適応作物事例

ソーラーシェアリングに適した作物?

ソーラーシェアリングは上部に設置する太陽光パネルの影の影響で、作物に十分な日光が当たらないのではないか?日照不足になるのではないか?といった懸念をよく伺います。そのため、日光をあまり必要としない作物にしか適さないのではないか、と思われがちです。ただ、その考え方は半分正解で、半分間違いです。

影に強い作物だけでなく、日光がより必要な作物であっても、知識と工夫で太陽光パネルの影が落ちる環境でも問題なく生育が可能です。

陽生植物・半陰生植物・陰生植物

植物は生育に必要な日照条件により、陽生植物・半陰生植物・陰生植物に分類されます。ソーラーシェアリング下では、それぞれの作物の特性に適した設計と営農手法を採用します。

陽生植物

陽生植物は日照を好み、日陰では育たない・育ちにくい作物を指します。イネ、大根、かぼちゃ、大豆、落花生、トウモロコシ、キャベツ、白菜、玉ねぎ等、野菜と聞いて連想する作物の多くが陽生植物にあたります。これら作物をソーラーシェアリングで栽培するには、十分な日照を確保できるよう太陽光パネル間の隙間を適度に空ける必要があります。

半陰生植物

半陰生植物は陽生植物ほど日照を必要としないが、日光を必要とする作物を指します。わさびやレタス、サトイモ、ジャガイモ、ネギ、ほうれん草等が半陰生植物です。ソーラーシェアリングで栽培する際は、陽生植物ほど日照を確保する必要はありませんが、太陽光パネルで日光を遮り過ぎないよう注意が必要です。

陰生植物

陰生植物は半日陰や日陰を好む作物で、生育に日照をあまり必要としません。榊やミョウガ、ふき、にら、しそ、きのこ類、三つ葉等が該当します。日光をそこまで必要とはしないので、屋根のように太陽光パネルを敷き詰めた事例が多くあります。ただ、陰生植物には湿気を好む作物が多く、湿度の管理にも気を配る必要があります。

スマートブルーおすすめの作物

ソーラーシェアリングでは上記で紹介したように多種多様な作物が栽培されていますが、弊社ではその数ある中でもブルーベリーとレモンをおすすめしています。現在のソーラーシェアリングの環境では規模のメリットが前提と考えられ、事業性を担保する上でこの2品目は、作付面積を柔軟に対応でき、比較的手間がかからず、安定した収量が期待できます。

ブルーベリーの起源は南アメリカとされ、現在はヨーロッパ、アメリカ大陸、アジアなど世界各地で栽培されています。品種は大きくハイブッシュ系とラビットアイ系に分かれ、細かく分けると数百種あるとされています。ハイブッシュ系とラビットアイ系では栽培環境や収穫時期、食味が異なり、ハイブッシュ系の方が栽培難度が高く、果実が大きく風味も豊かです。

    なぜソーラーシェアリングにおすすめなのか

  • 施設栽培やポットによる促成栽培と相性がいい
  • 適度な遮光が葉焼けを防ぐなど生育に好影響をもたらす
  • 優良な選考事例が多い
  • 比較的手間がかからない
  • 耕作放棄地を再利用できる

ブルーベリーの
メリット・デメリット

施設栽培による高付価値農業の実現

ソーラーシェアリングの架台を二次利用し、防虫・防鳥ネットを取り付けたり、ビニールハウス化したりなど施設栽培の環境を整えやすいです。促成栽培やITソリューションを組み合わせることで、農作業に快適な環境で効率的な農業を実現できます。再エネで栽培されたブルーベリーという付加価値もあり、差別化を図れます。

耕作放棄地を再利用した新規就農モデル

ブルーベリーをソーラーシェアリングで栽培する場合には、露地ではなくポットで栽培されることが多いです。ポットであれば土壌環境に左右される心配はなく、耕作放棄地のような痩せた土地を再利用できます。また、ポット栽培の利点として農作業と管理のしやすさが挙げられ、耕作放棄地での新規就農というモデルが考えられます。

