(57)【要約】  【課題】  植物栽培ハウス単体で扱うような、比較的小規模な農業施設形体において、コージェネレーション設備を使用して、ハウス内で栽培される植物に適した培地の管理と植物の育成を効率的に行うことができるようにする。  【解決手段】  植物１２を栽培するハウス２内に、栽培に必要なエネルギーを供給するシステムにおいて、ガス燃料を使用して運転され、熱及び電力を生産するコージェネレーション設備１と、当該コージェネレーション設備１で生産された熱及び電力を使用して、前記ハウス２内の培地９を植物１２の栽培に適した環境に改善する培地改善手段１０と、コージェネレーション設備１で生産された電力を使用して、培地９に向けて電気照明を行い、人工的に日長反応の制御を行う電照制御手段１１と、コージェネレーション設備１より排出される二酸化炭素ガスをハウス２内に供給して、植物１２の代謝を活性化する二酸化炭素ガス供給手段８とを設けた植物栽培用ハウスのエネルギー供給システム。【選択図】図１
2007020524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を栽培するハウス内に、栽培に必要なエネルギーを供給する植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムにおいて、
ガス燃料を使用して運転され、熱及び電力を生産するコージェネレーション設備と、
前記コージェネレーション設備で生産された熱及び電力を使用して、前記ハウス内の培地を前記植物の栽培に適した環境に改善する培地改善手段と、
前記コージェネレーション設備で生産された電力を使用して、前記培地に向けて電気照明を行い、人工的に日長反応の制御を行う電照制御手段と、
前記コージェネレーション設備で排出される二酸化炭素ガスを前記ハウス内に供給して前記植物の代謝を活性化させる二酸化炭素ガス供給手段、
とを備えることを特徴とする植物栽培用ハウスのエネルギー供給システム。
【請求項２】
上記培地改善手段は、上記培地に培養液を供給する培養液供給手段と、上記コージェネレーション設備からの熱で前記培地の温度を加温する加温手段とで構成したことを特徴とする請求項１記載の植物栽培用ハウスのエネルギー供給システム。
【請求項３】
上記培地改善手段は、上記培地中の雑菌を殺す殺菌処理手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の植物栽培用ハウスのエネルギー供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムに関するものであり、特に、ハウス内で栽培される植物に適した環境に培地を整え、植物の育成を効率的に行うための植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス燃料で運転されて熱及び電力を生産するコージェネレーション設備で生産された、熱及び電力により培地を植物の栽培等に適した環境の培地へ、植物の育成を図るシステムは知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のエネルギー供給システムは、一又は二以上の農業経営体において、熱及び電力を全体として消費する一又は二以上の農業施設に対して、ガス燃料を使用してコージェネレーション設備を運転し、コージェネレーション設備で生産される熱及び電力を供給するものである。
【特許文献１】特開２００２−２９５３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の発明は、一又は二以上の農業経営体において、コージェネレーション設備を運転し、ここで生産された熱及び電力を農業施設に供給することについては開示されているが、このシステムは大規模な農業経営体に適したものであって、比較的小規模な農業経営体、例えば植物栽培用ハウス単体で扱うようなものではなく、小規模施設における細部的な構造については開示されていない。
【０００５】
そこで、植物栽培ハウス単体で扱うような比較的小規模な農業施設形体において、コージェネレーション設備を使用してハウス内で栽培される植物に適した培地の管理と植物の育成を効率的に行うことができる具体的なシステムを得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、植物を栽培するハウス内に、栽培に必要なエネルギーを供給する植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムにおいて、ガス燃料を使用して運転され、熱及び電力を生産するコージェネレーション設備と、前記コージェネレーション設備で生産された熱及び電力を使用して、前記ハウス内の培地を前記植物の栽培に適した環境に改善する培地改善手段と、前記コージェネレーション設備で生産された電力を使用して、前記培地に向けて電気照明を行い、人工的に日長反応の制御を行う電照制御手段と、前記コージェネレーション設備で排出される二酸化炭素ガスを前記ハウス内に供給して前記植物の代謝を活性化させる二酸化炭素ガス供給手段、とを備える植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムを提供する。
【０００７】
この構成によれば、商用電力を使わずにガスを燃料とするコージェネレーション設備で生産される熱及び電力を使用して、システムを運転できる。そして、培地改善手段によりハウス内の培地を加温して植物の栽培に適した環境に改善することができる。又、電照制御手段による日長反応制御で植物の育成を効率的に行うことができる。更に、二酸化炭素ガス供給手段によるハウス内への二酸化炭素ガスの供給で、植物が二酸化炭素を吸収し、この代謝系で植物の育成を効率的に行うことができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１において上記培地改善手段は、上記培地に栽培液を供給する培養液供給手段と、上記コージェネレーション設備からの熱で前記培地の温度を加温する培地加温手段とで構成した植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムを提供する。
