generator.

太陽光発電装置15は、日中の太陽光発電と夜間のための蓄電を併用することで、バックアップ用電源及び養殖施設内の電気エネルギ提供を行うものである。この太陽光発電装置15は、一般的に用いられている市販の太陽光発電装置を用いて実施することができる。 The photovoltaic power generation device 15 uses both photovoltaic power generation during the daytime and power storage for the nighttime to provide a backup power supply and electric energy in the aquaculture facility. This photovoltaic power generation device 15 can be implemented using a commercially available photovoltaic power generation device that is generally used.

低温度差発電装置26は、温熱源16からの温水及び冷熱源17からの冷水の温度差を利用して温度差発電を行うものである。この低温度差発電装置26は、90℃という 低温度差で回転する、東北大学の斎藤武雄名誉教授が考案されたシンラタービンにより発電を行う温度差発電装置(例えば、特開2005-291112号公報に記載された温度差発電装置)を用いて実施することができる。 The low temperature difference power generation device 26 utilizes the temperature difference between hot water from the hot heat source 16 and cold water from the cold heat source 17 to perform temperature difference power generation. This low temperature difference power generation device 26 rotates with a low temperature difference of 90 ° C. A temperature difference power generation device that generates power by a Shinra turbine devised by Professor Emeritus Takeo Saito of Tohoku University (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-291112). (Temperature difference power generation device described in ) can be used.

補助加熱冷却装置27は、小型水力発電装置14、太陽光発電装置15及び/又は低温度差発電装置26によって発電された電力を用いて温熱源16からの温水の補助的加熱又は冷熱源17からの冷水の補助的冷却を行うものであり、一般的な電気冷却装置、電気加熱装置、又は熱交換装置を用いて実施することができる。 The auxiliary heating/cooling device 27 uses power generated by the small hydroelectric generator 14, the solar power generator 15, and/or the low temperature difference power generator 26 to supplement the heating of hot water from the hot heat source 16 or from the cold heat source 17. It provides supplemental cooling of the chilled water, and can be implemented using a common electrical cooling device, electrical heating device, or heat exchange device.

次に、本実施形態の陸上養殖設備の動作及び作用効果について説明する。 Next, the operation and effects of the land-based aquaculture facility of this embodiment will be described.

本実施形態では、温熱源16からの温水及び/又は冷熱源17からの冷水を水槽10の注水槽10b内に循環させて水槽本体10a内の養殖水の加熱及び/又は冷却を行っている。温熱源16からの温水及び冷熱源17からの冷水は、自然界に存在する表1に示す温水源及び冷水源から得られるものである。温水源は50~100℃の温水、冷水源は15℃前後の冷水を提供可能である。

Figure 0003239889000002
In this embodiment, hot water from the hot heat source 16 and/or cold water from the cold heat source 17 is circulated in the injection tank 10b of the water tank 10 to heat and/or cool the culture water in the water tank main body 10a. The hot water from the hot heat source 16 and the cold water from the cold heat source 17 are obtained from hot water sources and cold water sources shown in Table 1 that exist in nature. The hot water source can provide hot water of 50 to 100°C, and the cold water source can provide cold water of around 15°C.
Figure 0003239889000002

地中の温度は年間を通して15℃程度であり、地下水、川の水なども水槽の温度ほどには上昇しない。地下水(井戸水)、地下貯蔵水、河川水・湖沼水、農業用水及び雨水等の資源は自然エネルギの源として身近に存在している。一方、養殖水は、適性温度に保つ必要があるが、温度帯に幅を設けることは許容される。このため、養殖水の加熱及び冷却に自然界にある熱源を活用することで、環境負荷の抑制と、エネルギ消費の抑制(省エネ)の両面が成立する。このように、熱を熱のまま使用し、熱を利用した後は、自然界に還せば、自然界にかける負荷がほとんどないに等しい状態となる。その結果、持続可能なエネルギで陸上養殖施設を運転及び維持可能となる。 The underground temperature is about 15°C throughout the year, and groundwater and river water do not rise as much as the water tank temperature. Resources such as groundwater (well water), underground storage water, river water, lake water, agricultural water, and rainwater are all around us as sources of natural energy. On the other hand, aquaculture water must be maintained at an appropriate temperature, but it is permissible to provide a range of temperature ranges. Therefore, by utilizing heat sources in the natural world for heating and cooling aquaculture water, it is possible to both reduce environmental load and reduce energy consumption (energy saving). In this way, if the heat is used as it is, and after the heat is used, it is returned to the natural world, the load on the natural world is almost zero. As a result, land-based aquaculture facilities can be operated and maintained with sustainable energy.

