JPS637726A - 蛍光型集光板を用いた高効率グリ−ンハウス及び栽培方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、蛍光型集光板を用いた高効率グリーンハウス
及び栽培方法に関するものである。

［発明の背景］ 太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する技術として
太陽電池があり、特開昭５９−７４６８３号には、該太
陽電池から得られる電気エネルギーを植物栽培に利用す
る技術が開示されている。しかし、この発明は、単に熱
エネルギーを太陽エネルギーから得るという技術に過ぎ
ず、植物栽培に太陽光を有効利用するには不充分であっ
た。

［発明の目的］ 本発明は、太陽光を総合的に高率よく植物栽培に利用て
きるようにした蛍光型集光板を用いた高効率グリーンハ
ウス及び栽培方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 木発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を続は本発明
を完成するに到った。

本発明の蛍光型集光板を用いた高効率グリーンハウスは
、グリーンハウスの少なくとも一部が蛍光型集光板と太
陽電池との組合わせより成る覆いにて構成されているこ
とを特徴とする。

また、本発明の蛍光型集光板を用いた高効率栽培方法は
、太陽電池から得られる電気エネルギーと、蛍光型集光
板から得られる熱エネルギー及び／又は電気エネルギー
と、太陽電池及び蛍光型集光板を透過した太陽エネルギ
ーとを植物栽培に利用することを特徴とする。

［発明の作用］ 本発明は、太陽電池から得られる電気エネルギーをグリ
ーンハウス動力の電気源等に利用し。

蛍光型集光板を用いて、太陽エネルギーの一部な熱エネ
ルギー及び／又は電気エネルギーに変換して植物栽培に
用いると共に、太陽電池及び蛍光型集光板を透過した太
陽エネルギーは植物に照射利用するものである。

［発明の具体的構成］ 本発明の好ましい実施態様は、■覆いを構成する蛍光型
集光板の両端面に、該蛍光型集光板に含有された蛍光色
素か入射した太陽光を吸収して放射する蛍光を熱エネル
ギーに変換する集・放熱器及び／又は電気エネルギーに
変換する太陽電池が設けられており、かつ該蛍光型集光
板の太陽光入射面及び／又は太陽光入射面の対向面に太
陽電池か設けられていること、■前記集・放熱器及び／
又は太陽電池か蛍光色素より放射された蛍光及び反射光
を熱エネルギー及び／又は電気エネルギーに変換するも
のであること、である。

また本発明の栽培方法の好ましい実施態様は、■植物の
成長期には太陽電池を外し、蛍光型集光板から得られる
熱エネルギー及び／又は電気エネルギーと、蛍光型集光
板を透過した太陽光とを植物栽培に利用すること、■植
物の成熟期には太陽電池を設けること、■植物に有害な
いし障害であるような波長帯の太陽光を蛍光型集光板に
よって熱エネルギー及び／又は電気エネルギーに変換す
ること、である。

本発明に用いられる蛍光型集光板（Ｌｕ■１ｎｅｓｅｎ
ｔＳｏｌａｒ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ　）とは、透
明なガラス又はプラスチックシートに蛍光色素を添加し
たもので、これに太陽光を当てると１反射光の他に、あ
る波長帯の光を吸収して、異なった波長帯の光を放射す
る（吸収・放射する光の波長帯は蛍光色素により異なる
）ものである。

蛍光色素としては、例えば昼光蛍光染料の合成樹脂固溶
体、又は顔料色素がある。該蛍光染料としては、例えば
、Ｃ，１，４９００５、Ｃ，１，４６０４０、Ｃ，１，
４５１７０、Ｃ，！、４５］５０　、Ｃ−１，４５３８
０等を挙げることができ、該樹脂としては１例えば、ポ
リメタクリル酸エステル樹脂、尿素ホルマリン樹脂、メ
ラミン樹脂、塩化ビニル、塩ビー酢ビ共重合体。

アルキド樹脂およびそれらの変性樹脂が使用される。

尚、蛍光型集光板の蛍光色素バインダーとしては、これ
らの樹脂又はこれらの樹脂と相溶性のよい透光性樹脂（
アクリル系樹脂が好ましい）や、ガラス等か好ましく用
いられる。