敷設できる太陽光パネルは多くはない

ブルーベリーは日照が必要な作物であり、上部に設置できる太陽光パネルの枚数は、十分な日照を確保するためにあまり多くは設置できません。太陽光発電所として考えた際の土地面積に対する太陽光パネルの敷設率は高くても30%程度で、発電所としての側面を捉えると発電能力は少し物足りないかもしれません。

初期投資費用がかさみがち

ソーラーシェアリングの設置費用はもちろんですが、その他にも施設栽培や促成栽培を行う場合には、その費用も追加で発生します。防虫・防鳥ネット、ビニールハウス、防草シート、ポット、ポット用土、点滴灌水システム、IT機器、専門家の指導・コンサルティングなどの費用をあらかじめ考慮しておきましょう。

研究成果

2018年~2019年にかけて実施された静岡県のソーラーシェアリング実証実験コンソーシアムに、発電設備事業者として参画した際の研究成果です。

事業

営農型太陽光発電の高収益農業の実証実験

事務局

静岡県経済産業部農業戦略化

期間

2018年〜2019年

実証実験概念

実験圃場およびハウス型圃場(弊社いわた農場)の異なる遮光区下におけるブルーベリーの収量および品質への影響調査

成果実験

露地栽培の実験圃場では、対照区(遮光率0%)と遮光区(遮光率36%)で着花数、結実数、結実率、収穫量、果実品質について比較を行った。

  • 着花数、結実数、結実率に差はみられなかった。
  • 収穫時期は、数日遅れる品種がみられたものの、大きな差は認められなかった。
  • 収量は、対照区に比べて大きな減少はなかった。果実品質(糖度、クエン酸含量、果実重、果実径)も対照区と差はみられなかった。
  • 最終的な収量に差はみられなかったものの、収獲期間における各収穫日の収量は対照区よりも少なく推移し、収獲がやや遅れる傾向があった。
    ハウス型圃場では、無遮光区、パネル低密度区(遮光率22%)、パネル高密度区(遮光率34%)の3区で、実験圃場と同様の比較を行った。
  • 対照区に比べてパネル高密度区の開花率が低くなり開花が遅れたが、その後100%開花した。
  • パネル高密度区では、果実の着色にも数日程度の遅れが観察されたが、収獲時期の大きさずれはなかった。
  • 収量は、無遮光区に比べて、パネル低密度区。パネル高密度区でいずれも減少はみられなかった。また、果実品質も低下はみられなかった。

結論 遮光率36%以下の環境であれば、収量や果実品質に大きな影響は与えないと言える。

実績別
繁忙期のブルーベリー農家

出荷量の確認 収穫 冷蔵 選果 梱包 出荷 出荷処理
栽培カレンダー

※関東地方以西基準の一般的な栽培カレンダー。品質や生育環境などによって詳細は異なる。

ブルーベリー農家さんの声

品質も生産量も順調です。遮光率もいまの割合(32%)で全く問題ないです。あえて支柱を新たに建てることなく、架台を使って防虫ネットを設置できたので、完全無農薬栽培をできていることは本当に大きいですね。灌水システムでの作業性もいいです。

ブルーベリー農家さん
おすすめ作物レモン

レモンの原産地はヒマラヤ東部で、寒さに弱く温暖な気候を好みます。雨風によって病害虫が発生することもあり、主要な生産地にはシチリア、アマルフィなどの温暖で夏季に乾燥する地中海性気候の地域が多いです。日本ではリスボン種とユーレカ種の栽培が多く、瀬戸内海での栽培が有名です。農園での栽培のイメージがありますが、鉢植えでの家庭菜園も人気です。

    なぜソーラーシェアリングにおすすめなのか

  • 太陽光パネルが霜除けと雨除けになる
  • 作業の効率性を損なわない
  • ビタミンCの含有量が増加した分析結果がある ※(2018年)日本食品標準成分表と比較
  • 太陽光パネル下は乾燥する傾向にある
  • 太陽光パネルが葉焼けを防ぐ

レモンの
メリット・デメリット

太陽光パネルが生育に好影響を与える

レモンは雨風を嫌う作物で、暖かく乾燥した環境が適しています。植樹する場所を例えば太陽光パネルの直下にすることで、雨が直接当たることを防ぎます。ソーラーシェアリング下では雨は一定の箇所に落ち、湿った土壌と乾いた土壌の差ができます。雨の直撃を避けつつ乾燥した環境を作り出します。また霜除け効果もあり、レモンの生育を阻害する要素を緩和します。

