はじめに

2011年3月11日の震災以来、脱原発、自然エネルギーシフトは、国民の大多数の希望となりました。しかし、土地の狭い日本では、太陽光発電等の大規模開発が難しいという問題があります。それを、解決する可能性があるのが、ソーラーシェアリングです。

ソーラーシェアリングとは、農地の上に、藤棚のような高い架台を設置し、その上に広い隙間をあけて、小型ソーラーパネルを並べることにより、発電と農業を両立させようというアイデアです。安価な太陽光発電の普及のみならず、農業問題、過疎問題、雇用問題等も解決する可能性を持っています。

2012年頃から、一部の地域では、この先進的な試みが認められ、農地での実用試験が始まっています。そして、2013年の4月には、農水省から、農地で太陽光発電を実施する場合の指針が発表され、優良農地でもソーラーシェアリングが可能となりました。

私は、茨城県つくば市の地目山林の土地で、ソーラーシェアリングのモデル的な実用試験施設を、セルフビルドで作製しました(回転システムの動画)。今後、ソーラーシェアリングを活用した、新しい時代の農村作りを進めて行きたいと考えています。

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2016年の収穫

つくばソラカルファーム発電所は、地目としては農地ではありませんが、ソーラーシェアリングの実験として、自然農法の実践場として、家庭菜園として、いろいろな栽培をしています。遮光率25%なので、基本的に何でも栽培できます。

今年で4年目になりますが、なかなか土の状況が良くならない場所も多かったので、春先に一度全面耕起を行いました。そのおかげか、これまでよりも、多少畑らしくなったように思います。

2016年も、いろいろな野菜作りを行いました。

まずは去年からほとんど放任のイチゴ。家族4人なら、食べ放題になるぐらいは収穫できました。
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毎年育てているジャガイモです。最近は、栽培しやすいダンシャクとアンデスだけにしています。
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畑が広すぎて手が回らないので、ここはひまわり区画にしました。
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スイカは毎年良くできています。今年は、草が生えすぎ、カラスにもやられましたが、何とか家庭用は確保。
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金ゴマは豊作。もう5年ぐらい続いています。
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コスモスも景観植物としては育てやすいですね。
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サツマイモは、今年は成功です。苗を数日水につけて、根を出してから植え付けると良く育つことが分かりました。
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だんだん、畑らしくなってきましたので、2017年には一緒に野菜作りに取り組んで頂く方を募集したいと思います。まだはっきりと決めてはいませんが、区画貸しでもOKですし、時々手伝いに来て頂いて、収穫物をお分けするような形でも良いと思っています。ご関心ある方は、ご連絡下さい。

発電実績(つくばソラカルファーム発電所 2年目)

つくばソラカルファーム発電所が稼働してから、2年が過ぎました。
2年目の発電量を公開することにします。
(この1年で、増設をしましたので、少し計算方法を変えました。設備容量は49.9kWです。)

年月 検針月日 日数 売電量
    (kWh)
パネルkW 一日平均
    (kWh/kW)
2014年11月 10/23-11/20 29 5414 57.90 3.22
2014年12月 11/21-12/21 31 5254 57.90 2.93
2015年1月 12/22-1/21 31 6974 62.730 3.59
2015年2月 1/22-2/22 32 7565 62.730 3.77
2015年3月 2/23-3/22 28 5830 62.730 3.32
2015年4月 3/23-4/22 31 6743 65.145 3.34
2015年5月 4/23-5/24 32 9765 65.145 4.68
2015年6月 5/25-6/22 29 6628 65.145 3.51
2015年7月 6/23-7/22 29 6401 65.145 3.39
2015年8月 7/23-8/23 32 8419 65.145 4.04
2015年9月 8/24-9/23 31 4780 65.145 2.37
2015年10月 9/24-10/22 29 6128 65.145 3.24

<2年目の発電量>
・設備全体の年間発電量    79901kWh
・パネル1kWあたりの年間発電量    1259 kWh/kW
・設備1kWあたりの年間発電量    1601kWh/kW
増設工事のタイミングで、計算に多少誤差を含んでいます。また、6月ごろ、1ヶ月ぐらいパワコン5台のうち、1台が止まっていましたので、損失が発生しています。
同じ基準で計算した1年目の昨年の数字は、

<1年目の発電量>
・設備全体の年間発電量    79501kWh
・パネル1kWあたりの年間発電量    1348 kWh/kW
・設備1kWあたりの年間発電量    1593kWh/kW

