(57)【要約】  植物栽培装置は、第１主面から入射した外光の一部を吸収する蛍光体と、前記蛍光体から放射された光の一部を第１端面に向けて伝播させる導光体と、前記導光体の第１端面に集光された光を受光する太陽電池素子と、を含む採光部を備える。前記蛍光体の吸収スペクトルのピーク波長と前記植物の光合成色素の吸収スペクトルのピーク波長とは異なる。
2012141091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面から入射した外光の一部を吸収する蛍光体と、前記蛍光体から放射された光の一部を第１端面に向けて伝播させる導光体と、前記導光体の第１端面に集光された光を受光する太陽電池素子と、を含む採光部を備える植物栽培装置であって、
前記蛍光体の吸収スペクトルのピーク波長と前記植物の光合成色素の吸収スペクトルのピーク波長とは異なる植物栽培装置。
【請求項２】
植物を栽培する植物栽培室を更に含み、前記採光部は、前記植物栽培室に設けられる請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記蛍光体は、前記植物の光合成色素の吸収スペクトルのピーク波長にあたる光を放射し、前記導光体は、前記蛍光体から放射された光の一部を前記植物栽培室の室内に射出する請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記導光体は、透明導光体の内部に前記蛍光体を分散させることにより形成されている請求項３に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記導光体は、透明導光体と、前記透明導光体の主面に設けられ、内部に前記蛍光体が分散された蛍光体層と、を備えている請求項３に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記蛍光体層は、透明フィルムの内部に前記蛍光体を分散させたものである請求項５に記載の植物栽培装置。
【請求項７】
前記蛍光体層は、前記透明導光体と前記透明導光体の主面上に積層される透明部材とを接着する透明樹脂の内部に前記蛍光体を分散させたものである請求項５に記載の植物栽培装置。
【請求項８】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置であって、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部を備える栽培管理装置。
【請求項９】
さらに、前記日射量検出部が検出した日射量に基づき、前記太陽光発電装置の積算日射量を算出する発電装置積算日射量算出部を備え、
前記日射量検出部は、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に加えて、前記太陽光発電装置の積算日射量に基づく前記太陽光発電装置の劣化度合いに基づき、前記日射量を算出する請求項８に記載の栽培管理装置。
【請求項１０】
さらに、栽培経過時間に応じた積算日射量の目標値を表す情報を記憶する目標積算日射量記憶部と、
前記日射量検出部が検出した日射量と、前記温室が備える調光装置の状態とに基づき、前記植物への積算日射量を算出する温室内積算日射量算出部と、
前記温室内積算日射量算出部が算出した積算日射量と、前記目標積算日射量記憶部が記憶する目標値とを比較し、該比較結果に基づき、前記調光装置を制御する調光制御部と
を備える請求項８に記載の栽培管理装置。
【請求項１１】
前記太陽光発電装置は、前記温室の開閉可能な採光部に設置されており、
さらに、前記採光部の開閉状態を、前記温室内の室温と、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報とに基づき決定する開閉状態制御部を備える請求項８に記載の栽培管理装置。
【請求項１２】
前記太陽光発電装置を含み、
前記太陽光発電装置は、太陽電池素子と、
太陽光中の所定の波長により蛍光する蛍光体を含み、前記蛍光を前記太陽電池素子に導光する導光部と、を備え、
前記導光部を透過した太陽光が、前記植物に照射されるように配されている請求項８に記載の栽培管理装置。
【請求項１３】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置における栽培管理方法であって、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する過程を有する栽培管理方法。
【請求項１４】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置のコンピュータを、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部として機能させるためのプログラム。
【請求項１５】
蛍光体を含む導光体と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池素子とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置であって、
栽培する植物に関する情報と、前記蛍光体の種別を示す情報と、前記太陽電池素子の種別を示す情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記記憶部が記憶している情報に基づき、前記蛍光体の種別と、前記太陽電池素子の種別とを選択する太陽電池選択部と、を具備する太陽光発電装置設計装置。
【請求項１６】
前記記憶部が対応付けて記憶しているのは、前記栽培する植物に関する情報と、前記栽培する植物が光合成に利用する波長帯とは異なる波長帯を吸収して蛍光を発する蛍光体の種別を示す情報と、前記蛍光の波長帯において発電効率の良い太陽電池の種別を示す情報とである請求項１５に記載の太陽光発電装置設計装置。
【請求項１７】
前記栽培する植物に関する情報は、栽培する植物の種別を示す情報である請求項１５に記載の太陽光発電装置設計装置。
【請求項１８】
前記栽培する植物に関する情報は、植物が光合成に用いる光合成色素を示す情報である請求項１５に記載の太陽光発電装置設計装置。
【請求項１９】
蛍光体を含む導光体と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池素子とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置における設計方法であって、
指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記太陽光発電装置設計装置の記憶部が記憶している前記蛍光体の種別を示す情報と太陽電池素子の種別を示す情報とに基づき、蛍光体の種別と、太陽電池素子の種別とを選択する過程、を有する設計方法。
【請求項２０】
蛍光体を含む導光体と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池素子とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置のコンピュータを、
指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記太陽光発電装置設計装置の記憶部が記憶している前記蛍光体の種別を示す情報と太陽電池素子の種別を示す情報とに基づき、前記蛍光体の種別と、前記太陽電池の種別とを選択する太陽電池選択部、として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培装置に関する。また、本発明は、栽培管理装置、栽培管理方法およびプログラムに関する。さらに、本発明は、太陽光発電装置設計装置、太陽光発電装置設計方法およびプログラムに関する。
本願は、２０１１年４月１１日に、日本に出願された特願２０１１−０８７５９５号、２０１１年４月１５日に、日本に出願された特願２０１１−０９１０４６号、及び２０１１年４月１５日に、日本に出願された特願２０１１−０９１１９５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来の温室は、ガラスなど、外光（例えば太陽光）を透過する素材を用いることで、温室内の日射と温度とを維持している。外光の一部を植物の栽培に利用し、残りの一部を発電に利用する植物栽培装置として、特許文献１及び特許文献２に記載の植物栽培装置が知られている。特許文献１の植物栽培装置（太陽光発電温室）は、植物栽培室の採光部に薄膜太陽電池を設置し、薄膜太陽電池に入射した光を発電に利用し、薄膜太陽電池を透過した光を植物の栽培に利用するものである。特許文献２の植物栽培装置は、植物栽培室の採光部に、蛍光体が分散された蛍光導光体と薄膜太陽電池とを重ねて設置し、薄膜太陽電池に入射した光を発電に利用するとともに、蛍光導光体の端面に集光された蛍光を熱エネルギー又は電気エネルギーに変換して植物の栽培に利用し、さらに、蛍光導光体と薄膜太陽電池とを透過した光を植物の栽培に利用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１３６８４号公報
【特許文献２】特開昭６３−７７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の植物栽培装置では、薄膜太陽電池を透過した光が植物に供給されるため、光の波長選択性が乏しく、光の透過率も小さい。そのため、植物の光合成に寄与する波長の光を十分に供給することができない。特許文献２の植物栽培装置では、蛍光導光体と薄膜太陽電池とを透過した光が植物に供給されるため、さらに光の透過率が小さくなる。薄膜太陽電池を取り外してもよいとの記載もあるが、蛍光体は「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」ものが用いられているため、蛍光体の種類によっては、植物の光合成に寄与する波長の光が蛍光体によって吸収される可能性があり、植物の栽培に適した波長の光が十分に供給されない可能性がある。【０００５】
本発明の一態様における目的は、外光を効率よく利用して植物の栽培と発電とを行うことができる植物栽培装置を提供することにある。【０００６】
本発明の他の態様における目的は、太陽光発電を行いつつ、温室内の植物に栽培に適した日射量を得ることができる栽培管理装置、栽培管理方法およびプログラムを提供することにある。【０００７】
本発明のさらに他の態様における目的は、太陽光発電を行いつつ、温室内の植物への日射の低下を抑えることができる温室のための太陽光発電装置設計装置、太陽光発電装置設計方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様における植物栽培装置は、第１主面から入射した外光の一部を吸収する蛍光体と、前記蛍光体から放射された光の一部を第１端面に向けて伝播させる蛍光導光体と、前記蛍光導光体の第１端面に集光された光を受光する太陽電池素子と、を含む採光部を備える植物栽培装置であって、前記蛍光体の吸収スペクトルのピーク波長と前記植物の光合成色素の吸収スペクトルのピーク波長とは異なる。【０００９】
