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公開番号2025033454
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139179
出願日2023-08-29
発明の名称陸上養殖装置および独立電源装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 13/00 20060101AFI20250306BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】陸上養殖に供給される電力を全て再生可能エネルギー発電装置で供給することに貢献しうる陸上養殖装置を提供する。
【解決手段】飼育水が貯えられ水産物の生育に使用される飼育水槽と、飼育水槽の水質の浄化に使用されるろ過槽と、ろ過槽と飼育水槽との間で飼育水を循環させる循環ポンプと、発電装置と、発電装置で発電した電力を蓄える蓄電池と、発電装置と蓄電池とが接続され、循環ポンプを含む各部に電力供給する電力変換装置と、電力変換装置の各部への電力供給を制御する制御装置と、を備える陸上養殖装置であって、制御装置は、発電抑制状態の発生を推定し、発電抑制状態の発生のタイミングでは、発電装置の発電量と蓄電池の満充電量との差分電力を各部のいずれかに供給し、発電抑制状態の発生のタイミングではない場合には、各部のいずれかの電力消費を削減する制御を行う、陸上養殖装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
飼育水が貯えられ水産物の生育に使用される飼育水槽と、
前記飼育水槽の水質の浄化に使用されるろ過槽と、
前記ろ過槽と前記飼育水槽との間で前記飼育水を循環させる循環ポンプと、
発電装置と、
前記発電装置で発電した電力を蓄える蓄電池と、
前記発電装置と前記蓄電池とが接続され、前記循環ポンプを含む各部に電力供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置の前記各部への電力供給を制御する制御装置と、
を備える陸上養殖装置であって、
前記制御装置は、前記発電装置が発電中に前記蓄電池が満充電となる状態または前記蓄電池が満充電となる可能性がある状態である発電抑制状態の発生を推定し、前記発電抑制状態の発生のタイミングでは、前記発電装置の発電量と前記蓄電池の満充電量との差分電力を前記各部のいずれかに供給し、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合には、前記各部のいずれかの電力消費を削減する制御を行う、
陸上養殖装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
請求項１に記載の陸上養殖装置であって、少なくとも前記飼育水槽の水温を調整する温度調整器を備え、前記発電抑制状態の発生のタイミングで、前記温度調整器の温度を基準値より上に設定する、陸上養殖装置。
【請求項３】
請求項２に記載の陸上養殖装置であって、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合には、前記温度調整器の温度を基準値未満に設定する、陸上養殖装置。
【請求項４】
請求項１に記載の陸上養殖装置であって、前記ろ過槽または前記飼育水槽に給水するまたは排水する給排水ポンプを備え、前記発電抑制状態の発生のタイミングで、前記給排水ポンプの動作を行う、陸上養殖装置。
【請求項５】
請求項１に記載の陸上養殖装置であって、前記ろ過槽に複数のフィルタ経路を有し、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合、前記複数のフィルタ経路のうちの一のフィルタ経路から他のフィルタ経路へと変更可能である、陸上養殖装置。
【請求項６】
請求項１に記載の陸上養殖装置であって、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合、前記循環ポンプの流量を減少させる、陸上養殖装置。
【請求項７】
太陽光発電および風力発電のうちの少なくとも一方で発電する発電装置と、前記発電装置で発電した電力を蓄える蓄電池と、前記発電機と前記蓄電池とが接続され、陸上において水産物を生育する陸上養殖に電力供給する電力変換装置と、前記電力変換装置への電力供給を制御する制御装置と、を備えた、独立電源装置であって、
前記制御装置は、前記発電装置が発電中に前記蓄電池が満充電となる状態または前記蓄電池が満充電となる可能性がある状態である発電抑制状態の発生を推定し、前記発電抑制状態の発生のタイミングでは、前記発電装置の発電量と前記蓄電池の満充電量との差分電力を各部のいずれかに供給し、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合には、前記各部のいずれかの電力消費を削減する制御を行う、独立電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖循環式陸上養殖等に使用しうる陸上養殖装置および独立電源装置に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、完全閉鎖循環式陸上養殖、一部完全閉鎖循環式陸上養殖または半閉鎖循環式陸上養殖等の陸上養殖が注目されている。陸上養殖では、水産資源・水産物（以下、魚介類または単に水産物と称する）が養殖されるが、通常の海中等における養殖のように養殖の際に海、河川、湖沼などの自然の水源から自然水を用いると、主にウイルスや、細菌、寄生虫等にさらされる惧れがある上、水質も勘案せねばならず、また養殖施設の設置場所が限定されてしまうことになる。よって陸上養殖では、海などの外部環境から切り離されて、自然水を使用しないかまたは浄化、殺菌等がなされた自然水などを一部使用するため、自然の水源から離れた場所であっても養殖施設を設置可能であり、内陸地において特に有利となり、比して外部環境の影響を受けにくく水質管理が容易で、安定した水産物供給が可能となる。
【０００３】
