農地で太陽光発電事業を両立  ソーラーシェアリングシステムは 設計から施工までお任せください。





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 農業と太陽光発電事業の両立が可能なソーラーシェアリングは
発電事業と農業を共存させて
 
農家の収入の増加・後継者不足の解消・耕作放棄地の解消・農業の継承に貢献します。



ソーラーシェアリングとは?





 ★「ソーラーシェアリング」の概念は、CHO技術研究所長島彬氏が植物の「
光飽和点」に着目し、考案した  「農地での太陽光発電システム」です。
    (特許公開2005-277038)

 ★植物に「光飽和点」以上の強さの光を与えても、光合成量は増大せず、強すぎる太陽光は植物にとってストレス となることもあります。

 ★農地で支柱を組んだ架台の上に、間隔を空けて太陽光発電パネルを設置した発電設備システムで、
太陽光発電パネルは スリット状に間隔を空けて設置するため、
  パネル下側の農地にも光が入り、
太陽光を「農業」と「太陽光発電」で 共有(シェア)することができます。

 ★パネル下側の農地では
農業を継続し、上空で発電した電気は固定買取制度により売電します。

 ★農村の財産である太陽光を利用(6次産業化)して、売電収入を得ることが出来、農家の収入を増加させ、  後継者不足や耕作放棄地の解消に貢献します。






太陽の光を作物の育成と発電とで有効に分かち合うシステム




太陽光パネルを疎らに配置し光合成と両立

●農業機械に支障のない高さに棚を作る

●農地の上に、作物の育成を妨げないように隙間を空けて太陽光パネルを設置する

●農業を継続し、農地は農業に活かし続ける




植物は生育に適した太陽光を供給する

●植物の生育に太陽光は必要だが、強すぎれば有害となる。

●植物の光合成は、ある量の光以上を与えても増えない。

●必要な量の太陽光だけを供給しても作物は育成できる




ソーラーシェアリングに対する農水省指針(2013年3月31日公表)の概要




  農林水産省は、農地に支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備等「営農型発電設備」 について、
  下部の農地において営農の適切な継続が確保され、かつ、周辺の営農に支障がない ことを前提に、
  下記の条件で、設置を許可する公表をしました。(24農振第2657号)


 1 支柱の基礎部分を一時転用許可の対象とし、3年ごとに継続審査を総合的判断に基づいて行う。

 2 支柱は簡易な
構造で容易に撤去できるものに限るものとし、必用最小限かつ適正な面積とする。

 3 パネルの角度・間隔等による遮光の影響から見て、作物の
生育に適した日照量を確保する。

 4 支柱の高さ・間隔等から見て、農作業に必要な機械等を効率的に利用できる
耕作空間を確保する。

 5 下部の農地における単収が、同じ年の周辺平均単収と比較して
2割以上減少しない

 6 下部の農地における農作物の生産状況を毎年報告し、必要な
知見を有する者の確認を受ける。

 7 一次転用のための
許可申請書に添付する書類

  @設備の設計図

  A下部農地における営農計画書

  B設置による営農への影響の見込みと関連データ・必要な知見を有する者の意見書



  農水省資料  支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備等についての農地転用許可制度上の取扱いについて
  http://www.maff.go.jp/j/press/nousin/noukei/pdf/130401-01.pdf




農地に支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備等についての農地転用 許可制度上の取扱いについて


 
  支柱に関しては、一時転用許可が必要     甲種・第1種農地も一時転用可能

  
●一時転用許可の条件

  @  営農型発電設備の下部の農地における営農の適切な継続が確保され、支柱がこれを前提として設置される
      当該設備を支えるためのものとして利用されること。

  A  営農型発電設備の下部の農地において生産された農作物に係る状況を、毎年報告すること。
     また、報告内容 について、必要な知見を有する者の確認を受けること。

  B  営農型発電設備の下部の農地において営農の適切な継続が確保されなくなった場合又は確保されないと見込 まれる場合には、
     適切な日照量の確保等のために必要な改善措置を迅速に講ずること。

  C  営農型発電設備の下部の農地において営農の適切な継続が確保されなくなった場合若しくは確保されないと 見込まれる場合、
     営農型発電設備を改築する場合又は営農型発電設備による発電事業を廃止する場合には、 遅滞なく、報告すること。

  D  営農型発電設備の下部の農地における営農が行われない場合又は営農型発電設備による発電事業が廃止される 場合には、
     支柱を含む当該設備を速やかに撤去し、農地として利用することができる状態に回復すること。