快適な農作業ができる環境を作れる

圃場の頭上にある太陽光パネルの影によって、炎天下でもいくらか涼しく作業できます。支柱の間隔、架台の高さともに手作業での手入れ、収獲などの農作業にも支障がなく、ストレスなく作業できます。

敷設できる太陽光パネルは多くはない

過度な日照は葉焼けや果実の変色を引き起こしますが、逆に日照が少ないと結実数が少なくなったり、色づきが悪くなったりと、収量と品質に悪影響が出ます。そのため、十分な日照を確保できるように太陽光パネルの設置枚数は少なめが適切です。遮光率を基準とすれば30%前後が適当とみられ、発電所としての発電量は控え目です。

植樹する場所には工夫が必要

メリットとして挙げた雨水の調整は、うまく工夫すればレモンに適した環境を実現できますが、失敗すると湿った土壌の樹と乾いた土壌の樹の差ができてしまい、均一された生育や品質が保てないことが予想されます。ソーラーシェアリングの設計段階から、植樹する場所と太陽光パネルの位置を擦り合わせる必要があります。

成分分析結果

ソーラーシェアリング下で栽培されたレモンのビタミンCの含有量は・・・・・・

含有量100gあたり120mg
食品成分の標準値より1.2倍のビタミンCが含まれていた

これだけでは十分なデータとは言えませんが、ソーラーシェアリング下で栽培されたレモンは、通常よりもビタミンC量が増える可能性が示されました。

実績別
繁忙期のレモン農家

収穫 余措 選別 梱包 出荷
栽培カレンダー

※関東地方以西基準の一般的な栽培カレンダー。品質や生育環境などによって詳細は異なる。

レモン農家さんの声

他のソーラーシェアリングではない土地に比べて、品質や生産量に特に違いはありません。ミカンも作っていますが、霜と風が当たらないところで作っていて、ソーラーシェアリングは霜除けにもなっているみたいです。夏は日除けにもなっていますね。

レモン農家さん
おすすめ作物ブルーベリー

研究実績のある作物

弊社は長年にわたる大学との共同研究や産学官連携コンソーシアムにおいて、ソーラーシェアリング下における作物の生育について研究しています。ここでは、イネ、お茶、キウイ、アシタバの4品目について研究成果の一部をご紹介します。得られた研究成果は、ソーラーシェアリングの設計や営農、コンサルティングなどに活かされています。

イネの研究実績

静岡県立大学および東京大学との研究実績があります。両大学との研究で得られた成果をまとめてご紹介します。

研究機関

静岡県立大学

期間

静岡県立大学:2014年〜
東京大学:2016年〜

実証実験概要

[静岡県立大学]
遮光率約30%の設備下で、光強度や日射量、気温などの圃場環境調査と、収量および品質に与える影響を調査。
[東京大学]
遮光条件を変えた調査区で生育調査と品質を調査。得られた結果をもとにモデルシミュレーションを行い、遮光条件の違いによる水稲収穫量の予想と農業収益と売電の経済性について分析を行った。

成果概要

露地栽培の実験圃場では、対照区(遮光率0%)と遮光区(遮光率36%)で着花数、結実数、結実率、収穫量、果実品質について比較を行った。

  • 日射量は遮光率で表される数値よりも少なかった。遮光率で表現し切れていない支柱などの影響だと思われる。
  • 平均気温は太陽光パネル下で対照区よりも低下した。
  • 葉の表面温度は影部で低下した。
  • 営農型発電設備下において収量は低下した。
  • 玄米はタンパク質含有量がやや高く、未熟米の割合が高くなった。
  • 遮光条件は草丈と葉色に影響を及ぼさない一方、出穂遅延を引き起こす。
  • 日射量と死米発生割合および未熟米発生割合、タンパク質含有量の相関関係が見られた。

結論

収量が減少する一方、施肥量や収穫時期の先延ばしによって、ある程度収量減を抑えられる可能性がある。また、平均気温の低下は夏場の受粉不良を緩和し、作業性も上昇させる。

