(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する日射量推定装置であって、
第一時刻での複数の地点のうちの第一地点における日射強度を示す値である第一日射指示値と、第二時刻での前記複数の地点のうちの第二地点における日射強度を示す値である第二日射指示値との相関を示す関数であって、雲の移動を示す速度係数と雲の変形を示す減衰係数とを有する関数を取得する関数取得部と、
取得された前記関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における日射強度を示す値を算出する日射量算出部と
を備える日射量推定装置。
【請求項２】
前記関数取得部は、前記複数の地点のそれぞれにおける前記第一日射指示値と、前記複数の地点のそれぞれにおける前記第二日射指示値とを取得し、前記第一日射指示値のそれぞれと前記第二日射指示値のそれぞれとの共分散をそれぞれ算出して、当該共分散の分布である共分散分布を取得することで、前記共分散分布を示す前記関数を取得する
請求項１に記載の日射量推定装置。
【請求項３】
前記関数取得部は、異なる時刻における前記共分散分布を取得し、当該異なる時刻における共分散分布を比較して、前記速度係数及び前記減衰係数を算出することで、前記関数を取得する
請求項２に記載の日射量推定装置。
【請求項４】
前記関数取得部は、前記第一時刻及び前記第一地点の緯度のうちの少なくとも１つの値に応じて補正された前記第一日射指示値と、前記第二時刻及び前記第二地点の緯度のうちの少なくとも１つの値に応じて補正された前記第二日射指示値との相関を示す前記関数を取得する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の日射量推定装置。
【請求項５】
前記関数取得部は、大気上端における理論日射強度に対する観測地点における日射強度の割合を晴天指数とし、前記第一時刻での前記第一地点における当該晴天指数である前記第一日射指示値と、前記第二時刻での前記第二地点における当該晴天指数である前記第二日射指示値との相関を示す前記関数を取得する
請求項４に記載の日射量推定装置。
【請求項６】
前記関数取得部は、観測地点の経度に応じて晴天指数を補正することで、前記第一地点の経度に応じてさらに補正された前記第一日射指示値と、前記第二地点の経度に応じてさらに補正された前記第二日射指示値との相関を示す前記関数を取得する
請求項５に記載の日射量推定装置。
【請求項７】
前記関数取得部は、前記第一時刻での前記第一地点における日射強度である第一日射強度と前記第二時刻での前記第二地点における日射強度である第二日射強度とを取得し、前記第一日射強度から前記第一日射指示値を算出するとともに前記第二日射強度から前記第二日射指示値を算出することで、前記関数を取得し、
前記日射量算出部は、取得された前記関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における晴天指数を算出することで、前記所定の時刻での前記所定の地点における日射強度を算出する
請求項５または６に記載の日射量推定装置。
【請求項８】
前記関数取得部は、地点の位置と時刻とを変数とし、所定の時刻において楕円または円形状の分布を示す前記関数を取得する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の日射量推定装置。
【請求項９】
前記関数取得部は、ｘ軸方向の速度係数をｖｘとし、ｙ軸方向の速度係数をｖｙとし、パラメータをａ及びｂとし、原点における分散をσとし、減衰係数をｃとし、地点の位置（ｘ、ｙ）及び時刻ｔを変数とする時空間共分散関数をＣ（ｘ、ｙ、ｔ）として、
【数１】
0005802481.tif 000012
を前記関数として取得し、
前記日射量算出部は、前記時空間共分散関数からバリオグラムを算出し、算出したバリオグラムを用いた時空間クリギングによって、前記所定の時刻ｔでの前記所定の地点（ｘ、ｙ）における日射強度を示す値を算出する
請求項８に記載の日射量推定装置。
【請求項１０】
前記関数取得部は、前記第一地点において前記第一時刻を含む所定の期間内での日射強度を示す値の平均値を前記第一日射指示値とし、前記第二地点において前記第二時刻を含む所定の期間内での日射強度を示す値の平均値を前記第二日射指示値として、前記関数を取得する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の日射量推定装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の日射量推定装置と、
前記第一地点に設置され、前記第一時刻に日射強度を測定し、測定した当該日射強度を前記日射量推定装置に出力する第一日射量計と、
前記第二地点に設置され、前記第二時刻に日射強度を測定し、測定した当該日射強度を前記日射量推定装置に出力する第二日射量計と
を備える日射量推定システム。
【請求項１２】
日射量推定装置が、所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する日射量推定方法であって、
