(57)【要約】【課題】農地における農作物の種類が変わっても柔軟に対応することができると共に、農作物の生産量の減少を抑制し、且つ発電量を十分に確保することができる太陽光発電システムを提供する。【解決手段】農地の上方に設置されるパネルＰと、農地に照射される太陽Ｔからの光Ｌの日射量Ｄ１、及び農地で栽培される農作物の光飽和点Ｄ８を農作物の種類ごとに記憶するデータベース１２と、光Ｌの入射方向に対するパネルＰの受光面Ｐ１の傾斜角度θを変更するコントローラ１１とを備える。コントローラ１１は、データベース１２によって取得された光Ｌの日射量Ｄ１がデータベース１２によって記憶された光飽和点Ｄ８以上である場合に、日射量Ｄ１が光飽和点Ｄ８未満である場合と比較して、傾斜角度θを直角に近づけるように傾斜角度θを変更する。【選択図】図２
2017012007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
農地の上方に設置される太陽光パネルと、
前記農地に照射される太陽光の日射量を取得する日射量取得部と、
前記農地で栽培される農作物の光飽和点を前記農作物の種類ごとに記憶する光飽和点記憶部と、
前記太陽光の入射方向に対する前記太陽光パネルの受光面の傾斜角度を変更する角度変更部と、を備え、
前記角度変更部は、前記日射量取得部によって取得された太陽光の日射量が、前記光飽和点記憶部によって記憶された前記光飽和点以上である場合に、前記日射量が前記光飽和点未満である場合と比較して、前記傾斜角度を直角に近づけるように前記傾斜角度を変更する、
太陽光発電システム。
【請求項２】
前記農地の気温を取得する気温取得部を備え、
前記角度変更部は、前記気温取得部によって取得された前記農地の気温が予め定めた閾値より高い場合に、前記傾斜角度を直角に近づけるように前記傾斜角度を変更する、
請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記農地の気象情報を取得する気象情報取得部を備え、
前記角度変更部は、前記気象情報取得部によって取得された前記農地の気象情報に応じて前記太陽光パネルの前記傾斜角度を変更する、
請求項１又は２に記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から太陽光発電システムには大きな注目が集められており、住宅の屋根等、構造物には多くの太陽光モジュールが設置されている。一方、大規模な太陽光発電システムを構築する場合には、多くのモジュールを配置するための広大なスペースが必要である。そこで、例えば日本には多くの農地が存在しており、このような農地では日当たりが良好なところが多い。従って、農地に太陽光パネルを設置することによって、農地で営農しながら太陽光発電も行うソーラーシェアリングが知られている。
【０００３】
特許文献１には、農場に太陽光発電システムが設置された農場兼太陽光発電システムが記載されている。この農場兼太陽光発電システムでは、商業用植物に設置された複数の支柱と、支柱の上端で水平方向に伸びる梁と、梁に傾斜した状態で支持された複数の太陽光モジュールとを備えている。この農場兼太陽光発電システムにおいて、水平面に対する太陽光モジュールの傾斜角度は、予め定められており、水平面に対して１０°〜１５°とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した農場兼太陽光発電システムでは、パネルの傾斜角度が固定されているので、農地の農作物の種類が変わったり、又は日射量が変わったりした場合に柔軟に対応することができない。また、農地の上方にパネルが配置される場合において、配置するパネルの数が多すぎると、農地の農作物に十分に光が当たらなくなるため、農作物の生育が不十分となり農作物の生産量が減少することが考えられる。一方、農作物の生育を考慮して配置するパネルの数を制限すると、農作物の生育には影響が及ばないもののパネルによる発電量を十分に確保することができない。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、農地における農作物の種類が変わっても柔軟に対応することができると共に、農作物の生産量の減少を抑制し、且つ発電量を十分に確保することができる太陽光発電システム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】
