WO2016002250A1 - 太陽光パネル付高設棚養液栽培システム - Google Patents

太陽光パネル付高設棚養液栽培システム Download PDF

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    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Definitions

  • the present invention relates to an elevated shelf hydroponic cultivation system with solar light panels for hydroponic cultivation of crops under the solar light panels.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and effectively utilizes the area under the solar panel, and also allows the crop to be stably grown under the solar panel.
  • the purpose is to provide a hydroponic culture system.
  • the present invention (1) A solar panel 10 generating electric power when light is received, a frame portion supporting the solar panel 10 at a predetermined angle, and a predetermined height below the solar panel 10 from the ground surface
  • the above problem is solved by providing an elevated shelf hydroponic cultivation system 80 with a solar panel characterized by comprising: a cultivation tank 30 for hydroponic cultivation of a predetermined crop.
  • the frame portion has a horizontal frame 20a for holding the solar panel at a predetermined angle, and a vertical frame 20b for supporting the horizontal frame 20a,
  • the above-mentioned horizontal frame 20a is provided with the mist apparatus 26 which sprays water with respect to a crop,
  • the high shelf solution cultivation system 80 with a solar panel characterized by said (1) description characterized by the above-mentioned.
  • the cultivation tank 30 is divided into a plurality, and the crop to be cultivated is changed according to the light reception amount of each cultivation tank 30.
  • the height with the solar panel according to the above (1) or (2) The above problem is solved by providing a shelf water culture system 80.
  • the above problem is solved by providing 80.
  • the auxiliary shelf 22 is provided with the solar panel according to any one of the above (1) to (4), characterized in that the auxiliary light 22 is provided on the cultivation tank 30 with a small amount of received light.
  • the above problem is solved by providing the system 80.
  • the elevated shelf hydroponic cultivation system with a solar panel performs hydroponic cultivation of a crop under the solar panel. Thereby, the area under a solar panel can be used effectively.
  • the high shelf water solution cultivation system with a solar panel concerning this invention can manage the cultivation environment of a crop by opening and closing a side suitably. Thereby, high quality crops can be cultivated efficiently and stably. farmers can also earn crop sales and sales income.
  • the worker's burden can be reduced by setting the cultivation tank at a predetermined height from the ground surface.
  • a worker's comfortable working environment can be formed by the solar panel on the upper surface and the cover part that closes the side surface appropriately. This can improve crop productivity.
  • the solar cell panel-equipped high shelf solution hydraulic culture system 80 includes a known solar panel 10 that generates electric power when light is received, and a horizontal frame 20 a that holds the solar panel 10 at a predetermined angle; A vertical frame 20b for supporting the horizontal frame 20a, and a cultivation tank 30 installed below the solar light panel 10, that is, in a frame portion constituted by the horizontal frame 20a and the vertical frame 20b.
  • the horizontal frame 20a holding the solar panel 10 is generally directed to the south and fixed at an angle at which the solar panel 10 is most efficiently irradiated with sunlight.
  • a roof etc. is provided in the horizontal frame 20a, and it prevents that rain water etc. infiltrate into a flame
  • FIG. it is preferable to install a rain gutter 11 in the horizontal frame 20a, and to direct rainwater flowing through the solar panel 10 (and the roof) to a predetermined drainage groove or the like. According to this configuration, the rainwater flowing through the solar panel 10 does not drip on the ground, and it is possible to prevent mud splash or the like due to the dripping.
  • a nutrient solution suitable for cultivating a crop is supplied to the cultivation tank 30, and the nutrient solution cultivation of the crops P1 and P2 is performed in the cultivation tank 30.
  • the leg part 32 is provided in the cultivation tank 30, and the cultivation tank 30 is installed in predetermined
  • the height of the cultivation tank 30 is preferably such that the level of the nutrient solution is approximately 70 cm to 85 cm from the ground surface.