蛍光色素としてレッド・オレンジを用いた場合を例とし
て説明すれば、第２図に示す如く、入射太陽光（白色光
）のうち黄赤部を反射し［反射成分（１）　］　、その
上、吸収した紫外〜青紫の入射エネルギーを黄赤色の発
光に変換して放射ないし反射する［蛍光成分（２）］た
め、両者が重なり合って輝くような黄赤色［（３）の成
分＝（１）　＋（２）　］に見えることとなる。

本発明の蛍光型集光板において、かかる蛍光色素から放
射ないし反射された光（反射光（１）と蛍光との合計成
分（３））は、第１図に示す如く全反射して端面に集光
される。このように特別な光学系（レンズや反射鏡）を
用いずに、成る波長の光が蛍光型集光板の端面に集光さ
れる。かかる波長選別（植物に有害ないし障害であるよ
うな波長帯域を長波長側にシフトさせる）は、栽培する
植物の種類に応じて、蛍光色素を選別することによって
決め得る。

本発明においては、蛍光型集光板の端面に太陽電池を用
いる場合、この用いられる太陽電池のバンドギャップに
応じて上記波長選別を行うこともできる。

本発明に用いられる太陽電池は、いずれのタイプのもの
であってもよいが透光性であれば最もよい、即ち、アモ
ルファス（非結晶型）、結晶型のいずれでもよいし、い
わゆる化合物半導体タイプでもよいし、その他のタイプ
でもよい。

この点について説明を加えるならば１本発明の太陽電池
は、乾式、湿式のいずれのタイプでもよく、乾式型のシ
リコン太陽電池は単結晶、多結晶（インゴットおよびリ
ボン）、アモルファスのいずれでもよく、化合物半導体
（有機および無機）太陽電池てもよい、湿式ては化合物
半導体太陽電池等が挙げられる。また、色素を励起する
ことにより働く光電池（例えば光ガルバニ電池、色素増
感電池等）の如き光の作用て働く化学電池や、有機薄膜
を素材とする太陽電池、或は金属薄膜とトンネルダイオ
ードを組合せたプラズモン太陽電池を用いてもよい。

本発明に好ましく用いられる太陽電池については１日本
化学会、昭和５９年１０月１日発行の「化学と工業」第
３７巻第１Ｏ号５７１頁〜６７８頁「太陽電池の化学的
課題」及び「光の作用で働く化学電池」の記載、並びに
特開昭５９−４１７９号、同５９−４７７７７号、同５
９−９６７２２号公報等を参照できる。

第１図は本発明のグリーンハウスの好ましい一実施例を
示しており、図中、ｌは蛍光色素２を含有する蛍光型集
光板、３は該蛍光型集光板ｌの太陽光入射面（上面）に
設けられた太陽電池、４は蛍光型集光板ｌの両端面に設
置した集熱板（例えば黒色に塗られた金属板や、選択吸
収膜付き金属板等）、５は該集熱板４と熱伝導ｖｃ続さ
れた放熱部（例えば放熱面を広くした波状金属板や、放
熱面を大小変化できるようにしたスライド式金居板や、
砂利等の蓄熱槽てあってもよい）、６は栽培床（水耕床
を含む、）、７は野菜やｌＩｊ！葉植物等の植物を示す
。

本実施例において、太陽電池３として例えば透光性アモ
ルファス太陽電池を用いである。

先ず太陽光線を１例えばアモルファス太陽電池３を当て
て発電し、これをグリーンハウス用動力に利用すると同
時に、アモルファス太陽電池３を透過した太陽光線を蛍
光型集光板１に当てて、該蛍光型集光板ｌにて植物の生
長を阻害するような波長帯の光線の波長を変換しく長波
長側にシフトさせ）、これを端面に集光して熱エンルギ
ーに変えグリーンハウスの夜間の暖房等に利用する。更
に蛍光型集光板ｌを透過した太陽光線をグリーンハウス
内の植物７に当てて、植物の生長を加速する。

上記太陽エネルギーにより得られた電力や熱エネルギー
はグリーンハウスの環境制御に用いることができる。即
ち、電力は散水器その他の機器類の電力源として用い、
熱エンルギーは直接、または蓄熱して間接的にグリーン
ハウスの暖房に用いることかできる。