せっかく、パネルの増設をしたのに、発電量はほとんど横ばい、パネル容量基準だと約7%ダウンでした。気象庁の過去の気象情報によると、2年目の方が、全天日照量で5%ぐらい少なかったようです。パネルの増設効果が+9%、日照量が-5%、パワコン停止の損失が-2%、日数が-2%とすると、妥当な数字と思われます。

3年目は、好天に期待します。

つくばソラカルファームオープンDAY報告(2015/3/28)

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本日は、久しぶりに、つくばソラカルファームの、オープンデイでした。この数日、頑張って作っていたバイオトイレの小屋のお披露目です(最近、トイレネタばかりで恐縮です)。柱は2x4材、壁は以前たくさん購入してあった塗装コンパネ、採光と屋根は自宅の内窓に使っていたツインカーボです。、見栄えはあまり良くないですが、トイレ小屋なので、許されるかと思ってます。

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ドアノブ、蝶番は、市販品を使いました。見ての通り、
間口は900mmの狭さですが、重い造作ドアがスムーズに開閉できています。素人のDIYとしては、頑張ったのではないかと思います。屋根は、最上部は遮光ネット、その下は、間隔開けて、ツインカーボを二枚設置してあり、空気が抜けるようになっています。夏の暑さも、多少和らぐはずです。

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トイレ内には、排気のにおいを脱臭するために、消墨を入れたゴミ箱に排気ダクトを繋いでみました。まだ気になりそうなら、さらに外に出すようにするつもりです。後は、トイレットペーパーホルダー、棚、照明を付ければ、設備的には完成です。

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去年植え付けたイエローキウイフルーツは、苗が劣化していて、うまく根付かなかったので、植え直しました。今度こそ、パワコンの遮光棚を成功させたいです。

お客様は、2組が来て下さいました。最初は、県内でベビーリーフを生産している方で、まさにソーラーシェアリング向きの栽培をしていらっしゃいます。次の方は、自宅の庭で、小規模なソーラーシェアリングを実践したいという方でした。今のところ、個人へでのDIYの支援はしていませんが、今回は試験的ご協力させて頂こうかと思っています。

来月のオープンデイは、4/25の予定です。ぜひお越し下さい。

バイオトイレ小屋作製

昨年購入したバイオトイレが、ずっと簡易テントの仮設状態で、お客様にご不便をおかけしていました。今、ようやく小屋を作製しています。例によって、図面なしで、作りながら設計しています。明後日、3/28のオープンDAYには、何とか形にできると思いますので、ぜひ見に(使いに)来て下さい。
今年は、ハウス内の整備も、どんどん進めて行く予定です。

(追記)3/28のオープンDAYは13時~16時までとなりました。

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つくばソラカルファーム発電所 増設工事 第二弾

なかなか手が付けられなかった、つくばソラカルファーム発電所の増設工事第2段がようやくほぼ完成しました。残すところは結線だけです。最新のルクサーソーラーさんの単結晶115Wパネルを使っています。このパネルが、連系されるのは、世界初です。

今回は、1ストリング21枚だけの増設です。いろいろ考えた末、北側の軒や、未使用のスペースに詰め込むことにしました。発電を最優先に考えた結果、かなり特殊な設計になっています。詳しく知りたい方は、ぜひ見学にお越し下さい。

バイオトイレ設置(消費電力)

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以前にご紹介した、発電所のバイオトイレですが、私の家庭にも同じメーカーの家庭用生ごみ処理機も購入して、2台で運用しています。どちらも、アシドロコンポストという乳酸発酵を利用していて、基材は基本的に交換不要。生ごみでも屎尿でも、生体の有機物ならほぼ何でも分解して、たい肥化できます。電気さえ繋げておけば、ほとんどメンテナンスをする必要がないので、管理はとても簡単です。

さて、気になるのは消費電力ですが、10月から3ヶ月半ぐらいの平均で、

・バイオトイレ ビオレットBT-S 約31kWh/月(約900円/月)
・生ごみ処理機 バイオクリーンBS-02 約19kWh/月(約500円/月)

ということになりました。

少なくはない量ですが、下水やごみ処理のインフラコストを考えれば、それ程高くはないと感じます。常時通電する必要はないので、太陽光発電している時間だけ動かすというシステムも可能でしょう。自分の周りだけで、ゴミやし尿を処理するというのは、大切なことだと思っています。

三角部や軒の活用

今回の増設では、新しい形のレイアウトも、お見せできるようにしています。

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まずは、南や北に軒を出して、1列分を追加するレイアウトです。支柱の数はそのままで、パネルだけを増やせるので、コストをあまりかけずに、土地を有効に使うことができます。