第一時刻での複数の地点のうちの第一地点における日射強度を示す値である第一日射指示値と、第二時刻での前記複数の地点のうちの第二地点における日射強度を示す値である第二日射指示値との相関を示す関数であって、雲の移動を示す速度係数と雲の変形を示す減衰係数とを有する関数を取得する関数取得ステップと、
取得された前記関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における日射強度を示す値を算出する日射量算出ステップと
を含む日射量推定方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の日射量推定方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する日射量推定装置及び日射量推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電などの分散型電源を設置し、当該太陽光発電と商用電力系統からの電力により、電力負荷に電力を供給する需要家が増えてきている。ここで、太陽光発電が大量に導入されれば、太陽光発電の出力変動が商用電力系統に影響を与えるため、太陽光発電の出力変動を把握することが重要である。そして、太陽光発電の出力変動を把握するには、太陽光発電が設置された所定の地点において所定の時刻での日射量を把握する必要がある。
【０００３】
つまり、当該日射量を把握する必要があるが、現時点では、日射量を測定できる地点数（センサ数）が少ないこと、当該地点数を追加するには、膨大な費用が必要となることから、限られた情報を用いて、所定の地点における所定の時刻での日射量を推定する手法が望まれている。
【０００４】
このため、従来、短周期の日射量の変動を分析するなどして広域における日射量の総量を推定したり、衛星画像や全方向カメラを用いて撮像された画像から雲の動き等を予測して日射量を推定したりする手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５２９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の手法においては、空間分解能または時間分解能が低く、また日射量を正確に推定することができないため、推定した日射量を所望の目的に利用することができないという問題がある。
【０００７】
例えば、上記従来の広域における日射量の総量を推定する手法では、空間分解能が低く、太陽光発電の導入量の分布（地域による差異、空隙率や偏在率など）を十分に考慮して日射量を推定することができない。また、衛星画像などの画像を用いて日射量を推定する手法では、時間分解能が低く、短周期変動を分析することができない。また、画像の解像度や日射量推定を行う際に必要となる各種パラメータ（アルベド等）の精度も高いとは言い切れず、精度良く日射量を推定することができない。
【０００８】
このように、従来の手法では、空間分解能または時間分解能が低く、また日射量を正確に推定することができないために、推定した日射量を所望の目的に利用することができない。
【０００９】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる日射量推定装置及び日射量推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る日射量推定装置は、所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する日射量推定装置であって、第一時刻での複数の地点のうちの第一地点における日射強度を示す値である第一日射指示値と、第二時刻での前記複数の地点のうちの第二地点における日射強度を示す値である第二日射指示値との相関を示す関数であって、雲の移動を示す速度係数と雲の変形を示す減衰係数とを有する関数を取得する関数取得部と、取得された前記関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における日射強度を示す値を算出する日射量算出部とを備える。
【００１１】
これによれば、日射量推定装置は、第一時刻での第一地点における第一日射指示値と第二時刻での第二地点における第二日射指示値との相関を示す関数であって、雲の移動を示す速度係数と雲の変形を示す減衰係数とを有する関数を取得して、当該関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における日射強度を示す値を算出する。つまり、日射量推定装置は、第一時刻での第一地点における値と第二時刻での第二地点における値とを用いて、補間法の一種である時空間クリギングを活用して、時間的及び空間的に日射量を補間することで、限られた日射量計等の情報から、所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する。また、日射量推定装置は、雲の移動成分（速度成分）及び雲の変形（減衰項）を考慮した当該関数を仮定することで、実際の雲の移動等の気象現象（進行波成分）まで考慮して、時空間クリギングを行う。このため、日射量推定装置は、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００１２】