植物を栽培する植物栽培室をさらに含み、前記採光部は、前記植物栽培室に設けられてもよい。【００１０】
前記蛍光体は、前記植物の光合成色素の吸収スペクトルのピーク波長にあたる光を放射し、前記蛍光導光体は、前記蛍光体から放射された光の一部を前記植物栽培室の室内に射出してもよい。【００１１】
前記蛍光導光体は、透明導光体の内部に前記蛍光体を分散させることにより形成されていてもよい。【００１２】
前記蛍光導光体は、透明導光体と、前記透明導光体の主面に設けられ、内部に前記蛍光体が分散された蛍光体層と、を備えていてもよい。【００１３】
前記蛍光体層は、透明フィルムの内部に前記蛍光体を分散させたものであってもよい。【００１４】
前記蛍光体層は、前記透明導光体と該透明導光体の主面上に積層される透明部材とを接着する透明樹脂の内部に前記蛍光体を分散させたものであってもよい。【００１５】
本発明の他の態様は、太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置であって、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部を備える。【００１６】
また、本発明の他の態様において、上述の栽培管理装置は、さらに前記日射量検出部が検出した日射量に基づき、前記太陽光発電装置の積算日射量を算出する発電装置積算日射量算出部を備え、前記日射量検出部は、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に加えて、前記太陽光発電装置の積算日射量に基づく前記太陽光発電装置の劣化度合いに基づき、前記日射量を算出してもよい。【００１７】
また、本発明の他の態様において、栽培管理装置は、さらに栽培経過時間に応じた積算日射量の目標値を表す情報を記憶する目標積算日射量記憶部と、前記日射量検出部が検出した日射量と、前記温室が備える調光装置の状態とに基づき、前記植物への積算日射量を算出する温室内積算日射量算出部と、前記温室内積算日射量算出部が算出した積算日射量と、前記目標積算日射量記憶部が記憶する目標値とを比較し、該比較結果に基づき、前記調光装置を制御する調光制御部とを備えてもよい。【００１８】
また、本発明の他の態様において、前記太陽光発電装置は、前記温室の開閉可能な採光部に設置されており、前記採光部の開閉状態を、前記温室内の室温と、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報とに基づき決定する開閉状態制御部を備えてもよい。【００１９】
また、本発明の他の態様において、前記太陽光発電装置は、太陽電池素子と、太陽光中の所定の波長により蛍光する蛍光体を含み、前記蛍光を前記太陽電池素子に導光する導光部とを備え、前記導光部を透過した太陽光が、前記植物に照射されるように配されていてもよい。【００２０】
また、本発明のさらに他の態様は、太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置における栽培管理方法であって、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する過程を有する。【００２１】
また、本発明のさらに他の態様は、太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置のコンピュータを、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部として機能させるためのプログラムである。【００２２】
本発明のさらに他の態様は、蛍光体を含む導光板と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置であって、栽培する植物に関する情報と、蛍光体の種別を示す情報と、太陽電池の種別を示す情報とを対応付けて記憶する記憶部と、指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記記憶部が記憶している情報に基づき、蛍光体の種別と、太陽電池の種別とを選択する太陽電池選択部とを具備する。【００２３】
本発明のさらに他の態様は、前記記憶部が対応付けて記憶しているのは、前記栽培する植物に関する情報と、前記栽培する植物が光合成に利用する波長帯とは異なる波長帯を吸収して蛍光を発する蛍光体の種別を示す情報と、前記蛍光の波長帯において発電効率の良い太陽電池の種別を示す情報とであってもよい。【００２４】
また、本発明のさらに他の態様は、前記栽培する植物に関する情報は、栽培する植物の種別を示す情報であってもよい。【００２５】
また、本発明のさらに他の態様は、前記栽培する植物に関する情報は、植物が光合成に用いる光合成色素を示す情報であってもよい。【００２６】
また、本発明のさらに他の態様は、蛍光体を含む導光板と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置における設計方法であって、指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記太陽光発電装置設計装置の記憶部が記憶している蛍光体の種別を示す情報と太陽電池の種別を示す情報とに基づき、蛍光体の種別と、太陽電池の種別とを選択する過程を有する。【００２７】
また、本発明のさらに他の態様は、蛍光体を含む導光板と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置のコンピュータを、指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記太陽光発電装置設計装置の記憶部が記憶している蛍光体の種別を示す情報と太陽電池の種別を示す情報とに基づき、蛍光体の種別と、太陽電池の種別とを選択する太陽電池選択部として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の態様によれば、外光を効率よく利用して植物の栽培と発電とを行うことができる植物栽培装置を提供することができる。【００２９】
また、太陽光発電を行いつつ、温室内の植物に栽培に適した日射量を得ることができる。【００３０】
また、太陽光発電を行いつつ、温室内の植物への日射の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】植物栽培装置の模式図である。
【図２】植物栽培装置の他の例（温室、ビニールハウス）の概観を示す模式図である。
【図３】第１実施形態の採光部の模式図である。
【図４】同実施形態における採光部およびその周辺を拡大して示した図である。
【図５】太陽光のスペクトルを示す図である。
【図６】各種光合成色素の吸収スペクトルを示す図である。
【図７】蛍光体の吸収スペクトル及び発光スペクトルの一例を示す図である。
【図８】蛍光体の吸収スペクトル及び発光スペクトルの一例を示す図である。
【図９】第１実施形態の採光部の模式図である。
【図１０】第２実施形態の採光部の模式図である。
【図１１】第３実施形態における栽培管理システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】第３実施形態における栽培管理装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】第３実施形態における栽培管理システムの動作を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３のステップＳ５の処理Ａを説明するフローチャートである。
【図１５】図１３のステップＳ５の処理Ｂを説明するフローチャートである。
【図１６】第４実施形態による栽培管理システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】第５実施形態における温室設計販売システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図１８】第５実施形態における太陽電池記憶部が記憶する情報の例を示す図である。
【図１９】第５実施形態における温室設計販売システムの動作を説明するフローチャートである。
【図２０】第６実施形態による太陽電池記憶部が記憶する情報の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
［第１実施形態］
図１は、植物栽培装置１の模式図である。
【００３３】
植物栽培装置１は、植物を栽培する植物栽培室１０と、植物栽培室１０の屋根１１及び外壁１２に設けられた採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄと、を備えている。採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄは、開閉自在な窓として構成されている。また、採光部１３ａ、１３ｂ、及び１３ｃは、屋根１１の壁面にある開口部と同じ形状をしており、その上端がヒンジにより、開口部に連結されている。採光部１３ａ、１３ｂ、及び１３ｃを屋根１１に対する角度が変わるように動かすことで、開閉可能である。採光部１３ｄは、植物栽培装置１の壁面にある開口部と同じ形状をしており、その上端がヒンジにより、開口部に連結されている。採光部１３ｄは、このようにヒンジにより壁面に連結されているので、壁面に対する角度が変わるように動かすことで、開閉可能である。
採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開閉することによって、植物栽培室１０の温度や湿度が制御されるようになっている。
【００３４】
また、植物栽培装置１として、図２に示すようなビニールハウス１００ａであってもよい。ビニールハウスとは、木材、パイプ材などで構成された骨組みを、塩化ビニルなどの樹脂製のシートで覆った簡易的な構造の温室である。本実施形態におけるビニールハウス１００ａでは、屋根部を含む骨組みを覆っている樹脂製のシート１０２ａが、太陽光発電装置となっている。
【００３５】
図３は、第１実施形態の採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄの模式図である。
【００３６】
採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄはそれぞれ、導光体１４（蛍光導光体ともいう）と、導光体１４の端面に集光された光Ｌ４を受光する太陽電池素子１５と、を備えている。採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄの板状の部分は、この導光体１４で構成され、その端面に太陽光電池素子１５が設けられている。
