WO2016042796A1 - 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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岩井　雅之
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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 inventors of the present invention have invented the invention related to a high shelf water solution cultivation system with solar panels capable of stably cultivating crops under solar panels [Japanese Patent Application No. 2014-133552 ].
  • This invention is made in view of the said situation, and an object of this invention is to provide the high shelf solution hydroponic cultivation system with a solar panel which has a high electric power generation amount, ensuring the light quantity to a crop.
  • the present invention (1) A solar panel 50 that generates electricity when light is received, a frame portion that supports the solar panel 50 at a predetermined angle, and a predetermined height below the solar panel 50 from the ground surface Elevated shelf hydroponic cultivation with a solar panel having a cultivation tank 30 for hydroponic cultivation of a predetermined crop, and a floating bench 34 floating on the nutrient solution of the cultivation tank 30 to hold the crop A system,
  • the solar panel 50 has a light transmitting panel substrate portion 54, and a dual light receiving solar cell 52 disposed with a predetermined gap on the panel substrate portion 54 and having a plurality of power generation regions on both sides.
  • the above-mentioned subject is solved by providing a high shelf solution cultivation system 80 with a solar panel characterized by being.
  • the floating bench 34 has light reflectivity, and reflects the light passing through the light transmitting area A of the panel substrate 54 toward the light receiving area on the back side of the double-sided light receiving type solar cell 52.
  • the above-mentioned subject is solved by providing a high shelf solution cultivation system 80 with a solar panel given in the above (1).
  • the ground has a grass protection sheet 56 with light reflectivity, and the grass protection sheet 56 receives light transmitted through the light transmission area A of the panel substrate 54 and is received by the back side of the double-sided light receiving solar cell 52
  • the above-mentioned subject is solved by providing a high shelf solution cultivation system 80 with a solar panel given in the above (1) or (2) characterized by reflecting towards a field.
  • the frame portion has light reflectivity, and the light transmitted through the light transmitting area A of the panel substrate portion 54 is reflected to the crop side, and the light reflected by the floating bench 34 or the grass protection sheet 56 is double-sided light receiving type
  • the above problem is solved by providing the solar panel-equipped elevated shelf solution cultivation system 80 according to the above (3), which reflects light toward the light receiving region on the back surface side of the solar cell 52.
  • the elevated shelf hydroponic culture system with solar panel can introduce more light into the frame portion and use it for crop cultivation.
  • the double-sided light receiving solar cell it can be reflected to the light receiving area on the back side to be used effectively for power generation. Thereby, a high power generation amount can be obtained while securing the light amount to the crop.
  • FIG. 1 It is a figure showing a solarium panel-attached high shelf water solution cultivation system concerning the present invention. It is a figure which shows the solar panel of the high shelf solution-liquid cultivation system with a solar panel concerning this invention. It is a schematic diagram which shows the advancing direction of the light in the solar cell panel equipped high shelf solution solution cultivation system which concerns on this invention. It is a figure which shows the other example of the high shelf water solution cultivation system with a solar panel concerning this invention.
  • the high shelf solution-water culture system 80 with a solar panel according to the present invention shown in FIG. 1 includes a solar panel 50 which generates electric power when light is received, and a horizontal frame which holds the solar panel 50 at a predetermined angle. 20a, a vertical frame 20b for supporting the horizontal frame 20a, and a cultivation tank 30 installed under the solar panel 50, that is, in a frame portion constituted by the horizontal frame 20a and the vertical frame 20b, and the cultivation tank 30. And the floating bench 34 which floats in the nutrient solution of the above and holds the crops P1 and P2.
  • the solar panel 50 is a well-known double-sided light receiving type in which a panel substrate portion 54 having translucency such as glass and the like and a power generation region are provided on both sides of the panel substrate portion 54. And a solar cell 52.
  • a plurality of double-sided light receiving solar cells 52 are disposed in the panel substrate portion 54 with a predetermined gap therebetween, and the space between the double-sided light receiving solar cells 52 is the light transmitting region A of the panel substrate portion 54.