  • the circulation type nutrient solution supply apparatus 8 stores the nutrient solution tank 14 for storing nutrient solution, the nutrient solution supply pipe 12a for supplying the nutrient solution in the nutrient solution tank 14 to the cultivation tank 30, and the nutrient solution tank 14
  • a liquid feed pump 16 for feeding the nutrient solution to the cultivation tank 30 through the nutrient solution supply pipe 12a, a drainage pipe 12b for feeding back the nutrient solution supplied to the cultivation tank 30 to the nutrient solution tank 14, and a reflux for the nutrient solution tank 14
  • a filter 15 for filtering the nutrient solution.
  • a nutrient solution containing a predetermined fertilizer component at a predetermined concentration is stored in the nutrient solution tank 14 and supplied to the cultivation tank 30 by the operation of the liquid feed pump 16, and is fed to the nutrient solution tank 14 through the drainage pipe 12b. Reflux.
  • the well-known method currently conventionally performed can be used for the holding
  • a lid provided with a cultivation hole for holding a crop or a floating bench 34 made of polystyrene foam may be installed in the cultivation tank 30, and the crops P1 and P2 may be held, or a culture medium such as rock wool, coconut shell, urethane, etc. May be used to hold the crops P1 and P2.
  • a culture medium such as rock wool, coconut shell, urethane, etc. May be used to hold the crops P1 and P2.
  • the floating bench 34 made of expanded polystyrene it is particularly preferable in view of workability to form the cultivation holes for holding the crops P1 and P2 in two or five rows.
  • crops P1 and P2 it is preferable to select, for example, honeybee, myoga, butterbur, shiso, seri, etc., which can grow even with relatively weak light having a solar radiation amount of 25% or less than natural conditions.
  • the light quantity at each position in the cultivation tank 30 may be measured, the cultivation tank 30 may be divided into a plurality of sections according to the received light quantity, and the crop to be grown may be changed according to the received light quantity of the section . For example, in a section where the amount of received light is low, among crops that can be grown with relatively weak light, crops that can be grown with weaker light are selected and cultivated.
  • the auxiliary light 22 may be installed on the cultivation tank 30 of the section, and the auxiliary light 22 may compensate for the shortage of the light amount.
  • well-known illuminating lights such as a LED light and a fluorescent lamp, can be used.
  • the reflective sheet which has light reflectivity. 44 is installed, and a reflecting plate 42 is further installed on the lateral frame 20a of the high rack solution-type cultivation system 80 with a solar panel, and the sunlight entering between the ridges is inside the frame as shown by the outlined arrow in FIG. It may be made to guide light. Moreover, you may extend the cultivation tank 30 to this area.
  • the vertical frame 20b in FIGS. 1 and 2 is preferably coated with a white-based paint having light reflectivity.
  • the sunlight introduced between the ridges is guided into the frame portion to increase the light amount in the frame portion, and the rainwater is further prevented from entering the frame portion, thereby improving the growth environment and the working environment in the frame portion.
  • the improvement of the yield of the crops P1 and P2 can be achieved by the increase of the cultivation area.
  • a cover portion 24 having translucency and which can be opened and closed freely is installed on all side surfaces of the frame portion. It is preferable to use a transparent sheet made of synthetic resin which can be rolled up as the cover portion 24.
  • the cover part 24 is not limited to this, You may use a glass plate, a door, etc. which can be opened and closed. Then, by appropriately opening and closing the cover portion 24 according to the weather, air temperature, and the like, the side surface of the frame portion is brought into the open state, the closed state, and the semi-open state. Thereby, for example, the rain water can be prevented from entering the frame by closing the cover 24 when it rains. In addition, damage caused by strong wind can be prevented.
  • the cover 24 in the open state, the closed state, and the half open state in accordance with the outside air temperature, it is possible to perform temperature control in the frame portion.
  • the growth environment of the crops P1 and P2 in the frame portion can be managed to some extent.
  • rain and direct sunlight can be blocked to improve the working environment of the worker.
