作物はちゃんと育つ? 採算は?「田んぼソーラー」発電の課題

作物はちゃんと育つ? 採算は?「田んぼソーラー」発電の課題

[写真]自動制御の太陽光パネル

 田んぼや畑の上に太陽光パネルを設置して発電する「ソーラーシェアリング」の技術開発が進んでいます。大規模な工事の必要がなく、今月、長野県上田市で開かれたソーラーシェアリング見学・検討会でも実用化へ向けた可能性が紹介されました。一方で、あまりに身近な発電システムのため、「そんな簡単な構造で可能なの?」「日陰になったら作物は育たないのでは?」「パネルは風で飛ばないの?」といった疑問も沸いてきます。見学・検討会に提出された詳細データから、その答えと今後の課題をまとめてみました。

太陽光パネルは生育の邪魔にならないの?

 ソーラーシェアリング(営農型太陽光発電)とは、田畑の敷地の上に小型の太陽光パネルを敷き詰める形で架設して発電する方法。太陽光パネルは農業機械の使用に支障のない高さに設置し、その下で農作業を行うため、発電と農業を両立できるといいます。また、太陽光発電には広大な面積が必要だという難点を解消できるとしています。

 見学・検討会では、ソーラーシェアリングを考案したCHO研究所代表の長島彬(あきら)さん、NPO法人上田市民エネルギーの理事でIT関係の会社を経営しながら田んぼ発電を実践している同市の合原(ごうはら)亮一さん、千葉県を中心に発電に取り組んでいる東(ひがし)光弘・市民エネルギーちば合同会社代表らが、講師としてこの技術を紹介しました。

 長島さん、合原さん、東さんの3人は実際にソーラーシェアリングの実践と研究を並行して進めているため豊富なデータを持っています。共通しているのは「ソーラーシェアリングは、たまたま田んぼや畑を発電に利用しようというのではなく、水田や畑の作物にとっても発電施設は歓迎すべき環境を作り出す」との考え方。このため農業を継続していくことがソーラーシェアリングの前提になるとしています。

 太陽光パネルは植物の生育の邪魔にならないのでしょうか。考案者の長島さんは「多くの作物にとって太陽光は過剰であり、水分を蒸散して体温を下げている。また一定の強さ以上の光は光合成の増大にほとんど貢献できない。光合成量が上昇してほぼ一定に安定する時点を『光飽和点』と呼び、それ以上の余った光線から電力を得るのがソーラーシェアリングの考え方」と訴えます。

 例えば、稲の場合は日なたの5分の1の木漏れ日状態の光に相当する2万ルクスあれば80%の光合成量が得られる。レタスなどは人口の照明でも生産できることから、作物によっては太陽光が強すぎることが分かると指摘。こうした作物の上に太陽光パネルを適切な大きさと配置でセットしてやれば、作物への余分な直射日光をカットしつつ発電もできる。作物と発電の双方にとってプラスの発電システムになる――というのです。

 作物には直射日光をカットした光を平均的に供給しなければならないため、作物の上に張りめぐらした太陽光パネルは長さ1メートル余、幅は40センチほどの短冊型の小型パネルとするのが特徴。パネルの間を空けて設置するため、常に太陽光がすき間から照射し、パネルの部分は影になります。太陽の動きとともに影の部分も移動して、作物は万遍なく適切な量の光を受けるとしています。

風雨でパネルが飛んでしまわないの?

 合原さんが上田市内に設けた田んぼ発電(3000平方メートルの水田に発電パネル672枚、1500平方メートル)の場合は、太陽を追って自動的にパネルの角度が変わるシステムのため、光の調整はお任せ。曇ったり雨になると、自動的に太陽光パネルが太陽と垂直の位置になるため、光がほぼ全量作物に当たり光量のバランスが取れるといいます。

 千葉県で発電に取り組んでいる東さんは「日陰や日なたがあるのが本来の自然の姿。ソーラーシェアリングの太陽光パネルの下にあった作物が、パネルによる日陰、日なたの環境の中で以前より良く育ったという例もある」と話しました。

 検討会では、風雨のときのパネルの耐久性について質問が出ました。東さんは「可動式の太陽光パネルは強風などの際は平らになるので風が通り抜け、パネルが立っているときの5分の1の風荷重(建物や施設が風によって受ける力)になる」と、これまでのところ問題は起きていないと説明しました。

 また、太陽光パネルが小さく軽いため、大規模な工事が必要なメガソーラーと違って支柱パイプの設置なども特に業者を頼まなくても可能だとしました。このためメガソーラー建設に絡んで表面化しがちな環境問題や造成地の崩壊なども生じないとしています。

 農作業上のメリットとして、東さんは(1)作物の上にパネルがあることで冬は放射冷却の緩和により雪解けが早い。霜も降りにくい、(2)パネルが日陰になって、夏の農作業がとても楽になる――などを挙げています。また、パネルを架けるポールは4〜5メートル間隔でパネルの高さも3メートル近いため、トラクターなどの作業も問題なくできるとしています。

高価格なパネル、採算は合うの?

 市民エネルギーちば合同会社は、千葉県匝瑳(そうさ)市で稼働しているソーラーシェアリングで太陽光パネルのオーナーも募集し、市民とともに発電に取り組む姿勢をアピール。匝瑳市の耕作放棄地など18万平方メートルのうち小規模発電所で最大4万7000平方メートル、大規模なメガソーラーで2万7000平方メートル余の合わせて7万平方メートル余の活用を目指しています。

 東さんは「ソーラーシェアリングは発電にとどまるものではなく、電力を作りだしながら土を耕し、地域再生を目指すものです」と説明。ソーラー発電と農業の活性化を通じ都市との交流、イベントの展開、雇用の創出など元気な地域づくりにつなげていくのが目的だと強調しました。

 農水省は2013年にソーラーシェアリングの設置を条件付きで認めました。農地法上の一時転用許可の対象にすることとし、その農地で引き続き農業が営まれることや3年ごとに審査が行われることなどが条件です。農業委員会の許可手続きに時間がかかったり、太陽光パネルの価格がまだ高いなどの問題もあります。東さんは「安定した長期の耕作をしてもらう体制づくりが不可欠」とし、農家との連携なども重視しています。

 一方、ソーラーシェアリングの収支について、長島さんは検討会に提出した資料で「1反(1000平方メートル)に注ぐ太陽光の3分の1を発電に利用すれば電力売価を34円として年間136万円。20年で2700万円が得られる。設置費用はキロワット当たり25万円なら約1000万円見込めばよく、農家の収入増や後継者問題の解決につながる」と具体的に示してみせました。

 また、「日本の農地460万ヘクタールのうち30万ヘクタールでソーラーシェアリングを実施すれば、1反で40キロワットとして年間1億2000万キロワットの電力設備になる。これは1日の電気使用量の最低ラインになり、太陽光発電をさらに増やしていけば蓄電への配慮はほとんど不要になる」と主張。「大電力を得る新しいソーラーシェアリングが見つかった現在、巨額の安全対策、廃炉費用を要する原発からの転換の機会としなければいけない」としています。

-----------------------------------
■高越良一(たかごし・りょういち) 信濃毎日新聞記者、長野市民新聞編集者からライター。この間2年地元TVでニュース解説