(57)【要約】【課題】太陽電池により農作物に対する遮光を行う構成において、遮光の有無を選択可能な構成を提供する。【解決手段】栽培用ハウス１００の内部で作物の栽培を行う構成において、フレキシブルな太陽電池を備えたシート１３０を配置する。シート１３０は、太陽電池が配置されていない部分を有し、巻き取り巻きだし装置１３１、１３２により栽培ベッド１２１の上方において移動が可能とされている。作物の遮光を行う場合、作物の上方に太陽電池が位置するようにシート１３０を動かし、遮光を行うと共に太陽光発電を行う。また、作物に太陽光を当てたい場合は、シート１３０を動かし、太陽電池による遮光が行われないようにする。【選択図】図１
2011238785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物と、
前記建物の室内に配置された農作物の栽培手段と、
前記栽培手段の上方において移動が可能な太陽電池と
を備え、
前記太陽電池は複数の開口部を有し、
前記開口部には、透過する太陽光を散乱する材質が配置されていることを特徴とする園芸装置。
【請求項２】
前記太陽電池は、前記開口の面積の割合が異なる複数の領域に分割され、
前記太陽電池の移動を行うことで、太陽光発電と農作物に対する遮光とのバランスが調整されることを特徴とする請求項１に記載の園芸装置。
【請求項３】
前記建物は、内部に機械エリアを含み、
前記太陽電池の移動を行い、前記機械エリアと太陽との間に前記太陽電池を位置させることで、前記機械エリアへの日光を遮ることが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の園芸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を用いた園芸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
引用文献１には、温室の建物の採光部分に太陽電池モジュールを配置した構造において、建物内への採光を、太陽電池モジュールを構成する隣接する太陽電池セルの間、または隣接する太陽電池モジュールの間から行う構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
引用文献１に記載の構成では、太陽電池がない部分を介して太陽光が建物の内部に入るので、農作物を育てるエリアに当たる太陽光にむらができる。このような背景において、本発明は、太陽電池により農作物に対する遮光を行う構成において、遮光されなかった太陽光をむらなく農作物に当てることができる構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、建物と、前記建物の室内に配置された農作物の栽培手段と、前記栽培手段の上方において移動が可能な太陽電池とを備え、前記太陽電池は複数の開口部を有し、前記開口部には、透過する太陽光を散乱する材質が配置されていることを特徴とする園芸装置である。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、太陽電池を移動させることで、農作物への遮光を行い、且つ、遮った太陽光を利用した太陽光発電が可能となる。また、太陽と農作物との間から太陽電池を退けることで、遮光せずに農作物に太陽光を当てることができる。また、太陽電池には、開口が設けられ、この開口の部分で採光も行われるので、農作物の育成が損なわれない程度の遮光が行われる。また、この開口の部分において、透過する太陽光が散乱されるので、農作物に当たる太陽光が分散し、むらなく影が生じない状態で、農作物に太陽光を当てることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記太陽電池は、前記開口の面積の割合が異なる複数の領域に分割され、前記太陽電池の移動を行うことで、太陽光発電と農作物に対する遮光のバランスが調整されることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、太陽電池による遮光の程度の設定が複数用意される。