また、好ましくは、前記関数取得部は、前記複数の地点のそれぞれにおける前記第一日射指示値と、前記複数の地点のそれぞれにおける前記第二日射指示値とを取得し、前記第一日射指示値のそれぞれと前記第二日射指示値のそれぞれとの共分散をそれぞれ算出して、当該共分散の分布である共分散分布を取得することで、前記共分散分布を示す前記関数を取得する。
【００１３】
これによれば、日射量推定装置は、複数の地点のそれぞれにおける第一日射指示値と第二日射指示値とを取得し、第一日射指示値と第二日射指示値との共分散をそれぞれ算出して、当該共分散の分布を示す関数を取得する。これにより、日射量推定装置は、複数の地点のそれぞれについての情報を用いて、時空間クリギングを活用することで、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００１４】
また、好ましくは、前記関数取得部は、異なる時刻における前記共分散分布を取得し、当該異なる時刻における共分散分布を比較して、前記速度係数及び前記減衰係数を算出することで、前記関数を取得する。
【００１５】
これによれば、日射量推定装置は、異なる時刻における共分散分布を比較して、速度係数及び減衰係数を算出することで、関数を取得する。つまり、日射量推定装置は、時空間相関分析結果から、当該関数（時空間共分散関数）のパラメータである速度係数及び減衰係数を決定する。これにより、日射量推定装置は、当該速度係数及び減衰係数を有する関数を用いることで、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００１６】
また、好ましくは、前記関数取得部は、前記第一時刻及び前記第一地点の緯度のうちの少なくとも１つの値に応じて補正された前記第一日射指示値と、前記第二時刻及び前記第二地点の緯度のうちの少なくとも１つの値に応じて補正された前記第二日射指示値との相関を示す前記関数を取得する。
【００１７】
これによれば、日射量推定装置は、測定時刻及び観測地点の緯度のうちの少なくとも１つの値に応じて補正された第一日射指示値と第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。つまり、第一日射指示値及び第二日射指示値は、測定時刻や観測地点の緯度によって変化するため、測定時刻や観測地点の緯度に応じて補正する必要がある。このため、日射量推定装置は、この補正された第一日射指示値と第二日射指示値とを用いることで、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００１８】
また、好ましくは、前記関数取得部は、大気上端における理論日射強度に対する観測地点における日射強度の割合を晴天指数とし、前記第一時刻での前記第一地点における当該晴天指数である前記第一日射指示値と、前記第二時刻での前記第二地点における当該晴天指数である前記第二日射指示値との相関を示す前記関数を取得する。
【００１９】
これによれば、日射量推定装置は、大気上端における理論日射強度に対する観測地点における日射強度の割合を晴天指数とした場合に、第一時刻での第一地点における晴天指数を第一日射指示値とし、第二時刻での第二地点における晴天指数を第二日射指示値として、第一日射指示値と第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。つまり、日射量推定装置は、観測地点における日射強度を大気上端における理論日射強度で規格化する。これにより、日射量推定装置は、測定時刻や観測地点の緯度による影響を受けることなく、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００２０】
また、好ましくは、前記関数取得部は、観測地点の経度に応じて晴天指数を補正することで、前記第一地点の経度に応じてさらに補正された前記第一日射指示値と、前記第二地点の経度に応じてさらに補正された前記第二日射指示値との相関を示す前記関数を取得する。
【００２１】
これによれば、日射量推定装置は、観測地点の経度に応じて晴天指数を補正することで、観測地点の経度に応じてさらに補正された第一日射指示値と第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。つまり、日射量推定装置は、観測地点の経度に応じて第一日射指示値と第二日射指示値とを補正することで、観測地点の経度による影響を受けることなく、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００２２】