  • FIG. 2 shows an example in which six double-sided light receiving type solar cells 52 are disposed adjacent to each other in the vertical direction in the drawing and spaced by 7 rows in the horizontal direction in the drawing.
  • the solar panels 50 are not limited to the example of this arrangement, but may be any arrangement.
  • the gap between the double-sided light receiving solar cells 52, that is, the light transmitting region A of the panel substrate portion 54 may be provided in the lateral direction, or may be provided in both the longitudinal and lateral directions of the double-sided light receiving solar cells 52.
  • the horizontal frame 20a holding the solar panel 50 is generally directed to the south and fixed at an angle at which the solar panel 50 is most efficiently irradiated with sunlight.
  • the surfaces of the horizontal frame 20a and the vertical frame 20b are preferably coated with a paint having light reflectivity such as white or the like, or those having a metallic gloss are preferably used.
  • the gap between the solar panels 50 is closed to prevent the intrusion of rain water or the like into the frame portion from the gap of the solar panels 50.
  • a nutrient solution suitable for cultivating a crop is supplied to the cultivation tank 30 of the high shelf water solution cultivation system 80 with a solar panel, and the nutrient solution cultivation of the crops P1 and P2 is performed in the cultivation tank 30.
  • the floating bench 34 which holds the crops P1 and P2 by floating in the nutrient solution of the culture tank 30 is used.
  • this floating bench 34 has light reflectivity at least on the surface side.
  • the floating bench 34 having light reflectivity for example, the floating bench 34 itself may be formed of a synthetic resin plate such as white having light reflectivity, or the surface side of the floating bench 34 is white etc. having light reflectivity And a synthetic resin film, a synthetic resin plate, a metal thin film or the like. It is particularly preferable from the viewpoint of workability to form the cultivation holes for holding the crops P1 and P2 provided in the floating bench 34 in two or five rows.
  • 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 grass protection sheet 56 which inhibits the growth of weeds on the ground in the high shelf solution liquid cultivation system 80 with a solar panel concerning the present invention. Then, the grass protection sheet 56 is made of a material having light reflectivity such as white, or a color having light reflectivity or a metal thin film, and at least the surface side is provided with the light reflectivity. preferable.
  • 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.
  • 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.
  • the working environment of the worker can be improved.
  • 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.
  • an auxiliary light 22 is installed on the cultivation tank 30 of that section as necessary, and the auxiliary light 22 compensates for the shortage of the light amount. Also good.
  • the auxiliary light 22 well-known illuminating lights, such as a LED light and a fluorescent lamp, can be used.
  • the cultivation tank 30 may be divided into a plurality of sections according to the amount of light received in the frame portion, and the crop to be grown may be changed according to the amount of light received of the section. According to this configuration, since an appropriate crop can be selected and cultivated in accordance with the amount of light received by the cultivation tank 30, efficient crop cultivation can be performed.
  • the advancing direction of the light in the high shelf solution solution cultivation system 80 with a solar panel is demonstrated using the schematic diagram of FIG.
  • the white arrow in FIG. 3 shows the advancing direction of light.
  • the sunlight irradiated to the light transmitting region A of the panel substrate portion 54 is transmitted through the light transmitting region A and taken into the frame portion.
  • the sunlight taken into the frame portion irradiates the crops P1 and P2 and is used to grow the crops P1 and P2.
  • a part of the light which has not been irradiated to the crops P1 and P2 among the sunlight taken into the frame portion is directed to the back side of the double-sided light receiving type solar cell 52 by the floating bench 34 and the grass sheet 56 having light reflectivity. It is reflected towards.
  • the floating bench 34 and the grass protection sheet 56 are also provided on the back side of the double-sided light receiving type solar cell 52 with light incident from the side or the like of the high shelf solution cultivation system 80 with solar panels and light of the auxiliary light 22. Reflect towards.