そして、農作物の種類、その育成状態、天候、季節等の要素に基づき、特定の開口率の太陽電池領域による遮光が行われるように太陽電池の位置を移動させる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記建物は、内部に機械エリアを含み、前記太陽電池の移動を行い、前記機械エリアと太陽との間に前記太陽電池を位置させることで、前記機械エリアへの日光を遮ることが可能であることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、機械エリアへの太陽光が太陽電池により遮光され、太陽光が当たることで生じる機械の温度上昇や傷みが抑えられ、且つ、太陽光発電による電力が得られる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、太陽電池により農作物に対する遮光を行う構成において、遮光されなかった太陽光をむらなく農作物に当てることができる構成が提供される。請求項２に記載の発明によれば、遮光の程度と太陽光発電との割合が複数の組み合わせの中から選択可能となる。請求項３に記載の発明によれば、太陽光が当たることによる機械の温度上昇や傷みが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の一例を示す斜視図（Ａ）、内部構成図（Ｂ）および（Ｃ）である。
【図２】実施形態の概念図である。
【図３】駆動部分の斜視図である。
【図４】シートの一例を示す概念図である。
【図５】シートに配置された太陽電池の構造の一例を示す上面図である。
【図６】実施形態の斜視図（Ａ）と上方から見た概念図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（構成）
図１には、実施形態の斜視図（Ａ）、内部構造図（Ｂ）および（Ｃ）が示されている。図１には、栽培用ハウス１００が示されている。栽培用ハウス１００は、屋根１１１、壁１１２および１１３がガラス（あるいは光透過性の樹脂材料等）により構成され、外部から太陽光が取り入れ可能とされている。この構造は既存の温室の構造と同じである。栽培用ハウス１００の内部は、機械室エリア１１０と栽培エリア１２０に分かれている。機械室エリア１１０には、機械設備１１４、１１５、電気設備１１６が配置されている。機械設備１１４、１１５は、室内の温度等の環境状態を維持するための機械である。電気設備１１６は、後述する太陽電池が発電した電力を蓄電するバッテリー、このバッテリーへの充電装置、ＡＣ／ＤＣコンバータ、安定化電源、商用電源への接続装置、機械設備１１４、１１５等への電力の供給を行う配電盤が配置されている。栽培エリア１２０は、水耕栽培により作物（例えば野菜や果物）を栽培するエリアであり、水耕栽培を行うための栽培ベッド１２１が複数配置されている。栽培の方法は、水耕栽培に限定されず、既存の栽培方法が利用可能である。
【００１２】
機械室エリア１１０と栽培エリア１２０の上方の室内空間には、シート１３０が配置されている。栽培エリアの長手方向の両端には、シート１３０の巻き取りおよび巻き出だしを行う巻き取り巻きだし装置１３１、１３２が配置されている。巻き取り巻きだし装置１３１、１３２は、連動して動作し、一方がシート１３０を巻き取っている場合には、他方がシート１３０を巻き出す。
【００１３】
図２には、栽培用ハウス１００内に配置されたシート１３０の状態が概念的に示されている。図２から理解されるように、巻き取り巻きだし装置１３１、１３２の一方からシート１３０を巻きだし、他方でシート１３０を巻き取ることで、シート１３０が栽培ハウス１００の長手方向（Ｘ軸方向）に動く。図１（Ｂ）には、巻き取り巻きだし装置１３１が示されている。図１（Ｂ）に示すように、巻き取り巻きだし装置１３１は、シート１３０を巻き取ったロール部１４１を備えている。このロール部１４１は、芯となるシャフト１４２の周りにシート１３０を巻き取った構造とされている。
【００１４】
図１（Ｂ）に示すように、シャフト１４２の一端がギアボックス１４３に接続されている。ギアボックス１４３には、モータ１４４が接続されている。図３には、ギアボックス１４３の周辺の構造が示されている。図３に示されるようにギアボックス１４３とモータ１４４は、架台１４５上に載せられている。また、図１（Ｂ）に示すように、シャフト１４２の他端は、軸受け１４６によって回転自在な状態で支持されている。この構成によれば、モータ１４４からの駆動力がギアボックス１４３で減速されてシャフト１４２に加わり、シャフト１４２が回転する。これにより、シート１３０のロール部１４１への巻き取り、またはシート１３０のロール部１４１からの巻きだしが行われる。なお、図１（Ｃ）、図２では、この駆動系の構成は記載が省略されている。またここでは、巻き取り巻きだし装置１３１について説明したが、巻き取り巻きだし装置１３２も同様の構成とされている。
【００１５】