また、好ましくは、前記関数取得部は、前記第一時刻での前記第一地点における日射強度である第一日射強度と前記第二時刻での前記第二地点における日射強度である第二日射強度とを取得し、前記第一日射強度から前記第一日射指示値を算出するとともに前記第二日射強度から前記第二日射指示値を算出することで、前記関数を取得し、前記日射量算出部は、取得された前記関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における晴天指数を算出することで、前記所定の時刻での前記所定の地点における日射強度を算出する。
【００２３】
これによれば、日射量推定装置は、観測地点における日射強度から晴天指数を算出することで関数を取得し、当該関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における晴天指数を算出することで、所定の時刻での所定の地点における日射強度を算出する。つまり、日射量推定装置は、観測地点における日射強度を晴天指数に変換し、変換した晴天指数から得られた関数を用いて所定の時刻での所定の地点における晴天指数を算出し、算出した晴天指数を日射強度に変換する。これにより、日射量推定装置は、晴天指数を用いて計算を行うことで、測定時刻や観測地点の緯度などによる影響を受けることなく、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００２４】
また、好ましくは、前記関数取得部は、地点の位置と時刻とを変数とし、所定の時刻において楕円または円形状の分布を示す前記関数を取得する。
【００２５】
これによれば、日射量推定装置は、観測地点の位置と時刻とを変数とし、所定の時刻において楕円または円形状の分布を示す関数を取得する。つまり、日射量推定装置は、当該関数を用いて、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００２６】
また、好ましくは、前記関数取得部は、ｘ軸方向の速度係数をｖｘとし、ｙ軸方向の速度係数をｖｙとし、パラメータをａ及びｂとし、原点における分散をσとし、減衰係数をｃとし、地点の位置（ｘ、ｙ）及び時刻ｔを変数とする時空間共分散関数をＣ（ｘ、ｙ、ｔ）として、
【数１】
0005802481.tif 000002
を前記関数として取得し、前記日射量算出部は、前記時空間共分散関数からバリオグラムを算出し、算出したバリオグラムを用いた時空間クリギングによって、前記所定の時刻ｔでの前記所定の地点（ｘ、ｙ）における日射強度を示す値を算出する。
【００２７】
これによれば、日射量推定装置は、時空間共分散関数Ｃ（ｘ、ｙ、ｔ）を取得し、当該時空間共分散関数からバリオグラムを算出し、算出したバリオグラムを用いた時空間クリギングによって、所定の時刻ｔでの所定の地点（ｘ、ｙ）における日射強度を示す値を算出する。つまり、日射量推定装置は、当該時空間共分散関数Ｃ（ｘ、ｙ、ｔ）を用いることで、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００２８】
また、好ましくは、前記関数取得部は、前記第一地点において前記第一時刻を含む所定の期間内での日射強度を示す値の平均値を前記第一日射指示値とし、前記第二地点において前記第二時刻を含む所定の期間内での日射強度を示す値の平均値を前記第二日射指示値として、前記関数を取得する。
【００２９】
これによれば、日射量推定装置は、所定の平均化時間内で平均化された日射強度を示す値を用いて得られる当該関数を取得する。つまり、日射量推定装置は、日射量の推定にあたり、観測地点の配置や気象条件に合わせて、適切な平均化時間を選択することにより、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【００３０】
なお、本発明は、このような日射量推定装置として実現することができるだけでなく、当該日射量推定装置と、第一地点に設置され、第一時刻に日射強度を測定し、測定した当該日射強度を日射量推定装置に出力する第一日射量計と、第二地点に設置され、第二時刻に日射強度を測定し、測定した当該日射強度を日射量推定装置に出力する第二日射量計とを備える日射量推定システムとしても実現することができる。
【００３１】
また、本発明は、当該日射量推定装置に含まれる処理部が行う特徴的な処理をステップとする日射量推定方法としても実現することができる。また、当該日射量推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムや集積回路として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によると、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる日射量推定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置を備える日射量推定システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る入力データの一例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る出力データの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