(57)【要約】【課題】植物の生育に影響を及ぼすことなく、栽培室に関する消費電力量を削減する。【解決手段】基準期間（Tb）に明期及び暗期が含まれるスケジュールが決定され、このスケジュールに従って照明装置（30）が制御される。明期の際に、栽培室（S1）における消費電力量の削減要求信号が入力された照明制御部（63）は、植物（27）への光量を明期時の所定光量より減じるかまたは光を照射しない減光動作を明期の間に行わせ、当該減光動作により不足した光量の少なくとも一部を補うように植物（27）に光を照射させる補光動作を、暗期の間に行わせる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物（27）の栽培室（S1）に設置され、該植物（27）に光を照射可能な照明装置（30）と、
基準期間に、上記照明装置（30）が上記植物（27）に光を所定光量照射する明期と、上記照明装置（30）が上記所定光量より少ない光量の光を照射するかまたは光の照射を行わない暗期と、が含まれるように、上記基準期間のスケジュールを決定するスケジュール決定部（61）と、
上記スケジュールに従って上記照明装置（30）を制御する照明制御部（63）と
を備え、
上記照明制御部（63）は、
上記明期の際に、商用電源（91）から上記栽培室（S1）への供給電力量を所定電力量以下に削減すべき旨の削減要求信号が入力された場合、上記植物（27）への光量を上記所定光量より減じるかまたは光を照射しない減光動作を、上記明期の間に上記照明装置（30）に行わせ、
上記減光動作にて減じられた分の光または照射されなかった分の光における光量子束密度と該減光動作が行われた時間との積を、不足光量として算出し、
算出した上記不足光量の少なくとも一部を補うように上記植物（27）に光を照射させる補光動作を、上記暗期の間に上記照明装置（30）に行わせる
ことを特徴とする栽培環境提供システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記栽培室（S1）に対応して設置され、該栽培室（S1）内の空調を行って該栽培室（S1）内の空調負荷を処理する空気調和装置（40）、
を更に備えることを特徴とする栽培環境提供システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
上記照明制御部（63）は、外気温度に基づいて、上記暗期の間に上記補光動作を開始させるタイミングを決定する
ことを特徴とする栽培環境提供システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物に光を照射して植物を栽培するための環境を提供するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
植物工場の栽培室には、複数の栽培棚が並んでおり、各栽培棚には植物が載置されている。このような栽培室内には、照明装置及び空気調和装置等からなるシステムが構築されている。照明装置は、各植物に光合成を行わせるための光を照射する。空気調和装置は、栽培室内が植物の生育に適した温度及び湿度となるように、栽培室内の空調を行う。
【０００３】
上記システムに関連する技術として、例えば特許文献１〜３に示すものがある。
【０００４】
特許文献１には、２４時間における明期及び暗期に照射される積算光量が、光補償点を保てる光量により略１２時間照射した場合と略同量となるように、植物に照射する光量を制御する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、明期及び暗期からなる周期の１サイクルが２４時間よりも長くなるように照明装置を制御することによって、植物の日周期リズムが２４時間周期よりも長くなるようにした技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、植物が有する概日リズムにあわせて、暗期を光合成活性の低い時間帯に設定するか、または明期を光合成活性の高い時間帯に設定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８７１１９２号
【特許文献２】特開２００５−０６５５５９号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７９００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
