(57)【要約】【課題】ランニングコストを抑えて藻類の効率的な培養を行うこと。【解決手段】培養装置は、屋外において培養槽１０の上方域に配置され、可視光を透過する一方、紫外光を吸収して発電を行う太陽電池２０と、太陽電池２０を電源として培養槽１０に光照射を行うＬＥＤ照明３０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外において培養槽の上方域に配置され、可視光を透過する一方、紫外光を吸収して発電を行う太陽電池と、
前記太陽電池を電源として前記培養槽に光照射を行う照明手段と
を備えたことを特徴とする培養装置。
【請求項２】
前記太陽電池は、赤外光を透過するものであることを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
前記太陽電池は、赤外光を吸収して発電を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項４】
前記培養槽の設置域外に設けられた集光器と、
前記集光器が収集した太陽光を前記培養槽に導いて照射する照射手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項５】
前記照射手段は、可視光を前記培養槽に照射する一方、紫外光を太陽電池に照射する分光部を備えることを特徴とする請求項４に記載の培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養装置に関するもので、特に、光合成を行う藻類を培養するのに好適な培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオマス燃料や食品の材料として注目されている藻類にあっては、大規模プラントにおいて盛んに培養が行われている。屋外に設置された培養槽では、太陽光を利用して藻類の光合成が行われるが、十分な光量を確保することが難しく、増殖の遅延が生じる場合もある。このため、一部のプラントにおいては、太陽光及び人工光を併用する方法が提案されている。こうした培養方法によれば、人工光によって光量を補うことができるため、効率的な培養を行うことが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９０７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、夜間余剰電力を用いて人工光を照射する点の記載はあるものの、外部電源を用いる以上、ランニングコストを考慮した場合、必ずしも好ましいとはいえない。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて、ランニングコストを抑えて藻類の効率的な培養を行うことのできる培養装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る培養装置は、屋外において培養槽の上方域に配置され、可視光を透過する一方、紫外光を吸収して発電を行う太陽電池と、前記太陽電池を電源として前記培養槽に光照射を行う照明手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、上述した培養装置において、記太陽電池は、赤外光を透過するものであることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上述した培養装置において、前記太陽電池は、赤外光を吸収して発電を行うものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上述した培養装置において、前記培養槽の設置域外に設けられた集光器と、前記集光器が収集した太陽光を前記培養槽に導いて照射する照射手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上述した培養装置において、前記照射手段は、可視光を前記培養槽に照射する一方、紫外光を太陽電池に照射する分光部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、培養槽に照射される太陽光のうち、太陽電池を透過する可視光によって藻類の光合成が可能になるとともに、紫外光によって発電された太陽電池を電源として培養槽に光照射が行われる。このため、限られたスペースであってもランニングコストを増やすことなく藻類を効率的に培養することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である培養装置を概念的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した培養装置を適用した藻類の大規模培養プラントを概念的に示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示した培養プラントの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る培養装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態である培養装置を概念的に示したものである。ここで例示する培養装置１は、寒冷地の屋外に設置した培養槽１０において微細藻類の培養を行うためのもので、太陽電池２０及びＬＥＤ照明（照明手段）３０を備えている。培養槽１０は、上面が開口した矩形の箱状を成すもので、内部に微細藻類と、培養に必要となる培養液とが貯留されている。太陽電池２０は、可視光及び赤外光を透過する一方、紫外光を吸収して発電を行う透明のもので、培養槽１０の上方域に配設してある。本実施の形態では、培養槽１０の周囲に立設した４本の柱４０の間に矩形状の枠体４１を構成し、この枠体４１のほぼ全面に太陽電池２０を敷設するようにしている。太陽電池２０と培養槽１０の上面との間には、予め設定した隙間が確保してある。図からも明らかなように、太陽電池２０は、培養槽１０よりも大きな縦横寸法を有しており、培養槽１０の上面全域を覆うように設けてある。ＬＥＤ照明３０は、太陽電池２０を電源として、微細藻類の光合成に必要となるスペクトルを含んだ光照射を行うものである。本実施の形態では、２本の柱４０の間において培養槽１０よりも上方となる部位にそれぞれ多数のＬＥＤを並設することによって線状のＬＥＤ照明３０を構成している。
【００１５】
上記のように構成した培養装置１では、太陽光が照射されると、そのうちの可視光及び赤外光が太陽電池２０を透過して培養槽１０に到達する。ここで、微細藻類がもつ色素として代表的なクロロフィルａの吸収波長は、主に可視光の赤色部分である。従って、培養槽１０の上方域に太陽電池２０を配置してはいるものの、透過した可視光によって藻類が光合成を行うことが可能である。しかも、太陽電池２０においては、吸収した紫外光によって発電が行われるため、外部電源を用いることなくＬＥＤ照明３０を点灯させることができる。従って、培養槽１０においては、太陽電池２０を透過した可視光のみならず、ＬＥＤ照明３０からの光照射によっても光合成が行われることとなり、ランニングコストを抑えつつ効率的な培養を行うことが可能となる。加えて、この実施の形態の太陽電池２０は、赤外光を透過するものである。従って、この培養装置１においては、培養槽１０に赤外光が照射されるため、外部電源を要することなく培養槽１０を所望の温度状態に維持することができ、寒冷地においても微細藻類の培養を効率的に行うことができるようになる。
【００１６】
なお、上述した実施の形態では、太陽電池２０として赤外光を透過するものを適用しているが、必ずしも赤外光を透過するものである必要はない。例えば、培養装置１の設置場所が温暖地の屋外であれば、培養槽１０に赤外光を照射せずとも所望の温度状態に維持することが容易であるため、紫外光及び赤外光を吸収することでより効率良く発電を行うものを適用しても良い。
【００１７】
図２及び図３は、上述した培養装置１を複数設置した大規模培養プラントを概念的に示したものである。この大規模培養プラントは、培養装置１の他に、水処理装置や回収装置といった付帯設備５０が設けられたものである。図３の例では、用地の約５０パーセントを占める部分に２つの培養装置１が設けられているが、残りの約５０パーセントを付帯設備５０が占めている。本実施の形態では、培養槽１０の設置域外、つまり付帯設備５０の上方域を覆うように集光器６０を配置するとともに、集光器６０から培養装置１に向けて光ファイバ（照射手段）６１を敷設し、集光器６０が収集した太陽光を培養装置１に導いて照射するようにしている。光ファイバ６１の経路中には、分光器６２を介在させ、可視光及び赤外光のみを培養装置１に照射させるようにしても良い。分光器６２によって分解された紫外光は、太陽電池２０に照射すれば発電を行うことができる。なお、分光器６２によって分解された紫外光は、太陽電池２０のみならず、光触媒（例えば特開２００９−６２３２１号公報参照）の光源として利用するようにしても良い。
【００１８】
上記のように構成した大規模培養プラントの培養装置１によれば、付帯設備５０の設置領域に照射した太陽光をも微細藻類の培養に寄与させることが可能となり、ランニングコストを抑えることができるばかりか、限られた用地を有効に利用することが可能となり、微細藻類の生産量を大幅に増大することができるようになる。
【００１９】
なお、照明手段としてＬＥＤ照明３０を適用しているため、消費電力の点で有利となるが、その他の照明を適用しても構わない。
【符号の説明】
【００２０】
１      培養装置
１０      培養槽
２０      太陽電池
３０      ＬＥＤ照明
４０      柱
４１      枠体
５０      付帯設備
６０      集光器
６１      光ファイバ
６２      分光器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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