る関数取得部が日射強度を取得する処理を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る関数取得部が取得する共分散分布を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る関数取得部が取得する共分散分布を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る関数取得部が取得する共分散分布を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る関数取得部が取得する関数を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る関数取得部が取得する関数を説明するための図である。
【図１１Ａ】空間クリギングの手法を説明するための図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施の形態１に係る日射量算出部が行う時空間クリギングの手法を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置による日射量の推定結果を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置による日射量の推定結果を示す図である。
【図１４】観測地点の緯度や測定時刻によって日射強度が異なることを説明するための図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る日射量推定装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る日射量推定装置及び日射量推定システムについて、説明する。
【００３５】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される構成要素、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００３６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置１００を備える日射量推定システム１０の構成を示す図である。
【００３７】
同図に示すように、日射量推定システム１０は、日射量推定装置１００及び日射量計２００を備えている。
【００３８】
日射量推定装置１００は、所定の時刻での所定の地点における日射量を推定するコンピュータである。ここで、推定するとは、現在または過去の状態を補間したり、将来の状態を予測したりすることをいう。なお、この日射量推定装置１００は、パーソナルコンピュータ等の汎用のコンピュータシステムがプログラムを実行することによって実現されてもよいし、専用のコンピュータシステムによって実現されてもよい。日射量推定装置１００の詳細な構成については、後述する。
【００３９】
日射量計２００は、複数の日射量計（日射量計２０１、２０２、２０３等）を備えており、それぞれの日射量計は、異なる地点に配置され、一定時間間隔で、日射強度を測定し、測定した当該日射強度を日射量推定装置１００に出力する。
【００４０】
例えば、日射量計２０１は、第一地点に設置され、第一時刻に日射強度を測定し、測定した当該日射強度を日射量推定装置１００に出力する。また、日射量計２０２は、第二地点に設置され、第二時刻に日射強度を測定し、測定した当該日射強度を日射量推定装置１００に出力する。
【００４１】
次に、日射量推定装置１００の詳細な機能構成について、説明する。
【００４２】
図２は、本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置１００の機能的な構成を示すブロック図である。
【００４３】
日射量推定装置１００は、所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する装置であり、関数取得部１１０と日射量算出部１２０と記憶部１３０とを備えている。
【００４４】
関数取得部１１０は、第一時刻での複数の地点のうちの第一地点における日射強度を示す値である第一日射指示値と、第二時刻での当該複数の地点のうちの第二地点における日射強度を示す値である第二日射指示値との相関を示す関数であって、雲の移動を示す速度係数と雲の変形を示す減衰係数とを有する関数を取得する。
【００４５】
なお、ここでは、第一日射指示値は、第一時刻での瞬時値ではなく、第一地点において第一時刻を含む所定の期間内での日射強度を示す値の平均値であることとし、第二日射指示値は、同様に、第二地点において第二時刻を含む所定の期間内での日射強度を示す値の平均値であることとする。なお、第一日射指示値は、第一時刻での瞬時値でもよく、第二日射指示値は、第二時刻での瞬時値でもかまわない。
【００４６】