いずれの上記特許文献１〜３においても、照明装置は、植物に光を連続して照射する。そのため、照明装置の消費電力量は増加する。更に、照明装置による光の照射によって栽培室内の空調負荷は高くなり、これに伴い空気調和装置に含まれる圧縮機の回転速度等が上昇するため、空気調和装置の消費電力量も増加してしまう。
【０００９】
これに対し、栽培室における各種装置（照明装置、空気調和装置など）の消費電力量の合計値が所定値を超えた場合に、照明装置による光照射を停止することで、消費電力量の増加を抑えることが考えられる。しかしこれでは、植物が光合成を行う時間は不足し、植物の生育に影響が及ぶおそれがある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、植物の生育に影響が及ぶことなく、栽培室における消費電力量を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、植物（27）の栽培室（S1）に設置され、該植物（27）に光を照射可能な照明装置（30）と、基準期間に、上記照明装置（30）が上記植物（27）に光を所定光量照射する明期と、上記照明装置（30）が上記所定光量より少ない光量の光を照射するかまたは光の照射を行わない暗期と、が含まれるように、上記基準期間のスケジュールを決定するスケジュール決定部（61）と、上記スケジュールに従って上記照明装置（30）を制御する照明制御部（63）とを備え、上記照明制御部（63）は、上記明期の際に、商用電源（91）から上記栽培室（S1）への供給電力量を所定電力量以下に削減すべき旨の削減要求信号が入力された場合、上記植物（27）への光量を上記所定光量より減じるかまたは光を照射しない減光動作を、上記明期の間に上記照明装置（30）に行わせ、上記減光動作にて減じられた分の光または照射されなかった分の光における光量子束密度と該減光動作が行われた時間との積を、不足光量として算出し、算出した上記不足光量の少なくとも一部を補うように上記植物（27）に光を照射させる補光動作を、上記暗期の間に上記照明装置（30）に行わせることを特徴とする栽培環境提供システムである。
【００１２】
ここでは、予定していた明期の間に、商用電源（91）からの供給電力量の削減要求信号が照明制御部（63）に入力されると、照明制御部（63）は、明期であっても、この要求に従って減光動作を照明装置（30）に行わせる。これにより、照明装置（30）の消費電力量は減少し、栽培室（S1）における消費電力量（即ち、商用電源（91）からの供給電力量）は削減される。
【００１３】
更に、照明制御部（63）は、当該減光動作で植物（27）に照射されず不足している光量分を取り戻すべく、予定していた暗期の間に補光動作を照明装置（30）に行わせる。つまり、減光動作の間、植物（27）は光合成ができなくなるが、ここでは、減光動作により植物（27）に照射されず不足している光量分の少なくとも一部は、暗期時に照射されることによって補われる。従って、消費電力量を削減するための減光動作が、植物（27）の生育に影響をおよぼす可能性は低くなる。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記栽培室（S1）に対応して設置され、該栽培室（S1）内の空調を行って該栽培室（S1）内の空調負荷を処理する空気調和装置（40）、を更に備えることを特徴とする栽培環境提供システムである。
【００１５】
明期の間に減光動作が行われた場合、照明装置（30）が照射する光の光量は減光動作の開始直前の状態から減少するため、栽培室（S1）内の空調負荷は低くなる。これに伴い、空気調和装置（40）に含まれる圧縮機の回転速度等も自動的に低下するため、空気調和装置（40）の消費電力量も減少する。従って、明期の間に減光動作が行われた場合、栽培室（S1）に関する装置（照明装置（30）及び空気調和装置（40））の消費電力量、即ち、商用電源（91）から栽培室（S1）への供給電力量を、確実に所定電力量以下に削減することができる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、上記照明制御部（63）は、外気温度に基づいて、上記暗期の間に上記補光動作を開始させるタイミングを決定することを特徴とする栽培環境提供システムである。
【００１７】
