JPH0542891B2 - - Google Patents
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- JPH0542891B2 JPH0542891B2 JP61150111A JP15011186A JPH0542891B2 JP H0542891 B2 JPH0542891 B2 JP H0542891B2 JP 61150111 A JP61150111 A JP 61150111A JP 15011186 A JP15011186 A JP 15011186A JP H0542891 B2 JPH0542891 B2 JP H0542891B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorescent light
- fluorescent
- solar cell
- plate
- sunlight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Greenhouses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、蛍光型集光板を用いた高効率グリー
ンハウス及び栽培方法に関するものである。
ンハウス及び栽培方法に関するものである。
［発明の背景］
太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する技
術として太陽電池があり、特開昭59−74683号に
は、該太陽電池から得られる電気エネルギーを植
物栽培に利用する技術が開示されている。しか
し、この発明は、単に熱エネルギーを太陽エネル
ギーから得るという技術に過ぎず、植物栽培に太
陽光を有効利用するには不充分であつた。
術として太陽電池があり、特開昭59−74683号に
は、該太陽電池から得られる電気エネルギーを植
物栽培に利用する技術が開示されている。しか
し、この発明は、単に熱エネルギーを太陽エネル
ギーから得るという技術に過ぎず、植物栽培に太
陽光を有効利用するには不充分であつた。
［発明の目的］
本発明は、太陽光を総合的に効率よく植物栽培
に利用できるようにした蛍光型集光板を用いた効
率グリーンハウス及び栽培方法を提供することを
目的とする。
に利用できるようにした蛍光型集光板を用いた効
率グリーンハウス及び栽培方法を提供することを
目的とする。
［発明の構成］
本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を続
け本発明を完成するに到つた。
け本発明を完成するに到つた。
本発明の蛍光型集光板を用いた高効率グリーン
ハウスは、グリーンハウスの少なくとも一部が蛍
光型集光板と太陽電池との組合わせより成る覆い
にて構成されていることを特徴とする。
ハウスは、グリーンハウスの少なくとも一部が蛍
光型集光板と太陽電池との組合わせより成る覆い
にて構成されていることを特徴とする。
また、本発明の蛍光型集光板を用いた高効率栽
培方法は、太陽電池から得られる電気エネルギー
と、蛍光型集光板から得られる熱エネルギー及
び／又は電気エネルギーと、太陽電池及び蛍光型
集光板を透過した太陽エネルギーとを植物栽培に
利用することを特徴とする。
培方法は、太陽電池から得られる電気エネルギー
と、蛍光型集光板から得られる熱エネルギー及
び／又は電気エネルギーと、太陽電池及び蛍光型
集光板を透過した太陽エネルギーとを植物栽培に
利用することを特徴とする。
［発明の作用］
本発明は、太陽電池から得られる電気エネルギ
ーをグリーンハウス動力の電力源等に利用し、蛍
光型集光板を用いて、太陽エネルギーの一部を熱
エネルギー及び／又は電気エネルギーに変換して
植物栽培に用いると共に、太陽電池及び蛍光型集
光板を透過した太陽エネルギーは植物に照射利用
するものである。
ーをグリーンハウス動力の電力源等に利用し、蛍
光型集光板を用いて、太陽エネルギーの一部を熱
エネルギー及び／又は電気エネルギーに変換して
植物栽培に用いると共に、太陽電池及び蛍光型集
光板を透過した太陽エネルギーは植物に照射利用
するものである。
［発明の具体的構成］
本発明の好ましい実施態様は、覆いを構成す
る蛍光型集光板の両端面に、該蛍光型集光板に含
有された蛍光色素が入射した太陽光を吸収して放
射する蛍光を熱エネルギーに変換する集・放熱器
及び／又は電気エネルギーに変換する太陽電池が
設けられており、かつ該蛍光型集光板の太陽光入
射面及び／又は太陽光入射面の対向面に太陽電池
が設けられていること、前記集・放熱器及び／
又は太陽電池が蛍光色素より放射された蛍光及び
反射光を熱エネルギー及び／又は電気エネルギー
に変換するものであること、である。
る蛍光型集光板の両端面に、該蛍光型集光板に含