具体的には、関数取得部１１０は、複数の地点のそれぞれにおける第一日射指示値と、複数の地点のそれぞれにおける第二日射指示値とを取得し、第一日射指示値のそれぞれと第二日射指示値のそれぞれとの共分散をそれぞれ算出して、当該共分散の分布である共分散分布を取得することで、共分散分布を示す当該関数を取得する。つまり、当該関数は、任意の２地点における日射強度の共分散を示す関数であり、当該２地点間の距離ベクトルおよび時間差を変数とする関数である。
【００４７】
さらに具体的には、関数取得部１１０は、異なる時刻における共分散分布を取得し、当該異なる時刻における共分散分布を比較して、速度係数及び減衰係数を算出することで、当該関数を取得する。
【００４８】
ここで、第一日射指示値及び第二日射指示値は、日射強度を示す値であればよいが、本実施の形態１では、第一日射指示値は、第一時刻での第一地点における日射強度であり、第二日射指示値は、第二時刻での第二地点における日射強度であることとする。
【００４９】
つまり、関数取得部１１０は、日射量計２００に含まれるそれぞれの日射量計が出力した日射強度を取得し、取得した日射強度それぞれについての共分散を算出して得られる共分散分布を用いて、速度係数及び減衰係数を算出して、当該関数を導出する。
【００５０】
日射量算出部１２０は、関数取得部１１０が取得した関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における日射強度を示す値を算出する。具体的には、日射量算出部１２０は、関数取得部１１０が取得した関数からバリオグラムを算出し、算出したバリオグラムを用いた時空間クリギングによって、所定の時刻での所定の地点における日射強度を示す値を算出する。
【００５１】
なお、本実施の形態１では、日射量算出部１２０は、所定の時刻での所定の地点における日射強度を算出する。この日射量算出部１２０が当該関数を用いて時空間クリギングによって日射強度を算出する詳細な説明については、後述する。
【００５２】
記憶部１３０は、日射量を推定するためのデータなどを記憶しているメモリである。具体的には、記憶部１３０は、日射量計２００から入力されるデータを含む入力データ１３１と、日射量算出部１２０が算出した日射量の推定結果を含む出力データ１３２を記憶している。
【００５３】
なお、図示していないが、日射量推定装置１００は、キーボードやマウスなどの入力部や液晶ディスプレイなどの表示部を備えていてもよい。
【００５４】
次に、記憶部１３０が記憶している入力データ１３１と出力データ１３２の詳細について、説明する。
【００５５】
図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る入力データ１３１の一例を示す図である。
【００５６】
同図に示すように、入力データ１３１は、日射量計設置点座標データ１３１ａと日射量計データ１３１ｂと結果出力条件データ１３１ｃとを含む。
【００５７】
日射量計設置点座標データ１３１ａは、日射量計２００に含まれるそれぞれの日射量計が設置されている地点の座標を示すデータの集まりである。具体的には、日射量計設置点座標データ１３１ａは、当該日射量計の設置地点の緯度と経度の情報からなる。同図では、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の３つの日射量計の設置地点の緯度と経度の情報が示されている。
【００５８】
日射量計データ１３１ｂは、日射量計２００に含まれるそれぞれの日射量計について、当該日射量計が測定した日射強度と測定時刻とが対応付けられたデータの集まりである。つまり、日射量推定装置１００が日射量計２００から取得した日射強度が、測定時刻に対応付けられて記憶されている。
【００５９】
結果出力条件データ１３１ｃは、日射量推定装置１００が出力すべきデータの出力条件を示すデータの集まりである。つまり、結果出力条件データ１３１ｃは、日射量を推定する時刻、地点の緯度及び経度の情報からなる。
【００６０】
なお、日射量計設置点座標データ１３１ａは、ユーザによって予め記憶部１３０に記憶されており、日射量計データ１３１ｂは、日射強度が測定されるたびに更新され、結果出力条件データ１３１ｃは、ユーザによって随時変更される。
【００６１】
図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る出力データ１３２の一例を示す図である。
【００６２】
出力データ１３２は、日射量推定装置１００が出力すべきデータを示す情報の集まりである。つまり、同図に示すように、出力データ１３２は、日射量を推定した時刻と、地点の緯度及び経度と、当該時刻及び地点における日射強度とを示す情報からなる。
【００６３】
なお、出力データ１３２は、出力される日射強度が算出されるたびに、更新される。
【００６４】
次に、日射量推定装置１００が行う処理について、説明する。
【００６５】
図４は、本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置１００が行う処理（日射量推定方法）の一例を示すフローチャートである。
【００６６】
同図に示すように、関数取得部１１０は、任意の時刻及び地点における日射強度を取得する（Ｓ１０２）。つまり、関数取得部１１０は、日射量計２００に含まれるそれぞれの日射量計が、任意の時刻に出力した日射強度を取得する。