遮光率20%前後であれば「収量8割以上で著しい品質劣化が生じていない」条件を満たすことができる。

遮光条件によって、品質の劣化と減収がみられる。水稲移植日の早期化や収量に大きくかかわる水稲生育初期の日射量を確保するために、太陽光パネルの高度を高くすることや設置角度を変更する等の改善策を講じるのが有効であると考えられる。

お茶の研究実績

2018年~2019年にかけて実施された静岡県のソーラーシェアリング実証実験コンソーシアムに、発電設備事業者として参画した際の研究成果です。

事業

営農型太陽光発電の高収益農業の実証実験

事務局

静岡県経済産業部農業局農業戦略課

期間

2018年〜2019年

実証実験概要

対照区(遮光率0%)と遮光区(遮光率50%)における光量や温度の推移、収量や品質に及ぼす影響を調査。

環境に及ぼす影響
茶園上部に太陽光パネルが設置されていることで、光合成の物質生産の低下が危惧される。そのため、太陽光の光量子束密度の変化に着目し、太陽光の中でも光合成に有効な波長に限定して測定した。
また、気象条件の中で最も生産量に影響する放射冷却による凍霜害への影響を観察するために、下向きの放射と上向きの放射の差である正味放射量を測定した。

農作物の収量・品質に及ぼす影響
萌芽期の調査と一番茶および二番茶の新芽の生育調査を行った。

成果概要

    環境に及ぼす影響
  • 降霜のあった日の昼間では、太陽光パネル下の影となっている時間帯に限り、太陽光パネル下の「光量子束密度」と「正味放射量」が、対照区(遮光率0%)より低いことが確認された。
  • 夜間では、太陽光パネル下の正味放射量と葉温が対照区よりも高く推移した。太陽光パネルによって、地表方面からの熱放射が発生しにくくなるためと考えられる。
    農作物の収量・品質に及ぼす影響
  • ソーラーシェアリング設備下の萌芽期は、対照区と比較し7日間早く萌芽があった。
  • ソーラーシェアリング設備下の新芽の生育が対照区よりも早く、新芽重がわずかに大きくなった。

結論

太陽光パネル下は、凍霜害が発生しにくいと考えられる。

ソーラーシェアリング設備下の方が生育が早く、一番茶は摘採が早いほど高額で取り引きされるため、増益が見込める。

キウイの研究実績

2018年~2019年にかけて実施された静岡県のソーラーシェアリング実証実験コンソーシアムに、発電設備事業者として参画した際の研究成果です。

事業

営農型太陽光発電の高収益農業の実証実験

事務局

静岡県経済産業部農業局農業戦略課

期間

2018年〜2019年

実証実験概要

対照区(遮光率0%)と遮光区(遮光率36%)において、発芽日、発芽率、開花日、着花数、結実率、収量、果実重の生育調査および、病害虫等発生割合、果実品質、果皮色、果肉色の品質調査を実施した。

成果概要

  • ソーラーシェアリング設備下では、発芽日および開花日が遅れることが確認された。
  • 着花数、結実率、果実重では対照区と遮光区の差はなく、収量の減少は確認されなかった。
  • ソーラーシェアリング設備下の果実品質では、果肉硬度、糖度、クエン酸含量いずれも対照区と差はなかった。果皮色は対照区と比べて顕著な差が見られたが、果肉色への影響は軽微であると判断された。
  • ソーラーシェアリング設備下では、果実軟腐病および傷・汚れの発生が減少する一方で、カイガラムシの増加傾向がみられた。風雨や強い光に当たることが少なくなったためと考えられる。
  • ソーラーシェアリング設備で使われている支柱を、果樹棚の隅柱、周囲柱、中柱と兼用することで、果樹棚の資材費を6~7割削減することが期待できる。

結論

遮光率36%の場合、収量、品質への影響はみられなかった。開花や収穫時期が遅れる傾向はあるが、追熟後では収量、売上への影響はほぼないと考えられた。
なお、枝が伸びすぎてパネルを覆い発電効率が低下しないよう、枝の管理に注意する必要がある。