【００３７】
また、シート１０２ａも、同様に導光体１４と太陽電池素子１５とを含んで構成されるが、樹脂製シートそのものが、導光体１４となる。すなわち、樹脂シートそのものが蛍光体１６を含み、樹脂シートの端部に設けられた太陽電池素子１５に蛍光を導光する。シート１０２ａでは、太陽電池素子１５は、ビニールハウス１００ａの天頂部に設けられている。
【００３８】
導光体１４は、第１主面１１４ａ、第２主面１１４ｂ及び第１１端面１１４ｃを有する略矩形の板状部材である。導光体１４は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどの蛍光体を含まない透明性の高い有機材料もしくは無機材料からなる基材（透明導光体）１７の内部に、蛍光体１６を分散させたものである。導光板１４内の蛍光体は、所定の波長帯の光を吸収して、吸収した波長帯とは異なる波長帯の蛍光を発する。
【００３９】
蛍光体１６は、植物１９の光合成に寄与する波長又は寄与の大きい波長の光Ｌ３を吸収しないもの、或いは、植物１９の光合成に寄与する波長又は寄与の大きい波長の光Ｌ４を放射するものが用いられる。例えば、蛍光体１６の吸収スペクトルのピーク波長と植物１９の光合成色素１９ａの吸収スペクトルのピーク波長とは異なることが好ましい。また、蛍光体１６は、植物１９の光合成色素１９ａの吸収スペクトルのピーク波長にあたる光Ｌ４を放射することが好ましい。これにより、植物１９の光合成に寄与する波長又は寄与の大きい波長の光Ｌ３，Ｌ４を植物栽培室１０内に十分に供給することができる。
【００４０】
導光体１４は、第１主面１１４ａから入射した外光の一部Ｌ１を蛍光体１６によって吸収し、蛍光体１６から放射された光Ｌ４の一部を第２主面１１４ｂから植物栽培室１０の室内に射出する。植物栽培室１０の室内に射出された光Ｌ４は、植物１９の光合成色素１９ａによって吸収され、植物１９の栽培に利用される。
【００４１】
蛍光体１６から放射された光Ｌ４の残りの一部は、導光体１４内部を全反射しながら（導光体１４と外気との界面で全反射して）第１端面１１４ｃに向けて伝播する。第１端面１１４ｃに向けて伝播した光Ｌ４は、第１端面１１４ｃに集光され、太陽電池素子１５で受光されて発電に利用される。
【００４２】
蛍光体１６に吸収させなかった外光の一部Ｌ２，Ｌ３は、導光体１４を透過して、植物栽培室１０の室内に射出される。導光体１４を透過した光Ｌ２，Ｌ３のうちの一部Ｌ３は、蛍光体１６から放射された光Ｌ４とともに、植物１９の光合成色素１９ａによって吸収され、植物１９の栽培に利用される。
【００４３】
なお、本実施形態において蛍光体１６は、導光体１４内に一様に分布しているとして説明したが、蛍光体を含んだフィルムなどを、蛍光体を含まない２枚の導光板で挟むことで、導光体１４を構成するようにしてもよい。
【００４４】
太陽電池素子１５は、蛍光体１６の発光スペクトルのピーク波長において概ね最大の変換効率を示すものが用いられる。例えば、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、有機系太陽電池などの公知の太陽電池が好適に利用可能である。これらの太陽電池は、狭い波長範囲でしか高い変換効率を実現できないものが多い。しかしながら、太陽電池素子１５に入射する光Ｌ４は、蛍光体１６から放射された狭い波長範囲の光であるため、蛍光体１６に適した太陽電池素子１５を選択すれば、太陽電池素子１５に入射した光Ｌ４を高い変換効率で電気エネルギーに変換することができる。
【００４５】
図４は、採光部１３ａおよびその周辺を拡大して示した図である。採光部１３ａは、上述のように導光体１４ａと、太陽光電池素子１５ａとを含んで構成される。また、採光部１３ａは、その下端部が開閉機構１１２ａにより上下に動かされることで、開閉可能となっている。
また、屋根１１も、上述のように導光体２１１ｂと、太陽光電池素子２１２ｂとを含んで構成される。また、屋根１１の内側には、屋根１１を透過して植物栽培装置１内に入る光を遮光することができる遮光装置１０９が設けられている。この遮光装置１０９は、格納部２１と、遮光シート２２と、紐２３と、回転軸２４とを含んで構成される。屋根１１の最上部に設けられ、遮光シート２２を格納する格納部２１と、屋根３の内側を覆うように広げられて、植物栽培装置１内に入る光を遮光する遮光シート２２と、格納部２１内の遮光シート２２が屋根３の内側を覆うように広がるように、遮光シート２２を引っ張る紐２３と、該紐２３を巻き取ることで引っ張る回転軸２４とを含んで構成される。  
【００４６】
図５は、太陽光の地上におけるスペクトル分布を示す図である。図５において、横軸は、太陽光の波長であり、縦軸は強度である。なお、縦軸の強度は、最大値が１となるように正規化した値である。図６は、各種光合成色素の吸収スペクトルを示す図である。図６において、横軸は、吸収する光の波長であり、縦軸は吸収強度である。図７は、蛍光体として、ＢＡＳＦ社製Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ １７０（商品名）を用いた場合の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。図７において、横軸は、吸収する光の波長であり、縦軸は吸収強度である。縦軸の強度は、最大値が１となるように正規化した値である。図７において、点線は吸収スペクトルを示し、実線は発光スペクトルを示す。図８は、蛍光体として、ＢＡＳＦ社製Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５（商品名）を用いた場合の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。図８において、横軸は、吸収する光の波長であり、縦軸は吸収強度である。縦軸の強度は、最大値が１となるように正規化した値である。図８において、点線は吸収スペクトルを示し、実線は発光スペクトルを示す。
【００４７】
図６に示すように、光合成色素には特有の吸収スペクトルがある。図５に示すように、太陽光には紫外光から赤外光までの広い波長範囲の光が含まれているが、光合成色素では、それらの光のうち特定波長の光が吸収され、光合成に利用される。
【００４８】
吸収スペクトルのピーク波長は光合成色素ごとに異なる。例えば、クロロフィルａは４３５ｎｍ付近と６８０ｎｍ付近にピーク波長が存在する。クロロフィルｂは４５０ｎｍ付近と６５０ｎｍ付近にピーク波長が存在する。カロテンとフコキサンチンは４５０ｎｍ付近にピーク波長が存在する。フィコエリトリンは５５０ｎｍ付近にピーク波長が存在する。フィコシアニンは６１０ｎｍ付近にピーク波長が存在する。バクテリオクロロフィルは７７０ｎｍ付近にピーク波長が存在する。
【００４９】
フィコエリトリンを含む植物を栽培する場合、フィコエリトリンは５５０ｎｍ付近に吸収スペクトルのピーク波長が存在するため、導光体１４に用いる蛍光体１６としては、５５０ｎｍよりも短波長の光を吸収し、５５０ｎｍ前後の波長の光を放射する蛍光体が好ましい。例えば、図７の蛍光体Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ １７０（商品名）は、４５０ｎｍ付近と４７０ｎｍ付近に吸収スペクトルのピーク波長が存在し、４８０ｎｍ付近と５２０ｎｍ付近に発光スペクトルのピーク波長が存在する。そのため、図７の蛍光体Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ １７０（商品名）を用いれば、フィコエリトリンの光合成に寄与しない波長又は寄与の小さい波長の光をフィコエリトリンの光合成に寄与する波長又は寄与の大きい波長の光に変換して植物栽培室１０内に供給できる。且つ、導光体１４に入射した太陽光のうちフィコエリトリンの光合成に寄与する波長又は寄与の大きい波長の光を蛍光体１６で吸収せずにそのまま植物栽培室１０内に透過させることができる。
【００５０】
具体的に、導光体１４内の蛍光体１６として、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７０を用いる場合を、図９を参照して説明する。Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７０（商品名）は、上述のような吸収スペクトルと発行スペクトルを有しており、青色の波長帯の光を吸収して、緑色の波長帯の蛍光を発する。このとき、導光体１４に、青色の波長帯の光Ｂｉと、緑色の波長帯の光Ｇｉと、赤色の波長帯の光Ｒｉとが照射されると、光Ｂｉは、多くの部分が導光体１４を透過できずに、蛍光体１６に吸収される。そして、蛍光体１６が発した緑色の波長帯域の光のうち、導光体１４の界面にて反射せずに透過した光Ｂｏが、植物栽培室１０内で栽培されている植物などを照射する。しかし、光Ｇｉや光Ｒｉは、そのまま透過して、緑色の波長帯の光Ｇｏと、赤色の波長帯の光Ｒｏとして、植物栽培室１０内で栽培している植物などを照射する。
【００５１】
フィコシアニンを含む植物を栽培する場合、フィコシアニンは６１０ｎｍ付近に吸収スペクトルのピーク波長が存在するため、導光体１４に用いる蛍光体１６としては、６１０ｎｍよりも短波長の光を吸収し、６１０ｎｍ前後の波長の光を放射する蛍光体が好ましい。例えば、図８の蛍光体Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５（商品名）は、４５０ｎｍ付近と５８０ｎｍ付近に吸収スペクトルのピーク波長が存在し、６１０ｎｍ付近に発光スペクトルのピーク波長が存在する。そのため、図６の蛍光体Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５（商品名）を用いれば、フィコシアニンの光合成に寄与しない波長又は寄与の小さい波長の光をフィコシアニンの光合成に寄与する波長又は寄与の大きい波長の光に変換して植物栽培室１０１内に供給でき、且つ、導光体１４に入射した太陽光のうちフィコシアニンの光合成に寄与する波長又は寄与の大きい波長の光を蛍光体１６で吸収せずにそのまま植物栽培室１０内に透過させることができる。
【００５２】
以上のように、本実施形態の植物栽培装置１では、導光体１４に適用される蛍光体１６の吸収スペクトル及び発光スペクトルが、植物１９の栽培に適したものとなっている。
そのため、外光を効率よく利用して植物１９の栽培と発電とを行うことができる。
【００５３】
［第２実施形態］
図１０は、第２実施形態の採光部２０の模式図である。導光体２１以外の構成は、第１実施形態の採光部１３と同じである。よって、ここでは導光体２１の構成のみを説明する。また、採光部２０において第１実施形態の採光部１３と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５４】
