多日照地域の温室の省エネルギー化と作物生育の向上に資する太陽電池ブラインドの開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05903
• 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41040:農業環境工学および農業情報工学関連
• 研究機関: 島根大学
• 研究代表者: 谷野 章 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (70292670)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 再生可能エネルギー / 温室 / 太陽光発電

研究成果の概要

多日照地域の温室栽培における電力需要を太陽光発電で賄いつつ、作物の収量と品質を向上させる、ブラインド型の動的遮光機能を有する半透過型太陽光発電システムを開発した。あらかじめ設定した日射閾値を超えると、ブラインドは温室屋根面と平行角度まで回転して、40%程度遮光しつつ発電した。日射強度が閾値を下回ると、屋根面と垂直の角度にブラインドは向きを変えて温室内への日射の取り込みを優先した。制御システムの自己電力消費を賄うための十分な量の電気エネルギーをブラインドが発電しつつ、日射強度に応じて遮光率を自律的に変化させることができた。ブラインド背後の遮光条件でキュウリ実生を育て、日射制御の効果を検証した。

自由記述の分野

植物環境工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発途上国の人口増加と地球規模の温暖化は、食料生産を担う農業分野に、土地面積当たりの生産量の増加と CO2排出削減を同時に迫っている。温室栽培は野菜や果物の生産において重要な役割を担っているが、地下資源由来の燃料や電力の消費に依存しているため、農業分野における主要なCO2排出源となっている。また、燃料や電力価格の上昇は生産者の収益減に直結する。したがって、温室栽培におけるエネルギー消費量を大幅に削減しつつ、作物生産効率を向上させる技術の開発が求められる。本研究で開発した太陽電池ブラインドシステムは、多日照地域の温室において作物と電力の両方を同時に生産する方法を具体的に示した。