【０００７】
本発明の一側面に係る太陽光発電システムは、農地の上方に設置される太陽光パネルと、農地に照射される太陽光の日射量を取得する日射量取得部と、農地で栽培される農作物の光飽和点を農作物の種類ごとに記憶する光飽和点記憶部と、太陽光の入射方向に対する太陽光パネルの受光面の傾斜角度を変更する角度変更部と、を備え、角度変更部は、日射量取得部によって取得された太陽光の日射量が、光飽和点記憶部によって記憶された光飽和点以上である場合に、日射量が光飽和点未満である場合と比較して、傾斜角度を直角に近づけるように傾斜角度を変更する。
【０００８】
本発明の一側面に係る太陽光発電システムにおいて、角度変更部は、農作物ごとに定められた光飽和点と太陽光の日射量を用いて、太陽光パネルの傾斜角度を調整している。よって、パネルの傾斜角度を固定させた場合と比較して、傾斜角度の調整を柔軟に行うことができる。また、太陽光の日射量が光飽和点以上である場合には、農作物に対する光の量が十分でこれ以上の光の照射は必要なくなっている。そのような場合に、太陽光の入射方向に対する太陽光パネルの受光面の傾斜角度を直角に近づけることによって、農作物への光の量を抑えると共に、太陽光パネルによる発電量を増大させることができる。このように、農作物が必要最低限の光を得られつつ、太陽光パネルによる発電量を農作物の生育を妨げない範囲で最大にすることができる。従って、農作物の生産量と太陽光パネルによる発電量とのバランスをとり最適化を図ることができる。また、農地で栽培する農作物の種類を、光飽和点が大きい農作物から光飽和点が小さい農作物に変更したときに、農作物に対する不要（余剰）な光が増えるので、このようなときに上記傾斜角度を直角に近づけて発電量を増やすことができる。このように農作物の種類に応じて傾斜角度を変更することができるので、農作物に応じた最適な太陽光パネルの回転制御を行うことができる。
【０００９】
また、農地の気温を取得する気温取得部を備え、角度変更部は、気温取得部によって取得された農地の気温が予め定めた閾値より高い場合に、上記傾斜角度を直角に近づけるように傾斜角度を変更してもよい。このように、気温取得部が農地における気温を取得し、角度変更部は、取得された気温が所定の閾値を超えているときに、上記太陽光の入射方向に対する太陽光パネルの受光面の傾斜角度を直角に近づけて農地に入る光の量を抑えることにより、農地の影を大きくする。このように農地の影を大きくすることによって、農地の気温を下げることができ、気温が高すぎることによる農作物の生産量低下を抑えることができる。
【００１０】
また、農地の気象情報を取得する気象情報取得部を備え、角度変更部は、気象情報取得部によって取得された農地の気象情報に応じて太陽光パネルの傾斜角度を変更してもよい。この場合、角度変更部は、気象情報取得部によって取得された気象情報に応じて傾斜角度を変更するので、農地の天候に応じた傾斜角度の最適な制御が可能となる。具体的には、例えば、大雪の場合には水平面に対する太陽光パネルの傾斜角度を大きくして太陽光パネルに雪が積もるのを回避することができ、台風の場合には水平面に対する太陽光パネルの傾斜角度を小さくして太陽光パネルが風による負荷を受けるのを回避することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、農地における農作物の種類が変わっても柔軟に対応することができると共に、農作物の生産量の減少を抑制し、且つ発電量を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の太陽光発電システムにおけるパネルの設置状態を示す側面図である。
【図２】実施形態の太陽光発電システムを示すブロック図である。
【図３】（ａ）は農作物ごとの光飽和点を示す図表であり、（ｂ）は光の照度（日射量）と光合成量との関係を示すグラフである。
