都市園芸に適した環境保全型植物生産システム用高度制御装置の開発

• Project/Area Number: 20780230
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Boundary agriculture
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 大山 克己 千葉大, 准教授 (20456081)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2009: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2008: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 農業工学 / システム工学 / 農林水産物 / 環境 / 園芸学

Research Abstract

本研究の最終目標は、都市園芸に適した環境保全型植物生産システムの開発である
実際には、現在でも環境保全型であると考えられる温室をさらに改良し、その包括的な制御を行なう「頭脳」となる高度制御装置を開発している。あわせて、汎用性の高いマイクロプロセッサーを用いて、高度な制御装置を安価に作成することを試みている。
使用する部品の選定に際し高性能かつ安価なものを選択するのは、将来の実用化および普及を見据えているからである。今年度は、温室の設計や施工、その後のデータ収集、解析に注力した。
温室内に設置される電力を消費する機器として主要なものである、天窓および側窓開閉用のモータ、カーテンの展開・収縮用モータ、室内空気攪拌用のファン、水耕装置用のポンプなどである。
一般的な建築物と比べると、温室で利用される電力を消費する機器の種類や台数は少なく、それぞれの調節は比較的容易であるが、現状では消費電力の平準化は考慮されていない場合が多いために、各々の機器の制御装置が独立していることに起因して複数の機器が同時に稼動してしまい、結果として、最大消費電力が大きくなる場合があることを解消しようとしている。
(1)温室用制御装置の開発
植物の生育へおよぼす影響は少ないことを利用して、温室の機器の動作が同時に起こらないように制御する方式を開発し、負荷の平準化を目指した。
(2)開発した温室制御装置の稼動試験
実際の温室において稼動試験を実施した。制御対象は、天窓および側窓開閉用のモータ、カーテンの展開・収縮用モータ、室内空気攪拌用のファン、および水耕装置のポンプである。その際、各機器の動作時間、動作状況、温室内外の環境条件等を計測および記録した。あわせて、各機器の消費電力もCT(カレントトランスフォーマー、変流器)を利用して計測および記録した。稼動試験の際、いくつかの問題点が生じた場合ので、マイクロプロセッサーの制御プログラムを改良している。本稼動試験は、連携研究者高垣美智子とともに21年度に実施する。

Research Products

• [Journal Article] 電気ヒートポンプの利用による園芸用施設の暖房費およびCO2排出量の削減 (2009)
  • Author(s): 大山克己・古在豊樹
  • Journal Title: 農業電化 62巻3号 Pages: 2-7
  • NAID: 120007087551
• [Journal Article] Urban horticulture : its significance to environmental conservaiton (2008)
  • Author(s): K. Ohyama, M. Takagaki and H. Kurasaka
  • Journal Title: Sustainability Science 3 Pages: 241-47
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Greenhouse Cooling with Continuous Generation of Upward-Moving Fog for Reducing Wetting of Plant Foliage and Air Temperature Fluctuations : a Case Study (2008)
  • Author(s): K. Ohyama, T. Kozai and H. Toida
  • Journal Title: Acta Hortic 797 Pages: 321-326
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 閉鎖型苗生産システムの現状における問題点とその解決法(6)システム内環境条件触 (2008)
  • Author(s): 大山克己・古在豊樹
  • Journal Title: 農業電化 61巻4号 Pages: 2-5
• [Journal Article] 閉鎖型苗生産システムの現状における問題点とその解決法(7)イニシャルおよびランニングコストの低減 (2008)
  • Author(s): 大山克己・古在豊樹
  • Journal Title: 農業電化 61巻5号 Pages: 2-5
• [Journal Article] 閉鎖型苗生産システムの現状における問題点とその解決法(8)システム管理・運用体制の構築とトラブル発生時の対処法 (2008)
  • Author(s): 大山克己・古在豊樹
  • Journal Title: 農業電化 61巻6号 Pages: 2-5
• [Journal Article] 閉鎖型苗生産システムの現状における問題点とその解決法(9)システムのより一層の普及に向けて (2008)
  • Author(s): 大山克己・古在豊樹
  • Journal Title: 農業電化 61巻7号 Pages: 9-12
• [Journal Article] 閉鎖型苗生産システムの現状における問題点とその解決法(10)閉鎖型苗生産システムの導入事例(1) (2008)
  • Author(s): 大山克己
  • Journal Title: 農業電化 61巻8号 Pages: 2-5
• [Journal Article] 閉鎖型苗生産システムの現状における問題点とその解決法(11)閉鎖型苗生産システムの導入事例(2) (2008)
  • Author(s): 大山克己
  • Journal Title: 農業電化 61巻9号 Pages: 2-5
• [Journal Article] 薬用植物の生長促進・高品質化のための施設生産における環境調節技術[2] (2008)
  • Author(s): 西村徹郎・大山克己・角野めぐみ・古在豊樹
  • Journal Title: 農業および園芸 83巻10号 Pages: 1057-1062
  • NAID: 40016245353
• [Journal Article] 閉鎖型苗生産システムの現状における問題点とその解決法(12)閉鎖型苗生産システムの導入事例(3) (2008)
  • Author(s): 大山克己
  • Journal Title: 農業電化 61巻11号 Pages: 2-6
• [Journal Article] 園芸用施設の暖房費およびCO_2排出量削減[1]-重油温風暖房機の代替としての高性能小型電気ヒートポンプの利用- (2008)
  • Author(s): 大山克己・古在豊樹
  • Journal Title: 農業および園芸 83巻11号 Pages: 1157-1163
• [Journal Article] 園芸用施設の暖房費およびCO_2排出量削減[2]-重油温風暖房機の代替としての高性能小型電気ヒートポンプの利用- (2008)
  • Author(s): 大山克己・古在豊樹
  • Journal Title: 農業および園芸 83巻12号 Pages: 1257-1264
• [Presentation] Greenhouse Cooling with Continuous Generation of Upward-Moving Fog for Reducing Wetting of Plant Foliage and Air Temperature Fluctuations : a Case Study (2008)
  • Author(s): K. Ohyama, T. Kozai and H. Toida
  • Organizer: International workshop on Greenhouse Environmental Control and Crop Production in Semi-Arid Regions
  • Place of Presentation: Tucson, Arizona, USA