そのような陸上養殖に関する従来技術として、例えば、特許文献１（閉鎖循環式陸上養殖システム）が挙げられる。該従来技術では、飼育水を保持し水産物を生育する飼育水槽と、育水槽の水質を浄化する濾過槽と、濾過槽から飼育水槽に飼育水を送達する循環ポンプと、太陽熱を熱媒に蓄熱し熱媒の熱を飼育水に伝達する太陽熱給湯器と、太陽光発電や風力発電等の再生可能エネルギーによる電力又は系統電力とを使用し、飼育水槽と濾過槽とを隣り合わせで配置して、循環ポンプを飼育水槽又は濾過槽のいずれか低い方の水位よりも下方に設けている。また該従来技術では、飼育水の水質を測定する水質センサをさらに備え、水質レベルによって循環ポンプの動作を開始、停止させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２３／０６２８４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、閉鎖循環式陸上養殖システムはエネルギー消費量が大きいため二酸化炭素の排出量の観点からみて環境負荷が高いから、エネルギー消費量を改善することを課題とし、飼育水槽と濾過槽とを隣り合わせで配置して循環ポンプを飼育水槽又は濾過槽のいずれか低い方の水位よりも下方に設けることで、また水質レベルに応じて循環ポンプの動作を開始、停止させることで、電力消費量を低減している。しかし、この従来技術は、再生可能エネルギーを利用した閉鎖循環式陸上養殖システムであるが、陸上養殖において供給される電力に占める再生可能エネルギー発電の割合を高める工夫や陸上養殖において供給される電力を全て再生可能エネルギー発電装置で供給するための工夫については開示、示唆されていない。
【０００６】
本発明の目的は、以上の従来技術の課題を解決すべく、陸上養殖に供給される電力を全て再生可能エネルギー発電装置で供給することに貢献しうる陸上養殖装置および独立電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る陸上養殖装置は、
飼育水が貯えられ水産物の生育に使用される飼育水槽と、
前記飼育水槽の水質の浄化に使用されるろ過槽と、
前記ろ過槽と前記飼育水槽との間で前記飼育水を循環させる循環ポンプと、
発電装置と、
前記発電装置で発電した電力を蓄える蓄電池と、
前記発電装置と前記蓄電池とが接続され、前記循環ポンプを含む各部に電力供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置の前記各部への電力供給を制御する制御装置と、
を備える陸上養殖装置であって、
前記制御装置は、前記発電装置が発電中に前記蓄電池が満充電となる状態または前記蓄電池が満充電となる可能性がある状態である発電抑制状態の発生を推定し、前記発電抑制状態の発生のタイミングでは、前記発電装置の発電量と前記蓄電池の満充電量との差分電力を前記各部のいずれかに供給し、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合には、前記各部のいずれかの電力消費を削減する制御を行う。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る独立電源装置は、
太陽光発電および風力発電のうちの少なくとも一方で発電する発電装置と、前記発電装置で発電した電力を蓄える蓄電池と、前記発電機と前記蓄電池とが接続され、陸上において水産物を生育する陸上養殖に電力供給する電力変換装置と、前記電力変換装置への電力供給を制御する制御装置と、を備えた、独立電源装置であって、
前記制御装置は、前記発電装置が発電中に前記蓄電池が満充電となる状態または前記蓄電池が満充電となる可能性がある状態である発電抑制状態の発生を推定し、前記発電抑制状態の発生のタイミングでは、前記発電装置の発電量と前記蓄電池の満充電量との差分電力を各部のいずれかに供給し、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合には、前記各部のいずれかの電力消費を削減する制御を行う。
この独立電源装置は、前記陸上養殖装置における電力供給に使用可能な装置である。ここで、上記の差分電力を供給する「各部」とは、上記陸上養殖装置の発明における「（陸上養殖装置内等の）循環ポンプを含む各部」と同義である。
【０００９】
前記発電装置は、典型的には再生可能エネルギー発電装置であり、例えば太陽光発電装置および風力発電装置のうちの少なくとも一つでありうる。電力変換装置は、前記制御装置を内蔵したパワーコンディショナ等である。なお上記載では、発電抑制状態の発生のタイミングの場合と、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合とにおいて、各々の場合ではどのような制御が行われるかを記載したに過ぎず、すなわち上記の各制御を各場合に限定して記載したものではない。よって例えば、前記各部のいずれかの電力消費を削減する制御は、前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合にのみ限られず、前記発電抑制状態の発生のタイミングに当然行ってもよい。一方、上記の差分電力を前記各部のいずれかに供給する制御は、前記発電抑制状態の発生のタイミングでないと差分電力が発生しないため、前記発電抑制状態の発生のタイミング以外の場合では採用することは困難である。ここで、差分電力とは例えば、蓄電池が満充電であるときに（満充電になると推定されるケースも含む）発電機が発電を継続した場合に、すなわち発電を抑制しない場合に、蓄電池の満充電後に前記各部で消費した電力に対応する。例えば、蓄電池が満充電であるときに発電機が発電を継続した場合に、前記各部が電力消費を継続すれば、自動的に差分電力分を消費している。また、前記発電抑制状態の発生のタイミング、および前記発電抑制状態の発生のタイミングではない場合とは、例えば、各々、前記制御装置が発電抑制状態の発生の推定を行った後（算出後）、および該推定を行う前（算出前、推定完了前）が含まれる。
【００１０】
従来では例えば、前記発電抑制状態では、蓄電池が満充電になっているため、発電機が余剰の電力を発電しないように、すなわち発電供給量と前記各部の需要量とのバランスをとるため、発電機の発電を抑制する。太陽光発電装置や風力発電装置を例にすると、昼間の日射量の多いときや風力の強いときで最大値近い発電出力が可能であっても、余剰電力が発生する場合には、太陽光発電装置や風力発電装置の発電を抑制する。よって、本来なら陸上養殖に供するために十分な電力を得られるべき所、余剰電力が発生する場合には、このような発電の抑制を行わねばならないこととなる。そこで、こうした余剰電力の発生を避けるために、年間を通して発電機の最も発電が多い場合に合わせてバッテリー（蓄電池）のバッテリー容量（蓄電容量）を選定すれば（バッテリーの大容量化）、余剰電力が発生しなくなる可能性が高まるため、発電抑制の必要性は低くなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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