  • the horizontal frame 20a may be provided with a mist device 26 for atomizing and spraying water.
  • the water supply piping to the mist device 26 may be installed along the horizontal frame 20a or may be passed through the horizontal frame 20a.
  • the temperature in the frame portion can be lowered by the transpiration of the mist.
  • the humidity in the frame portion can be increased. Thereby, the further management of the growth environment of the crops P1 and P2 in the frame portion and the improvement of the working environment of the worker can be achieved.
  • the high shelf water solution cultivation system 80 with solar panels according to the present invention installs the cultivation tank 30 under the solar panels 10 to perform the hydroponic cultivation of the crops P1 and P2.
  • the area under the solar panel 10 can be used effectively.
  • the high shelf water solution cultivation system with solar light panel 80 according to the present invention cultivates the crops P1 and P2 by using the nutrient solution, it is possible to save time and labor of fertilization and watering and easily manage the fertilization amount. Can.
  • high-quality crops P1 and P2 can be cultivated efficiently and stably.
  • the burden on the operator can be reduced and the productivity of the crops P1 and P2 can be improved.
  • the high shelf solution-water culture system 80 with a solar panel according to the present invention has a cover portion 24 which can be opened and closed on the side surface of the frame portion. And, by closing the side surface of the frame portion by the cover portion 24, it is possible to prevent the adverse effect due to the inflow of rain water and wind and snow. Further, by appropriately opening and closing the cover portion 24, the temperature and humidity in the frame portion can be adjusted to some extent. Thereby, environmental management in the frame portion becomes possible, and high-quality crops P1 and P2 can be grown more efficiently and stably. In addition, a good work environment can be formed for the worker.
  • the agricultural worker can obtain the sales income and the like of the power generated by the solar panel 10. This can improve the income of farmers.