ここでは、外気温度に基づいて例えば空調負荷が比較的低いと判断される場合に、補光動作が行われる。補光動作が行われれば栽培室（S1）における消費電力量は増加するものの、空調負荷が比較的低い場合に補光動作が行われることにより、消費電力量が所定電力量を超える可能性を低くすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、植物（27）の生育に影響が及ぶことなく、栽培室（S1）についての消費電力量、即ち、商用電源（91）から栽培室（S1）への供給電力量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、栽培室に構築された栽培環境提供システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、栽培ベッドの構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、栽培環境提供システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図４は、栽培環境提供システムの動作のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２１】
≪実施形態≫
＜概要＞
栽培環境提供システム（10）は、野菜や果物等の植物（27）が生育し易い環境を提供するためのシステムであって、完全閉鎖型植物工場及び栽培ハウス等の栽培室（S1）に構築される。栽培環境提供システム（10）は、栽培室（S1）内の温度及び湿度が植物（27）にとって適切となるように調節したり、植物（27）の明期及び暗期が交互に繰り返されるように、植物（27）が光合成を行うための光の照射を調節したりする。
【００２２】
ここで、栽培室（S1）内のレイアウトについて、図１を用いて簡単に説明する。図１は、栽培室（S1）の内部を表した図である。図１では、水平方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向として表している。
【００２３】
栽培室（S1）には、複数の栽培棚（11）が設置されている。各栽培棚（11）には、水平方向（図１のＸ方向）に延びる棚板（13）が、鉛直方向（図１のＹ方向）に間隔をあけて複数並んでいる。各棚板（13）には、後述する栽培ベッド（20）が載置され、照明装置（30）が設置されている。
【００２４】
栽培室（S1）の天井や壁面には、複数の開口部（op1,op2）が形成されている。開口部（op1）は、栽培室（S1）の天井に１つ設けられており、ダクト（d1,d2）を介して空気調和装置（40）それぞれの吸い込み口と接続されている。開口部（op2）は、栽培室（S1）の側壁に複数設けられており、チャンバ（51）及びダクト（d3,d4）を介して空気調和装置（40）それぞれの吹き出し口と接続されている。チャンバ（51）は栽培室（S1）の側壁において各開口部（op2）に対応するようにして設けられ、空気調和装置（40）は栽培室（S1）の天井に設けられているが、これらについては詳細する。
【００２５】
栽培ベッド（20）は、図２に示すように、植物（27）を生育させるためのものであって、植物（27）が植え付けられる栽培パネル（21）と、植物を生育するための養液（25）を溜める養液槽（23）とで構成される。栽培パネル（21）は、ポリスチレンや発砲樹脂等である断熱性の比較的高い材質が水平に延びることによって形成された板状部材である。栽培パネル（21）には、水平面上において互いに所定間隔離れて植物植え付け位置が複数あり、これらの位置それぞれには、ポリウレタン等の材質で形成されたスポンジ（22）が、栽培パネル（21）を上下に貫通するような状態で存在している。このスポンジ（22）それぞれに、植物（27）の苗が固定される。養液槽（23）は、上面が開放された水槽であって、内部には養液（25）が貯留されている。養液（25）の上方には、養液槽（23）の上面を覆うようにして栽培パネル（21）が載置されている。
【００２６】
図１に示すように、照明装置（30）及び空気調和装置（40）は、共通の配電系統に接続されており、商用電源（91）から電力を供給されて動作する。
【００２７】
このような栽培環境提供システム（10）は、栽培室（S1）における消費電力量（即ち、上記配電系統上にある装置の消費電力量の合計値）を削減するべき指令がシステム（10）外部から命じられるか、またはシステム（10）内部で消費電力量を削減するべきと判断した場合には、植物（27）の生育に影響が及ぶことなく、この要求に応えることができるシステムである。
【００２８】
なお、以下では、システム（10）内部で消費電力量を削減するべきと判断した場合について説明する。
【００２９】
＜栽培環境提供システムの構成＞
図１に示すように、栽培環境提供システム（10）は、複数の照明装置（30）、複数の空気調和装置（40）、チャンバ（51）、及びコントローラ（60）を備える。
【００３０】
−照明装置−