アシタバの研究実績

研究機関

東京大学

実証実験概要

冬季に太陽光設備下で効率的にアシタバ栽培を行うために、堆肥や反射シートを活用し地温増加や光合成効率を向上させる環境について試験を実施

成果概要

  • アシタバは遮光および堆肥を施すことで、良好な生育が得られた。
  • 雑草マルチの代わりに、反射シートを活用して雑草防除を行うことで光合成を促し、収量の増加が望める。

結論

太陽光発電設備下部の遮光環境において良好な生育がみられた。加えて、堆肥の施肥による地温の増加と反射シートによる防草を行うことで、冬季にもアシタバの生育を促進することで増収が見込める。

太陽光パネルを両面発電のものを使用することで、発電量の増加も見込める。

サトイモの研究実績

研究機関

東京大学

実証実験概要

営農型太陽光発電設備下での遮光率の違いやマルチ、反射シートの設置による遮光条件および地温の違いが、サトイモの収穫量に与える影響を調査

成果概要

  • アシタバは遮光および堆肥を施すことで、良好な生育が得られた。
  • 雑草マルチの代わりに、反射シートを活用して雑草防除を行うことで光合成を促し、収量の増加が望める。

結論

遮光はサトイモの収量に負の影響を与えるが、遮光による地温の低下は収量に正の影響を与える。

榊は今後も広がっていくのか

榊農家イラスト

榊は日陰でもよく育つ陰生植物であり、管理の手間もあまりかからないことから、ソーラーシェアリングでの採用が多い植物の1つです。用途としては、神社の神事や神棚で使われています。現在は中国産がシェアの大半を占めており、日本の伝統に国産の榊を使うという本来あるべき姿を取り戻す意味でも意義がある事業と言えます。

その一方で、効率的な発電事業を行うために榊を選択する事業者も多く、中には営農がしっかりと行われていない圃場もあり、営農を疎かにし管理も適切に行われていない杜撰な事業運営が問題として挙がることも少なくありません。

ソーラーシェアリング下で育つ榊 榊ソーラーシェアリングの今後

ソーラーシェアリングは農業があってこその事業であり、営農を疎かにするような事業はソーラーシェアリングとは呼べません。榊のソーラーシェアリングを全否定するわけでも、榊に限った話でもありませんが、問題視される事業も少なからずあるという現状をよく理解した上で、綿密な営農計画に基づいた長期間にわたって適切な営農が実施できる事業組成と運営体制の構築が求められています。

普及拡大の可能性を秘める作物

ソーラーシェアリングは2013年の農林水産省の通知以降、森林が国土の約7割を占める日本において、限られた利用可能な土地を再生可能エネルギーの普及に最大限に活用するための方策として期待されてきました。日本の農地面積は国土の約13%を占め、7割が森林、宅地が約5%であることを踏まえると、決して少なくない面積です。

しかしながら、現状はその大きな期待に添うほどの普及は果たせていません。
要因は様々ありますが、農地の約半数を占める田とソーラーシェアリングの相性があまり良くないことが挙げられます。田は多くの場合、水田として水稲が栽培されており、一団の農地として効率的な営農が推奨されています。現在のソーラーシェアリングは、大規模での効率的な営農に必ずしも向かず、土地ポテンシャル的には大きな可能性がある田で普及が進んでいません。

マコモ栽培実証実験中の水田 収穫されたマコモ マコモを使った炊き込みご飯

弊社は、トラクターやコンバインでの作業にも支障がなく、大規模化を図りやすい一本脚工法に取り組んでいます。部材が少なく専用器具を用いれば、工期を従来より短縮できる点が特徴です。
そして作物には、マコモの栽培を目指し研究を重ねています。マコモはイネ科の植物で、全国の河川や湖沼の水辺に群生しています。草丈は2~2.5mにもなり、見た目は大きなイネといった風貌です。食用部分は肥大化した根元の茎でマコモダケと呼ばれます。炭火で素焼きにしたり、野菜炒めにしたり、きんぴらにしたりし、サクホクとした食感にほんのりとタケノコのような風味があります。日本国内での栽培量が少ないことから市場流通量は少なく、生産地の直売所等でしか手に入らない珍しい食材です。そのため、高値で取り引きされています。

大きなポテンシャルを秘める田での普及に、一本脚工法とマコモが一石を投じる日が来るかもしれません。

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