図１（Ｃ）に示すように、シート１３０は、支持ロール１３３と１３４の間に張り渡されている。支持ロール１３３と１３４の間には、シート１３０が移動する方向に直交する複数の支持ワイヤ１３５が張られ、この支持ワイヤ１３５によってシート１３０が下から支えられている。支持ワイヤ１３５は、壁面１１２を支える柱（図示省略）に両端が取り付けられている。支持ワイヤ１３５は、パイプや回転可能なロールであってもよい。
【００１６】
以下、シート１３０について説明する。シート１３０は、可撓性（フレキシブルな性質）を有する薄い樹脂製フィルム（例えば、フッ素樹脂フィルムやＰＥＴフィルム）を基材とし、そこに必要とする機能フィルムを積層した構造とされている。勿論、単に光を透過させるだけであれば、基材のみとしてもよい。また、シート１３０の基材として網目状のネットを用いることもできる。
【００１７】
図４には、シート１３０を広げた状態が示されている。ここで、シート１３０は、移動させる方向に沿って領域１５１、１５２、１６１、１６２に区分けされている。符号１５１は、第１の太陽電池領域であり、符号１５２は、第２の太陽電池領域である。各太陽電池領域には、アモルファス太陽電池が配置されている。この太陽電池は、ＰＥＴフィルム等のフレキシブルな樹脂基板上にアモルファスシリコン太陽電池を形成したもので、折り曲げることが可能な柔軟性を有し、図２に示すようにロール状に巻き取ることができる。
【００１８】
図５には、第１の太陽電池領域１５１と第２の太陽電池領域１５２の詳細が示されている。両太陽電池領域には、太陽電池が存在していない開口の部分があり、両太陽電池の違いは、この開口の部分の割合（開口率）にある。すなわち、第１の太陽電池領域１５１は、太陽電池が存在し発電に寄与する領域１５３と、太陽電池が存在せず、太陽光が透過する開口部１５４を備えている。開口部１５４は、透過する光を散乱するフィルムが貼り付けられており、その部分を透過する光は散乱される。この透過光を散乱するフィルムは、フッ素樹脂フィルムの表面を荒らし、粗面化することで、曇りガラスと同様な光学効果を示す機能を備えている。
【００１９】
第２の太陽電池領域１５２は、太陽電池が存在し発電に寄与する領域１５５と、太陽電池が存在せず、太陽光が透過する開口部１５６を備えている。ここで、開口部１５６は、開口部１５４と同様に透過する光を散乱する光学機能を備えている。
【００２０】
第１の太陽電池領域１５１と第２の太陽電池領域１５２は、太陽光を遮る遮光領域として機能する。そして、開口部１５４、１５６の大きさ（開口率）を変えることで、遮光の程度が調整されている。開口部１５４、１５６の形状は、矩形に限定されず、丸型、その他多角形状、スリット形状等であってもよい。また、太陽電池領域において開口を設けず（つまり開口率０％）とし、遮光を優先する構成も可能である。この場合、開口を設けた場合に比較して発電の効率は高くなる。また、開口率の異なる太陽電池領域を更に複数（３パターン以上）用意することも可能である。
【００２１】
図４に戻り、符合１６１の領域は、赤外線をカットするフィルムが張られた赤外線カット領域１６１とされている。符合１６２の領域は、透過する光を散乱するフィルムが貼り付けられた光透過領域１６２とされている。ここでは、赤外線カット領域１６１および光透過領域１６２をシート１３０に配置した例を説明したが、紫外線カット領域、断熱材を配置した断熱領域、アルミ箔等を配した光反射領域等を利用することも可能である。
【００２２】
（動作の一例：その１）
晴天時に図１における栽培エリア１２０への採光を最優先する場合の例を説明する。この場合、巻き取り巻きだし装置１３１、１３２を動作させ、栽培エリア１２０の上部に図４の光透過領域１６１が位置する状態とする。
【００２３】
（動作の一例：その２）
太陽光が強すぎ、遮光を行う必要がある場合の例を説明する。この場合、第１の太陽電池領域１５１が栽培エリア１２０の上部を覆うようにシート１３０を移動させる。こうすることで、栽培エリア１５２への採光が制限され、且つ、太陽光発電による電力も得ることができる。また、開口部１５４の部分を透過する太陽光が散乱されるので、栽培エリア１２０に当たる太陽光が均一化され、影の部分が生じないようにできる。また、太陽の位置の変化に応じて、シート１３０を移動させることで、上記の効果を太陽の位置に係らずに維持することができる。なお、取り入れる光量を減らし、遮光の程度を高める場合は、第２の太陽電池領域１５２で太陽光が遮られるようにシート１３０を移動させる。いずれの太陽電池領域で遮光を行うのかは、農作物の種類、その育成状態、天候、季節等の要素に基づき選択すればよい。