照明装置（30）は、蛍光灯またはＬＥＤによって構成され、栽培室（S1）内の栽培棚（11）の各段に対応して設けられている。照明装置（30）は、棚板（13）に載置された植物（27）の上方に位置し、下方、即ち植物（27）に向けて光を照射することができる。
【００３１】
照明装置（30）は、後述するスケジュール決定部（61）が決定したスケジュールに従って点灯及び消灯（または光量を弱める）を繰り返す。これにより、栽培室（S1）内では、人工的に昼及び夜の環境が作り出される。
【００３２】
−空気調和装置及びチャンバ−
空気調和装置（40）は、栽培室（S1）の天井等に設けられている。空気調和装置（40）は、栽培室（S1）内の空気の温度及び湿度を調整することにより栽培室（S1）内の空調を行って、該栽培室（S1）内の空調負荷を処理する。
【００３３】
なお、図１では空気調和装置（40）が２台設けられている場合を例示しているが、空気調和装置（40）の台数はこれに限定されることはない。
【００３４】
各空気調和装置（40）は、室外機（図示せず）と室内機（41）とを備え、室外機と室内機（41）とに跨るように冷媒回路が形成されている。図１では、室外機の図示を省略し、室内熱交換器（42）及び室内ファン（43）が収容された室内機（41）のみを図示している。なお、室外機には、圧縮機や室外ファン等が収容されている。
【００３５】
開口部（op1）及びダクト（d1,d2）を介して各室内機（41）の内部に取り込まれた栽培室（S1）内の空気は、室内熱交換器（42）にて冷媒と熱交換され、目標の温度及び湿度へと調整される。調整後の空気は、室内ファン（43）により、空調空気として室内機（41）から吹き出され、ダクト（d3,d4）を介して各チャンバ（51）に分岐して送られる。
【００３６】
チャンバ（51）は、箱状に形成されている。チャンバ（51）の内部空間が、対応する開口部（op2）を介して連通するように、チャンバ（51）は対応する開口部（op2）に取り付けられている。
【００３７】
チャンバ（51）とダクト（d3,d4）との接続部には、ダンパ（53）が設けられている。ダンパ（53）は、手動または自動で角度が変更可能な板状部材で構成されている。ダンパ（53）が採る角度に応じて、空気調和装置（40）からチャンバ（51）内への空気の流入量が調節される。これにより、各開口部（op2）から栽培室（S1）に吹き出される空気量が調節される。
【００３８】
−コントローラ−
コントローラ（60）は、メモリ及びＣＰＵ等で構成されるマイクロコンピュータであって、照明装置（30）及び空気調和装置（40）と電気的に接続されている。メモリ内に格納されているプログラムをＣＰＵが読み出して実行することで、コントローラ（60）は、各照明装置（30）及び各空気調和装置（40）の動作を制御する。
【００３９】
具体的に、本実施形態に係るコントローラ（60）は、明期及び暗期の管理処理、消費電力量の予測処理、消費電力量の削減要求に伴う照明装置（30）の制御処理、空気調和装置（40）の制御処理を行う。このような動作を行うため、コントローラ（60）は、図１に示すように、スケジュール決定部（61）、消費電力量判定部（62）、照明制御部（63）、及び空調制御部（64）の機能を有する。
【００４０】
−スケジュール決定部−
スケジュール決定部（61）は、図３に係る基準期間（Tb）に明期及び暗期が含まれるように、基準期間（Tb）のスケジュールを決定する。具体的には、スケジュール決定部（61）は、基準期間（Tb）を例えば「１日」とすると、一日のうち何時から何時の間を明期とし、一日のうち何時から何時の間を暗期とするかを決定する。
【００４１】
上記基準期間（Tb）には、植物（27）の生育過程や植物（27）の種類等に基づき、明期と暗期とを１サイクルとして行うのに好ましい期間の単位が適宜設定される。従って、基準期間（Tb）は、上述のように「一日」であったり、２〜３日であったりすることができる。
【００４２】
ここで、“明期”とは、照明装置（30）が植物（27）に光を所定光量照射する期間を云う。明期は、自然界が昼となる時間帯（例えば朝５時〜夜１９時）に設定される。“暗期”とは、照明装置（30）が上記所定光量より少ない光量の光を植物（27）に照射するか、または、照明装置（30）が植物（27）への光の照射を行わない期間を云う。暗期は、自然界が夜となる時間帯（例えば夜１９時〜朝５時）に設定される。
【００４３】
−消費電力量判定部−
消費電力量判定部（62）は、栽培室（S1）における消費電力量を予測する。
【００４４】