【図４】第１実施形態の太陽光発電システムの傾斜角度変更処理を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態の太陽光発電システムの傾斜角度変更処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態に係る太陽光発電システムについて図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１に示されるように、本実施形態の太陽光発電システム１では、複数枚の太陽光モジュールによって構成される太陽光パネル（以下、パネルとする）Ｐが農地Ｎの上方に並べられており、この状態でパネルＰは太陽光発電を行う。パネルＰは、例えば矩形状となっており、太陽Ｔからの光Ｌを受ける受光面Ｐ１を有する。パネルＰは、その受光面Ｐ１で光Ｌを受光すると、その受光量に応じた発電を行う。
【００１５】
農地Ｎには同一種類の農作物Ｃが植えられており、この農地Ｎにおいて農作物Ｃは栽培されている。太陽光発電システム１において、パネルＰの枚数は例えば数百枚であり、平面視において縦横に複数のパネルＰが並べられている。よって、農地Ｎの農作物Ｃには、太陽Ｔからの光Ｌが均等に当てられ、農地ＮにはパネルＰの影Ｓが形成される。この影Ｓの形状及び大きさは、時間の経過に伴う太陽Ｔの移動によって変化する。
【００１６】
太陽光発電システム１は、複数のパネルＰを農地Ｎの上方で支持する支持構造２を備えている。支持構造２は、農地Ｎから鉛直上方に延びる複数の支柱２ａと、複数の支柱２ａの上部において複数の支柱２ａを架け渡す梁部材２ｂとを備えている。梁部材２ｂには、軸３が取り付けられており、軸３にはパネルＰが回転自在に支持されている。パネルＰは、軸３の回転と共に回転し、光Ｌの入射方向に対するパネルＰの受光面Ｐ１の傾斜角度θは一律となる。このように、太陽光発電システム１では、パネルＰが一軸で回転する構成を備えており、パネルＰの傾斜角度θは調整可能となっている。
【００１７】
図２に示されるように、太陽光発電システム１は、軸３を回転させるモータ４と、農地Ｎへの光Ｌの日射量Ｄ１を測定する日射計５と、農地Ｎの気温Ｄ２を測定する温度計６と、モータ４の駆動を制御する制御装置１０とを備えている。モータ４、日射計５及び温度計６は、制御装置１０と通信可能となっている。
【００１８】
モータ４は、軸３を回転させることによってパネルＰを一律に回転させる。日射計５は、農地Ｎに照射されている光Ｌの日射量Ｄ１を検出するセンサであり、検出した日射量Ｄ１を制御装置１０に出力する。温度計６は、農地Ｎにおける気温Ｄ２を検出するセンサであり、検出した気温Ｄ２を制御装置１０に出力する。日射計５が日射量Ｄ１を制御装置１０に出力するタイミング、及び温度計６が気温Ｄ２を制御装置１０に出力するタイミングは、リアルタイムであってもよいし、所定時間ごとであってもよい。
【００１９】
制御装置１０は、パネルＰを回転させて傾斜角度θを調整する制御を行う。制御装置１０は、モータ４を駆動してパネルＰの傾斜角度θを調整する。制御装置１０は、パネルＰの傾斜角度θを変更して農地Ｎに入る光Ｌの量を調整し、農地Ｎにおける影Ｓの大きさを変更する。このように制御装置１０が光Ｌの量を調整して影Ｓの大きさを変更することにより、農地Ｎの農作物Ｃの生育を妨げないようにしている。
【００２０】
制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成されている。制御装置１０の各機能は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することによって実現される。なお、制御装置１０は、汎用のパーソナルコンピュータ、又は例えばインターネット上のサーバ、であってもよい。更に、制御装置１０の一部と残部とが分離していて、例えば、制御装置１０の一部をパネルＰの近くに配置して、制御装置１０の残部をパネルＰから離れた遠隔地に配置してもよい。このように、制御装置１０の形態、及び配置場所については特に限定されない。
【００２１】