導光体２１は、透明導光体２２と、蛍光体層２３と、透明保護膜（透明部材）２４と、を備えている。蛍光体層２３は、透明導光体２２の主面２２ａ上に設けられている、透明保護膜２４は、蛍光体層２３上に設けられている。透明保護膜２４の外光入射側の主面が導光体２１の第１主面２１ａであり、透明導光体２２の外光入射側とは反対側の主面が導光体２１の第２主面２１ｂである。また、透明導光体２２、透明保護膜２４及び蛍光体層２３の太陽電池素子１５と対向する端面が導光体２１の第１端面２１ｃである。
【００５５】
蛍光体層２３は、透明フィルム２５の内部に蛍光体１６を分散させたものでもよい。また、蛍光体層２３は、透明導光体２２とこの透明導光体２２の主面２２ａ上に積層される透明保護膜２４とを接着する透明樹脂２５の内部に蛍光体１６を分散させたものでもよい。透明導光体２２及び透明保護膜２４としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどの蛍光体を含まない透明性の高い有機材料もしくは無機材料が用いられる。
【００５６】
透明保護膜２４を透過して蛍光体層２３に入射した外光の一部Ｌ１は、蛍光Ｌ４に変換され、透明導光体２２及び透明保護膜２４に向けて放射される。蛍光体層２３から放射された光Ｌ４の一部は、透明導光体２２及び透明保護膜２４の内部を全反射しながら第１端面２１ｃに向けて伝播する。第１端面２１ｃに集光された光は、太陽電池素子１５に入射し、発電に利用される。
【００５７】
透明導光体２２に向けて放射された光Ｌ４の残りの一部は、第２主面２１ｂから植物栽培室１０の室内に射出される。植物栽培室１０の室内に射出された光Ｌ４は、植物１９の光合成色素１９ａによって吸収され、植物１９の栽培に利用される。
【００５８】
蛍光体１６に吸収させなかった外光の一部Ｌ２，Ｌ３は、導光体２１を透過して、植物栽培室１０の室内に射出される。導光体２１を透過した光Ｌ２，Ｌ３のうちの一部Ｌ３は、蛍光体１６から放射された光Ｌ４とともに、植物１９の光合成色素１９ａによって吸収され、植物１９の栽培に利用される。
【００５９】
本実施形態の植物栽培室１０においては、導光体２１が透明導光体２２と蛍光体層２３とを含む複数の部材で構成されている。そのため、蛍光体層２３が劣化した場合には、蛍光体層２３のみを透明導光体２２から分離して交換することができる。よって、導光体２１全体を交換する場合に比べて、保守の費用を少なくすることができる。
【００６０】
［変形例］
上記の実施形態では、蛍光体から放射された光をそのまま太陽電池素子に入射させているが、蛍光体から放射された光を、導光体の内部または導光体と太陽電池素子との間に配置された波長変換部材によって他の波長に変換してから太陽電池素子に入射させてもよい。本明細書において、太陽電池素子が受光する「第１端面に集光された光」は、蛍光体から放射された光だけでなく、蛍光体から放射された光を他の波長に変換した光を含むものである。例えば、蛍光体から放射された光を、分光スペクトルのピーク波長が太陽電池素子の分光感度が概ね最大となる波長と一致するような光に変換することで、太陽電池素子の発電効率を高めることができる。この場合、太陽電池素子の種類を蛍光体の種類（植物の光合成色素の種類）に関係なく選択することができるため、太陽電池素子の選択の幅が広がる。
【００６１】
［第３実施形態］
図１１は、本実施形態における栽培管理システムの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における栽培管理システム２１００は、商用電源２１０１、受電盤２１０２、パワーコンディショナー２１０３、二次電池２１０４、温度計２１０５、栽培管理装置２１０６、太陽光発電装置２１０７、調光装置２１０８、空調装置２１１１、開閉機構２１１２を含んで構成される。
栽培管理装置２１０６は、太陽光発電装置２１０７が発電している電力を示す情報を、太陽光発電装置２１０７から取得する。なお、この太陽光発電装置２１０７は、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄ、屋根１１を構成する太陽光発電装置である。また、栽培管理装置２１０６は、植物栽培装置１（温室）内に設置され、植物栽培装置１内の気温を測定する温度計２１０５の測定結果を取得する。栽培管理装置２１０６は、これら電力を示す情報と、温度計２１０５の測定結果とに基づき、植物栽培装置１の調光装置２１２０、空調装置２１１１、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄの開閉機構２１１２を制御する。
【００６２】
なお、調光装置２１０８は、図３に示した遮光装置１０９と、植物栽培装置１内に設けられた照明装置１１０とを含んで構成される。遮光装置１０９は、図４に示す構成を有する。空調装置２１１１は、植物栽培装置１内の気温をコントロールするエアーコンディショナーであり、冷房として動作して気温を下げたり、暖房として動作して気温上げたりすることができる。開閉機構２１１２は、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄの各々を開いて、植物栽培装置１内に外気を取り込めるようにしたり、閉じて、植物栽培装置１内に外気が入らないようにしたりすることができる。照明装置２１１０は、植物栽培装置１内に設置され、栽培している植物に光を照射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）などの照明装置である。
【００６３】
また、パワーコンディショナー２１０３は、太陽光発電装置２１０８が発電している電力、および二次電池２１０４が蓄電している電力を、交流に変換して受電盤２１０２を介して調光装置２１２０、空調装置２１１１、開閉機構２１１２、栽培管理装置２１０６などの各装置を稼動させる電力として供給する。なお、太陽光発電装置２１０８が発電している電力が、受電盤２１０２を介して各装置を稼動させる電力よりも大きいときは、パワーコンディショナー２１０３は、その差の電力を用いて、二次電池２１０４を充電する。受電盤２１０２は、パワーコンディショナー２１０３から供給される電力を、調光装置２１２０、空調装置２１１１、開閉機構２１１２、栽培管理装置２１０６に供給する。なお、パワーコンディショナー２１０３から供給される電力では不足するときは、電力会社などが供給する商用電源２１０１からの電力も用いる。
【００６４】
図１２は、栽培管理装置２１０６の構成を示す概略ブロック図である。栽培管理装置２１０６は、温度管理部２２０１、温度パターン記憶部２２０２、開閉状態制御部２２０３、空調装置制御部２２０４、日射量検出部２２０５、発電装置積算日射量算出部２２０６、発電装置積算日射量記憶部２２０７、温室内積算日射量算出部２２０８、温室内積算日射量記憶部２２０９、調光制御部２２１０、目標積算日射量記憶部２２１１を含んで構成される。
【００６５】
温度管理部２２０１は、温度計２１０５の測定結果と、温度パターン記憶部２２０２から読み出した温度パターンが示す当該時刻の目標温度とを比較する。これら２つの値の差が所定の範囲を超えているときは、所定の範囲内になるように、  温度管理部２２０１が、開閉状態制御部２２０３および空調装置制御部２２０４に指示をする。例えば、測定結果が目標温度よりも所定の閾値α以上大きく、かつ、各採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開いているときは、開閉状態制御部２２０３に対して各採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを閉じるように指示し、空調装置制御部２２０４に空調装置２１１１に上述の目標温度を設定するように指示する。また、測定結果が目標温度よりも所定の閾値α以上大きく、かつ、各採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを閉じているときは、開閉状態制御部２２０３に、各採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開くように指示する。
【００６６】
また、測定結果が目標温度よりも所定の閾値β以上小さく、かつ、各採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開いているときは、開閉状態制御部２２０３に対して各採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを閉じるように指示する。また、測定結果が目標温度よりも所定の閾値β以上小さく、かつ、各採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを閉じているときは、空調装置制御部２２０４に空調装置２１１１に上述の目標温度を設定するように指示する。
【００６７】
温度パターン記憶部２２０２は、栽培している植物に応じた、各時刻における目標温度を示す温度パターンを記憶している。この温度パターンは、栽培開始からの日数や、日付に応じたパターンとなっていてもよい。開閉状態制御部２２０３は、温度管理部２２０１の指示に従い、開閉機構２１１２に対して、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄの開閉を指示する信号を生成する。空調装置制御部２２０４は、温度管理部２２０１の指示に従い、空調装置２１１１に対して動作開始、停止の指示や、目標温度設定の指示の信号を生成する。日射量検出部２２０５は、まず、発電装置積算日射量記憶部２２０７が記憶している積算日射量に基づき、太陽光発電装置２１０７の劣化度合いを取得する。そして、太陽光発電装置２１０７が発電している電力を示す値に、前記劣化度合いを加味して、日射量を取得する。
【００６８】
この劣化度合いの取得方法としては、例えば、積算日射量と、劣化度合いを表す係数との対応を予め記憶しておき、発電装置積算日射量記憶部２２０７が記憶している積算日射量に対応する係数を読み出すといった方法がある。この劣化度合いを表す係数は、発電する電力と、劣化していないときに発電する電力との比であり、発電する電力が劣化していないときの９０％であれば、「０．９」である。導光体１４および太陽電池素子１５は、照射された紫外線により劣化するため、このように積算日射量に応じた値として、劣化度合いを得ることができる。日射量の取得方法としては、太陽光発電装置２１０７が発電する電力と、日射量との対応を予め記憶しておき、太陽光発電装置２１０７が発電している電力を、積算日射量に対応する係数で割った値に対応する日射量を取得するといった方法がある。
【００６９】
発電装置積算日射量算出部２２０６は、日射量検出部２２０５が算出した日射量を用いて、発電装置積算日射量記憶部２２０７が記憶している太陽光発電装置２１０７に関する積算日射量を更新する。温室内積算日射量算出部２２０８は、日射量検出部２２０５が算出した日射量と、調光制御部２２１０による調光装置２１０８の制御結果とを用いて、温室内積算日射量記憶部２２０９が記憶する植物栽培装置１内の積算日射量を更新する。