  • the vertical frame 20b having light reflectivity reflects the light transmitted through the light transmitting region A to the crops P1 and P2 side, and the light reflected by the floating bench 34 or the grass protection sheet 56 is a double-sided light receiving type solar cell Reflect toward the back side of 52.
  • the light receiving region on the back side of the double-sided light receiving type solar cell 52 generates electric power by receiving the reflected light, and outputs electric power. The output power is supplied to the power sale and the power demand through the above-mentioned feed system.
  • the high shelf solution-water culture system 80 with solar panel takes in more light in the frame portion, and the crop P1, It can be used to cultivate P2.
  • the double-sided light receiving solar cell 52 is adopted for the solar panel 50, and the light reflectance is given to the floating bench 34, the grass protection sheet 56, the vertical frame 20b, etc., whereby the crops P1 and P2 are not irradiated.
  • the light can be reflected to the light receiving area on the back side of the double-sided light receiving type solar cell 52 to be effectively used for power generation.
  • the reflective sheet which has light reflectivity. 44 may be installed, and the light emitted between the ridges may be irradiated to the light receiving region on the back surface side of the double-sided light receiving solar cell 52 as shown by the white arrow in FIG. According to this configuration, it is possible to effectively use the light that is emitted between the ridges for power generation, and it is possible to obtain a higher amount of power generation.
  • the agricultural worker can obtain the sales income and the like of the power generated by the solar panel 50. 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】作物への光量を確保しながら高い発電量を有する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】この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５０に透光領域Ａを設けることで、より多くの光をフレーム部内に取り入れ、作物Ｐ１、Ｐ２の栽培に利用することができる。また、太陽光パネル５０に両面受光型太陽電池５２を採用するとともに、浮きベンチ３４、防草シート５６、縦フレーム２０ｂ等に光反射性を付与することで、作物Ｐ１、Ｐ２に照射されなかった光を両面受光型太陽電池５２の裏面側の受光領域に反射して、発電に有効利用することができる。これにより、作物への光量を確保しながら高い発電量を得ることができる。

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。
　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。
　この問題点に関し、本願発明者らは太陽光パネル下にて作物を安定的に栽培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に関する発明を行った［特願２０１４－１３３５５２号］。
特開２０１４－０１８０８２号公報
　上記の太陽光パネル付高設棚養液栽培システムに関する発明によって、太陽光パネル下にて作物を安定的に栽培することが可能となった。しかしながら、作物の栽培には光量が多い方が好ましい。しかしながら、光量を確保するために太陽電池の面積を減少させた場合、発電量が低下する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、作物への光量を確保しながら高い発電量を有する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５０と、前記太陽光パネル５０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５０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、前記栽培槽３０の養液に浮いて前記作物を保持する浮きベンチ３４と、を有する太陽光パネル付高設棚養液栽培システムであって、