有された蛍光色素が入射した太陽光を吸収して放
射する蛍光を熱エネルギーに変換する集・放熱器
及び／又は電気エネルギーに変換する太陽電池が
設けられており、かつ該蛍光型集光板の太陽光入
射面及び／又は太陽光入射面の対向面に太陽電池
が設けられていること、前記集・放熱器及び／
又は太陽電池が蛍光色素より放射された蛍光及び
反射光を熱エネルギー及び／又は電気エネルギー
に変換するものであること、である。
また本発明の栽培方法の好ましい実施態様は、
植物の成長期には太陽電池を外し、蛍光型集光
板から得られる熱エネルギー及び／又は電気エネ
ルギーと、蛍光型集光板を透過した太陽光とを植
物栽培に利用すること、植物の成熟期には太陽
電池を設けること、植物に有害ないし障害であ
るような波長帯の太陽光を蛍光型集光板によつて
熱エネルギー及び／又は電気エネルギーに変換す
ること、である。
植物の成長期には太陽電池を外し、蛍光型集光
板から得られる熱エネルギー及び／又は電気エネ
ルギーと、蛍光型集光板を透過した太陽光とを植
物栽培に利用すること、植物の成熟期には太陽
電池を設けること、植物に有害ないし障害であ
るような波長帯の太陽光を蛍光型集光板によつて
熱エネルギー及び／又は電気エネルギーに変換す
ること、である。
本発明に用いられる蛍光型集光板
（Luminesent Solar Concentrator）とは、透明
なガラス又はプラスチツクシートに蛍光色素を添
加したもので、これに太陽光を当てると、反射光
の他に、ある波長帯の光を吸収して、異なつた波
長帯の光を放射する（吸収・放射する光の波長帯
は蛍光色素により異なる）ものである。
（Luminesent Solar Concentrator）とは、透明
なガラス又はプラスチツクシートに蛍光色素を添
加したもので、これに太陽光を当てると、反射光
の他に、ある波長帯の光を吸収して、異なつた波
長帯の光を放射する（吸収・放射する光の波長帯
は蛍光色素により異なる）ものである。
蛍光色素としては、例えば昼光蛍光染料の合成
樹脂固溶体、又は顔料色素がある。該蛍光染料と
しては、例えば、C.I.49005、C.I.46040、C.
I.45170、C.I.45350、C.I.45380等を挙げることが
でき、該樹脂としては、例えば、ポリメタクリル
酸エステル樹脂、尿素ホルマリン樹脂、メラミン
樹脂、塩化ビニル、塩ビー酢ビ共重合体、アルキ
ド樹脂およびそれらの変性樹脂が使用される。
樹脂固溶体、又は顔料色素がある。該蛍光染料と
しては、例えば、C.I.49005、C.I.46040、C.
I.45170、C.I.45350、C.I.45380等を挙げることが
でき、該樹脂としては、例えば、ポリメタクリル
酸エステル樹脂、尿素ホルマリン樹脂、メラミン
樹脂、塩化ビニル、塩ビー酢ビ共重合体、アルキ
ド樹脂およびそれらの変性樹脂が使用される。
尚、蛍光型集光板の蛍光色素バインダーとして
は、これらの樹脂又はこれらの樹脂と相溶性のよ
い透光性樹脂（アクリル系樹脂が好ましい）や、
ガラス等が好ましく用いられる。
は、これらの樹脂又はこれらの樹脂と相溶性のよ
い透光性樹脂（アクリル系樹脂が好ましい）や、
ガラス等が好ましく用いられる。
蛍光色素としてレツド・オレンジを用いた場合
を例として説明すれば、第２図に示す如く、入射
太陽光（白色光）のうち黄赤部を反射し「反射成
分(1)］、その上、吸収した紫外〜青紫の入射エネ
ルギーを黄赤色の発光に変換して放射ないし反射
する［蛍光成分(2)］ため、両者が重なり合つて輝
くような黄赤色［(3)の成分＝(1)＋(2)］に見えるこ
ととなる。
を例として説明すれば、第２図に示す如く、入射
太陽光（白色光）のうち黄赤部を反射し「反射成
分(1)］、その上、吸収した紫外〜青紫の入射エネ
ルギーを黄赤色の発光に変換して放射ないし反射
する［蛍光成分(2)］ため、両者が重なり合つて輝
くような黄赤色［(3)の成分＝(1)＋(2)］に見えるこ
ととなる。
本発明の蛍光型集光板において、かかる蛍光色
素から放射ないし反射された光（反射光(1)と蛍光
との合計成分(3)は、第１図に示す如く全反射して
端面に集光される。このように特別な光学系（レ
ンズや反射鏡）を用いずに、或る波長の光が蛍光
型集光板の端面に集光される。かかる波長選別
（植物に有害ないし障害であるような波長帯域を
長波長側にシフトさせる）は、栽培する植物の種
類に応じて、蛍光色素を選別することによつて決
め得る。
素から放射ないし反射された光（反射光(1)と蛍光
との合計成分(3)は、第１図に示す如く全反射して
端面に集光される。このように特別な光学系（レ
ンズや反射鏡）を用いずに、或る波長の光が蛍光
型集光板の端面に集光される。かかる波長選別
（植物に有害ないし障害であるような波長帯域を
長波長側にシフトさせる）は、栽培する植物の種