図示していないが、栽培室（S1）の配電系統上には電力量計が接続されている。既に述べたように、この配電系統には、栽培室（S1）における照明装置（30）及び空気調和装置（40）を含む電気機器が接続されており、これらの電気機器には、商用電源（91）を介して電力が供給される。電力量計は、当該配電系統における上記電気機器の消費電力量の合計値を計測する。当該計測結果は、コントローラ（60）が有するメモリ内に記憶される。
【００４５】
消費電力量判定部（62）は、図３に係る評価時間帯（Te）（例えば３０分）の間の計測結果を積算すると共に、単位時間あたりの消費電力量の増加度合いから評価時間帯（Te）のうち残されている時間内にどの程度消費電力量が増加するかを予測する。消費電力量判定部（62）は、予測した消費電力量が所定電力量を上回るということは商用電源（91）から栽培室（S1）への供給電力量が所定電力量を上回ってしまうと判定し、評価時間帯（Te）のうち残されている時間内の消費電力量を所定電力量以下に削減すべき旨、即ち商用電源（91）から栽培室（S1）への供給電力量を所定電力量以下に削減すべき旨の削減要求信号を出力する。逆に、予測した消費電力量が所定電力量を上回らないと判断した場合は、消費電力量判定部（62）は、上記削減要求信号の出力は行わない。
【００４６】
この動作は、評価時間帯（Te）毎、即ち評価時間帯（Te）を一単位として繰り返し行われる。従って、消費電力量を積算し始めてからの時間が評価時間帯（Te）に達すると、消費電力量判定部（62）は、当該時間及び積算結果をリセットし、時間が再び所定時間帯（Te）に至るまでの間改めて消費電力量の積算を行っていく。
【００４７】
ここで、本実施形態に係る“所定電力量”は、栽培室（S1）の電力料金の決定において利用される最大需要電力を考慮して設定される。基本的に、電気料金は、最大需要電力に応じて決まる基本料金と、電力使用量に比例する電力量料金とが含まれる。最大需要電力とは、評価時間帯（Te）（例えば３０分）毎の使用電力の最大値である。例えば、ある時間帯における使用電力が１５０ｋＷであったとすると、それ以外の評価時間帯（Te）における使用電力がたとえ１５０ｋＷを下回っていたとしても、その後一年間は最大需要電力である１５０ｋＷに基づいて算出された基本料金が適用される。それ故、最大需要電力を低くして一日の使用電力の変動をできるだけ小さくすることで、電力料金を安くすることができる。そこで、本実施形態では、“所定電力量”を、最大需要電力をできる限り抑えるための値として適宜決定される。
【００４８】
なお、消費電力量の予測処理においては、予測精度をあげるため、記憶された上記データに加えて気象庁の気候情報等が利用されてもよい。
【００４９】
−照明制御部−
照明制御部（63）は、スケジュール決定部（61）が決定したスケジュールに従って、照明装置（30）を制御する。
【００５０】
具体的には、照明制御部（63）は、現時刻が基準期間（Tb）のスケジュールの“明期”である時間帯に該当する場合、植物（27）に所定光量の光が照射されるように、照明装置（30）の照射動作を制御する。照明制御部（63）は、現時刻が基準期間（Tb）のスケジュールの“暗期”である時間帯に該当する場合、植物（27）への光の照射量が明期時よりも少なくなるかないしは光が照射されないように、照明装置（30）の照射動作を制御する。このような制御は、基準期間（Tb）毎に繰り返される。そのため、スケジュールが決定している限り、明期と暗期とが交互に繰り返されることなる。
【００５１】
このような制御により、スケジュールに従って、基準期間（Tb）には明期と暗期とが人工的に作り出され、たとえ栽培室（S1）が該栽培室（S1）外部からの太陽光が差し込まれない完全閉鎖型植物工場等においても、植物（27）は生育される。
【００５２】
上述のように、決定されたスケジュールに従って照明装置（30）の制御が行われるのは、明期の間に、消費電力量判定部（62）からの削減要求信号が照明制御部（63）に入力されない場合、即ち、明期の間の栽培室（S1）の消費電力量が所定電力量以下に収まると予想される場合に限られる。
【００５３】
特に、本実施形態に係る照明制御部（63）は、明期の間に削減要求信号が入力された場合、明期であっても栽培室（S1）の消費電力量を削減する動作を優先して照明装置（30）に行わせる制御を行う。当該制御を行った場合、照明制御部（63）は、植物（27）の生育に影響を与えないような制御も行う。このような制御の内容については、“＜削減要求信号が入力された場合の動作＞”にて詳述する。
【００５４】
−空調制御部−