前記太陽光パネル５０は、透光性を有するパネル基板部５４と、前記パネル基板部５４に所定の間隙を取って複数配置され両面に発電領域を備えた両面受光型太陽電池５２と、を有することを特徴とする太陽光パネル付高設棚溶液栽培システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）浮きベンチ３４が光反射性を有し、パネル基板部５４の透光領域Ａを通過した光を両面受光型太陽電池５２の裏面側の受光領域に向けて反射することを特徴とする上記（１）記載の太陽光パネル付高設棚溶液栽培システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）地面に光反射性を備えた防草シート５６を有し、前記防草シート５６がパネル基板部５４の透光領域Ａを通過した光を両面受光型太陽電池５２の裏面側の受光領域に向けて反射す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溶液栽培システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）フレーム部が光反射性を有し、パネル基板部５４の透光領域Ａを通過した光を作物側に反射するとともに、浮きベンチ３４もしくは防草シート５６で反射した光を両面受光型太陽電池５２の裏面側の受光領域に向けて反射することを特徴とする上記（３）記載の太陽光パネル付高設棚溶液栽培システム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、太陽光パネルに透光領域を設けることで、より多くの光をフレーム部内に取り入れ、作物の栽培に利用することができる。また、太陽光パネルに両面受光型太陽電池を採用するとともに、浮きベンチ、防草シート、縦フレーム等に光反射性を付与することで、作物に照射されなかった光を両面受光型太陽電池の裏面側の受光領域に反射して発電に有効利用することができる。これにより、作物への光量を確保しながら高い発電量を得ることができる。
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の太陽光パネルを示す図である。 本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システムにおける光の進行方向を示す模式図である。 本発明に係る太陽光パネル付高設棚養液栽培システムの他の例を示す図である。
　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。図１に示す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太陽光パネル５０と、この太陽光パネル５０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５０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、この栽培槽３０の養液に浮いて作物Ｐ１、Ｐ２を保持する浮きベンチ３４と、を有している。
　また、太陽光パネル５０は、図２に示すように、ガラス等の透光性を有するパネル基板部５４と、このパネル基板部５４に内設され両面に発電領域を備えた周知の両面受光型太陽電池５２と、を有している。そして、両面受光型太陽電池５２は、パネル基板部５４内に所定の間隙を取って複数配置され、これら両面受光型太陽電池５２の間隙がパネル基板部５４の透光領域Ａとなる。尚、図２においては、両面受光型太陽電池５２を図面上の縦方向に６枚隣接して配設し、図面上の横方向に７列間隙を置いて配列した例を示しているが、太陽光パネル５０はこの配列の例に限定されるわけではなく、如何なる配列としても良い。また、両面受光型太陽電池５２の間隙、即ちパネル基板部５４の透光領域Ａは、横方向に設けても良いし、両面受光型太陽電池５２の縦横両方向に設けても良い。
　太陽光パネル５０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５０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、縦フレーム２０ｂの表面は光反射性を有する白色等の塗料で塗装するか、表面が金属光沢を有するものを用いることが好ましい。また、太陽光パネル５０間の隙間は閉塞され、太陽光パネル５０の間隙からのフレーム部内への雨水等の浸入を防止する。さらに、横フレーム２０ａには雨樋１１を設置して、太陽光パネル５０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５０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、太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０の栽培槽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。そして、本願の太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０では、作物Ｐ１、Ｐ２を保持する手法として、栽培槽３０の養液に浮いて作物Ｐ１、Ｐ２を保持する浮きベンチ３４を用いる。そして、この浮きベンチ３４は、少なくとも表面側に光反射性を有する。光反射性を有する浮きベンチ３４としては、例えば浮きベンチ３４自体を光反射性を有する白色等の合成樹脂板で形成しても良いし、浮きベンチ３４の表面側を光反射性を有する白色等の塗料や、合成樹脂フィルム、合成樹脂板、金属薄膜等で覆って形成しても良い。尚、浮きベンチ３４に設けられる作物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、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。
　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には、地面に雑草の成長を阻害する防草シート５６を敷設することが好ましい。そして、この防草シート５６は、白色等の光反射性を有する素材のものや、光反射性を有する色彩や金属薄膜を有するものなどを使用し、少なくとも表面側に光反射性を備えることが好ましい。
