特開 2024-115603 ソーラーパネルを備える空中栽培装置及び空中栽培方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115603

(43)【公開日】2024-08-27

(54)【発明の名称】ソーラーパネルを備える空中栽培装置及び空中栽培方法

(51)【国際特許分類】

   A01G 9/12 20060101AFI20240820BHJP

   H02S 10/00 20140101ALI20240820BHJP

   H02S 20/10 20140101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

A01G9/12 B

H02S10/00

H02S20/10 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023021305

(22)【出願日】2023-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】523053576

【氏名又は名称】富岳ファーム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100073210

【弁理士】

【氏名又は名称】坂口 信昭

(74)【代理人】

【識別番号】100173668

【弁理士】

【氏名又は名称】坂口 吉之助

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 公士

(72)【発明者】

【氏名】稲澤 伊知朗

【テーマコード（参考）】

2B023

5F151

5F251

【Ｆターム（参考）】

2B023AA01

2B023AD01

2B023AE01

2B023AE03

2B023AE10

5F151JA13

5F151JA30

5F251JA13

5F251JA30

(57)【要約】      （修正有）

【課題】農作物への日照の確保に加えて栽培に寄与する構成のソーラーパネルを備える空中栽培装置及び空中栽培方法を提供する。
【解決手段】農地の畝に沿って畝方向に一列状に立設する複数本の支柱と、一列状の支柱間に南北方向に架け渡される梁と、を一単位とし、この構造列の複数単位を、農地に整列する複数の畝に沿って各々配列し、複数単位の構造列の上部を構造列に直交する方向に横切るように複数枚のソーラーパネルを一列状に配設し、このソーラーパネル列を一単位とし、複数単位を前記構造列の上部において畝の長さ方向に間隔を開けて配列することによって太陽光発電構築物を構築し、誘引ネット又は誘引紐を、下端が畝内・畝側方・畝側方近傍位置のいずれかの位置に固定すると共に上端を梁に固定することにより複数枚又は複数本を畝に沿って一列状に張る構成である、ソーラーパネルを備える空中栽培装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

農地で農作物の育成・収穫を行うと共に、該農地の上方でソーラーパネルを用いて太陽光発電を行う営農型太陽光発電であり、
農地の畝に沿って該畝の長さ方向に一列状に立設する複数本の支柱と、これらの一列状の各支柱間に架け渡される梁と、から成る構造列を一単位とし、この構造列の複数単位を、農地に整列する複数の畝に沿って各々配列し、
且つ、この複数単位の構造列の上部を該構造列に直交する方向に横切るように複数枚のソーラーパネルを一列状に配設し、この一列状に配設されたソーラーパネル列を一単位とし、このソーラーパネル列の複数単位を、前記複数単位の構造列の上部において畝の長さ方向に間隔を開けて配列することによって太陽光発電構築物を構築し、
更に、複数枚の誘引ネット又は複数本の誘引紐を、それらの下端が畝内・畝側方・畝側方近傍位置のいずれかの位置に固定すると共にそれらの上端を梁に固定することにより複数枚の誘引ネット又は複数本の誘引紐を畝に沿って一列状に張る構成であり、
栽培する農作物がその品種に応じてツル・枝・茎を前記誘引ネット又は誘引紐に誘引されて生育可能な構成であること、
を特徴とするソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【請求項2】

畝と畝との間隔が農作業用車両が走行可能な幅を有し、この走行する位置におけるソーラーパネル下方部分の構築物の部材の最低高さが農作業用車両が走行可能な高さであることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【請求項3】

一列状の支柱列の一単位に対して、その支柱列の両側に一列ずつの畝が各々設けられていることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【請求項4】

畝の表面にマルチシートが張られている構成であることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【請求項5】

農作物を栽培する農地の面積に対する、該農地を覆うソーラーパネルの面積である、遮光率が４０～５５％の範囲であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【請求項6】