空調制御部（64）は、空気調和装置（40）の設定温度及び設定湿度を明期及び暗期それぞれについて定めると、栽培室（S1）内の空調負荷に応じて空気調和装置（40）が動作することで栽培室（S1）内の温度及び湿度が上記設定温度及び設定湿度それぞれに至るように、空気調和装置（40）の制御を行う。
【００５５】
具体的に、明期の際、照明装置（30）は所定光量にて植物（27）に光を照射する。この際、栽培室（S1）内の空調負荷（特に顕熱負荷）は、暗期時よりも高くなる。その場合、空気調和装置（40）は、比較的高速で圧縮機が回転する等の状態で、栽培室（S1）内の空調を行う。逆に、暗期の際、照明装置（30）が照射する光量は、光が照射される場合及びされない場合のどちらにおいても、明期時よりは少なくなる。それ故、暗期時の栽培室（S1）内の空調負荷（特に顕熱負荷）は、明期時よりも低くなる。その場合、空気調和装置（40）は、明期時よりも比較的低速で圧縮機が回転する等して、栽培室（S1）内の空調を行う。
【００５６】
なお、栽培室（S1）内の植物（27）の生育温度、即ち植物（27）の生育にとって適切な温度は、生育状態によって異なるが、明期と暗期とでも異なっている。一例として、生育温度は、明期にて約２３±２℃、暗期にて約１８±２℃となる。
【００５７】
＜削減要求信号が入力された場合の動作＞
図３及び図４を用いて、栽培環境提供システム（10）の動作について説明する。
【００５８】
先ず、スケジュール決定部（61）は、基準期間（Tb）に明期及び暗期が含まれるように、基準期間（Tb）のスケジュールを決定する（図４のステップｓｔ１）。このスケジュールに従って、照明装置（30）及び空気調和装置（40）は運転を行う。
【００５９】
上記スケジュールに従って各装置（30,40）が運転している明期の間に、消費電力量が所定電力量を上回るであろうと予測した場合、消費電力量判定部（62）は、商用電源（91）から栽培室（S1）への供給電力量を上記所定電力量以下に削減すべき旨の削減要求信号を出力する（図４のステップｓｔ２）。
【００６０】
照明制御部（63）は、明期の際に上記削減要求信号が入力されると（図４のステップｓｔ２のＹｅｓ）、減光動作を明期の間に照明装置（30）に行わせる制御を行う（図４のステップｓｔ３）。明期の際に上記削減要求信号が入力されない場合は、減光動作は行われず（図４のステップｓｔ２のＮｏ）、ステップｓｔ２以降の動作も行われない。
【００６１】
上記減光動作とは、図３に示すように、スケジュール上は明期であるが、植物（27）への光量を所定光量よりも減じるか、または光を照射しない動作を云う。即ち、減光動作は、たとえ明期の途中であっても、植物（27）に届かせる光量を、減光動作を開始する直前に植物（27）に照射していた所定光量よりも下げることで、強制的且つ一時的に暗期状態を作り出す動作である。従って、減光動作では、植物（27）の生育よりも、消費電力量を下げることが優先される。
【００６２】
上記減光動作がなされると、図３に示すように、照明装置（30）が照射する光の光量は、減光動作を行う直前よりも減少するため、栽培室（S1）内の空調負荷（特に顕熱負荷）は減光動作を行う直前よりも低くなる。すると、減光動作の間の空気調和装置（40）における圧縮機の回転速度等は、自動的に、減光動作に入る直前よりも低くなる。従って、栽培室（S1）における実際の消費電力量は、予測結果よりも減少する。
【００６３】
本実施形態において、減光動作の終了タイミングは、図３に示すように、減光動作が行われている評価時間帯（Te）が終了するタイミングと一致している。即ち、減光動作は、消費電力量が所定電力量を上回ると判断された評価時間帯（Te）内で完結するものであって、次の評価時間帯（Te）にまたがって行われるものではない。既に述べたように、消費電力量の予測は、評価時間帯（Te）単位で行われるためである。従って、次の評価時間帯（Te）において消費電力量を予測した結果、消費電力量が所定電力量を上回ると消費電力量判定部（62）が判定した場合は、当該評価時間帯（Te）において、別途減光動作が行われる。
【００６４】
次いで、照明制御部（63）は、減光動作において減じられた分の光または減光動作において照射されなかった分の光における光量子束密度と、該減光動作が行われた時間との積を、不足光量として算出する（図４のステップｓｔ４）。即ち、照明制御部（63）は、本来であれば明期時に植物（27）に照射されるべきところ減光動作により照射されなかった不足光量を、算出する。この不足光量は、植物（27）が光合成できなかった光量に該当するため、植物（27）の生育に影響が及ぼされる可能性のある光量分とも言える。
【００６５】