制御装置１０は、モータ４の駆動を制御するコントローラ１１と、太陽光発電システム１に関する情報を記憶するデータベース１２と、通信装置１３とを備えている。制御装置１０は、農地Ｎの付近に設けられていてもよいし、農地Ｎから離れた遠隔地に設けられていてもよい。また、制御装置１０は、例えばインターネットであるネットワーク２０に接続されている。なお、ネットワーク２０は、インターネットでなくてもよく、例えば施設内ネットワークであってもよい。
【００２２】
データベース１２は、コントローラ１１がパネルＰの傾斜角度θを調整するときに用いる情報を記憶している。データベース１２は、年月日Ｄ３と、時間Ｄ４と、軌跡Ｄ５と、影情報Ｄ６を記憶している。軌跡Ｄ５は、農地Ｎから見た太陽Ｔの軌跡を示す情報であり、年月日Ｄ３ごとに記憶されている。この軌跡Ｄ５によって、制御装置１０では、何日の何時にどれくらいの割合で農地Ｎに影Ｓが形成されるかがわかるようになっている。また、影情報Ｄ６は、農地Ｎのどの部分にどれくらいの割合で影Ｓが形成されるかを示す情報である。この影情報Ｄ６は、年月日Ｄ３ごと、時間Ｄ４ごと、傾斜角度θごと、及び農作物Ｃごとに記憶されている。影情報Ｄ６は、農作物Ｃへの光Ｌの必要量に対する影Ｓの割合の情報も含んでいる。
【００２３】
また、データベース１２は、農地Ｎで栽培されている農作物Ｃの種類を示す農作物Ｄ７を記憶している。更に、データベース１２は、農作物Ｃの光飽和点（単位：ｋｌｘ（キロルクス））Ｄ８を記憶する光飽和点記憶部である。光飽和点Ｄ８は農作物Ｄ７ごとに記憶されている。ここで、光飽和点Ｄ８は農作物Ｃの種類ごとに一意に定められる値であり、光飽和点Ｄ８以上の光Ｌを農作物Ｃに当てても農作物Ｃの光合成量は増加しない。この光飽和点Ｄ８については後に詳述する。
【００２４】
データベース１２は、日射計５から農地Ｎの日射量Ｄ１を取得する日射量取得部として機能し、取得した日射量Ｄ１を記憶している。また、データベース１２は、都度日射計５から日射量Ｄ１を取得するのではなく、年月日Ｄ３ごと、又は時間Ｄ４ごとの日射量Ｄ１を予め取得していてもよい。更に、コントローラ１１が、年月日Ｄ３、時間Ｄ４及び後述する気象情報Ｄ９から日射量Ｄ１を計算し、データベース１２はコントローラ１１が計算した日射量Ｄ１を取得してもよい。
【００２５】
また、データベース１２は、温度計６から農地Ｎの気温Ｄ２を取得する気温取得部であり、取得した気温Ｄ２を記憶している。なお、データベース１２は、温度計６から気温Ｄ２を取得するのではなく、例えば、気象情報Ｄ９から得た気温Ｄ２を予め記憶しておいてもよい。また、例えば、コントローラ１１が年月日Ｄ３と時間Ｄ４から気温Ｄ２を推定し、この推定した気温Ｄ２をデータベース１２が取得してもよい。
【００２６】
また、データベース１２は、ネットワーク２０から気象情報Ｄ９を取得する気象情報取得部である。データベース１２による気象情報Ｄ９の取得タイミングは、リアルタイムであってもよいし、所定時間ごとであってもよい。更に、データベース１２は、パネルＰから得られた発電量Ｄ１０と傾斜角度θを記憶している。
【００２７】
コントローラ１１は、モータ４に制御信号を出力してモータ４の駆動を制御し、パネルＰの傾斜角度θを変更する角度変更部である。コントローラ１１は、各種計算を行う機能を有しており、例えば、農地Ｎに形成されている影Ｓの計算を行って影情報Ｄ６を算出する。また、コントローラ１１は、データベース１２に記憶されている各情報を用いてモータ４を制御し、パネルＰの傾斜角度θを変更する。
【００２８】
コントローラ１１は、データベース１２が取得した気象情報Ｄ９に応じてパネルＰの傾斜角度θを変更してもよい。ここで、例えば、制御装置１０が複数のコントローラ１１を備えていてもよく、ネットワーク越しの遠隔地にあるデータベース１２から複数のコントローラ１１に気象情報Ｄ９の信号を送って一斉に制御を行ってもよい。この場合、農地Ｎの天候に応じたパネルＰの最適な制御が可能となる。具体的には、例えば、大雪の場合には水平面に対するパネルＰの傾斜角度を大きくしてパネルＰを垂直に立てることによってパネルＰに雪が積もるのを回避することができ、台風の場合には水平面に対するパネルＰの傾斜角度を小さくしてパネルＰを水平に寝かせることによってパネルＰが風による負荷を受けるのを回避することができる。
【００２９】