農地で農作物の育成・収穫を行うと共に、該農地の上方でソーラーパネルを用いて太陽光発電を行う営農型太陽光発電であり、
農地の畝に沿って該畝の長さ方向に一列状に立設する複数本の支柱と、これらの一列状の各支柱間に架け渡される梁と、から成る構造列を一単位とし、この構造列の複数単位を、農地に整列する複数の畝に沿って各々配列し、
且つ、この複数単位の構造列の上部を該構造列に直交する方向に横切るように複数枚のソーラーパネルを一列状に配設し、この一列状に配設されたソーラーパネル列を一単位とし、このソーラーパネル列の複数単位を、前記複数単位の構造列の上部において畝の長さ方向に間隔を開けて配列することによって太陽光発電構築物を構築し、
更に、複数枚の誘引ネット又は複数本の誘引紐を、それらの下端が畝内・畝側方・畝側方近傍位置のいずれかの位置に固定すると共にそれらの上端を梁に固定することにより複数枚の誘引ネット又は複数本の誘引紐を畝に沿って一列状に張る構成であり、
栽培する農作物がその品種に応じてツル・枝・茎を前記誘引ネット又は誘引紐に誘引されて生育すること、
を特徴とするソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【請求項7】

畝と畝との間隔が農作業用車両が走行可能な幅を有し、この走行する位置におけるソーラーパネル下方部分の構築物の部材の最低高さが農作業用車両が走行可能な高さとすることを特徴とする請求項６に記載のソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【請求項8】

一列状の支柱列の一単位に対して、その支柱列の両側に一列ずつの畝を各々設ける構成とすることを特徴とする請求項６に記載のソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【請求項9】

畝の表面にマルチシートを張る構成とすることを特徴とする請求項６に記載のソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【請求項10】

農作物を栽培する農地の面積に対する、該農地を覆うソーラーパネルの面積である、遮光率を４０～５５％の範囲とすることを特徴とする請求項６～９のいずれかに記載のソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はソーラーパネルを備える空中栽培装置及び空中栽培方法に関し、詳しくは、太陽光を農業生産と発電とで共有するソーラーシェアリングにおいて誘引ネット又は誘引紐を用いた空中栽培装置及び空中栽培方法に関する。

【背景技術】

【0002】

農地は、国民の食料の生産基盤であり、今後とも優良農地を確保していくことが重要である一方、再生可能エネルギー需要の増大による再生可能エネルギー発電設備の設置等の土地需要にも適切に対応することも必要であり、これらの要望を満たすことが急務となっている。

【0003】

そこで、営農型太陽光発電とも呼ばれるソーラーシェアリングが普及し始めている。
ソーラーシェアリングとは、農地に支柱を立てて上部空間に太陽光発電設備を設置し、太陽光を農業生産と発電とで共有する設備方式であり、農作物の収穫・販売による収入に加え、発電した電力の自家利用や売電による収入を得ることが期待できるものである。

【0004】

例えば、特許文献１に示す技術では、農地の上方に、東西に幅が狭く南北に長尺のソーラーパネル列を、南北に間隔を設けて複数列を配列し、この南北の間隔を設けた隙間から下方の日照を確保することにより、農地の上方では太陽光発電を行い、ソーラーパネルの下方の農地では日照を必要とする農作物の栽培を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１－１２９８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の技術は、農作物の栽培を行う農地に、太陽光発電を行うソーラーパネル構造体とを任意の間隔を設けて配列させた状態で構築させたものであり、農地で栽培する農作物に対しては単に日照を確保するように構成されているだけであった。

【0007】

そこで本発明の課題は、農作物への日照の確保に加えて栽培に寄与する構成のソーラーパネルを備える空中栽培装置及び空中栽培方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決する本発明は下記構成を有する。

【0009】

１．農地で農作物の育成・収穫を行うと共に、該農地の上方でソーラーパネルを用いて太陽光発電を行う営農型太陽光発電であり、
農地の畝に沿って該畝の長さ方向に一列状に立設する複数本の支柱と、これらの一列状の各支柱間に架け渡される梁と、から成る構造列を一単位とし、この構造列の複数単位を、農地に整列する複数の畝に沿って各々配列し、
且つ、この複数単位の構造列の上部を該構造列に直交する方向に横切るように複数枚のソーラーパネルを一列状に配設し、この一列状に配設されたソーラーパネル列を一単位とし、このソーラーパネル列の複数単位を、前記複数単位の構造列の上部において畝の長さ方向に間隔を開けて配列することによって太陽光発電構築物を構築し、
更に、複数枚の誘引ネット又は複数本の誘引紐を、それらの下端が畝内・畝側方・畝側方近傍位置のいずれかの位置に固定すると共にそれらの上端を梁に固定することにより複数枚の誘引ネット又は複数本の誘引紐を畝に沿って一列状に張る構成であり、
栽培する農作物がその品種に応じてツル・枝・茎を前記誘引ネット又は誘引紐に誘引されて生育可能な構成であること、
を特徴とするソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【0010】