【００７０】
例えば、調光制御部２２１０が、植物栽培装置１内に入射する光を遮蔽するように遮光装置２１０９を制御しているときは、温室内積算日射量算出部２２０８は、日射量検出部２２０５が算出した日射量からこの遮蔽による減少分を引いた値を、当該時間帯の日射量とみなして、温室内積算日射量記憶部２２０９が記憶する積算日射量に加算する。また、調光制御部２２１０が、照明装置２１１０を点灯するように制御しているときは、温室内積算日射量算出部２２０８は、日射量検出部２２０５が算出した日射量にこの照明装置２１１０による日射量分を加算した値を、当該時間帯の日射量とみなして、温室内積算日射量記憶部２２０９が記憶する積算日射量に加算する。
【００７１】
調光制御部２２１０は、まず、温室内積算日射量記憶部２２０９が記憶する積算日射量と、目標積算日射量記憶部２２１１が記憶する目標積算日射量のうち、現在時刻の目標積算日射量とを比較する。この比較の結果と、日射量検出部２２０５が算出した日射量とに応じて、調光装置２１０８を制御する。例えば、比較の結果、積算日射量が目標積算日射量よりも所定の閾値Ａ以上小さく、かつ、日射量も所定の閾値Ｂに達していないときは、照明装置２１１０を点灯させる。あるいは、積算日射量が目標積算日射量よりも所定の閾値Ｃ以上大きく、かつ、日射量が所定の閾値Ｄを超えているときは、遮光装置２１０９に遮光させる。目標積算日射量記憶部２２１１は、栽培経過時間と目標積算日射量とを対応付けて記憶する。
栽培経過時間とは、栽培を開始してからの経過時間である。調光制御部２２１０は、栽培を開始した日付および時刻を示す情報を記憶しており、この情報と現在時刻とから栽培経過時間を算出する。
【００７２】
図１３は、本実施形態における栽培管理システム２１００の動作を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１にて、栽培管理装置２１０６は、ユーザ操作により、植物栽培装置１にて栽培する植物に応じた温度パターンと、目標積算日射量とを記憶する。また、温度および日射量のモニタリングを行なう時間間隔についても、設定する。次に、ステップＳ２にて、日射量検出部２２０５が、太陽光発電装置２１０７から発電している電力を示す値を取得し、この値に基づき日射量を算出する。そして、この日射量を用いて、発電装置積算日射量算出部２２０６は、発電装置積算日射量記憶部２２０７を更新し、温室内積算日射量算出部２２０８は温室内積算日射量記憶部２２０９を更新する。また、温度管理部２２０１が、温度計２１０５が計測している植物栽培装置１内の温度を取得する。
【００７３】
次に、ステップＳ３にて、調光制御部２２１０が植物栽培装置１内の積算日射量が適切な範囲内であるかを判定し、温度管理部２２１０が植物栽培装置１内の温度が適切な範囲内であるかを判定する。適切な範囲内であると判定したときは（Ｓ３−Ｙｅｓ）、ステップＳ２に戻り、設定された時間間隔が経過したら、処理を繰り返す。また、ステップＳ３にて適切な範囲内ではないと判定したときは（Ｓ３−Ｎｏ）、ステップＳ４に遷移する。そして、積算日射量が設定範囲外であるときは（Ｓ４−Ｙｅｓ）、日射量の制御をするステップＳ５を経てステップＳ６に遷移し、設定範囲外でないときは（Ｓ４−Ｎｏ）、そのままステップＳ６に遷移する。そして、植物栽培装置１内の温度が設定範囲外であるときは（Ｓ６−Ｙｅｓ）、温度の制御をするステップＳ７を経て、ステップＳ２に戻り、設定範囲外でないときは（Ｓ６−Ｎｏ）、そのままステップＳ２に戻り、設定された時間間隔が経過したら、処理を繰り返す。ステップＳ５およびＳ７における処理の詳細については、後述する。
【００７４】
図１４は、図１３のステップＳ５の処理Ａを説明するフローチャートである。処理Ａでは、まず、調光制御部２２１０が、積算日射量が設定範囲より少ないか否かを判定する（Ｓａ１）。設定範囲より少ないと判定したときは（Ｓａ１−Ｙｅｓ）、ステップＳａ３に遷移して、照明装置２１１０を点灯し、処理Ａを終了する。また、設定範囲より大きいと判定したときは（Ｓａ１−Ｎｏ）、ステップＳａ２に遷移して、遮光装置２１０９を広げて、処理Ａを終了する。
【００７５】
図１５は、図１３のステップＳ５の処理Ｂを説明するフローチャートである。処理Ｂでは、まず、温度管理部２２０１が、植物栽培装置１内の温度が設定範囲より低いか否かを判定する（Ｓｂ１）。設定範囲より低いと判定したときは（Ｓｂ１−Ｙｅｓ）、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開いているか否かをさらに判定する（Ｓｂ２）。これらの採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開いていると判定したときは（Ｓｂ２−Ｙｅｓ）、開閉状態制御部２２０３に採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを閉じるように指示する。次に、温度管理部２２０１は、所定の時間経過後に、温度が設定範囲内になったか否かを判定する（Ｓｂ８）。設定範囲内になっているときは（Ｓｂ８−Ｙｅｓ）、処理Ｂを終了し、設定範囲内になっていないときは（Ｓｂ８−Ｎｏ）、ステップＳｂ１に戻って処理を繰り返す。
【００７６】
一方、ステップＳｂ２にて、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開いていないと判定したときは（Ｓｂ２−Ｎｏ）、温度管理部２２０１は、空調装置１１１に目標温度を設定して動作させるように、空調装置制御部２２０４に指示し（Ｓｂ４）、その後、上述のステップＳｂ８に遷移する。また、ステップＳｂ１にて、温度が設定範囲より低くないと判定したときは（Ｓｂ１−Ｎｏ）、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開いているか否かをさらに判定する（Ｓｂ５）。
これらの採光部を開いていると判定したときは（Ｓｂ５−Ｙｅｓ）、開閉状態制御部２２０３に採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを閉じるように指示し（Ｓｂ６）、ステップＳｂ４に遷移する。また、ステップＳｂ５にて採光部を開いていないと判定したときは（Ｓｂ５−Ｎｏ）、開閉状態制御部２２０３に採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開くように指示し（Ｓｂ７）、ステップＳｂ８に遷移する。
【００７７】
このように、太陽光発電装置２１０７が発電している電力に基づき、日射量を算出しているので、日射量計を特に設けることなく、日射量を管理することができる。また、積算日射量を記憶しておき、これに基づき太陽光発電装置２１０７の劣化度合いを取得し、日射量の算出に用いているので、より正確に日射量を管理することができる。
また、太陽光発電装置２１０７は、導光体１４内の蛍光体１６が発した蛍光により、太陽光電池素子１５が発電する。したがって、太陽からの直達光であっても、空気中のちりなどで散乱された散乱光であっても、導光体１４内の蛍光体１６が蛍光に変換し、発電に利用される。すなわち、太陽光発電装置２１０７が発電している電力に基づき日射量を算出することで、太陽からの直達光と散乱光とを合わせた日射量を算出することができる。
【００７８】
［第４の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。図１６は、本実施形態における栽培管理システムの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における栽培管理システム２１００ａは、図１１の栽培管理システム２１００と同様の構成であるが、栽培管理装置２１０６に変えて栽培管理装置２１０６ａを備え、栽培管理装置２１０６ａに通信網２１１３ａを介して設定用端末２１１４ａが接続されている点が異なる。栽培管理装置２１０６ａは、栽培管理装置２１０６と同様の装置であるが、例えば、図１３のステップＳ１における設定などを、設定用端末２１１４ａから行える点が異なる。
【００７９】
通信網２１１３ａは、インターネットや携帯電話網などのネットワークであり、設定用端末２１１４ａと栽培管理装置２１０６ａとの間の通信を媒介する。設定用端末２１１４ａは、パーソナルコンピュータや携帯電話などであり、上述のように、栽培管理装置２１０６ａへの設定を行なうことや、栽培管理装置２１０６ａによる各装置の制御状況などを取得して表示することができる。
【００８０】
本実施形態における栽培管理システム２１００ａは、第１の実施形態における栽培管理システム２１００と同様の効果が得られる。さらに。このように、設定用端末２１１４ａを備えているので、植物栽培装置１から離れた場所からでも、植物栽培装置１の状態を管理することができる。
【００８１】
なお、上述の各実施形態において、採光部は、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄ以外の他の部分に設けてもよい。
また、上述の各実施形態において、調光装置２１０８の制御に、目標積算日射量記憶部２２１１が記憶する積算日射量の目標値を用いていた。しかしながら、各時刻における日射量の目標値を記憶しておき、該目標値と日射量検出部２２０５が算出した日射量とを比較して、調光装置１０８を制御するようにしてもよい。
【００８２】
また、空調装置２１１１を動作させるか否かを判定するための閾値α、βや、照明装置２１１０を点灯するか否かを判定するための閾値Ａ、Ｂを、太陽光発電装置２１０７が発電している電力に応じて、変更するようにしてもよい。例えば、発電している電力が十分に大きいときは、閾値α、βやＡ、Ｂをより小さな値とする。これにより、発電している電力が十分に大きいときは、目標の積算日射量や温度に近い状態を保つようにすることができる。すなわち、商用電源２１０１からの電力の利用と、栽培環境とトレードオフをとることができる。
【００８３】
また、開閉状態制御部２２０３は、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを開いた状態にするときに、太陽光発電装置２１０７が発電している電力を示す値を取得し、採光部毎に、この値が示す電力が最大となる位置まで開くようにしてもよい。すなわち、採光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄの開閉状態を、植物栽培装置１内の室温と、太陽光発電装置２１０７が発電している電力を示す情報とに基づき決定するようにしてもよい。これにより、より多くの電力を発電することができる。
【００８４】