　また、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、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、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。
　尚、フレーム部内のうち、どうしても受光光量が不十分な区画には、必要に応じてその区画の栽培槽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、フレーム部内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。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できるため、効率的な農作物の栽培を行うことができる。
　次に、図３の模式図を用いて太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０内における光の進行方向を説明する。尚、図３中の白抜き矢印が光の進行方向を示す。先ず、太陽光パネル５０に日光が照射すると、両面受光型太陽電池５２の表面側の受光領域は発電し電力を出力する。出力した電力は図示しない給送電システムを介して売電や電力需要への供給が行われる。
　また、パネル基板部５４の透光領域Ａに照射した日光は、透光領域Ａを透過してフレーム部内に取り込まれる。フレーム部内に取り込まれた日光は作物Ｐ１、Ｐ２に照射し、作物Ｐ１、Ｐ２の栽培に用いられる。また、フレーム部内に取り込まれた日光のうち作物Ｐ１、Ｐ２に照射しなかった一部の光は、光反射性を有する浮きベンチ３４や防草シート５６によって両面受光型太陽電池５２の裏面側に向けて反射される。また、浮きベンチ３４や防草シート５６は、太陽光パネル付高設棚養液栽培システム８０の側面等から入射した光や、補助灯２２の光なども両面受光型太陽電池５２の裏面側に向けて反射する。さらに、光反射性を有する縦フレーム２０ｂは、透光領域Ａを透過した光等を作物Ｐ１、Ｐ２側に反射するとともに、浮きベンチ３４や防草シート５６で反射した光を両面受光型太陽電池５２の裏面側に向けて反射する。そして、両面受光型太陽電池５２の裏面側の受光領域は、これらの反射光が受光することで発電し電力を出力する。出力した電力は前述の給送電システムを介して売電や電力需要への供給が行われる。
　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５０に透光領域Ａを設けることで、より多くの光をフレーム部内に取り入れ、作物Ｐ１、Ｐ２の栽培に利用することができる。また、太陽光パネル５０に両面受光型太陽電池５２を採用するとともに、浮きベンチ３４、防草シート５６、縦フレーム２０ｂ等に光反射性を付与することで、作物Ｐ１、Ｐ２に照射されなかった光を両面受光型太陽電池５２の裏面側の受光領域に反射して、発電に有効利用することができる。これにより、透光領域Ａの形成に伴う太陽電池の面積の減少を補って、作物への光量を確保しながら高い発電量を得ることができる。
　尚、図４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、棟間に射し込む光を図４中の白抜き矢印で示すように両面受光型太陽電池５２の裏面側の受光領域に照射するようにしてもよい。この構成によれば、棟間に射し込む光も発電に有効利用することが可能となり、さらに高い発電量を得ることができる。
　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５０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。
　　　　　　２０ａ　横フレーム
　　　　　　２０ｂ　縦フレーム
　　　　　　３０　　栽培槽
　　　　　　３４　　浮きベンチ
　　　　　　５０　　太陽光パネル
　　　　　　５２　　両面受光型太陽電池
　　　　　　５４　　パネル基板部
　　　　　　５６　　防草シート
　　　　　　８０　　太陽光パネル付高設棚養液栽培システム
　　　　　　Ａ　　　透光領域

Claims (4)

  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、
    前記栽培槽の養液に浮いて前記作物を保持する浮きベンチと、を有する太陽光パネル付高設棚養液栽培システムであって、
    前記太陽光パネルは、透光性を有するパネル基板部と、前記パネル基板部に所定の間隙を取って複数配置され両面に発電領域を備えた両面受光型太陽電池と、を有することを特徴とする太陽光パネル付高設棚溶液栽培システム。
  2. 浮きベンチが光反射性を有し、パネル基板部の透光領域を通過した光を両面受光型太陽電池の裏面側の受光領域に向けて反射する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溶液栽培システム。
  3. 地面に光反射性を備えた防草シートを有し、前記防草シートがパネル基板部の透光領域を通過した光を両面受光型太陽電池の裏面側の受光領域に向けて反射す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溶液栽培システム。
  4. フレーム部が光反射性を有し、パネル基板部の透光領域を通過した光を作物側に反射するとともに、浮きベンチもしくは防草シートで反射した光を両面受光型太陽電池の裏面側の受光領域に向けて反射することを特徴とする請求項３記載の太陽光パネル付高設棚溶液栽培システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017173464A1 (en) * 2015-03-04 2017-10-05 Metropolis Farms High density farming apparatus, system and method
CN111990240A (zh) * 2020-09-09 2020-11-27 吉林大学 一种补光型生菜水培装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20159154A1 (it) * 2015-12-18 2017-06-18 Daniele Rossi Apparecchiatura per la coltivazione di verdure, ortaggi, funghi, piante ornamentali e simili.