本実施例の場合、蛍光型集光板１の上に、例えばアモル
ファス太陽電池３を設置して、太陽エネルギーな電力に
変換する０次にアモルファス太陽電池３を透過した太陽
光を蛍光型集光板ｌに当て、蛍光色素２に吸収・放射さ
せ、これを端面に設こした集熱板４に当てて熱エネルギ
ーに変換し、又は例えば結晶型太陽電池（図示せず）に
当て、電力に変換する。−方、蛍光型集光板ｌを透過し
た太陽エネルギーを蛍光型集光板ｌの下で栽培される植
物７に照射する。

このように３段階プロセスにて太陽エネルギーを効率よ
く植物栽培に利用するものである。

尚、本発明の蛍光型集光板ないし太陽電池に入射する太
陽光は直射日光であっても反射光であっても収束光であ
ってもよい。

又蛍光色素の耐久性（耐候性）を向上させるための技術
（例えばクリヤーオーバレイ）を適用することは好まし
いことである。

尚又、本発明に用いられる蛍光型集光板の詳細は、特開
昭５８−３２４７６号等に開示されており、該公報の記
載を参照てきる。

［発明の効果］ 本発明によれば蛍光型集光板と太陽電池の組合せによっ
て、太陽エネルギーを総合的に高率よく植物栽培に利用
できる。また植物の成長期には太陽電池を外し、成熟期
のみ太陽電池を付ける等、栽培植物の種類に応じた運用
が可能てる。尚、本発明において「植物に有害ないし障
害であるような波長帯の光」とは植物の生長を阻害する
光（波長帯）、植物の病害虫の発生に寄与し又は駆除に
有害である光、果実類の甘味に寄与せず阻害する光、果
実や野菜の色彩りに悪影響を及ぼす光等、栽培植物の種
類によって決められるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のグリーンハウスの一実施例を示す原理
説明図、第２図は蛍光色素としてレッド・オレンジを用
いたときの波長・反射率を示すグラフである。 １：蛍光型集光板 ２：蛍光色素 ３：太陽電池 ４：集熱板 ５：放熱板 ６：栽培床 ７：植物 特許出願人　　堀　　米　　　　　　孝（ほか２名） 代　理　人　　弁理士　坂　口　信　昭第　　１　　図 第２図 −→波　長（ｎｍ） 手続補正書泪発） 昭和６１年８月２２日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）グリーンハウスの少なくとも一部が蛍光型集光板
   と太陽電池との組合わせより成る覆いにて構成されてい
   ることを特徴とする蛍光型集光板を用いた高効率グリー
   ンハウス。
2. （２）覆いを構成する蛍光型集光板の両端面に、該蛍光
   型集光板に含有された蛍光色素が入射した太陽光を吸収
   して放射する蛍光を熱エネルギーに変換する集・放熱器
   及び／又は電気エネルギーに変換する太陽電池が設けら
   れており、かつ該蛍光型集光板の太陽光入射面及び／又
   は太陽光入射面の対向面に太陽電池が設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蛍光型集光
   板を用いた高効率グリーンハウス。
3. （３）前記集・放熱器及び／又は太陽電池が蛍光色素よ
   り放射された蛍光及び反射光を熱エネルギー及び／又は
   電気エネルギーに変換するものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の蛍光型集光板を
   用いた高効率グリーンハウス。
4. （４）太陽電池から得られる、電気エネルギーと、蛍光
   型集光板から得られる熱エネルギー及び／又は電気エネ
   ルギーと、太陽電池及び蛍光型集光板を透過した太陽エ
   ネルギーとを植物栽培に利用することを特徴とする栽培
   方法。
5. （５）植物の成長期には太陽電池を外し、蛍光型集光板
   から得られる熱エネルギー及び／又は電気エネルギーと
   、蛍光型集光板を透過した太陽光とを植物栽培に利用す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の栽培方
   法。
6. （６）植物の成熟期に太陽電池を設けることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の栽培方法。
7. （７）植物に有害ないし障害であるような波長帯の太陽
   光を蛍光型集光板によって熱エネルギー及び／又は電気
   エネルギーに変換することを特徴とする特許請求の範囲
   第４項、第５項又は第６項に記載の栽培方法。