また、図１１における栽培管理装置２１０６、および図１６における栽培管理装置１０６ａの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより栽培管理装置２１０６、２１０６ａを実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
［第５の実施形態］
【００８５】
本実施形態では、温室設計販売システムについて説明する。本実施形態の温室設計販売システムは、上述の植物栽培装置１の設計販売を行うためのシステムである。本実施形態では、植物栽培装置１を温室１と呼ぶことがある。
【００８６】
図１７は、本実施形態における温室設計販売システムの構成を示す概略ブロック図である。図１７に示すように、本実施形態における温室設計販売システム３２００は、複数のユーザ端末３２０１、ネットワーク３２０２、温室設計装置３２０３、配送指示装置３２０４を含んで構成される。また、温室設計装置３２０３は、通信インターフェース部３２１１、太陽電池選択部３２１２、太陽電池記憶部３２１３、構造選択部３２１４、部材記憶部３２１５、発注部３２１６、注文管理部３２１７を含んで構成される。なお、太陽電池選択部３２１２と、太陽電池記憶部３２１３とで、太陽光発電装置設計装置３２２０を構成する。
【００８７】
ユーザ端末３２０１は、温室１（植物栽培装置１）を購入するユーザＡ１〜Ａｎ各々が所有している。ユーザ端末３２０１は、各ユーザが利用するパーソナルコンピュータであり、ネットワーク３２０２に接続されている。ネットワーク３２０２は、インターネットなどの通信網であり、ユーザ端末３２０１と、温室設計装置３２０３と、配送指示装置３２０４との通信を媒介する。温室設計装置３２０３と、配送指示装置３２０４とは、温室販売業者Ｂが所有している。温室設計装置３２０３は、ユーザ端末３２０１を用いて、ユーザが指定した条件に基づき、温室１を建築するための部材を選択し、選択した部材とその配送先を配送指示装置３２０４に通知する。配送指示装置３２０４は、温室設計装置３２０３から通知された部材の、通知された配送先への配送指示を出力する。温室販売業者Ｂは、この配送指示に従い、在庫から該当部材を卸し、配送先に配送する。なお、在庫がない場合は、該当する部材を製造し、配送するようにしてもよい。
【００８８】
温室設計装置３２０３の通信インターフェース部３２１１は、ネットワーク３２０２に接続されているＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；ローカルエリアネットワーク）カードや、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌなどの通信プロトコルを実現する機能を含む。温室設計装置３２０３の各部は、通信インターフェース部３２１１を介して外部の装置と通信する。太陽電池選択部３２１２は、ユーザが指定し、ユーザ端末３２０１から通知された植物を示す情報と、太陽電池記憶部３２１３が記憶する情報とに基づき、温室１に使用する蛍光体と太陽電池とを選択する。太陽電池記憶部３２１３は、植物の種別を示す情報と、蛍光体の種別を示す情報と、太陽電池素子の種別を示す情報とを対応付けて記憶している。
【００８９】
構造選択部３２１４は、ユーザが指定し、ユーザ端末３２０１から通知された温室１のタイプ、寸法（幅、奥行きなど）と、太陽電池選択部３２１２が選択した蛍光体と太陽電池素子とを示す情報と、部材記憶部３２１５が記憶する情報とに基づき、温室１に使用する部材とその量とを選択する。さらに、構造選択部３２１４は、選択した部材、量に応じた販売金額の合計を算出し、ユーザ端末３２０１に通知する。なお、温室１のタイプとは、図１のような建屋型か、図２のようなビニールハウス型かを識別する情報である。部材記憶部３２１５は、温室１を建築するための各部材を示す情報と、その大きさを示す情報と、その値段を示す情報とを対応付けて記憶する。
【００９０】
発注部３２１６は、ユーザが指定し、ユーザ端末３２０１から通知された配送先と、構造選択部３２１４が選択した部材、量と、ユーザを識別する情報とを注文管理部３２１７に記憶させるとともに、配送指示装置３２０４にこれらの情報を通知する。
【００９１】
図１８は、太陽電池記憶部が記憶する情報の例を示す図である。図１８に示すように、太陽電池記憶部３２１３は、植物の種別「作物Ａ」と、優先順位「１」と、蛍光体「蛍光体ａ１」と、太陽電池素子「太陽電池α１」とを対応付けて記憶し、植物の種別「作物Ａ」と、優先順位「２」と、蛍光体「蛍光体ａ１」と、太陽電池素子「太陽電池α２」とを対応付けて記憶し、植物の種別「作物Ａ」と、優先順位「３」と、蛍光体「蛍光体ａ２」と、太陽電池素子「太陽電池α３」とを対応付けて記憶し、植物の種別「作物Ｂ」と、優先順位「１」と、蛍光体「蛍光体ｂ」と、太陽電池素子「太陽電池β」とを対応付けて記憶し、・・・というように、植物の種別を示す情報と、優先順位と、蛍光体の種別を示す情報と、太陽電池素子の種別を示す情報とを対応付けて記憶する。図１８で、「作物Ａ」に対応付けて、「蛍光体ａ１」と「太陽電池α１」との組み合わせと、「蛍光体ａ１」と「太陽電池α２」との組み合わせを記憶しているように、同じ植物の種別に対して、複数の蛍光体と太陽電池素子との組み合わせを記憶していてもよい。このとき、この組み合わせの中の優先順位を、「１」、「２」というように記憶している。なお、この優先順位は値が小さいほど、高い優先順位であることを示している。
【００９２】
なお、「作物Ａ」、「作物Ｂ」は、例えば、ホウレンソウ、トマトなどの作物の名前である。また、「蛍光体ａ１」、「蛍光体ａ２」、「蛍光体ｂ」などは、例えば、ＬＵＭＯＧＥＮ（登録商標）  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７０や、ＬＵＭＯＧＥＮ（登録商標）  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５などの蛍光体の名前である。
【００９３】
また、「太陽電池α１」、「太陽電池α２」、「太陽電池α３」、「太陽電池β」などは、例えば、ＩｎＧａＰ（インジウム・ガリウム・リン）、ＩｎＧａＡｓ（インジウム・ガリウム・ヒ素）、ＡｌＧａＡｓ（アルミニウム・ガリウム・ヒ素）、Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２（銅（インジウム・ガリウム）セレン２）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２（銅（インジウム・ガリウム）（セレン・硫黄）２、ＣｕＩｎＳ２（銅・インジウム・硫黄２）、ＣｄＴｅ（カドミウム・テルル）、ＣｄＳ（カドミウム・硫黄）などあるいはＳｉ（シリコン）系などの化合物系太陽電池の名前、Ｓｉ、ＩｎＧａＡｓなどの量子ドット太陽電池の名前、有機系の太陽電池の名前である。
【００９４】
図１９は、本実施形態における温室設計販売システムの動作を説明するフローチャートである。まず、ユーザ端末３２０１に、ユーザ操作により入力された栽培する植物の種別を、ネットワーク３２０２を介して、太陽電池選択部３２１２が取得する（Ｓ３１）。次に、太陽電池選択部３２１２は、太陽電池記憶部３２１３を参照して、栽培する植物の種別に応じた、蛍光体と太陽電池素子とを選択する（Ｓ３２）。なお、太陽電池選択部３２１２は、太陽電池記憶部３２１３が１つの栽培する植物の種別に対応する蛍光体と太陽電池素子との組み合わせを複数記憶しているときは、優先順位の高いものを選択する。また、栽培する植物が複数あるときは、これらに共通して対応付けて記憶されている蛍光体と、太陽電池素子との組み合わせを選択する。
【００９５】
次に、ユーザ端末３２０１に、ユーザ操作により入力された温室１のタイプ、寸法を、ネットワーク３２０２を介して、構造選択部３２１４が取得する（Ｓ３３）。次に、構造選択部３２１４は、取得した温室１のタイプ、寸法と、太陽電池選択部３２１２が選択した蛍光体と太陽電池素子と、部材記憶部３２１５が記憶する情報とに基づき、温室１に使用する部材とその量とを選択する（Ｓ３４）。次に、ユーザ端末３２０１に、ユーザ操作により入力された配送先を、ネットワーク３２０２を介して、発注部３２１６が取得する（Ｓ３５）。発注部３２１６は、取得した配送先と、構造選択部３２１４が選択した部材、量と、ユーザを識別する情報とを注文管理部３２１７に記憶させるとともに、配送指示装置３２０４にこれらの情報を通知して、発注指示を行う（Ｓ３６）。配送指示装置３２０４は、発注部３２１６から通知された部材、量、配送先に基づき、配送指示を出力し（Ｓ３７）、処理を終了する。温室販売業者Ｂは、ステップＳ３７にて出力された配送指示に従い、在庫から該当部材を卸し、配送先（ユーザ）に配送する。
【００９６】
ここで、太陽電池記憶部３２１３が対応付けて記憶しているのは、栽培する植物の名前と、その植物が光合成に利用する波長帯とは異なる波長帯を主に吸収して蛍光を発する蛍光体の名前と、その蛍光の波長帯において発電効率の良い太陽電池素子の名前である。さらに、太陽電池記憶部２１３が記憶している名前の蛍光体が発する蛍光の波長帯は、この蛍光体の名前と対応付けて記憶している名前の植物が光合成に利用する波長帯となっていることが望ましい。前述のように、図５は、太陽光線の地上におけるスペクトル分布を示すグラフである。図５に示すように、太陽光は、３００ｎｍから１１００ｎｍ以上に分布し、５００ｎｍ付近で強度が最大となっている。
【００９７】
前述のように、図６は光合成色素の吸収スペクトル分布を示すグラフである。光合成色素によって、太陽光のスペクトルのうち、吸収するスペクトルの波長域は異なっている。例えば、図６に示すように、カロテンは、約４００ｎｍから約５００ｎｍの光を吸収し、４５０ｎｍ付近にピークがある。クロロフィルａは、約４００ｎｍから約６７０ｎｍの広い範囲を吸収するが、主に吸収するのは約４３０ｎｍから約４７０ｎｍと、６５０ｎｍ付近である。クロロフィルｂは、約４００ｎｍから約７００ｎｍの広い範囲を吸収するが、主に吸収するのは約４００ｎｍから約４５０ｎｍと、６７０ｎｍ付近である。フコキサンチンは、約４００ｎｍから約５００ｎｍの光を吸収し、４５０ｎｍ付近にピークがある。フィコエリトリンは約５００ｎｍから約５７０ｎｍの光を吸収し、５３０ｎｍ付近にピークがある。フィコシアニンは、約５５０ｎｍから約６５０ｎｍの光を吸収し、６１０ｎｍ付近にピークがある。バクテリオクロロフィルは、全波長域に渡って吸収するが、主に吸収するのは４００ｎｍ以下と、約７５０ｎｍから約８００ｎｍであり、７６０ｎｍ付近にピークがある。
【００９８】
前述のように、図８は、蛍光体の例であるＬＵＭＯＧＥＮ（登録商標）  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５の吸収および発光スペクトル分布を示すグラフである。図８において、点線は吸収スペクトルであり、実線は発光スペクトルである。このように、ＬＵＭＯＧＥＮ（登録商標）  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５は、主に５５０ｎｍから６００ｎｍの光を吸収し、その吸収スペクトルのピークは約５７８ｎｍである。また、６００ｎｍから６７０ｎｍの光を発光し、その発光スペクトルのピークは約６１２ｎｍである。