類に応じて、蛍光色素を選別することによつて決
め得る。
本発明においては、蛍光型集光板の端面に太陽
電池を用いる場合、この用いられる太陽電池のバ
ンドギヤツプに応じて上記波長選別を行うことも
できる。
電池を用いる場合、この用いられる太陽電池のバ
ンドギヤツプに応じて上記波長選別を行うことも
できる。
本発明に用いられる太陽電池は、いずれのタイ
プのものであつてもよいが透光性であれば最もよ
い。即ち、アモルフアス（非結晶型）、結晶型の
いずれでもよいし、いわゆる化合物半導体タイプ
でもよいし、その他のタイプでもよい。
プのものであつてもよいが透光性であれば最もよ
い。即ち、アモルフアス（非結晶型）、結晶型の
いずれでもよいし、いわゆる化合物半導体タイプ
でもよいし、その他のタイプでもよい。
この点について説明を加えるならば、本発明の
太陽電池は、乾式、湿式のいずれのタイプでもよ
く、乾式型のシリコン太陽電池は単結晶、多結晶
（インゴツトおよびリボン）、アモルフアスのいず
れでもよく、化合物半導体（有機および無機）太
陽電池でもよい。湿式では化合物半導体太陽電池
等が挙げられる。また、色素を励起することによ
り働く光電池（例えば光ガルバニ電池、色素増感
電池等）の如き光の作用で働く化学電池や、有機
薄膜を素材とする太陽電池、或は金属薄膜とトン
ネルダイオードを組合せたプラズモン太陽電池を
用いてもよい。
太陽電池は、乾式、湿式のいずれのタイプでもよ
く、乾式型のシリコン太陽電池は単結晶、多結晶
（インゴツトおよびリボン）、アモルフアスのいず
れでもよく、化合物半導体（有機および無機）太
陽電池でもよい。湿式では化合物半導体太陽電池
等が挙げられる。また、色素を励起することによ
り働く光電池（例えば光ガルバニ電池、色素増感
電池等）の如き光の作用で働く化学電池や、有機
薄膜を素材とする太陽電池、或は金属薄膜とトン
ネルダイオードを組合せたプラズモン太陽電池を
用いてもよい。
色素に好ましく用いられる太陽電池について
は、日本化学会、昭和59年10月１日発行の「化学
と工業」第37巻第17号671頁〜678頁「太陽電池の
化学的課題」及び「光の作用で働く化学電池」の
記載、並びに特開昭59−4179号、同59−47777号、
同59−96722号公報等を参照できる。
は、日本化学会、昭和59年10月１日発行の「化学
と工業」第37巻第17号671頁〜678頁「太陽電池の
化学的課題」及び「光の作用で働く化学電池」の
記載、並びに特開昭59−4179号、同59−47777号、
同59−96722号公報等を参照できる。
第１図は本発明のグリーンハウスの好ましい一
実施例を示しており、図中、１は蛍光色素２を含
有する蛍光型集光板、３は該蛍光型集光板１の太
陽光入射面（上面）に設けられた太陽電池、４は
蛍光型集光板１の両端面に設置した集熱板（例え
ば黒色に塗られた金属板や、選択吸収膜付き金属
板等）、５は該集熱板４と熱伝導接続された放熱
部（例えば放熱面を広くした波状金属板や、放熱
面を大小変化できるようにしたスライド式金属板
や、砂利等の蓄熱槽であつてもよい）、６は栽培
床（水耕床を含む。）、７は野菜や観葉植物等の植
物を示す。
実施例を示しており、図中、１は蛍光色素２を含
有する蛍光型集光板、３は該蛍光型集光板１の太
陽光入射面（上面）に設けられた太陽電池、４は
蛍光型集光板１の両端面に設置した集熱板（例え
ば黒色に塗られた金属板や、選択吸収膜付き金属
板等）、５は該集熱板４と熱伝導接続された放熱
部（例えば放熱面を広くした波状金属板や、放熱
面を大小変化できるようにしたスライド式金属板
や、砂利等の蓄熱槽であつてもよい）、６は栽培
床（水耕床を含む。）、７は野菜や観葉植物等の植
物を示す。
本実施例において、太陽電池３として例えば透
光性アモルフアス太陽電池を用いてある。
光性アモルフアス太陽電池を用いてある。
先ず太陽光線を、例えばアモルフアス太陽電池
３に当てて発電し、これをグリーンハウス用動力
に利用すると同時に、アモルフアス太陽電池３を
透過した太陽光線を蛍光型集光板１に当てて、該
蛍光型集光板１にて植物の生長を阻害するような
波長帯の光線の波長を変換し（長波長側にシフト
させ）、これを端面に集光して熱エネルギーに変
えグリーンハウスの夜間の暖房等に利用する。更
に蛍光型集光板１を透過した太陽光線をグリーン
ハウス内の植物７に当てて、植物の生長を加速す
る。
３に当てて発電し、これをグリーンハウス用動力
に利用すると同時に、アモルフアス太陽電池３を
透過した太陽光線を蛍光型集光板１に当てて、該
蛍光型集光板１にて植物の生長を阻害するような
波長帯の光線の波長を変換し（長波長側にシフト
させ）、これを端面に集光して熱エネルギーに変
えグリーンハウスの夜間の暖房等に利用する。更
に蛍光型集光板１を透過した太陽光線をグリーン