  • each part of the high shelf water solution cultivation system 80 with a solar light panel shown in this embodiment are an example, and the present invention is modified within the scope of the present invention. It is possible to carry out.

Abstract

【課題】太陽光パネル下のエリアを有効活用するとともに、太陽光パネル下にて作物を安定的に生育することが可能な太陽光パネル付高設棚養液栽培システムを提供する。 【解決手段】本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０は、太陽光パネル１０の下に栽培槽３０を設置して作物Ｐ１、Ｐ２の養液栽培を行う。これにより、太陽光パネル１０下のエリアを有効活用することができる。また、太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０は、養液により作物Ｐ１、Ｐ２の栽培を行うため、高品質な作物Ｐ１、Ｐ２を効率良く安定的に栽培することができる。さらに、栽培槽３０を地表面から所定の高さをとって設置することで、作業者の負担を軽減するとともに作物Ｐ１、Ｐ２の生産性の向上を図ることができる。

Description

太陽光パネル付高設棚養液栽培システム
　本発明は、太陽光パネル下で作物を養液栽培する太陽光パネル付高設棚養液栽培システムに関するものである。
　近年、再生可能エネルギーへの関心の高まりから、太陽光を受光して電力を発電する太陽光パネルが一般家庭や一般企業に広く普及している。また、比較的大規模な敷地に太陽光パネルを配設した、メガソーラー発電所も各地に建設されている。しかしながら、太陽光パネルを地面に設置する場合、太陽光パネル下のエリアは活用されない場合が多い。この問題点に関し、下記［特許文献１］に記載の発明では、太陽光パネル下の地面で農作物を栽培する技術が開示されている。
特開２０１４－０１８０８２号公報
　しかしながら、土による露地栽培は気候や土中細菌等によって作物の生育状態が左右され、収穫量や品質等にバラつきが生じるという問題点がある。また、農作業を行う人間にとって低い地面での農作業は腰を痛める他、生産性が低いという問題点がある。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、太陽光パネル下のエリアを有効活用するとともに、太陽光パネル下にて作物を安定的に生育することが可能な太陽光パネル付高設棚養液栽培システムを提供することを目的とする。また、作業者にとって、農作業の負担が軽く作業環境に優れた太陽光パネル付高設棚養液栽培システムを提供することを目的とする。
　本発明は、
（１）光が受光することで発電する太陽光パネル１０と、前記太陽光パネル１０を所定の角度で支持するフレーム部と、前記太陽光パネル１０の下方に地表面から所定の高さをとって設置され所定の作物を養液栽培するための栽培槽３０と、を有することを特徴とする太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）フレーム部が、太陽光パネルを所定の角度で保持する横フレーム２０ａ、と、前記横フレーム２０ａを支持する縦フレーム２０ｂと、を有し、
前記横フレーム２０ａが、作物に対して水を噴霧するミスト装置２６を備えたことを特徴とする上記（１）記載の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）栽培槽３０を複数に区分し、それぞれの栽培槽３０の受光光量に応じて栽培する作物を変化させることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）フレーム部の側面を開閉可能とするカバー部２４を有することを特徴とする上記（１）乃至上記（３）のいずれか１項に記載の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）受光光量が少ない栽培槽３０上に補助灯２２を設けたことを特徴とする上記（１）乃至上記（４）のいずれか１項に記載の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
　本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システムは、太陽光パネルの下で作物の養液栽培を行う。これにより、太陽光パネル下のエリアを有効活用することができる。また、本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システムは側面を適宜開閉することで作物の栽培環境を管理することができる。これにより、高品質な作物を効率良く安定的に栽培することができる。また、農業従事者は作物の販売収入と売電収入とを得ることができる。
　さらに、栽培槽を地表面から所定の高さをとって設置することで、作業者の負担を軽減することができる。また、上面の太陽光パネルと側面を適宜閉塞するカバー部とによって、作業者にとって快適な作業環境を形成することができる。これにより、作物の生産性を向上することができる。
本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システムを示す図である。 本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システムを示す図である。