【００９９】
図８に示したＬＵＭＯＧＥＮ（登録商標）  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５を蛍光体として添加した導光体１４を透過した太陽光は、５５０ｎｍから６００ｎｍは吸収されて大きく強度が小さくなるものの、その他の波長帯については、吸収されずに透過する割合が高くなっている。したがって、カロテン、クロロフィルａ、クロロフィルｂなどを光合成色素として有している植物であれば、光合成を行うための波長帯の光が、導光体１４を透過して照射されることになる。
【０１００】
なお、太陽電池記憶部３２１３が、植物の種別を示す情報（例えば、植物の名前）とこの植物が光合成に利用する光合成色素を示す情報とを対応付けて記憶し、さらに、蛍光体の種別を示す情報とこの蛍光体が主に吸収する波長帯と、この蛍光体が主に吸収する波長帯とは異なる波長帯を主に吸収する光合成色素を示す情報とを対応付けて記憶するようにしてもよい。
【０１０１】
このように、太陽電池記憶部３２１３は、栽培する植物の名前と、その植物が光合成に利用する波長帯とは異なる波長帯を主に吸収して蛍光を発する蛍光体の名前とを対応付けて記憶しているので、栽培する植物が光合成を行うための波長帯の光が、導光体１４を透過して植物に照射されるようにすることができる。したがって、温室設計販売システム３２００により設計された温室１は、太陽光発電を行いつつ、温室１内の植物への日射の低下を抑えることができる。
また、蛍太陽電池記憶部３２１３が記憶している名前の蛍光体が発する蛍光の波長帯は、この蛍光体の名前と対応付けて記憶している名前の植物が光合成に利用する波長帯となっている。このため、導光体１４から漏れて植物に照射される蛍光は、植物が光合成に利用する波長帯の光となっており、光合成に利用する波長帯の光をより多く、植物に照射させることができる。
【０１０２】
［第６の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態における温室設計販売システムは、図１７に示す温室設計販売システム３２００と同様の構成であるが、以下の２点が異なる。１点目は、図１７の温室設計販売システム３２００において栽培する植物に関する情報として植物の種別を示す情報を、太陽電池選択部３２１２が取得していたのに対し、本実施形態では栽培する植物が有する光合成色素を示す情報を太陽電池選択部３２１２が取得する点である。２点目は、図１７の温室設計販売システム３２００において、太陽電池記憶部３２１３が植物の種別を示す情報と蛍光体の種別を示す情報と太陽電池素子の種別を示す情報とを対応付けて記憶していたのに対し、本実施形態では太陽電池記憶部３２１３が光合成色素を示す情報と蛍光体の種別を示す情報と太陽電池素子の種別を示す情報とを対応付けて記憶している点である。
【０１０３】
図２０は、本実施形態における太陽電池記憶部が記憶する情報の例を示す図である。図２０に示すように、太陽電池記憶部３２１３は、光合成色素「クロロフィルａ」と、優先順位「１」と、蛍光体「蛍光体ｃ１」と、太陽電池素子「太陽電池γ１」とを対応付けて記憶し、光合成色素「クロロフィルａ」と、優先順位「２」と、蛍光体「蛍光体ｃ１」と、太陽電池素子「太陽電池γ２」とを対応付けて記憶し、光合成色素「クロロフィルａ」と、優先順位「３」と、蛍光体「蛍光体ｃ２」と、太陽電池素子「太陽電池γ３」とを対応付けて記憶し、光合成色素「クロロフィルｂ」と、優先順位「１」と、蛍光体「蛍光体ｄ」と、太陽電池素子「太陽電池δ」とを対応付けて記憶し、・・・というように、光合成色素の種別を示す情報と、優先順位と、蛍光体の種別を示す情報と、太陽電池素子の種別を示す情報とを対応付けて記憶する。ここで、太陽電池記憶部３２１３が対応付けて記憶しているのは、植物が持つ光合成色素の名前と、その光合成色素が光合成に利用する波長帯とは異なる波長帯を主に吸収して蛍光を発する蛍光体の名前と、その蛍光の波長帯において発電効率の良い太陽電池素子の名前である。さらに、太陽電池記憶部３２１３が記憶している名前の蛍光体が発する蛍光の波長帯は、この蛍光体の名前と対応付けて記憶している名前の光合成色素が光合成に利用する波長帯となっていることが望ましい。
【０１０４】
このように、太陽電池記憶部３２１３は、光合成色素の名前と、その光合成色素が光合成に利用する波長帯とは異なる波長帯を主に吸収して蛍光を発する蛍光体の名前とを対応付けて記憶しているので、栽培する植物が有する光合成色素を指定することで、この植物が光合成を行うための波長帯の光が、導光体１４を透過して照射されるようにすることができる。したがって、温室設計販売システム３２００により設計された温室１は、太陽光発電を行いつつ、温室１内の植物への日射の低下を抑えることができる。
また、蛍太陽電池記憶部３２１３が記憶している名前の蛍光体が発する蛍光の波長帯は、この蛍光体の名前と対応付けて記憶している名前の光合成色素が光合成に利用する波長帯となっている。このため、導光体１４から漏れて植物に照射される蛍光は、植物が光合成に利用する波長帯の光となっており、光合成に利用する波長帯の光をより多く、植物に照射させることができる。
【０１０５】
なお、太陽電池記憶部３２１３が、植物に関する情報（例えば、植物の名前、あるいは光合成色素）とこの植物が光合成に利用する波長帯を示す情報とを対応付けて記憶し、さらに、蛍光体の種別を示す情報とこの蛍光体が吸収する波長帯を示す情報とを対応付けて記憶するようにしてもよい。この場合、太陽電池選択部３２１２が、植物に関する情報に対応付けられた波長帯と、蛍光体の種別を示す情報に対応付けられた波長帯とが、重ならないように蛍光体を選択することで、太陽光発電を行いつつ、温室１内の植物への日射の低下を抑えることができる。
【０１０６】
また、図１７における温室設計装置３２０３の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の機能を実現してもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１０７】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１０８】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の態様は、植物栽培室に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１…植物栽培装置、１０…植物栽培室、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，２０…採光部、１４，１４ａ，２１，２１１ｂ…導光体、２１ａ，１１４ａ…第１主面、２１ｂ，１１４ｂ…第２主面、２１ｃ，１１４ｃ…第１端面、１５…太陽電池素子、１６…蛍光体、１７，２２…透明導光体、１９…植物、１９ａ…光合成色素、２３…蛍光体層、２４…透明保護膜（透明部材）、２５…透明フィルム又は透明樹脂、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…外光、Ｌ４…蛍光、２１００，２１００ａ…栽培管理システム、２１０１…商用電源、２１０２…受電盤、２１０３…パワーコンディショナー、２１０４…二次電池、２１０５…温度計、２１０６，２１０６ａ…栽培管理装置２１０７…太陽光発電装置、２１０８…調光装置、２１０９…遮光装置、２１１０…照明装置、２１１１…空調装置、２１１２…開閉機構、２１１３ａ…通信網、２１１４ａ…設定用端末、３２００…温室設計販売システム、３２０１…ユーザ端末、３２０２…ネットワーク、３２０３…温室設計装置、３２０４…配送指示装置、３２１１…通信インターフェース部、３２１２…太陽電池選択部、３２１３…太陽電池記憶部、３２１４…構造選択部、３２１５…部材記憶部、３２１６…発注部、３２１７…注文管理部、３２２０…太陽光発電装置設計装置。
【図１】
2012141091.tif 000003
【図２】
2012141091.tif 000004
【図３】
2012141091.tif 000005
【図４】
2012141091.tif 000006
【図５】
2012141091.tif 000007
【図６】
2012141091.tif 000008
【図７】
2012141091.tif 000009
【図８】
2012141091.tif 000010
【図９】
2012141091.tif 000011
【図１０】
2012141091.tif 000012
【図１１】
2012141091.tif 000013
【図１２】
2012141091.tif 000014
【図１３】
2012141091.tif 000015
【図１４】
2012141091.tif 000016
【図１５】
2012141091.tif 000017
【図１６】
2012141091.tif 000018
【図１７】
2012141091.tif 000019
【図１８】
2012141091.tif 000020
【図１９】
2012141091.tif 000021
【図２０】
2012141091.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月8日(2013.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置であって、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部を備え、
さらに、前記日射量検出部が検出した日射量に基づき、前記太陽光発電装置の積算日射量を算出する発電装置積算日射量算出部を備え、
前記日射量検出部は、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に加えて、前記太陽光発電装置の積算日射量に基づく前記太陽光発電装置の劣化度合いに基づき、前記日射量を算出する栽培管理装置。
【請求項２】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置であって、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部を備え、
さらに、栽培経過時間に応じた積算日射量の目標値を表す情報を記憶する目標積算日射量記憶部と、
前記日射量検出部が検出した日射量と、前記温室が備える調光装置の状態とに基づき、前記植物への積算日射量を算出する温室内積算日射量算出部と、
前記温室内積算日射量算出部が算出した積算日射量と、前記目標積算日射量記憶部が記憶する目標値とを比較し、該比較結果に基づき、前記調光装置を制御する調光制御部と