【００６７】
図５は、本発明の実施の形態１に係る関数取得部１１０が日射強度を取得する処理を説明する図である。
【００６８】
同図の（ａ）は、時刻ｔ１において、地点Ａ及びＢに設置された日射量計が測定した日射強度が、それぞれａ１及びｂ１であったことを示している。また、同図の（ｂ）は、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２において、地点Ａ及びＢに設置された日射量計が測定した日射強度が、それぞれａ２及びｂ２であったことを示している。
【００６９】
関数取得部１１０は、例えば、時刻ｔ１での地点Ａにおける日射強度ａ１を第一日射指示値として取得し、時刻ｔ２での地点Ｂにおける日射強度ｂ２を第二日射指示値として取得する。
【００７０】
具体的には、関数取得部１１０は、地点Ａにおいて時刻ｔ１を含む所定の期間内（例えば５分間）での日射強度ａ１の平均値を第一日射指示値として取得し、地点Ｂにおいて時刻ｔ２を含む所定の期間内（例えば５分間）での日射強度ｂ２の平均値を第二日射指示値として取得する。
【００７１】
このようにして、関数取得部１１０は、時刻ｔ１でのそれぞれの地点における日射強度を第一日射指示値として取得し、時刻ｔ２でのそれぞれの地点における日射強度を第二日射指示値として取得する。
【００７２】
なお、関数取得部１１０は、取得した日射強度を時刻に対応付けて記憶部１３０に記憶させることで、入力データ１３１を更新する。
【００７３】
図４に戻り、次に、関数取得部１１０は、取得した日射強度を用いて、時空間相関分析を実施する（Ｓ１０４）。つまり、関数取得部１１０は、記憶部１３０に記憶されている入力データ１３１を参照し、入力データ１３１から日射強度を取得して、時空間相関分析を実施する。
【００７４】
具体的には、関数取得部１１０は、第一日射指示値のそれぞれと第二日射指示値のそれぞれとの共分散をそれぞれ算出して、当該共分散の分布である共分散分布を取得する。
【００７５】
例えば、図５に示すように、関数取得部１１０は、時刻ｔ１での地点Ａにおける日射強度ａ１と、時刻ｔ２での地点Ｂにおける日射強度ｂ２との共分散を算出したり、時刻ｔ１での地点Ｂにおける日射強度ｂ１と、時刻ｔ２での地点Ｂにおける日射強度ｂ２との共分散を算出したりする。ここで、同図の点線矢印は、共分散を算出する対象の一例を示している。
【００７６】
なお、時刻ｔ１と時刻ｔ２とは、同じ時刻であってもよい。つまり、関数取得部１１０は、同時刻での地点Ａにおける日射強度と地点Ｂにおける日射強度との共分散を算出したり、同時刻での地点Ａにおける日射強度と地点Ａにおける日射強度との共分散を算出したりもする。
【００７７】
そして、関数取得部１１０は、算出したそれぞれの共分散を用いて、共分散分布を生成し、取得する。
【００７８】
図６〜図８は、本発明の実施の形態１に係る関数取得部１１０が取得する共分散分布を示す図である。
【００７９】
具体的には、これらの図の横軸（ｘ軸）は、共分散を算出する２つの地点間の東西距離を示しており、縦軸（ｙ軸）は、当該２つの地点間の南北距離を示している。また、当該共分散の値は、５分間のうちに測定された複数のデータの平均値であり、これらの図においては、当該共分散の値の大きさを円の大きさで表している。また、これらの図における実線の円は、当該共分散の値が正の値であることを示し、点線の円は、当該共分散の値が負の値であることを示している。
【００８０】
また、図６は、共分散を算出するための２つの日射強度を測定した時刻が、同時刻である場合の共分散分布を示すグラフであり、図７は、当該２つの日射強度を測定した時刻が、５分違いである場合の共分散分布を示すグラフであり、図８は、当該２つの日射強度を測定した時刻が、１０分違いである場合の共分散分布を示すグラフである。
【００８１】
つまり、図６は、例えば、図５に示された時刻ｔ１での地点Ａにおける日射強度ａ１同士の共分散を算出したり、時刻ｔ１での地点Ａにおける日射強度ａ１と時刻ｔ１での地点Ｂにおける日射強度ｂ１との共分散を算出したりすることで得られる共分散分布を示している。なお、同図では、時刻ｔ１より５分前から時刻ｔ１までの５分間のデータ平均値を用いて算出された共分散を、時刻ｔ１での共分散として算出している。
【００８２】
このため、図６では、共分散を算出するための２つの日射強度を測定した時刻が同時刻であるため、グラフの原点に近いほど当該２つの日射強度の相関が高くなり、当該２つの日射強度の共分散を示す円として、実線の大きな円が描かれている。また、当該グラフの原点から遠ざかるほど、当該円の大きさは、小さくなる。
【００８３】
また、図７は、例えば、時刻ｔ２を時刻ｔ１の５分後の時刻とした場合に、図５に示された時刻ｔ１での地点Ａにおける日射強度ａ１と時刻ｔ２での地点Ａにおける日射強度ａ２との共分散を算出したり、当該日射強度ａ１と時刻ｔ２での地点Ｂにおける日射強度ｂ２との共分散を算出したりすることで得られる共分散分布を示している。なお、同図では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの５分間のデータ平均値を用いて算出された共分散を、時刻ｔ２での共分散として算出している。