温熱源16からの温水及び冷熱源17からの冷水は、必要に応じて、補助加熱冷却装置27によって、補助的加熱又は補助的冷却が行われた後、水槽10の注水槽10b内に注水及び/又は循環される。その際に、補助加熱冷却装置27の駆動は、小型水力発電装置14、太陽光発電装置15及び/又は低温度差発電装置26によって発電された電力を用いて行われる。即ち、自然エネルギで発電した電力を用いて駆動される。 The hot water from the hot heat source 16 and the cold water from the cold heat source 17 are subjected to auxiliary heating or auxiliary cooling by the auxiliary heating/cooling device 27 as necessary, and then injected into the injection tank 10b of the water tank 10. /or cycled. At that time, the auxiliary heating/cooling device 27 is driven using electric power generated by the small hydraulic power generation device 14 , the solar power generation device 15 and/or the low temperature difference power generation device 26 . That is, it is driven using electric power generated by natural energy.

低温度差発電装置26には、温熱源16からの温水及び冷熱源17からの冷水が印加され、これら温水及び冷水間の温度差で発電が行われる。即ち、自然エネルギで発電して電力を供給する。 Hot water from the hot heat source 16 and cold water from the cold heat source 17 are applied to the low temperature difference power generation device 26, and power is generated by the temperature difference between the hot water and the cold water. That is, power is generated by natural energy and supplied.

閉鎖式循環型設備において、ポンプ13で発生させた水流のエネルギを小型水力発電装置14により回収することができるため、エネルギの節約を図ることができ、また、夜間の蓄電エネルギの節約、夜間における追加の蓄電が可能となる。 In the closed circulation system, the energy of the water flow generated by the pump 13 can be recovered by the small hydroelectric generator 14, so that energy can be saved. Additional power storage is possible.

以上説明したように、本実施形態によれば、温熱源16からの温水及び/又は冷熱源17からの冷水を循環させて養殖水の加熱及び/又は冷却を行うように構成されているため、熱を熱のまま使用し、熱を利用した後は、自然界に還すか再利用できることとなり、自然界にかける負荷がほとんどない状態となる。また、温熱源16からの温水及び冷熱源17からの冷水による低温度差発電、太陽光発電、及び小水力発電により発電した電力で補助的な加熱及び/又は冷却を行うことにより、電力消費を自然エネルギで解決することができる。その結果、持続可能なエネルギのみで養殖水の適切な温度制御が可能であり、コストがかからない。さらに、養殖水に対して直接的な加熱や冷却を行わないため、生体(養殖魚や水槽内で有益な働きをするバクテリア等)に負荷がかからない。養殖水に加水や水替えすることがないので、安全な運用をすることができる。さらにまた、閉鎖式循環型設備である陸上養殖設備において、ポンプ13で発生させた水流を小水力発電装置14で回収可能であるため、夜間の蓄電エネルギの節約、又は夜間における追加の蓄電が可能となる。 As described above, according to this embodiment, hot water from the hot heat source 16 and/or cold water from the cold heat source 17 is circulated to heat and/or cool the culture water. The heat is used as it is, and after the heat is used, it can be returned to the natural world or reused, resulting in a state in which there is almost no load on the natural world. In addition, power consumption is reduced by performing auxiliary heating and/or cooling with power generated by low temperature difference power generation using hot water from the hot heat source 16 and cold water from the cold heat source 17, solar power generation, and small hydroelectric power generation. It can be solved with natural energy. As a result, it is possible to appropriately control the temperature of aquaculture water using only sustainable energy, and it does not cost much. Furthermore, since the culture water is not directly heated or cooled, there is no burden on living organisms (such as cultured fish and bacteria that work beneficially in aquariums). Since there is no need to add water or change water in the culture water, safe operation is possible. Furthermore, in the land-based aquaculture facility, which is a closed circulation type facility, the water flow generated by the pump 13 can be recovered by the small hydroelectric power generator 14, so that stored energy can be saved at night or additional power can be stored at night. becomes.

以上述べた実施形態は全て本考案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、本考案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。従って本考案の範囲は実用新案登録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。 All of the above-described embodiments are illustrative of the present invention and not restrictive, and the present invention can be implemented in various other variations and modifications. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims of the utility model registration and their equivalents.