そこで、照明制御部（63）は、上記スケジュールに従って各装置（30,40）が運転している暗期の間に、算出した不足光量を取り戻すための補光動作を、照明装置（30）に行わせる。補光動作を開始するタイミングは、外気温度に基づいて決定される。
【００６６】
具体的に、照明制御部（63）は、暗期の間に外気温度が所定温度（例えば３０℃）を下回った場合（図４のステップｓｔ５のＹｅｓ）、図３に示すように、算出した不足光量の少なくとも一部を補うように植物（27）に光を照射させる補光動作を照明装置（30）に行わせる（図４のステップｓｔ６）。
【００６７】
上記補光動作では、たとえ暗期の途中であっても、強制的且つ一時的に明期状態が作り出される。上記補光動作がなされると、図３に示すように、照明装置（30）が照射する光の光量は、補光動作を行う直前よりも増加するため、栽培室（S1）内の空調負荷（特に顕熱負荷）は補光動作を行う直前よりも高くなる。すると、補光動作の間の空気調和装置（40）における圧縮機の回転速度等は、自動的に、補光動作に入る直前よりも高くなる。それ故、植物（27）は、明期時に光合成できなかった不足光量分を少なくとも一部でも取り戻すことができるが、一方で栽培室（S1）における実際の消費電力量は、予測結果よりも増加する。
【００６８】
そこで、補光動作の開始タイミングを決定する際に用いる“所定温度”は、予測した消費電力量が所定電力量よりも十分低くなる時の外気温度に予め設定されていることが好ましい。所定温度をこのように設定しておくことにより、スケジュール上の暗期の際に、一時的に上記補光動作が行われても、消費電力量が所定電力量を上回る可能性が低くなるからである。
【００６９】
なお、補光動作は、減光動作を行った明期を含む基準期間（Tb）内の暗期において行われることが好ましい。植物（27）が不足光量分光合成できていないことに鑑みると、できる限り基準期間（Tb）（例えば１日）単位で不足光量分の照射を行うことによって、不足光量の問題を基準期間（Tb）内で解決すれば、植物（27）の生育への影響はより少なくて済むからである。
【００７０】
図３では、減光動作が行われた時間の長さΔＴ１と、補光動作が行われる時間の長さΔＴ２とが、等しい場合を例示している（ΔＴ１＝ΔＴ２）。従って、図３では、実際に植物（27）に光が照射された時間の長さ及び植物（27）に光がさほど照射されなかった時間の長さは、予めスケジュールにて決定していた明期の長さ及び暗期の長さと、それぞれ概ね一致しており、光が照射され植物（27）が光合成を行った時間は、基準期間（Tb）内にて確保されていると言える。
【００７１】
また、図３では、説明の便宜上、補光動作時の照明装置（30）の光量は、明期時と同様、所定光量となっている場合を例示している。
【００７２】
＜効果＞
本実施形態では、予定していた明期の間に、商用電源（91）からの供給電力量の削減要求信号が照明制御部（63）に入力されると、照明制御部（63）は、明期であっても、この要求に従って減光動作を照明装置（30）に行わせる。減光動作とは、植物（27）への光量を所定光量より減じるかまたは光を照射しない動作である。これにより、照明装置（30）の消費電力量は減少し、栽培室（S1）における消費電力量（即ち、商用電源（91）からの供給電力量）は削減される。
【００７３】
更に、照明制御部（63）は、当該減光動作で植物（27）に照射されず不足している光量分を取り戻すべく、予定していた暗期の間に補光動作を照明装置（30）に行わせる。つまり、減光動作の間、植物（27）は光合成ができなくなるが、ここでは、減光動作により植物（27）に照射されず不足している光量分の少なくとも一部は、暗期時に照射されることによって補われる。従って、消費電力量を削減するための減光動作が、植物（27）の生育に影響をおよぼす可能性は低くなる。
【００７４】
また、本実施形態では、明期の間に減光動作が行われた場合、照明装置（30）が照射する光の光量は減光動作の開始直前の状態から減少するため、栽培室（S1）内の空調負荷（主には顕熱負荷）は低くなる。これに伴い、空気調和装置（40）に含まれる圧縮機の回転速度等も自動的に低下するため、空気調和装置（40）の消費電力量も減少する。従って、明期の間に減光動作が行われた場合、栽培室（S1）に関する装置（照明装置（30）及び空気調和装置（40））の消費電力量、即ち、商用電源（91）から栽培室（S1）への供給電力量を、確実に所定電力量以下に削減することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、外気温度に基づいて、暗期の間に補光動作を開始させるタイミングが決定される。具体的には、暗期の間に外気温度が所定温度を下回った場合、空調負荷が比較的低いと判断されて補光動作が行われる。補光動作が行われれば栽培室（S1）における消費電力量は増加するものの、空調負荷が比較的低い場合に補光動作が行われることにより、消費電力量が所定電力量を超える可能性を低くすることができる。
