自然エネルギーを利用した環境制御システムと高効率植物工場
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概要
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Greenhouses bring us a continuous supply of agricultural products throughout the year. Therefore, their potential to improve upon Japan’s food self-sufficiency is greatly anticipated. Especially highly conditioned greenhouses, so-called plant factories, are expected to provide greater product availability for increasing food requirements. However the lighting and conditioning system for them now requires high costs and environmental stress by reason of using artificial energy. In addition, the sunlight system requires that a massive amount of expensive glasses be installed all around the sides of a greenhouse, which causes the structure to be relatively weak and monotonous in architectural design. To counteract the situation, studies on how to effectively use natural energy had to be conducted.We introduce here at first a study on efficient use of sunlight with reflectors on the internal side walls of a greenhouse. The effect was verified through a numerical simulation and some experiments. The illumination on the floor and the growth of the test plants were seen to greatly improve through the use of reflectors. For more efficient lighting, system with reflective blinds and outside reflectors was proposed. The results of these studies are helping us to realize the potential of employing less glass in greenhouses and the possibility of applying freer designs to their structures.We next introduce an investigation of a thermal conditioning system, whereby natural energy is converted into thermal preserver. In winter, the energy is stored during the daytime and then used for heating during the nighttime. Against the daytime heating in summer, thermal preservers are also applied, which are cooled during the winter. The applicability of this system was confirmed through experimental and theoretical studies.Finally, a new system for conditioned greenhouses is proposed, which uses natural energy more efficiently and offers more flexibility in the structural and the architectural designs.
- 社団法人 資源・素材学会の論文
- 2007-10-25
著者
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