ハウス内の植物７に当てて、植物の生長を加速す
る。
上記太陽エネルギーにより得られた電力や熱エ
ネルギーはグリーンハウスの環境制御に用いるこ
とができる。即ち、電力は散水器その他の機器類
の電力源として用い、熱エネルギーは直接、また
は蓄熱して間接的にグリーンハウスの暖房に用い
ることができる。
ネルギーはグリーンハウスの環境制御に用いるこ
とができる。即ち、電力は散水器その他の機器類
の電力源として用い、熱エネルギーは直接、また
は蓄熱して間接的にグリーンハウスの暖房に用い
ることができる。
本実施例の場合、蛍光型集光板１の上に、例え
ばアモルフアス太陽電池３を設置して、太陽エネ
ルギーを電力に変換する。次にアモルフアス太陽
電池３を透過した太陽光を蛍光型集光板１に当
て、蛍光色素２に吸収・放射させ、これを端面に
設置した集熱板４に当てて熱エネルギーに変換
し、又は例えば結晶型太陽電池（図示せず）に当
て、電力に変換する。一方、蛍光型集光板１を透
過した太陽エネルギーを蛍光型集光板１の下で栽
培される植物７に照射する。
ばアモルフアス太陽電池３を設置して、太陽エネ
ルギーを電力に変換する。次にアモルフアス太陽
電池３を透過した太陽光を蛍光型集光板１に当
て、蛍光色素２に吸収・放射させ、これを端面に
設置した集熱板４に当てて熱エネルギーに変換
し、又は例えば結晶型太陽電池（図示せず）に当
て、電力に変換する。一方、蛍光型集光板１を透
過した太陽エネルギーを蛍光型集光板１の下で栽
培される植物７に照射する。
このように３段階プロセスにて太陽エネルギー
を効率よく植物栽培に利用するものである。
を効率よく植物栽培に利用するものである。
尚、本発明の蛍光型集光板ないし太陽電池に入
射する太陽光は直射日光であつても散乱光であつ
ても収束光であつてもよい。
射する太陽光は直射日光であつても散乱光であつ
ても収束光であつてもよい。
又蛍光色素の耐久性（耐候性）を向上させるた
めの技術（例えばクリヤーオーバレイ）を適用す
ることは好ましいことである。
めの技術（例えばクリヤーオーバレイ）を適用す
ることは好ましいことである。
尚又、本発明に用いられる蛍光型集光板の詳細
は、特開昭58−32476号に開示されており、該公
報の記載を参照できる。
は、特開昭58−32476号に開示されており、該公
報の記載を参照できる。
［発明の効果］
本発明によれば蛍光型集光板と太陽電池の組合
せによつて、太陽エネルギーを総合的に効率よく
植物栽培に利用できる。また植物の成長期には太
陽電池を外し、成熟期のみ太陽電池を付ける等、
栽培植物の種類に応じた運用が可能でる。尚、本
発明において「植物に有害ないし障害であるよう
な波長帯の光」とは植物の生長を阻害する光（波
長帯）、植物の病害虫の発生に寄与し又は駆除に
有害である光、果実類の甘味に寄与せず阻害する
光、果実や野菜の色彩りに悪影響を及ぼす光等、
栽培植物の種類によつて決められるものである。
せによつて、太陽エネルギーを総合的に効率よく
植物栽培に利用できる。また植物の成長期には太
陽電池を外し、成熟期のみ太陽電池を付ける等、
栽培植物の種類に応じた運用が可能でる。尚、本
発明において「植物に有害ないし障害であるよう
な波長帯の光」とは植物の生長を阻害する光（波
長帯）、植物の病害虫の発生に寄与し又は駆除に
有害である光、果実類の甘味に寄与せず阻害する
光、果実や野菜の色彩りに悪影響を及ぼす光等、
栽培植物の種類によつて決められるものである。
第１図は本発明のグリーンハウスの一実施例を
示す原理説明図、第２図は蛍光色素としてレツ
ド・オレンジを用いたときの波長・反射率を示す
グラフである。 １…蛍光型集光板、２…蛍光色素、３…太陽電
池、４…集熱板、５…放熱板、６…栽培床、７…
植物。
示す原理説明図、第２図は蛍光色素としてレツ
ド・オレンジを用いたときの波長・反射率を示す
グラフである。 １…蛍光型集光板、２…蛍光色素、３…太陽電
池、４…集熱板、５…放熱板、６…栽培床、７…
植物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ グリーンハウスの少なくとも一部が蛍光型集
光板と太陽電池との組合わせより成る覆いにて構
成されていることを特徴とする蛍光型集光板を用
いた高効率グリーンハウス。 ２ 覆いを構成する蛍光型集光板の両端面に、該
蛍光型集光板に含有された蛍光色素が入射した太
陽光を吸収して放射する蛍光を熱エネルギーに変
換する集・放熱器及び／又は電気エネルギーに変
換する太陽電池が設けられており、かつ該蛍光型
集光板の太陽光入射面及び／又は太陽光入射面の
対向面に太陽電池が設けられていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の蛍光型集光板を