通信装置１３は、制御装置１０が他の機器と通信をするときに用いられる通信機器である。通信装置１３によって、制御装置１０の外部に位置するＰＣ１４又はスマートフォン１５と制御装置１０が通信可能となっている。なお、制御装置１０は、例えば携帯電話等、ＰＣ１４又はスマートフォン１５以外の他の装置と通信可能となっていてもよい。この通信装置１３により、ＰＣ１４又はスマートフォン１５からコントローラ１１を動作させてパネルＰの傾斜角度θを調整することもできる。例えば、通信装置１３は無線ＬＡＮアクセスポイント通信機能を備えていてもよく、この場合、無線で遠隔地にあるＰＣ１４及びスマートフォン１５と通信を行うことも可能である。
【００３０】
ところで、農地Ｎに設置する太陽光発電システムについて、設置するパネルの数が多すぎると、農地Ｎの農作物Ｃに十分に光Ｌが当たらなくなるため、農作物Ｃの生育が不十分となり、農作物Ｃの生産量が減少することが考えられる。従って、農地Ｎに設置する太陽光発電システムでは、農作物Ｃの生育に影響を与えないことが求められる。すなわち、太陽光発電システムを設置した後であっても、農地Ｎにおける農作物Ｃの生産量が所定値以上減少せず、農作物Ｃの生産量を維持することが求められる。
【００３１】
また、一般的に、光Ｌの照度（日射量）が一定であっても農作物Ｃの種類に応じてその光合成量は互いに異なる。図３（ａ）に示されるように、農作物には、その種類ごとに光飽和点が一意に定められる。例えば図３（ｂ）に示されるように、光の照度が小さい場合には、光の照度を大きくするにつれて農作物Ｃの光合成量も増加する。しかしながら、光の照度が光飽和点以上となった状態では、更に光の照度を大きくしても農作物の光合成量は増加しない。すなわち、光飽和点以上の光を農作物に当てても、農作物の光合成量は増えず、農作物の生育に影響しない。
【００３２】
そこで、本実施形態の太陽光発電システム１では、農地Ｎにおける農作物Ｃの光飽和点を超える分の光ＬをパネルＰによる発電に回している。すなわち、農作物Ｃに当てられている光Ｌの日射量が農作物Ｃの光飽和点以上となっているか否かに応じてパネルＰの傾斜角度θを変更する。以下では、図４に示されるフローチャートを用いて、太陽光発電システム１によるパネルＰの傾斜角度θの変更処理について説明する。図４は、太陽光発電システム１のコントローラ１１による傾斜角度θの変更処理の一例を示している。図４のフローチャートの処理は、例えば制御装置１０の起動後に所定時間ごと（例えば３０分ごと）に繰り返し自動実行されるが、その実行タイミングは特に限定されない。
【００３３】
図４に示される傾斜角度θの変更処理が開始されると、コントローラ１１がデータベース１２から農作物Ｄ７及び光飽和点Ｄ８を取得する（ステップＳ１）。ここで、コントローラ１１は、農地Ｎで栽培されている農作物Ｃの種類、及びその農作物Ｃの光飽和点Ｄ８を取得する。
【００３４】
続いて、コントローラ１１は、農地Ｎの日射量Ｄ１をデータベース１２から取得する（ステップＳ２）。このステップＳ２の処理において、コントローラ１１は現時点での農地Ｎの日射量Ｄ１を把握する。そして、コントローラ１１は、現時点でのパネルＰの傾斜角度θをデータベース１２から取得する（ステップＳ３）。
【００３５】
次に、コントローラ１１は、取得した日射量Ｄ１が農作物Ｃの光飽和点Ｄ８以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、日射量Ｄ１が光飽和点Ｄ８以上である場合には、農作物Ｃに対する光Ｌの量が必要量以上であると判定して、農地Ｎの影Ｓの割合が所定の影情報Ｄ６の割合となるように、傾斜角度θの設定値を直角に近い値にする（ステップＳ５）。ここで、傾斜角度θの設定値を直角に近い値にする、及び傾斜角度θを直角に近づけるとは、ステップＳ３で取得した傾斜角度θより所定角度だけ傾斜角度θを直角に近い値にしてもよいし、例えば傾斜角度θの設定値を８０°にする等、予め決められた値を傾斜角度θの設定値としてもよい。
【００３６】