２．畝と畝との間隔が農作業用車両が走行可能な幅を有し、この走行する位置におけるソーラーパネル下方部分の構築物の部材の最低高さが農作業用車両が走行可能な高さであることを特徴とする上記１に記載のソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【0011】

３．一列状の支柱列の一単位に対して、その支柱列の両側に一列ずつの畝が各々設けられていることを特徴とする上記１に記載のソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【0012】

４．畝の表面にマルチシートが張られている構成であることを特徴とする上記１に記載のソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【0013】

５．農作物を栽培する農地の面積に対する、該農地を覆うソーラーパネルの面積である、遮光率が４０～５５％の範囲であることを特徴とする上記１～４のいずれかに記載のソーラーパネルを備える空中栽培装置。

【0014】

６．農地で農作物の育成・収穫を行うと共に、該農地の上方でソーラーパネルを用いて太陽光発電を行う営農型太陽光発電であり、
農地の畝に沿って該畝の長さ方向に一列状に立設する複数本の支柱と、これらの一列状の各支柱間に架け渡される梁と、から成る構造列を一単位とし、この構造列の複数単位を、農地に整列する複数の畝に沿って各々配列し、
且つ、この複数単位の構造列の上部を該構造列に直交する方向に横切るように複数枚のソーラーパネルを一列状に配設し、この一列状に配設されたソーラーパネル列を一単位とし、このソーラーパネル列の複数単位を、前記複数単位の構造列の上部において畝の長さ方向に間隔を開けて配列することによって太陽光発電構築物を構築し、
更に、複数枚の誘引ネット又は複数本の誘引紐を、それらの下端が畝内・畝側方・畝側方近傍位置のいずれかの位置に固定すると共にそれらの上端を梁に固定することにより複数枚の誘引ネット又は複数本の誘引紐を畝に沿って一列状に張る構成であり、
栽培する農作物がその品種に応じてツル・枝・茎を前記誘引ネット又は誘引紐に誘引されて生育すること、
を特徴とするソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【0015】

７．畝と畝との間隔が農作業用車両が走行可能な幅を有し、この走行する位置におけるソーラーパネル下方部分の構築物の部材の最低高さが農作業用車両が走行可能な高さとすることを特徴とする上記６に記載のソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【0016】

８．一列状の支柱列の一単位に対して、その支柱列の両側に一列ずつの畝を各々設ける構成とすることを特徴とする上記６に記載のソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【0017】

９．畝の表面にマルチシートを張る構成とすることを特徴とする上記６に記載のソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【0018】

１０．農作物を栽培する農地の面積に対する、該農地を覆うソーラーパネルの面積である、遮光率を４０～５５％の範囲とすることを特徴とする上記６～９のいずれかに記載のソーラーパネルを備える空中栽培方法。

【発明の効果】

【0019】

請求項１又は請求項６に示す発明によれば、農作物への日照の確保に加えて栽培に寄与する構成のソーラーパネルを備える空中栽培装置及び空中栽培方法を提供することができる。

【0020】

特に、支柱列が畝に沿って立設し、支柱列の各支柱間に梁が架け渡される構成により、梁と畝との間に架け渡されて張られる誘引ネット又は誘引紐についても畝に沿って張ることができる。従って、畝のどの位置においても誘引ネット又は誘引紐と常に近接してるので、畝内から生育する農作物のツル・枝・茎を極めて容易に誘引することができる。

【0021】

請求項２又は請求項７に示す発明によれば、農地の上方において太陽光発電を得ると共に、各畝間をトラクター・運搬車等の農作業用車両の走行が可能となるので、栽培した農作物の収穫時等の作業性が著しく向上する。

【0022】

請求項３又は請求項８に示す発明によれば、農地の上方において太陽光発電を得ると共に、各畝間において作業、例えば、植付作業、敷ワラ（マルチ）作業、摘芯・整枝・誘引作業、人工授粉・摘果作業、収穫作業等を行う際に、作業者の両側に畝が存在するので、畝間を移動しながら両側の畝の作業を同時に又は交互に行うことができるので作業性が高い。

【0023】

請求項４又は請求項９に示す発明によれば、農地の上方において太陽光発電を得ると共に、地温の調節（保温または地温上昇の抑制）、雑草の抑制、病害虫の防除、土壌水分の蒸発防止効果を得ることができる。