用いた高効率グリーンハウス。 ３ 前記集・放熱器及び／又は太陽電池が蛍光色
素より放射された蛍光及び反射光を熱エネルギー
及び／又は電気エネルギーに変換するものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の蛍光型集光板を用いて高効率グリーンハ
ウス。 ４ 太陽電池から得られる電気エネルギーと、蛍
光型集光板から得られる熱エネルギー及び／又は
電気エネルギーと、太陽電池及び蛍光型集光板を
透過した太陽エネルギーとを植物栽培に利用する
ことを特徴とする栽培方法。 ５ 植物の成長期には太陽電池を外し、蛍光型集
光板ら得られる熱エネルギー及び／又は電気エネ
ルギーと、蛍光型集光板を透過した太陽光とを植
物栽培に利用することを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の栽培方法。 ６ 植物の成熟期に太陽電池を設けることを特徴
とする特許請求の範囲第４項記載の栽培方法。 ７ 植物に有害ないし障害であるような波長帯の
太陽光を蛍光型集光板によつて熱エネルギー及
び／又は電気エネルギーに変換することを特徴と
する特許請求の範囲第４項、第５項又は第６項に
記載の栽培方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150111A JPS637726A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 蛍光型集光板を用いた高効率グリ−ンハウス及び栽培方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150111A JPS637726A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 蛍光型集光板を用いた高効率グリ−ンハウス及び栽培方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS637726A JPS637726A (ja) | 1988-01-13 |
| JPH0542891B2 true JPH0542891B2 (ja) | 1993-06-30 |
Family
ID=15489727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61150111A Granted JPS637726A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 蛍光型集光板を用いた高効率グリ−ンハウス及び栽培方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS637726A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01160477A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-23 | Hitachi Ltd | 生物の生育制御装置 |
| TW201034562A (en) * | 2009-03-18 | 2010-10-01 | Lite On Technology Corp | Photovoltaic greenhouse structure |
| JP6263369B2 (ja) * | 2013-11-25 | 2018-01-17 | リケンテクノス株式会社 | 太陽光発電システム、及びこれを備えた農園芸用ハウス |
| EP3798688A1 (en) * | 2019-09-24 | 2021-03-31 | Insolight SA | Optomechanical system for converting light energy of highly-directional incident light or for transmitting highly-directional incident light as well as for transmitting diffuse incident light and corresponding method for converting and transmitting light energy |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP61150111A patent/JPS637726A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS637726A (ja) | 1988-01-13 |
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