一方、ステップＳ４において、日射量Ｄ１が光飽和点Ｄ８以上でない場合には、農作物Ｃに対する光Ｌの量が必要量未満であると判定して、農地Ｎの影Ｓの割合が所定の影情報Ｄ６の割合となるように、傾斜角度θの設定値を直角から遠ざける（ステップＳ６）。ここで、傾斜角度θの設定値を直角から遠ざける、及び傾斜角度θを直角から遠ざけるとは、ステップＳ３で取得した傾斜角度θより所定角度だけ傾斜角度θを平行（０°又は１８０°）に近い値にしてもよいし、例えば傾斜角度θの設定値を１０°にする等、予め決められた値を傾斜角度θの設定値としてもよい。
【００３７】
そして、ステップＳ７では、コントローラ１１が傾斜角度θの設定値を制御信号としてモータ４に出力することにより、モータ４が各パネルＰの傾斜角度θを変更して一連の処理を終了する。
【００３８】
ところで、従来のように、農作物の生産量のみを考慮してパネルの傾き調整を行わない（傾斜角度θを変更しない）場合、光の入射方向に対するパネルの受光面の傾斜角度を直角から遠ざけて（平行に近づけて）農地に多くの光を入れることによって、農作物の生育に影響を与えないようにすることは可能である。しかしながら、この場合、光の入射方向に対するパネルの受光面の傾斜角度が必要以上に平行に近くなり、パネルの発電量が制限されてしまうという問題が生じうる。
【００３９】
これに対し、本実施形態の太陽光発電システム１では、農作物Ｃに当てられている光Ｌの日射量Ｄ１が農作物Ｃの光飽和点Ｄ８未満である場合には、傾斜角度θを直角から遠ざけて農地Ｎに形成される影Ｓを小さくし、より多くの光Ｌが農地Ｎに入るように制御する。一方、農作物Ｃに当てられている光Ｌの日射量Ｄ１が農作物Ｃの光飽和点Ｄ８以上である場合には、傾斜角度θを直角に近づけて農地Ｎに形成される影Ｓを大きくし、より多くの光をパネルＰに当てるように制御する。このように、コントローラ１１は、農地Ｎに栽培されている農作物Ｃの光飽和点Ｄ８に応じて、農地Ｎに形成される影Ｓの割合を変更する制御を行う。
【００４０】
このように、本実施形態では、農作物Ｃごとに定められた光飽和点Ｄ８と日射量Ｄ１を用いてパネルＰの傾き調整を行っているので、従来よりも、傾斜角度θの調整を柔軟に行うことができ、更に傾斜角度θを直角に近づけることによってパネルＰの発電量を増大させることができる。具体的には、例えば、農作物Ｃの種類をイネからダイズに変更したときに、光飽和点が小さくなって余剰の光Ｌが増えるので、傾斜角度θを直角に近づけて発電量を増やすことができる。このように、農作物Ｃの種類に応じて傾斜角度θを変更することができ、農作物Ｃに応じた最適なパネルＰの回転制御を行うことができる。
【００４１】
また、太陽光発電システム１では、通信装置１３を介した遠隔操作によるパネルＰの回転の自動制御を行うことも可能であり、この自動制御によってパネルＰは一括して纏めて回転する。従って、通信装置１３を介して外部装置から傾斜角度θの調整が行われるので、ネットワークを有効活用することができ、パネルＰを回転させるために作業者がわざわざ農地Ｎに出向く手間が解消される。
【００４２】
また、例えば、農地Ｎの天候は年ごと日ごとに変わるので、気象情報Ｄ９を用いた制御を行うことが好ましい。この場合、コントローラ１１は、例えば農地Ｎが晴天であって、気象情報Ｄ９に含まれる日射量Ｄ１が所定値以上である場合には傾斜角度θを直角に近づけるようにし、例えば農地Ｎが曇天又は雨天であって、気象情報Ｄ９に含まれる日射量Ｄ１が所定値未満である場合には傾斜角度θを直角から遠ざけるようにしてもよい。このように気象情報Ｄ９に含まれる日射量Ｄ１に応じて傾斜角度θを制御することにより、農地Ｎの天候状態に即した傾斜角度θの制御が可能となる。従って、農作物Ｃに当たる光Ｌの量と、パネルＰに当たる光Ｌの量を最適化させることができる。なお、気象情報Ｄ９に含まれる日射量Ｄ１を用いる場合、日射計５は不要となる。
【００４３】
また、農作物Ｃがイネである場合以外は連作障害が発生しうるため、農作物Ｃがイネでない場合には、農地Ｎで毎年同じ種類の農作物Ｃが栽培される可能性は低い。このような場合にも、農地Ｎで栽培される農作物Ｄ７をデータベース１２が記憶しているので、農作物Ｃの種類に応じて影Ｓの大きさを変えることによって、最適な農作物Ｃの育成を促すことができる。そして、農作物Ｃの生産量を低減させることなくパネルＰによる発電量を確保することができる。すなわち、農作物Ｃが必要最低限の光Ｌを得られつつ、パネルＰによる発電量を農作物Ｃの生育を妨げない範囲で最大にすることができる。このように、農作物Ｃの生産量とパネルＰによる発電量とのバランスをとり最適化を図ることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