【0024】

請求項５又は請求項１０に示す発明によれば、農地の上方において太陽光発電を得ると共に、ソーラーパネルの下方において栽培する農作物に必要充分な日照を得ることができる。遮光率５５％以下、即ち、日照を４５％以上得ることにより農作物の生育に必要な日照を確保することができると共に、遮光率４０％以上、即ち、日照を６０％以下とすることにより農作物の光合成の利用限界値である光飽和点以下となるので農作物にストレスを与えることのない生育環境とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明に係るソーラーパネルを備える空中栽培装置の一実施例を示す概略正面図（南方向から見た図）

【図2】図１に示す空中栽培装置の一部概略斜視図（東南方向から見た図）

【図3】農作物（カボチャ）の栽培例を示す要部概略斜視図

【図4】空中栽培装置の全体の一実施例を示す概略平面図（上空から見た図）

【発明を実施するための形態】

【0026】

次に、添付の図面に従って本発明を説明する。

【0027】

本発明に係るソーラーパネルを備える空中栽培装置及び空中栽培方法（以下、単に空中栽培装置、空中栽培方法と言う。）は、図１～図４に示すように、
農地で農作物の育成・収穫を行うと共に、該農地の上方でソーラーパネル１を用いて太陽光発電を行う営農型太陽光発電であり、
農地の畝２に沿って該畝２の長さ方向に一列状に立設する複数本の支柱３と、これらの一列状の各支柱３間に架け渡される梁４と、から成る構造列を一単位とし、この構造列の複数単位を、農地に整列する複数の畝２に沿って各々配列し、
且つ、この複数単位の構造列の上部を該構造列に直交する方向に横切るように複数枚のソーラーパネル１を一列状に配設し、この一列状に配設されたソーラーパネル列を一単位とし、このソーラーパネル列の複数単位を、前記複数単位の構造列の上部において畝２の長さ方向に間隔を開けて配列することによって太陽光発電構築物を構築し、
更に、複数枚の誘引ネット５を、それらの下端が畝２内・畝２側方・畝２側方近傍位置のいずれかの位置（本実施例では畝２の側方に沿った位置）に固定すると共にそれらの上端を梁４に固定することにより複数枚の誘引ネット５を畝２に沿って一列状に張る構成であり、
栽培する農作物６がその品種に応じてツル・枝・茎を前記誘引ネット５に誘引されて生育可能な構成であること、
を主構成とするものである。

【0028】

尚、図１～図４では構成を明瞭化するために各図において部分的に図示を省略している。
即ち、図１では、ソーラーパネル１、畝２、支柱３、梁４、誘引ネット５、マルチシート７、作業用通路８の各構成を明瞭化するために農作物６の図示を省略している。
図２では、畝２及び梁４と誘引ネット５との関係を明瞭化するために農作物６の図示を省略すると共に、誘引ネット５を２本の支柱間の１箇所において対面する２枚のみを図示して他の箇所については図示を省略している。
図３では、畝２から梁４に張られた誘引ネット５に農作物６（本実施例ではカボチャ）のツルが誘引されて栽培されている状態を明瞭化するために２本の支柱間に張られる誘引ネット５と該誘引ネット５に農作物６が誘引状態で栽培されている１箇所を図示して他の箇所については図示を省略している。
図４では、農地において、ソーラーパネル１が東西方向に一列状に配設されて一単位のソーラーパネル列を構成し、このソーラーパネル列の複数単位が南北方向に間隔を開けて配列されて太陽光発電構築物を構築した状態を明瞭化するためにソーラーパネル１の列を図示して他の構成（畝２、支柱３、梁４、誘引ネット５、農作物６、マルチシート７、作業用通路８等）の図示を省略している。

【0029】

尚また、本実施例は図２及び図４に図示した方位記号から判るように、南北方向に畝２が作られた農地に本発明を適用した態様を示すものである。農地の条件（例えば、平地であるか、斜面であるか、起伏が有るか否か、周囲に日照に影響する山・森林・建物等が有るか否か、農作業用車両のための入口の位置、等の種々条件等）によって、畝２の作られる方向も様々であるため、本実施例の南北方向に限らず、東西方向等の他の方向に畝２が作られた農地にも本発明は適用される。

【0030】

本発明において用いられるソーラーパネル１は、農地・住宅地・山林地区等に配設される太陽光発電用のソーラーパネルとして公知公用のものを本発明の範囲内において特別の制限なく用いることができる。

【0031】

本発明において、支柱３、梁４はこの種のソーラーパネル構築物の支柱材や梁材として公知公用の素材（例えば、アルミニウム、ステンレス等）及び構造・構成を有するものを本発明の範囲内において特別の制限なく採ることができる。支柱３及び／又は梁４の上部にはソーラーパネル１を固定する固定手段が設けられている。