【００２４】
（動作の一例：その３）
採光は充分に行いたいが、栽培ハウス１００内の温度を上昇させたくない場合の例を説明する。この場合、赤外線カット領域１６１が栽培エリア１２０の上部に位置するように、シート１３０を移動させる。この際、機械室エリア１１０の上部に第２の太陽電池領域１５２が位置することになる。この場合、栽培エリア１２０に到達する赤外線がカットされるので、採光を優先しつつ室内の温度上昇を抑えることができる。また、機械室１１０の上部に第２の太陽電池領域１５２が位置するので、機械室エリア１１０に当たる太陽光が減り、太陽光発電を行いつつ、機械設備１１４、１１５、電気設備１１６の温度上昇や日光に当たることによる傷みが抑えられる。また、太陽の位置の変化に応じて、シート１３０を移動させることで、上記の効果を太陽の位置に係らずに維持することができる。
【００２５】
（動作の一例：その４）
栽培エリア１２０において、育成の状態が異なる作物を育てており、ある部分では、太陽光を制限し、他の部分では、太陽光を積極的に当てたい場合の例を説明する。この場合、太陽光を制限したいエリアに対しては太陽電池による遮光を行い、太陽光を積極的に当てたいエリアに対しては太陽電池による遮光が行われにないようにシート１３０を移動させる。また、太陽の位置が移動すると、太陽光の角度によって遮光されるエリアおよび遮光されないエリアが変動するが、シート１３０の位置を太陽の移動に合わせて調整することで、遮光エリアと非遮光エリアの区分けを維持することができる。また、図５の第１の太陽電池領域１５１と第２の太陽電池領域１５２を使うことで、栽培エリア１２０の第１の部分と第２の部分とで遮光の程度を変えた状態を実現することもできる。この動作例は、栽培エリア１２０において、複数の品種の作物を育てており、部分的に遮光の程度を調整したい場合にも適用できる。
【００２６】
（その他の例）
図６には、栽培用ハウスの他の例が示されている。図６（Ａ）には斜視図が、図６（Ｂ）には上面から見た概念図が示されている。図６には、栽培用ハウス６００が示されている。栽培用ハウス６００は、上方から見ると円形の形状を有している。
【００２７】
栽培用ハウス６００は、その内部に複数の扇状に分割されたシートを備えた太陽光発電装置を備えている。扇状の各シートは、図５に例示する第１の太陽電池領域１５１または第２の太陽電池領域１５２を備えている。図６（Ｂ）には、扇状に分割されたシート６０１ａ〜６０１ｅが展開された状態が示されている。図６（Ｂ）に示すように、各シートを展開することで、室内の上部が覆われる。シート６０１ａ〜６０１ｅは、扇子のように重ねて折り畳むことができる。シート６０１ａ〜６０１ｅを折り畳むことで、遮光が行われない状態とすることができる。また、この展開および折り畳みが可能な扇状のシートとして、赤外線カット領域やその他の機能領域を採用することもできる。
【００２８】
この例においても扇状の各シートを展開することで、図示省略した栽培ベッドの上部が太陽電池によって遮光され、遮光と同時に太陽光発電を行うことができる。図６には、上方から見て円形の建物の例を示したが、８角形等の多角形状の栽培用ハウスに上記の構成を適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、建物の中で農作物の栽培を行う施設に利用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１００…栽培用ハウス、１１０…機械室エリア、１１１…屋根、１１２…壁、１１３…壁、１１４…機械設備、１１５…機械設備、１１６…電気設備、１２０…栽培エリア、１２１…栽培ベッド、１３０…シート、１３１…巻き取り巻きだし装置、１３２…巻き取り巻きだし装置、１３３…支持ロール、１３４…支持ロール、１３５…支持ワイヤ、１４１…ロール部、１４２…シャフト、１４３…ギアボックス、１４４…モータ、１４５…架台、１４６…軸受け、１５１…第１の太陽電池領域、１５２…第２の太陽電池領域、１６１…赤外線カット領域、１６２…光透過領域、６００…栽培用ハウス、６０１ａ〜６０１ｅ…太陽電池を備えた扇状のシート。
【図１】
2011238785.tif 000003
【図２】
2011238785.tif 000004
【図３】
2011238785.tif 000005
【図４】
2011238785.tif 000006
【図５】
2011238785.tif 000007
【図６】
2011238785.tif 000008