10 水槽
10a 水槽本体
10b 注水層
10c 断熱壁
10d 熱伝導壁
11 水路
12 浄化槽
12a 養殖用改水質装置
13 ポンプ
14 小型水力発電装置
15 太陽光発電装置
15a 複数のソーラーパネル
15b 蓄電池
16 貯水槽(温熱源)
17 貯水槽(冷熱源)
18 太陽熱温水器
19 温泉廃水熱源
20 火力発電廃水熱源
21 焼却場焼却熱源
22 地下水(井戸水)源(タンク)
23 河川水・湖沼水源
24 農業用水源
25 雨水源
26 低温度差発電装置
27 補助加熱冷却装置
28 制御装置
10 water tank 10a water tank main body 10b water injection layer 10c heat insulation wall 10d heat conduction wall 11 water channel 12 septic tank 12a water reformer for aquaculture 13 pump 14 small hydroelectric generator 15 solar power generator 15a a plurality of solar panels 15b storage battery 16 water tank (heat source )
17 Water tank (cold heat source)
18 Solar water heater 19 Hot spring wastewater heat source 20 Thermal power generation wastewater heat source 21 Incineration plant incineration heat source 22 Groundwater (well water) source (tank)
23 River water/lake water source 24 Agricultural water source 25 Rain water source 26 Low temperature difference power generation device 27 Auxiliary heating and cooling device 28 Control device

Claims (7)

太陽熱、温泉熱、発電所における廃水熱、又は焼却場における焼却熱により加熱された温水を供給する温熱源と、地下水、地下貯蔵水、河川水、湖沼水、農業用水、又は雨水により冷却された冷水を供給する冷熱源と、低温度差発電装置、太陽光発電装置及び小型水力発電装置のうちの少なくとも1つを備え、
前記温熱源からの温水及び/又は前記冷熱源からの冷水を循環させて養殖水の加熱及び/又は冷却を行うように構成されていると共に、前記低温度差発電装置、前記太陽光発電装置及び前記小型水力発電装置のうちの少なくとも1つから供給される電力によって前記温熱源からの温水及び/又は前記冷熱源からの冷水の補助的な加熱及び/又は冷却を行うように構成されていることを特徴とする持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備。
Hot water source that supplies hot water heated by solar heat, hot spring heat, waste water heat in power plants, or incineration heat in incineration plants, and cooled by groundwater, underground storage water, river water, lake water, agricultural water, or rainwater A cold heat source that supplies cold water and at least one of a low temperature difference power generation device, a solar power generation device and a small hydro power generation device,
It is configured to heat and/or cool aquaculture water by circulating hot water from the hot heat source and/or cold water from the cold heat source, and the low temperature difference power generation device, the solar power generation device, and configured to provide auxiliary heating and/or cooling of hot water from the hot heat source and/or cold water from the cold heat source by electrical power supplied from at least one of the small hydroelectric generators; A land-based aquaculture facility using sustainable energy, characterized by:
水槽が、養殖水を収容する水槽本体と、該水槽本体を取り囲むようにその外側に設けられた注水槽とを備えており、該注水槽内に前記温熱源からの温水又は前記冷熱源からの冷水を注水及び/又は循環させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備。 A water tank comprises a water tank body for containing aquaculture water, and an injection tank provided outside the water tank body so as to surround the water tank body. 2. The sustainable energy land-based aquaculture facility of claim 1, configured to inject and/or circulate cold water. 前記注水槽が、外側に設けた断熱壁と内側に設けた熱伝導壁との間に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備。 3. The land-based aquaculture facility using sustainable energy according to claim 2, wherein the water injection tank is formed between a heat-insulating wall provided outside and a heat-conducting wall provided inside. 前記低温度差発電装置、前記太陽光発電装置及び前記小型水力発電装置のうちの少なくとも1つから供給される電力によって、水槽と浄化槽とを連結する水路に設けられたポンプを駆動するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備。 Electric power supplied from at least one of the low temperature difference power generation device, the solar power generation device, and the small hydroelectric power generation device is configured to drive a pump provided in a water channel connecting a water tank and a septic tank. The land-based aquaculture facility using sustainable energy according to claim 1, characterized in that: 前記低温度差発電装置が、前記温熱源からの温水及び前記冷熱源からの冷水の温度差を利用して温度差発電を行う発電機を備えていることを特徴とする請求項1に記載の持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備。 2. The low temperature difference power generation device according to claim 1, comprising a generator that performs temperature difference power generation using a temperature difference between hot water from the hot heat source and cold water from the cold heat source. Land-based aquaculture facility using sustainable energy. 前記太陽光発電装置が、複数のソーラーパネルと、該複数のソーラーパネルに接続され、該複数のソーラーパネルからの電力を蓄電する蓄電池とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備。 2. The solar power generation device according to claim 1, wherein the solar power generation device comprises a plurality of solar panels, and a storage battery connected to the plurality of solar panels and storing electric power from the plurality of solar panels. Land-based aquaculture facility using sustainable energy. 前記小型水力発電装置が、水槽と浄化槽とを連結する水路に設けられた水力発電機によって発電を行うように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の持続可能なエネルギを用いた陸上養殖設備。 2. The sustainable energy-using according to claim 1, wherein the small hydroelectric generator is configured to generate power by a hydroelectric generator installed in a water channel connecting a water tank and a septic tank. Land-based aquaculture equipment.
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