　本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０の実施の形態について図面に基づいて説明する。本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０は、光が受光することで発電する周知の太陽光パネル１０と、太陽光パネル１０を所定の角度に保持する横フレーム２０ａと、この横フレーム２０ａを支持する縦フレーム２０ｂと、太陽光パネル１０の下方、即ち横フレーム２０ａと縦フレーム２０ｂとで構成されるフレーム部内に設置される栽培槽３０と、を有している。
　太陽光パネル１０を保持する横フレーム２０ａは、一般的に南方に向けられ太陽光パネル１０に太陽光が最も効率よく照射される角度に固定される。尚、横フレーム２０ａには屋根等を設け、太陽光パネル１０の間隙からフレーム部内へ雨水等が浸入することを防止する。また、横フレーム２０ａには雨樋１１を設置して、太陽光パネル１０（及び屋根）を流れる雨水等を所定の排水溝等へ導水することが好ましい。この構成によれば、太陽光パネル１０を流れる雨水が地面に滴下せず、この滴下による泥はね等を防止することができる。
　また、栽培槽３０には作物の栽培に適した養液が供給され、この栽培槽３０内で作物Ｐ１、Ｐ２の養液栽培が行われる。尚、栽培槽３０には脚部３２を設け、栽培槽３０を所定の高さに設置する。この栽培槽３０の高さは養液の液面が地表から概ね７０ｃｍ～８５ｃｍ程度の高さになるようにすることが好ましい。このような高さに栽培槽３０を設置することで、作業者は腰をかがめなくとも農作業を行うことが可能となり、農作業の負担軽減と農作物の生産性の向上とを図ることができる。
　栽培槽３０への養液の供給は、例えば図１に示す循環式養液供給装置８を用いて行うことが好ましい。この循環式養液供給装置８は、養液を貯留する養液タンク１４と、養液タンク１４内の養液を栽培槽３０に供給する養液供給配管１２ａと、養液タンク１４に貯留した養液を養液供給配管１２ａを介して栽培槽３０に送る液送ポンプ１６と、栽培槽３０へ供給された養液を養液タンク１４に還流する排水管１２ｂと、養液タンク１４に還流する養液を濾過する濾過器１５と、を有している。そして、養液タンク１４には所定の肥料成分を所定の濃度で含有した養液が貯留され、液送ポンプ１６の稼働により栽培槽３０に供給されるとともに、排水管１２ｂを通して養液タンク１４に還流する。尚、養液タンク１４には栽培槽３０で栽培する作物Ｐ１、Ｐ２の一作分の養液を一括して貯留し、所定の栽培期間（約１ヶ月）循環させることが好ましい。この構成によれば、還流した養液を再利用できるため、肥料や水の節約とコスト削減、及び環境負荷の低減を図ることができる。
　また、作物Ｐ１、Ｐ２の栽培槽３０中での保持方法は、従来から行われている周知の手法を用いることができる。例えば、作物を保持する栽培孔を備えたフタや発泡スチロール製の浮きベンチ３４を栽培槽３０に設置し、作物Ｐ１、Ｐ２の保持を行っても良いし、ロックウールや椰子殻、ウレタン等の培地を介して作物Ｐ１、Ｐ２の保持を行っても良い。尚、発泡スチロール製の浮きベンチ３４を用いる場合、作物Ｐ１、Ｐ２を保持する栽培孔は２列もしくは５列で形成することが作業性の面から特に好ましい。
　また、作物Ｐ１、Ｐ２としては、日射量が自然状態よりも２５％以下の比較的弱い光でも生育が可能な、例えば、ミツバ、ミョウガ、フキ、シソ、セリ等を選択することが好ましい。尚、栽培槽３０内の各位置での光量を測定し、その受光光量に応じて栽培槽３０を複数の区画に区分し、その区画の受光光量に応じて栽培する作物を変化させても良い。例えば、受光光量が低めの区画では、比較的弱い光で生育が可能な作物の中でもさらに弱い光で生育が可能な作物を選択し栽培する。また、受光光量が高めの区画では、比較的弱い光で生育が可能な作物の中でも比較的日照を好む作物を選択し栽培する。この構成によれば、栽培槽３０の受光光量に応じて適切な作物を選択し栽培するため、効率的な作物の栽培を行うことができる。尚、受光光量が不十分な区画には、その区画の栽培槽３０上に補助灯２２を設置し、この補助灯２２によって光量の不足を補うようにしても良い。尚、補助灯２２としてはＬＥＤ灯、蛍光灯等、周知の照明灯を用いることができる。また、図２に示すように、太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０の棟間の屋根部分にフッ素フィルム等の透光性の屋根部材４０を設けるとともに、光反射性を有する反射シート４４を設置し、さらに太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０の横フレーム２０ａに反射板４２を設置して、棟間に射し込む日光を図２中の白抜き矢印で示すようにフレーム部内に導光するようにしても良い。また、このエリアに栽培槽３０を増設しても良い。尚、図１、図２の縦フレーム２０ｂは光反射性を有する白色系の塗料で塗装することが好ましい。この構成によれば、棟間に射し込む日光をフレーム部内に導光してフレーム部内の光量を増加させるとともに、雨水のフレーム部内への浸入を更に防止し、フレーム部内の生育環境及び作業環境の改善と、栽培面積の増加による作物Ｐ１、Ｐ２の収量の向上とを図ることができる。