【０００９】
この構成によれば、培養液供給手段により植物の育成に必要な養分が培地に供給され、加温手段により植物の育成に必要な温度が確保できる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２において、上記培地改善手段は上記培地中の雑菌を殺す殺菌処理手段を有する植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムを提供する。
【００１１】
この構成によれば、殺菌処理手段により植物の育成に障害となる培地中の雑菌を排除できる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明は、商用電力を使わずに安価なガスを燃料に使用するコージェネレーション設備で生産される熱及び電力を使用して運転するので、低コスト化が可能になる。又、培地改善手段によりハウス内における培地の温度管理、電照制御手段により植物に対する日長反応制御、二酸化炭素ガス供給手段によりハウス内への二酸化炭素ガスの供給等を夫々人手に頼ることなく行うことができる。これにより、省力化栽培が可能になり、生産者が高齢者や不慣れな者であっても作業を軽快にすることができ、また植物の育成効率化の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、培養液供給手段により植物の育成に必要な養分が培地に供給され、且つ、加温手段により植物の育成に必要な温度が確保されるので、請求項１記載の発明の効果に加えて更に省力化を進めた栽培が可能になると共に、植物の育成効率化の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、殺菌処理手段により植物の育成に障害となる培地中の雑菌を排除するので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて更に省力化を進めた栽培が可能となるとともに、植物の育成効率化の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムについて、好適な実施例をあげて説明する。
【００１６】
植物栽培用ハウス単体で扱うような、比較的小規模な農業施設形体において、コージェネレーション設備を使用して、ハウス内で栽培される植物に適した培地の管理と植物の育成を効率的に行うことができるようにすると云う目的を達成するために、植物を栽培するハウス内に、栽培に必要なエネルギーを供給する植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムにおいて、ガス燃料を使用して運転され、熱及び電力を生産するコージェネレーション設備と、前記コージェネレーション設備で生産された熱及び電力を使用して、前記ハウス内の培地を前記植物の栽培に適した環境に改善する培地改善手段と、前記コージェネレーション設備で生産された電力を使用して前記培地に向けて電気照明を行い、人工的に日長反応の制御を行う電照制御手段と、前記コージェネレーション設備で排出される二酸化炭素ガスを前記ハウス内に供給して前記植物の代謝を活性化させる二酸化炭素ガス供給手段とを設けることにより実現した。
【実施例】
【００１７】
図１は本発明の一実施例として示す植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムの概略図である。図１において、このエネルギー供給システムは、ガス燃料を使用したコージェネレーション設備１を運転することにより電力と熱を生産し、熱をハウス２内の各種熱消費設備に供給するべく構成されている。尚、システム全体はコンピュータ３によりきめられた手順に従って制御される。
【００１８】
コージェネレーション設備１は、例えばガスエンジン、ガスタービン、燃料電池等により駆動されるものであり、ガス燃料としては、例えばコージェネレーション設備１に接続してある都市ガス又はＬＰＧ供給設備４から供給される都市ガス又はＬＰＧ（液化石油ガス）の燃焼等によって生じる排気ガスは、排気筒５ａを通してハウス２外に排出される。排気筒５ａの途中には第１電動シャツター１８ａ、末端には第２電動シャツター１８ｂ及びファン７が設置されている。二酸化炭素ガスをハウス２内に供給するには第１電動シャツター１８ａを閉じ、第２電動シャツター１８ｂを開けファン７を稼動することにより、ハウス２内にＣＯ2 供給ダクト５ｂにより供給される。二酸化炭素ガスのハウス２内への供給は、ＣＯ2 制御装置６により許可された時間及び二酸化炭素ガス濃度によりハウス２内に供給される。それ以外の時間では第１電動シャツター１８ａを開け、第２電動シャツター１８ｂを閉じ、ファン７を停止することによりハウス２外へ排出される。ＣＯ2 制御装置６は予め二酸化炭素ガス供給時間帯がプログラムされ、植物１２が二酸化炭素ガスを吸収する時間帯のみハウス２内へ二酸化炭素ガスを供給すると共に、ハウス２内に設置されたＣＯ2 センサ２２からの情報をもとに、ハウス２内の二酸化炭素ガス濃度を許可された一定濃度に制御することができる。
【００１９】
ハウス２は、内部に植物１２を栽培する為の培地９を設けており、この培地９を囲むようにして培地改善手段１０及び電照制御手段１１を設置してある。
【００２０】
培地９は、いちご、メロン、ニラ等の農作物や花類、即ち、植物１２を栽培する為に調整された液状又は固形の培養基となるものであり、土壌及び水耕のいずれの場合もある。本例では土壌の場合として説明し、その培地９には上記植物１２が栽培中である場合とする。