を備える栽培管理装置。
【請求項３】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置であって、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部を備え、
前記太陽光発電装置は、前記温室の開閉可能な採光部に設置されており、
さらに、前記採光部の開閉状態を、前記温室内の室温と、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報とに基づき決定する開閉状態制御部を備える栽培管理装置。
【請求項４】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置における栽培管理方法であって、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する過程を有し、
さらに、前記日射量に基づき、前記太陽光発電装置の積算日射量を算出する過程を有し、
前記日射量を検出する過程では、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に加えて、前記太陽光発電装置の積算日射量に基づく前記太陽光発電装置の劣化度合いに基づき、前記日射量を算出する栽培管理方法。
【請求項５】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置における栽培管理方法であって、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する過程を有し、
さらに、栽培経過時間に応じた積算日射量の目標値を表す情報を記憶する過程と、
前記日射量と、前記温室が備える調光装置の状態とに基づき、前記植物への積算日射量を算出する過程と、
前記積算日射量と、前記目標値とを比較し、該比較結果に基づき、前記調光装置を制御する過程と
を有する栽培管理方法。
【請求項６】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置における栽培管理方法であって、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する過程を有し、
前記太陽光発電装置は、前記温室の開閉可能な採光部に設置されており、
さらに、前記採光部の開閉状態を、前記温室内の室温と、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報とに基づき決定する過程を有する栽培管理方法。
【請求項７】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置のコンピュータを、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部として機能させ、
さらに、前記コンピュータを、前記日射量検出部が検出した日射量に基づき、前記太陽光発電装置の積算日射量を算出する発電装置積算日射量算出部として機能させ、
前記日射量検出部は、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に加えて、前記太陽光発電装置の積算日射量に基づく前記太陽光発電装置の劣化度合いに基づき、前記日射量を算出する、プログラム。
【請求項８】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置のコンピュータを、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部として機能させ、
さらに、前記コンピュータを、
栽培経過時間に応じた積算日射量の目標値を表す情報を記憶する目標積算日射量記憶部として機能させ、
前記日射量検出部が検出した日射量と、前記温室が備える調光装置の状態とに基づき、前記植物への積算日射量を算出する温室内積算日射量算出部として機能させ、
前記温室内積算日射量算出部が算出した積算日射量と、前記目標積算日射量記憶部が記憶する目標値とを比較し、該比較結果に基づき、前記調光装置を制御する調光制御部として機能させる、プログラム。
【請求項９】
太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置のコンピュータを、
前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部として機能させ、
前記太陽光発電装置は、前記温室の開閉可能な採光部に設置されており、
さらに、前記コンピュータを、前記採光部の開閉状態を、前記温室内の室温と、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報とに基づき決定する開閉状態制御部として機能させる、プログラム。
【請求項１０】
蛍光体を含む導光体と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池素子とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置であって、
栽培する植物に関する情報と、前記蛍光体の種別を示す情報と、前記太陽電池素子の種別を示す情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記記憶部が記憶している情報に基づき、前記蛍光体の種別と、前記太陽電池素子の種別とを選択する太陽電池選択部と、を具備する太陽光発電装置設計装置。
【請求項１１】
前記記憶部が対応付けて記憶しているのは、前記栽培する植物に関する情報と、前記栽培する植物が光合成に利用する波長帯とは異なる波長帯を吸収して蛍光を発する蛍光体の種別を示す情報と、前記蛍光の波長帯において発電効率の良い太陽電池の種別を示す情報とである請求項１０に記載の太陽光発電装置設計装置。
【請求項１２】
前記栽培する植物に関する情報は、栽培する植物の種別を示す情報である請求項１０に記載の太陽光発電装置設計装置。
【請求項１３】
前記栽培する植物に関する情報は、植物が光合成に用いる光合成色素を示す情報である請求項１０に記載の太陽光発電装置設計装置。
【請求項１４】
蛍光体を含む導光体と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池素子とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置における設計方法であって、
指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記太陽光発電装置設計装置の記憶部が記憶している前記蛍光体の種別を示す情報と太陽電池素子の種別を示す情報とに基づき、蛍光体の種別と、太陽電池素子の種別とを選択する過程、を有する設計方法。
【請求項１５】
蛍光体を含む導光体と、前記蛍光体が発光した蛍光が照射されて発電する太陽電池素子とを具備し、温室に設けられる太陽光発電装置を設計する太陽光発電装置設計装置のコンピュータを、
指定された栽培する植物に関する情報に対応付けて、前記太陽光発電装置設計装置の記憶部が記憶している前記蛍光体の種別を示す情報と太陽電池素子の種別を示す情報とに基づき、前記蛍光体の種別と、前記太陽電池の種別とを選択する太陽電池選択部、として機能させるためのプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、本発明のさらに他の態様は、太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置における栽培管理方法であって、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する過程を有する。
本発明のさらに他の態様において、さらに、前記日射量に基づき、前記太陽光発電装置の積算日射量を算出する過程を有し、前記日射量を検出する過程では、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に加えて、前記太陽光発電装置の積算日射量に基づく前記太陽光発電装置の劣化度合いに基づき、前記日射量を算出してもよい。
また、本発明のさらに他の態様において、さらに、栽培経過時間に応じた積算日射量の目標値を表す情報を記憶する過程と、前記日射量と、前記温室が備える調光装置の状態とに基づき、前記植物への積算日射量を算出する過程と、前記積算日射量と、前記目標値とを比較し、該比較結果に基づき、前記調光装置を制御する過程とを有してもよい。
また、本発明のさらに他の態様において、前記太陽光発電装置は、前記温室の開閉可能な採光部に設置されており、さらに、前記採光部の開閉状態を、前記温室内の室温と、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報とに基づき決定する過程を有してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、本発明のさらに他の態様は、太陽光発電装置を備えた温室内での植物の栽培を管理する栽培管理装置のコンピュータを、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に少なくとも基づき、日射量を検出する日射量検出部として機能させるためのプログラムである。
本発明のさらに他の態様において、前記コンピュータを、さらに、前記日射量検出部が検出した日射量に基づき、前記太陽光発電装置の積算日射量を算出する発電装置積算日射量算出部として機能させ、前記日射量検出部は、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報に加えて、前記太陽光発電装置の積算日射量に基づく前記太陽光発電装置の劣化度合いに基づき、前記日射量を算出してもよい。
また、本発明のさらに他の態様において、さらに、前記コンピュータを、栽培経過時間に応じた積算日射量の目標値を表す情報を記憶する目標積算日射量記憶部として機能させ、前記日射量検出部が検出した日射量と、前記温室が備える調光装置の状態とに基づき、前記植物への積算日射量を算出する温室内積算日射量算出部として機能させ、前記温室内積算日射量算出部が算出した積算日射量と、前記目標積算日射量記憶部が記憶する目標値とを比較し、該比較結果に基づき、前記調光装置を制御する調光制御部として機能させてもよい。
また、本発明のさらに他の態様において、前記太陽光発電装置は、前記温室の開閉可能な採光部に設置されており、さらに、前記コンピュータを、前記採光部の開閉状態を、前記温室内の室温と、前記太陽光発電装置が発電している電力を示す情報とに基づき決定する開閉状態制御部として機能させてもよい。
【国際調査報告】
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