【００７６】
≪その他の実施形態≫
図３において、減光動作により不足した光量分は、複数の評価時間帯（Te）に亘って複数回行われる補光動作により、分散して取り戻されても良い。この場合、各補光動作での光量子束密度と当該補光動作が行われる時間の合計値との積が、不足光量分に相当するように算出がなされれば良く、照明制御部（63）は、一回の補光動作によって不足光量分全てを取り戻さずとも良い。
【００７７】
補光動作時の照明装置（30）の光量は、必ずしも明期と同様の所定光量でなくてもよい。補光動作時の照明装置の光量は、所定光量よりも低い光量であってもよい。この場合、不足光量に鑑みると、補光動作の時間の長さΔＴ２は、減光動作を行った時間の長さΔＴ１よりも長くなる。
【００７８】
１の明期に含まれる複数の評価時間帯（Te）において、削減要求信号が照明制御部（63）に入力され、減光動作が複数回行われる場合が考えられる。この場合、照明制御部（63）は、各減光動作が行われた時間の長さΔＴ１の合計値と、各減光動作にて照射できなかった光量子束密度全てとの積とを、不足光量として算出する。照明制御部（63）は、当該不足光量を取り戻すための補光動作を、暗期の間に、複数回に分けて行っても良い。即ち、明期における不足光量が、暗期の補光動作における光量子束密度と時間との積と合致するように、照明制御部（63）は、補光動作を複数回に分けて行うことができる。
【００７９】
照明制御部（63）は、栽培室（S1）内の栽培棚（11）全てに対して減光動作及び補光動作を行うのではなく、一部の栽培棚（11）についてのみ減光動作を行っても良い。この場合、補光動作は、減光動作を行った栽培棚（11）を対象として行われる。減光動作の対象となる栽培棚（11）の数や当該栽培棚（11）を含むゾーンについては、例えば、所定電力量と減光動作における消費電力量の予測値と差や、補光動作における消費電力量の増加分等を考慮して決定されてもよい。このように、栽培室（S1）全体について一斉に減光動作及び補光動作を行う場合のみならず、栽培室（S1）の一部のゾーン（もしくは、全ての栽培棚（11）のうちの一部）は減光動作を行うが残りは減光動作を行わないように、減光動作（補光動作）を行うゾーンと行わないゾーンとが１つの栽培室（S1）内にて混在している場合においても、栽培環境提供システム（10）は適用することができる。
【００８０】
また、減光動作にてどの程度光量を絞るかについても、例えば所定電力量と減光動作における消費電力量の予測値と差に基づいて決定されてもよい。補光動作にてどの程度の光量を照射するかについても、補光動作を行う評価時間帯（Te）での予測した消費電力量の値に応じて決定されてもよい。
【００８１】
また、栽培室（S1）は、一斉に明期及び暗期のいずれかに予定されるのではなく、一部は明期、残りは暗期のように、明期のゾーンと暗期のゾーンとが混在していてもよい。
【００８２】
照明制御部（63）に入力される削減要求信号は、電気の基本料金の上昇を抑えるための要求ではなく、電力会社から送られてくる削減要求の信号であってもよい。この場合の削減要求信号には、電力会社側の発電電力が逼迫した事態となる場合に送られてくる、電力会社からの電力の削減要求が挙げられる。この場合における減光動作を行う時間の長さΔＴ１は、例えば消費電力量の予測値と削減するべき電力量との差に基づいて、適宜決定されることが好ましい。
【００８３】
暗期の際に補光動作を開始させるタイミングは、外気温度以外に基づいて決定されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上説明したように、本発明は、植物を生育する環境を提供するシステムであって、植物の生育に影響が及ぶことなく商用電源から栽培室への供給電力量を削減することができるシステムとして有用である。
【符号の説明】
【００８５】
10  栽培環境提供システム
27  植物
30  照明装置
40  空気調和装置
61  スケジュール決定部
63  照明制御部
S1  栽培室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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