　また、フレーム部の全ての側面には透光性を有し開閉が自在なカバー部２４が設置される。このカバー部２４としては巻き上げが可能な合成樹脂製の透明シートを用いることが好ましい。ただし、カバー部２４はこれに限定するものではなく、開閉可能なガラス板や扉等を用いても良い。そして、このカバー部２４を天候や気温等に応じて適宜開閉することでフレーム部の側面を開放状態、閉塞状態、半開放状態とする。これにより、例えば雨天時にカバー部２４を閉じることでフレーム部内への雨水の浸入を防止することができる。また、強風による被害を防止することができる。また、外気温に応じて、カバー部２４を開放状態、閉塞状態、半開放状態とすることでフレーム部内の温度調節を行うことができる。これにより、フレーム部内の作物Ｐ１、Ｐ２の生育環境をある程度管理することができる。また、太陽光パネル１０とともに雨や直射日光を遮って、作業者の作業環境を良好なものとすることができる。
　さらに、横フレーム２０ａには水を霧化して噴霧するミスト装置２６を設けても良い。尚、ミスト装置２６への給水配管は横フレーム２０ａに沿わせて設置しても良いし、横フレーム２０ａ内に通しても良い。この構成によれば、ミストの蒸散によりフレーム部内の温度を下げることができる。また、フレーム部内の湿度を上げることができる。これにより、フレーム部内の作物Ｐ１、Ｐ２の生育環境の更なる管理と作業者の作業環境の改善とを図ることができる。
　以上のように、本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０は、太陽光パネル１０の下に栽培槽３０を設置して作物Ｐ１、Ｐ２の養液栽培を行う。これにより、太陽光パネル１０下のエリアを有効活用することができる。また、本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０は、養液により作物Ｐ１、Ｐ２の栽培を行うため、施肥や水遣りの手間が省けるとともに施肥量の管理を容易に行うことができる。また、土中細菌による病弊害や連作障害等を防止することができる。これにより、高品質な作物Ｐ１、Ｐ２を効率良く安定的に栽培することができる。さらに、栽培槽３０を地表面から所定の高さをとって設置することで、作業者の負担を軽減するとともに作物Ｐ１、Ｐ２の生産性の向上を図ることができる。
　また、本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０は、太陽光パネル１０が雨や直射日光を遮るとともに、フレーム部の側面に開閉可能なカバー部２４を有している。そして、カバー部２４によりフレーム部の側面を閉塞することで、雨水の流入や風雪による弊害を防止することができる。また、カバー部２４を適宜開閉することで、フレーム部内の温度、湿度をある程度調節することができる。これにより、フレーム部内の環境管理が可能となり、高品質な作物Ｐ１、Ｐ２をさらに効率良く安定的に栽培することができる。また、作業者にとって良好な作業環境を形成することができる。
　そして、農業従事者は栽培槽３０で栽培した作物Ｐ１、Ｐ２の販売収入に加え、太陽光パネル１０で発電した電力の売電収入等を得ることができる。これにより、農業従事者の収入を向上することができる。
　尚、本例で示した太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０の各部の形状、構成、寸法、栽培作物等は一例であり、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
　　　　　　１０　　太陽光パネル
　　　　　　３０　　栽培槽
　　　　　　８０　　太陽光パネル付高設棚養液栽培システム
　　　　　　２０ａ　横フレーム
　　　　　　２０ｂ　縦フレーム
　　　　　　２２　　補助灯
　　　　　　２４　　カバー部
　　　　　　２６　　ミスト装置
　　　　　　８　　　循環式養液供給装置

Claims (5)

  1. 光が受光することで発電する太陽光パネルと、
    前記太陽光パネルを所定の角度で支持するフレーム部と、
    前記太陽光パネルの下方に地表面から所定の高さをとって設置され所定の作物を養液栽培するための栽培槽と、を有することを特徴とする太陽光パネル付高設棚養液栽培システム。
  2. フレーム部が、
    太陽光パネルを所定の角度で保持する横フレームと、前記横フレームを支持する縦フレームと、を有し、
    前記横フレームが、作物に対して水を噴霧するミスト装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム。
  3. 栽培槽を複数に区分し、それぞれの栽培槽の受光光量に応じて栽培する作物を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム。
  4. フレーム部の側面を開閉可能とするカバー部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム。
  5. 受光光量が少ない栽培槽上に補助灯を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム。
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