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営農型太陽光発電のシステムおよび作型の最適化アルゴリズムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K06338
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分41050:環境農学関連
研究機関宮崎大学

研究代表者

霧村 雅昭  宮崎大学, 農学部, 助教 (40433065)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード営農型太陽光発電 / 食料生産 / エネルギー生産 / 光合成有効光量子束密度 / 日射量 / 再生可能エネルギー / 栽培環境 / 持続可能性 / ビッグデータ / コマツナ / ミズナ / カブ / ホウレンソウ / サトイモ
研究開始時の研究の概要

営農型太陽光発電は農地保全や農家所得の向上,エネルギーの地産地消,太陽光発電用地確保などの観点から期待されているが,営農型太陽光発電に適した栽培管理方法の確立が課題となっている.本研究課題では農地に設置した営農型太陽光発電設備が栽培環境へ及ぼす影響の調査や栽培試験による営農型太陽光発電に適した作目や品種,作型の検討により,農業と太陽光発電事業を両立させる管理法の確立を目的とする.本研究課題の成果により,営農型太陽光発電設備の導入可能性や適作型の検討が可能となり,農家所得向上が期待できることから,自然エネルギーを活用した持続可能な農業システムの構築に貢献する.

研究成果の概要

営農型太陽光発電設備設置による影響を調査し、食料生産とエネルギー生産の両立について実現可能性を検討した。発電設備下では、日射量、気温、地温および作物の成長速度は低くなったが、栽培期間を延長することで、出荷規格を満たし,十分な収量を得られることが示された。また、全気候太陽スペクトルモデルを使用した日射量データに基づく太陽光パネル下の光合成光子束密度を推定する計算モデルを作成した。さらに宮崎県のサトイモ栽培をモデルケースにして、日射量データを使用して特定の地域で設備を導入した場合の具体的な効果を算出するモデルを作成した。結果から食料生産とエネルギー生産を両立した農業システムの実現可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

営農型太陽光発電は農地保全や農家所得の向上,エネルギーの地産地消,太陽光発電用地確保などの観点から期待されているが,発電設備が農地を遮光するため,作物の収量低下などの悪影響が懸念されていた。本研究では営農型太陽光発電設備が栽培環境や作物の生育に及ぼす影響を調査し、営農型太陽光発電に適した作物や品種、作付け方法を明らかにし、農業と太陽光発電事業を同時に行うための栽培管理方法を確立した.本研究成果により,営農型太陽光発電の導入可能性や適した作物についての検討が可能となり、再生可能エネルギーを活用した持続可能な農業システムの構築に貢献することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Agrivoltaic system: Estimation of photosynthetic photon flux density under solar panels based on solar irradiation data using all-climate solar spectrum model2023

    • 著者名/発表者名
      Yajima Daisuke、Toyoda Teruya、Kirimura Masaaki、Araki Kenji、Ota Yasuyuki、Nishioka Kensuke
    • 雑誌名

      Cleaner Engineering and Technology

      巻: 12 ページ: 100594-100594

    • DOI

      10.1016/j.clet.2022.100594

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation Model of Agrivoltaic Systems Maximizing for Both Photovoltaic Electricity Generation and Agricultural Production2023

    • 著者名/発表者名
      Yajima Daisuke、Toyoda Teruya、Kirimura Masaaki、Araki Kenji、Ota Yasuyuki、Nishioka Kensuke
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 16 号: 7 ページ: 3261-3261

    • DOI

      10.3390/en16073261

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Agrivoltaics (Photovoltaic Power Generation Facilities on Farmland) on Growing Condition and Yield of Komatsuna, Mizuna, Kabu, and Spinach2022

    • 著者名/発表者名
      KIRIMURA Masaaki、TAKESHITA Shinichi、MATSUO Mitsuhiro、ZUSHI Kazufumi、GEJIMA Yoshinori、HONSHO Chitose、NAGAOKA Akira、NISHIOKA Kensuke
    • 雑誌名

      Environment Control in Biology

      巻: 60 号: 2 ページ: 117-127

    • DOI

      10.2525/ecb.60.117

    • ISSN
      1880-554X, 1883-0986
    • 年月日
      2022-04-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 栽培と太陽光発電を組み合わせたソーラーシェアリング2021

    • 著者名/発表者名
      霧村雅昭
    • 雑誌名

      農業および園芸

      巻: 96 ページ: 129-143

    • NAID

      40022479452

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 営農型太陽光発電におけるイモ類の生産性と経済性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      松本みどり,津々木寛,松井保裕,松浦桃香,霧村雅昭
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2019年千葉大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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