一時転用許可申請に添付するもの


   @ 営農型発電設備の設計図

   A 下部の農地における営農計画書

   B 営農型発電設備の設置による下部の農地における営農への影響の見込み及びその根拠となる関連データ  
      又は必要な知見を有する者(例えば、普及指導員、試験研究機関、設備の製造業者等)の意見書

   C 営農型発電設備を設置する者と下部の農地において営農する者が異なる場合には、支柱を含む営農型 発電設備の撤去
     について、設 置者が費用を負担することを基本として、当該費用の負担について 合意されていることを証する書面



年に1回の報告義務



  ★ 収量等の報告

   営農型発電設備の支柱について、転用許可を受けた者は、下部の農地において生産された農作物に係る状況 (収量等)
   を
収穫した年の翌年2月末日までに許可権者に報告するものとする。 また、この場合、報告内容が適切であるかについて、
   必要な知見を有する者(例えば、普及指導員、試験研 究機関、農業委員会等)の確認を受けるものとする。




転用期間は3年


 ★ 3年後正しく営農できているか判断。 問題なければ、再度一時転用許可。

  次の場合は営農の
適切な継続が確保されていないとして、再度の一時転用許可はされない

  
@  営農が行われない場合

   A  農地における単収が、同じ年の地域の平均的な単収と比較しておおむね2割以上減少している場合

   B  下部の農地において生産された農作物の品質に著しい劣化が生じていると認められる場合

   C  農作業に必要な機械等を効率的に利用することが困難であると認められる場合



光に対する光合成反応 陽性植物と陰性植物


★明るいところを好む植物(陽性植物)と暗いところでも生育できる植物(陰性植物)では光に対する反応は異なります。
作物が陽性植物か陰性植物かによってもパネルの配置間隔を考慮したシステムが必用です。


陰性植物は最大光合成速度・呼吸速度が低く、弱い光で光飽和しますので、
弱い光では陽性植物よりも高い光合成速度になりソーラーシェアリングにむいています。




植物育成に必要な光の強さ


光飽和点(光合成速度が最大になる光強度)と光補償点

植物の育成に必要な光強度は、図[光飽和点と光補償点]によるCO2の吸収などから、
光飽和点と光補償点の間で、育成目的や経済性などを検討しながら設定します。




光飽和点と光補償点


各種植物の光飽和点・光補償点





光−光合成曲線の凸度(中位の強さの光での光合成速度)


  光の明るさを変えて、光合成速度をグラフにしたものが光-光合成曲線です。

  真っ暗の時は光合成は行なわれずに呼吸だけが起こります。この時、光合成速度は見掛け上マイナスになります。

   徐々に光を強くしていくと、光合成と呼吸がちょうど釣り合う光の明るさがあり、ここが
光補償点です。

  光が弱いうちは光を明るくするにつれて直線的に光合成速度が上がっていきますが、光が強くなると、 光合成速度の値は
  徐々に頭打ちになってきます。

  
光の明るさを変えても、光合成速度が変わらなくなる理論上の点が光飽和点です。

  しかし、光補償点が比較的きちんと求まる値であるのに対して、
光飽和点 というのは、実際上はそれほど意味のある値ではありません

  徐々に頭打ちになる光合成速度がどこで一定になるかを実際に決めようとしても、その近辺では、光合成速度がほぼ平らになっているので

  わずかな光合成速度の違いは、対応する光の明るさの非常に大きい差が出てしまいます。

  ですから、
光飽和点を比較することにはそもそもあまり意味がありません


  光合成の光の利用効率を比較する場合は、光-光合成曲線の光が弱い所での傾きを比較するか、

   もしくは、最大光合成速度の5割か8割の光合成速度を与える光の明るさを比較する方法が必要です。


  光−光合成曲線の形は、初期勾配(弱光域の直線部分の傾き)と最大光合成速度で多くの場合代表できます。

  けれどもその間の形はどの葉でも同じ、というわけではありません。中間の部分をどのように数値化するのかは困難ですが、

   曲線の「凸度」として評価されることが多いです。一般に、光−光合成曲線は下のような非直角双曲線で近似されます。

    

  φが初期勾配、Iが光強度、Pmaxが最大光合成速度、qが曲線の凸度(0<q<1)、Rが呼吸速度です。

  このθが小さいほど曲線は直角双曲線に近づき、大きいほど二直線に近づきます




非直角双曲線。Pmax=30、f=0.045、R=0を仮定しています。


植物への光阻害


光のエネルギーが過剰になると光合成系に障害が発生します。



Murata et al.(2012)BBA 1817(8) 1127-1133

※ 一重項酸素:活性酸素の1種。 酸素分子の分子軌道のπ*軌道に入った2個の電子のスピンの向きが異なる一重項状態