【００２１】
培地改善手段１０は、培地９に培養液を供給する培養液供給手段１３と、コージェネレーション設備１からの熱で培地９の温度を植物の栽培に適切な温度に加温する培地加温手段１４とを備える。培地温度の調整は、温度センサ１９とコンピュータ３の制御によって可能となる。
【００２２】
培養液供給手段１３は、培養液タンク１５内に貯蔵されている液化肥料等の培養液を培養液供給パイプ１６ａを介して培地９内に送り込むものである。又、培養液供給パイプ１６ａの途中には培養液タンク１５から培養液を培地９内に送るための培養液用ポンプ１７が設けられている。
【００２３】
培地加温手段１４は、コージェネレーション設備１で生産された熱を、培地加温用パイプ１６ｂを通して培地９内に送り込むものである。培地加温手段１４には、培地９や周辺の雰囲気温度を検出する温度センサ１９と、当該温度センサ１９で検出された温度に応じて、コージェネレーション設備１から培地加温手段１４に送り込まれる熱量を、コンピュータ３の制御の下で調整する為の調整バルブ２０を設けている。
【００２４】
電照制御手段１１は、培地９で栽培中の植物１２に対して人口照明を行うものであり、複数の照明具２１を有している。この電照制御手段１１は、コンピュータ３の下で許可された時間だけ植物１２に人口光を照射し、該植物１２に対して花卉分化等の日長反応の制御を行う。
【００２５】
従って、この実施例のように構成されたエネルギー供給システムでは、次のような作用・効果が期待できる。
（１）ガス燃料でコージェネレーション設備１を運転させて電力と熱を生産し、ここで生産された電力をハウス２内の電照制御手段の照明具２１の照明用電力、培養液タンク１５内に蓄えられている培養液を培養液供給手段１３を構成する培養液供給パイプ１６ａを通して培地９に送り込む培養液用ポンプ１７の電力、及び、ＣＯ2 供給ダクト５ｂ内に二酸化炭素ガスを強制的に送り込むファン７を駆動する電力等として使用し、消費することができる。よって、商用電源２３を使用しなくてもよいので、商用電源２３がきていない地域においてもシステムの使用が可能である。尚、商用電源２３を利用できる場所では、系統連系制御装置２４によって商用電源２３を共用することも可能であり、共用した場合では電力の過不足が生じても自動的に電力会社の電力で補完され、安定した電力供給を得ることができる。
（２）生産された熱は、培地加温用パイプ１６ｂを通して培地９に送り込まれて消費し、培地９を植物１２の育成に適した温度にして好熱性微生物並びにその酵素の活性化を図り、代謝後の不要となった組織・成分並びに病原菌を分解することができるので、植物１２の育成効率化が図れる。
（３）生産された熱は、培地９内に存在する雑菌を殺菌するのに使用することもできる。即ち、該殺菌に必要な温度に加温された熱を培地加温用パイプ１６ｂを通し、培地殺菌処理手段２５を用いて前記培地９内に存在する雑菌の殺菌処理が実行される。而して、この殺菌処理は、植物１２の栽培がなされていない時期に実施される。又、前記殺菌に必要な温度の調整は前記コンピュータ３の制御によって実施されるようにしてもよい。更に又、培養液内に混入された殺菌剤或いは微生物資材を使用して病原性微生物の繁殖を抑制することも可能である。この場合は、植物１２の栽培が行われている間においても実施できる。之等の方法を併用することにより、殺菌剤等の農薬の使用量を節減でき、或いは無農薬による栽培も可能となる。
（４）電照制御手段１１により、例えばイチゴ、メロン、菊、ニラ等の植物１２に対し、花卉分化等の日長反応の制御を行うために、比較的低出力の人口照明を行い、日長を人為的に調整して栽培する電照栽培を行うことにより植物の育成を効率的に行うことができる。
（５）ガス燃料を燃やすことによって発生する二酸化炭素ガスは、ＣＯ2 供給ダクト５ｂを通してハウス２内に供給されるので、大気中に放出される二酸化炭素ガスが低減し、環境汚染の改善が図られる。尚、ハウス２内に放出された二酸化炭素ガスは植物の代謝のために活用され、活性化されて浄化される。又、ハウス２内に放出される二酸化炭素ガスは、コンピュータ３の制御により必要な時間帯に自動的に供給されるようにしてある。
（６）システム全体の制御は、コンピュータ３を使用して自動制御が可能であるので、生産者が高齢者や不慣れな者であっても作業負加を軽くすることができる。
（７）尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例として示す植物栽培用ハウスのエネルギー供給システムの概略構成図。
【符号の説明】
【００２７】
１        コージェネレーション設備
２        ハウス
３        コンピュータ
４        都市ガス又はＬＰＧ供給設備
５ａ      排気筒
５ｂ      ＣＯ2 供給用ダクト
６        ＣＯ2 制御装置
７        ファン
８        二酸化炭素ガス供給手段
９        培地
１０        培地改善手段
１１        電照制御手段
１２        植物
１３        培養液供給手段
１４        培地加温手段
１５        培養液タンク
１６ａ      培養液供給パイプ
１６ｂ      培地加温用パイプ
１７        培養液用ポンプ
１８ａ      第１電動シャツター
１８ｂ      第２電動シャツター
１９        温度センサ
２０        調整バルブ
２１        照明具
２２        ＣＯ2 センサ
２３        商用電源
２４        系統連系制御装置
２５        培地殺菌処理手段
【図１】
2007020524.tif 000003