ところで、農地Ｎの気温が高すぎる場合（例えば３０℃を超えている場合）、農作物Ｃは、自らを冷却させるべく蒸散にエネルギーを使用するため、農作物Ｃの生育に影響が及び農作物Ｃの生産量が低減する可能性がある。また、気温が高すぎると、光合成の速度が低下する農作物Ｃも存在する。そこで、第２実施形態の太陽光発電システムでは、農地Ｎの気温Ｄ２に応じた傾斜角度θの制御を行っている。
【００４５】
以下では、第２実施形態の太陽光発電システムについて説明する。第２実施形態の説明では、第１実施形態と重複する説明を省略する。第２実施形態の太陽光発電システムの構成は、第１実施形態の太陽光発電システム１の構成と同一であり、太陽光発電システムの処理内容が第１実施形態と異なっている。以下では、図５に示されるフローチャートを用いて、第２実施形態の太陽光発電システムによるパネルＰの傾斜角度θの変更処理について説明する。図５は、コントローラ１１による傾斜角度θの変更処理の一例を示しており、この処理の実行タイミングは特に限定されない。
【００４６】
図５に示される傾斜角度θの変更処理が開始されると、コントローラ１１は、データベース１２から気温Ｄ２を取得する（ステップＳ１１）。ここで、例えば、コントローラ１１は、農地Ｎの地表面（農作物Ｃの周辺環境）における現時点での気温Ｄ２を取得する。続いて、コントローラ１１は、取得した気温Ｄ２が所定の閾値Ｘ（例えば３０℃）を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、閾値Ｘは、気温Ｄ２が農作物Ｃの生育を妨げうる温度にまで達しているか否かの判定基準である。この閾値Ｘは、例えば農作物Ｃごとに予め設定される値であり、適宜変更可能な値である。
【００４７】
ステップＳ１２において、気温Ｄ２が閾値Ｘを超えている場合には、農地Ｎの温度が高すぎると判定し、農作物Ｃに当たる光Ｌの量を減らして影Ｓを大きくするように、傾斜角度θの設定値を直角に近づける（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２において、気温Ｄ２が閾値Ｘを超えていない場合には、農地Ｎの温度が高すぎないと判定して、そのままステップＳ１４に移行する。そして、ステップＳ１４では、コントローラ１１が傾斜角度θの設定値を制御信号としてモータ４に出力することにより、モータ４が各パネルＰの傾斜角度θを調整して一連の処理を終了する。
【００４８】
以上のように、第２実施形態の太陽光発電システムでは、データベース１２が例えば温度計６から農地Ｎにおける気温Ｄ２を取得し、コントローラ１１は、気温Ｄ２が所定の閾値Ｘを超えているときに傾斜角度θが直角に近くなるようにパネルＰを回転させて農地Ｎの影Ｓを大きくする。このように農地Ｎの影Ｓを大きくすることによって、農地Ｎの気温を下げることができ、気温が高すぎることによる農作物Ｃの生産量低下を抑えることができる。
【００４９】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、本発明は、各請求項の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。
【００５０】
例えば、コントローラ１１は、日の出の時刻から所定時間が経過するまでの間であって且つ日射量Ｄ１が光飽和点Ｄ８未満である場合には、パネルＰの受光面Ｐ１が光Ｌの照射方向と平行（傾斜角度θが０°又は１８０°）になるように傾斜角度θを変更してもよい。そして、日射量Ｄ１が光飽和点Ｄ８以上となったときに傾斜角度θを直角に近づけて影Ｓを大きくしてもよい。このように傾斜角度θを変更することによって、パネルＰが受ける光Ｌの量と農作物Ｃが受ける光Ｌの量を最適化させることができる。
【００５１】