JP6314347B1 (ja) 2016-07-15 2018-04-25 ファームランド株式会社 太陽光パネル付土耕栽培システム
WO2018146288A1 (en) * 2017-02-09 2018-08-16 Elemental Engineering Ag Directional solar panel assembly
JP6792843B2 (ja) * 2017-10-05 2020-12-02 谷口産業株式会社 反射性マルチシート
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
CN109076828A (zh) * 2018-07-30 2018-12-25 安徽东华农业科技开发股份有限公司 一种自带光伏发电系统的全自动植物工厂
KR102094722B1 (ko) * 2019-04-18 2020-04-01 신묘임 휴게공간의 제공 및 견고한 설치가 유도되는 무타공 방식의 태양광모듈장치
US11337379B2 (en) * 2019-04-29 2022-05-24 Tammy L. James Plant growing apparatus
KR102269410B1 (ko) * 2019-08-21 2021-06-25 썬웨이 주식회사 태양광 모듈을 접목한 스마트팜
KR102524688B1 (ko) * 2021-01-15 2023-04-21 김은일 다용도 태양에너지시스템과 이의 건설방법
AU2022217587A1 (en) * 2021-02-02 2023-08-17 C. I. TAKIRON Corporation Solar power generation system and reflector for solar power generation system
KR102468208B1 (ko) * 2021-12-16 2022-11-17 에너플러스(주) 영농형 태양광발전설비
WO2023200440A1 (en) * 2022-04-13 2023-10-19 James Tammy L Plant growing apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000300095A (ja) * 1999-04-16 2000-10-31 Asupa Green:Kk 水耕栽培用フロート
JP2002026357A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Ebara Corp 遮光・調光機能付太陽光発電システム
JP3167456U (ja) * 2010-03-31 2011-04-28 株式会社プレシード 植物工場
WO2012043381A1 (ja) * 2010-09-27 2012-04-05 シャープ株式会社 植物工場
JP2014097002A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 Hitachi Zosen Corp 温室

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200526112A (en) * 2003-10-10 2005-08-16 Inventqjaya Sdn Bhd Hillside farming module and system
TW201034562A (en) * 2009-03-18 2010-10-01 Lite On Technology Corp Photovoltaic greenhouse structure
TWI365711B (en) * 2009-07-10 2012-06-11 Lite On Green Technologies Inc Solar energy greenhouse
CN101965790B (zh) * 2010-08-31 2013-07-31 中国科学院植物研究所 可利用自然光源、可拆卸组装的蔬菜栽培装置
JP2013223448A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Sharp Corp 水耕栽培器
JP2014018082A (ja) 2012-07-12 2014-02-03 Dr Nakamats Com ソーラー農業
JP2014045732A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Sharp Corp 水耕栽培器
JP6228442B2 (ja) 2012-12-14 2017-11-08 ヤマハ発動機株式会社 駆動ユニット及び電動補助自転車
EP3011117A4 (en) * 2013-06-19 2016-12-28 Sunboost Ltd ROOF

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000300095A (ja) * 1999-04-16 2000-10-31 Asupa Green:Kk 水耕栽培用フロート
JP2002026357A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Ebara Corp 遮光・調光機能付太陽光発電システム
JP3167456U (ja) * 2010-03-31 2011-04-28 株式会社プレシード 植物工場
WO2012043381A1 (ja) * 2010-09-27 2012-04-05 シャープ株式会社 植物工場
JP2014097002A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 Hitachi Zosen Corp 温室

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017173464A1 (en) * 2015-03-04 2017-10-05 Metropolis Farms High density farming apparatus, system and method
CN111990240A (zh) * 2020-09-09 2020-11-27 吉林大学 一种补光型生菜水培装置

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