【0032】

支柱３及び梁４とを有して成る太陽光発電構築物としては、隣接する支柱列と支柱列との間隔は、各々の支柱列が沿う各々の畝２の幅、更に隣接する畝２と畝２との間に形成される作業用通路８の幅等を考慮して設定されることが好ましい。

【0033】

具体的な数値例としては、畝２にマルチシート７を敷設した場合、一般的に普及しているマルチシート７の幅が約０．９ｍであり、作業用通路８の幅をトラクター・運搬車等の農作業車両が走行可能な一般的な約１．８ｍとすると、隣接する支柱列と支柱列との間隔は約３．６ｍとなる。

【0034】

また、トラクター・運搬車等の農作業用車両を使用する場合、隣接する畝２と畝２との間を走行可能な間隔とするだけでなく、ソーラーパネル１下方部分の最低高さについてもトラクター・運搬車等の農作業用車両が走行可能な高さとすることが好ましい。この場合、農作業用車両の種類・車種等によって高さは異なるが、概ね、約２．０～３．５ｍ、好ましくは３．０～３．５ｍの高さを確保すれば充分である。

【0035】

更に、東西方向に一列状に配設したソーラーパネル列の複数単位を南北方向に配列する際、南北方向における各ソーラーパネル列間の間隔は、適用する農地の緯度経度や日中の日照量（日照時間等）の環境と栽培する農作物の種類に応じて必要とされる日照量によって適宜決めることが好ましい。

【0036】

更に、一列状の支柱列の一単位に対して、その支柱列の両側に一列ずつの畝２が各々設けられていること、即ち、二列の畝２・２間に一列の支柱列が配列され、この二列の畝２と一列の支柱列を一単位として農地に配列された構成とすることが農地有効利用の点で効率的で好ましい。

【0037】

更にまた、栽培する農作物６の種類に応じて畝２の表面にマルチシート７を張る構成としてもよい。マルチシート２としては、一般的な黒色以外に、銀色や白色等の反射マルチシートを用いることもできる。
尚、マルチシート７として反射型マルチシートを用いた場合、ソーラーパネル１として受光面が裏面にもある両面受光型を用いることにより、表面側で受光して発電するだけでなく、畝２に張られた反射型のマルチシート７からの反射光を裏面側でも受光して発電することができる。

【0038】

本発明において栽培に適した農作物としては、好ましくは緑黄色野菜、具体的には、カボチャ、ナス、キュウリ、ヘチマ、ブドウ、イチゴ、キウイ、ピーマン等を挙げることができ、これらの農作物を誘引ネット５や誘引紐に誘引して空中栽培によって栽培することに適している。

【0039】

例えば、図３に示すようにカボチャを農作物６とした場合、カボチャは日陰では生育が劣るおそれがあることから日射量を充分に確保するためには、ソーラーパネル１の下方において畝２内の南端側に沿って植え、カボチャの生育に伴って伸びるツルはソーラーパネル１の南側に伸びていくように誘引ネット５に誘引することが好ましい。

【0040】

本発明において、農作物を栽培する農地の面積に対する、該農地を覆うソーラーパネル１の面積である、遮光率が４０～５５％の範囲であることが好ましい。遮光率をかかる範囲内とすることによって、ソーラーシェアリングを行っていない周辺の農地の収穫量の平均水準と比べ８割以上の単収を確保しなければならないという規制をクリアできると共に、充分な発電量をも得ることができる。

【0041】

本発明において、遮光率４０～５５％の範囲とする一例として、図４に示す実施例を挙げる。
図４に示す実施例では、１１０１ｍ^２の農地に太陽光発電構築物を構築する例を示す。
ここでは、２．１７ｍ^２／１枚のソーラーパネルを東西方向に１５枚一列状に配設したソーラーパネル列を一単位とし、この１５枚から成るソーラーパネル列を１６列、南北方向に配列している。即ち、合計２４０枚のソーラーパネルを用いて受光面積は５２０．８ｍ^２となる。
従って、農地１１０１ｍ^２に、受光面積５２０．８ｍ^２のソーラーパネルを配設することから、農地の遮光率は４７．３％となる。

【符号の説明】

【0042】

１ ソーラーパネル
２ 畝
３ 支柱
４ 梁
５ 誘引ネット
６ 農作物
７ マルチシート
８ 作業用通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】