また、太陽光発電システム１は、農地Ｎから見た太陽Ｔの高さ又は方位を検知するセンサ（例えばフォトディテクタ）を備えていてもよく、検知した太陽Ｔの高さ又は方位に応じてモータ４が駆動されることによってパネルＰの傾斜角度θを調整してもよい。更に、農地Ｎにおける気圧、水蒸気圧、大気混濁係数、散乱光又は紫外線に応じてコントローラ１１が傾斜角度θを調整してもよい。これらの気圧、水蒸気圧、大気混濁係数、散乱光又は紫外線は、日射量Ｄ１及び農作物Ｃの生育に影響を与えるので、これらに応じて傾斜角度θを調整する場合には、一層精度の高い傾斜角度θの調整が可能となる。
【００５２】
また、太陽光発電システム１は、パネルＰを一律に回転しなくてもよい。例えば、一のパネルＰの傾斜角度θと、他のパネルＰの傾斜角度θとを異ならせてもよい。また、パネルＰが二軸以上の軸で回転する構成を備えていてもよい。
【００５３】
また、太陽光発電システム１は、日射計５又は温度計６を有しなくてもよく、例えば太陽光発電システム１のデータベース１２が別の装置から日射量Ｄ１及び気温Ｄ２を取得してもよい。データベース１２は、ネットワーク２０を介して気象情報Ｄ９を取得しなくてもよい。更に、例えば、コントローラ１１は、傾斜角度θと太陽Ｔの位置（光Ｌの入射角度）と発電量Ｄ１０から、日射量Ｄ１又は気象情報Ｄ９を推定してもよい。
【００５４】
また、太陽光発電システム１は、例えば、農地Ｎの農作物Ｃを撮影する撮影手段と、農作物Ｃの生育状態を取得する生育状態取得手段を備えていてもよい。この場合、例えば、撮影手段によって撮影された農作物Ｃから生育状態取得手段が農作物Ｃの生育状態を取得し、この生育状態に応じてコントローラ１１がパネルＰの傾斜角度θを制御してもよい。
【００５５】
また、例えば農作物Ｃがイネである場合には、発芽から幼穂分化期までを示す栄養成長期、幼穂分化期から出穂期までを示す生殖成長期、そして出穂期から成熟期までを示す登熟期、といった３つの生育ステージがある。このように農作物Ｃには複数の生育ステージがあり、農作物Ｃに必要な光Ｌの日射量は生育ステージによって異なる場合がある。このような場合に備えて、データベース１２は農作物Ｃの生育ステージを記憶し、コントローラ１１がデータベース１２に記憶されている生育ステージに応じて傾斜角度θを制御してもよい。このように傾斜角度θを制御することによって農作物Ｃの生育ステージごとに光Ｌの量を調整することができるので、農作物Ｃに必要な光Ｌの量を最適化することが可能となる。更に、データベース１２は、温度等の外部条件と、生育（又は光合成量／速度）との関係、を記憶していてもよい。
【００５６】
また、太陽光発電システム１は、例えば、農地Ｎの農作物Ｃを撮影する撮影手段と、農作物Ｃにおける葉の重なり具合を取得する重なり具合取得手段を備えていてもよい。この場合、例えば、撮影手段によって撮影された農作物Ｃから重なり具合取得手段が農作物Ｃにおける葉の重なり具合を取得し、この重なり具合に応じてコントローラ１１がパネルＰの傾斜角度θを制御する。そして、コントローラ１１は、重なり具合が所定値よりも大きい場合には、傾斜角度θを直角から遠ざけてより多くの光Ｌを農作物Ｃに当てるようにし、重なり具合が所定値以下である場合には、傾斜角度θを直角に近づけてより多くの光ＬをパネルＰに当てるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…太陽光発電システム、２…支持構造、２ａ…支柱、２ｂ…梁部材、３…軸、４…モータ、５…日射計、６…温度計、１０…制御装置、１１…コントローラ（角度変更部）、１２…データベース（日射量取得部、光飽和点記憶部、気温取得部、気象情報取得部）、１３…通信装置、１４…ＰＣ、１５…スマートフォン、２０…ネットワーク、Ｃ…農作物、Ｄ１…日射量、Ｄ２…気温、Ｄ３…年月日、Ｄ４…時間、Ｄ５…軌跡、Ｄ６…影情報、Ｄ７…農作物、Ｄ８…光飽和点、Ｄ９…気象情報、Ｄ１０…発電量、Ｌ…光、Ｎ…農地、Ｐ…パネル（太陽光パネル）、Ｐ１…受光面、Ｓ…影、Ｔ…太陽、Ｘ…閾値、θ…傾斜角度。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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