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さらに、三角形のレイアウト。通常、斜めの土地だと、レイアウトが階段状になってしまいますが、これなら、土地に合わせて綺麗に設置できます。こちらも、追加の支柱は必要ありませんから、安価に追加できます。わずか3枚ですが、20年間で、30万円ぐらい(32円FIT)の増収になりますから、投資効果も高いです。

このような自由なレイアウトができるのも、単管架台のいいところですね。

ソラカルシステム ジョイントアーム式駆動装置

つくばソラカルファーム発電所の増設工事がほぼ終わりました。

今回は、4.83kWの小型設備なので、ウインチではなく、新開発の「ジョイントアーム式駆動装置」を設置してみました。


単管3本と、自在クランプ3個を組み合わせて、地上から動かせるような仕組みです。片手でも、軽く動かせますが、これでも可動部は600kg以上あります。装置と言うのも気が引けるぐらいの簡単な仕掛けですが、かなり実用的だと思います。

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アームの固定は、南北の支柱にチェーンを渡し、フックに引っかけています。チェーンに、角度や季節毎の最適位置のラベルを付けておくと、分かりやすいでしょう。

50kW規模を全部同時に動かすことは難しそうですが、10kW単位ぐらいに分割すれば余裕で動かせると思います。単純なので、コストも安く、交換や修理も簡単なのがいいですね。

このような小型システムも可能ですから、ご自宅の庭などでもいかがでしょうか? この仕様(遮光率36%)であれば、4ユニットで約100平米、5.52kWになります。庭の家庭菜園でソーラーシェアリングというのも、楽しいと思いますよ。

つくばソラカルファーム増設工事

先日から、つくばソラカルファーム発電所の増設工事をしています。増設と言っても、設備の出力は変更せず、パネルだけを追加します。いわゆる過積載という手法で、パワコンの出力よりも、大きな容量のパネルを乗せることにより、発電ピークは犠牲にしつつも、総発電量を上げることができるのです。

場所は、今までと同じ土地で、駐車スペースとして使っていたエリアです。本体と同じ、3.5mの高さにパネルを設置しますので、下の空間は今まで同様に利用できます。

5m四方の1スパンに115Wパネル12枚を付けまして、合計42枚、追加分の出力は4.83kW、遮光率は37%程度になります(本体は25%)。

今回の増設は、新しいパネルと架台のデモでもあります。1期工事よりも、ソーラーシェアリング向きのパネルを導入し、架台にも様々な改良を加えています。

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基礎、支柱、フレームの施工は、2年前に基礎ブロックを作ってもらった業者さんにお願いしました。さすがプロ職人さんの仕事は、早くて美しい仕上がりです。1日半程度で、9本の基礎、フレームと、4列12枚のパネル設置が完了してしまいました。
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新しいパネルの取り付け風景です。会議用の長机を作業台として、できるだけ地上で組み立ててからフレームの上に設置します。

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本日は、お手伝いに来て下さった、2名の方と一緒に作業して、11列33枚目まで完成しました。あと少しで、パネル設置は完了する予定です。

1年間の発電実績(つくばソラカルファーム発電所)

東京電力から、10月の検針結果がきましたので、1年間の発電量を集計しました。

年月 検針月日 日数(日) 売電量(kWh) 一日平均(kWh)
2013年11月 10/15-11/24 41 7110 173
2013年12月 11/25-12/22 28 5104 182
2014年1月 12/23-1/22 31 7006 226
2014年2月 1/23-2/23 32 6787 212
2014年3月 2/24-3/24 29 6985 241
2014年4月 3/25-4/22 29 7055 243
2014年5月 4/23-5/25 33 8309 252
2014年6月 5/26-6/22 28 6392 228
2014年7月 6/23-7/24 31 6587 212
2014年8月 7/24-8/24 32 7759 242
2014年9月 8/25-9/23 30 5434 181
2014年10月 9/24-10/22 29 4973 171
合計 373 79501

モジュール1kWあたりの年間発電量を計算してみます。

2013年11月は、41日間なので、10月23日からに換算して、
7110×33÷41=5723kWh としました。

修正した年間発電量は78114kWh、モジュール容量は、57.9kWですから、
78114÷57.9=1349kWh/kW

比較的多い方だとは思いますが、固定式との比較ができないので、回転システムで、どれぐらい発電量が上がっているのかは分かりません。今思えば、パワコン1台分は、傾斜角固定できるようにしておくと良かったですね。

ともかく、1年間特にトラブルがなく、順調に発電できたことは良かったです。
さて、2年目は、どれぐらいの差が出てくるでしょうか?

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