【００８４】
このため、図７では、図６で原点に描かれていた実線の大きな円が、右方向に少し移動したように描かれている。
【００８５】
また、図８は、例えば、時刻ｔ２を時刻ｔ１の１０分後の時刻とした場合に、図５に示された時刻ｔ１での地点Ａにおける日射強度ａ１と時刻ｔ２での地点Ａにおける日射強度ａ２との共分散を算出したり、当該日射強度ａ１と時刻ｔ２での地点Ｂにおける日射強度ｂ２との共分散を算出したりすることで得られる共分散分布を示している。なお、同図では、時刻ｔ２より５分前から時刻ｔ２までの５分間のデータ平均値を用いて算出された共分散を、時刻ｔ２での共分散として算出している。
【００８６】
このため、図８では、図７で描かれていた実線の大きな円が、さらに右方向に移動したように描かれている。
【００８７】
このように、関数取得部１１０は、時刻ｔ２を時刻ｔ１の１５分後、２０分後としていった場合の共分散分布を、順次取得していく。なお、時刻ｔ２の設定は、５分間隔でなくともよく、ユーザによって任意に定められることにしてもかまわない。
【００８８】
また、これらの図の共分散の値は、５分間のうちに測定された複数のデータの平均値を示しているが、５分間という時間は一例であり、ユーザによって任意に時間の設定が可能である。なお、当該時間は、上記の時刻ｔ２の設定間隔と同じ時間でなくともよく、任意に設定可能である。
【００８９】
図４に戻り、次に、関数取得部１１０は、速度係数及び減衰係数などのパラメータを算出することで、時空間共分散関数を導出する（Ｓ１０６）。ここで、当該時空間共分散関数は、第一日射指示値と第二日射指示値との相関を示す関数であって、雲の移動を示す速度係数と雲の変形を示す減衰係数とを有する関数である。
【００９０】
つまり、関数取得部１１０は、異なる時刻における共分散分布を比較して、速度係数及び減衰係数を算出することで、共分散分布を示す当該関数を取得する。
【００９１】
図９及び図１０は、本発明の実施の形態１に係る関数取得部１１０が取得する関数を説明するための図である。
【００９２】
具体的には、図９の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれは、図６、図７及び図８の共分散分布における実線の円の大きさの分布をグラフ化したものである。なお、図６〜図８の共分散分布における点線の円については、負の相関を考慮する必要はないことから、図９の（ａ）〜（ｃ）には反映していない。また、図１０の（ａ）〜（ｃ）は、図９の（ｃ）以降の分布の動きを示している。
【００９３】
なお、これらの図の横軸（ｘ軸）は、図６〜図８のグラフと同様に、対象となる２つの地点間の東西距離を示しており、縦軸（ｙ軸）は、当該２つの地点間の南北距離を示している。
【００９４】
これらの図に示すように、図９の（ａ）から図１０の（ｃ）に至るまで、時間経過とともに、楕円または円形状のグラフが右上方向に移動していくとともに、減衰していくのが分かる。
【００９５】
関数取得部１１０は、これらの図に示したグラフを表す関数を取得する。つまり、関数取得部１１０は、地点の位置と時刻とを変数とし、所定の時刻において楕円または円形状の分布を示す関数を取得する。
【００９６】
具体的には、関数取得部１１０は、当該関数として、以下の式１に示す時空間共分散関数を作成し、取得する。なお、ｘ軸方向の速度係数をｖｘとし、ｙ軸方向の速度係数をｖｙとし、パラメータ（非等方性パラメータ）をａ及びｂとし、原点における分散をσとし、減衰係数をｃとし、地点の位置（ｘ、ｙ）及び時刻ｔを変数とする時空間共分散関数をＣ（ｘ、ｙ、ｔ）とする。
【００９７】
【数２】
0005802481.tif 000003
【００９８】
ここで、関数取得部１１０は、図９の（ａ）〜図１０の（ｃ）に示すグラフから、パラメータａ＝０．１２、ｂ＝０．０６、減衰係数ｃ＝０．０５、雲の移動速度ｖ＝１７（ｍ／ｓｅｃ）、θ＝３０°(南南西と南西との中間)と算出する。ここで、速度係数ｖｘ＝ｖｃｏｓθ、速度係数ｖｙ＝ｖｓｉｎθであり、σの値については、各時刻において個別に算出される。なお、関数取得部１１０は、これらの値を時間帯ごとに変化させてもよい。
【００９９】
そして、図４に戻り、日射量算出部１２０は、関数取得部１１０が取得した関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における日射強度を算出する（Ｓ１０８）。ここで、日射量算出部１２０は、記憶部１３０に記憶されている結果出力条件データ１３１ｃを参照し、結果出力条件データ１３１ｃに含まれる時刻ｔでの緯度ｘ及び経度ｙの地点における日射強度を算出する。
【０１００】
具体的には、日射量算出部１２０は、関数取得部１１０が取得した関数からバリオグラムを算出し、算出したバリオグラムを用いた時空間クリギングによって、所定の時刻ｔでの所定の地点（ｘ、ｙ）における日射強度を算出する。
【０１０１】
この日射量算出部１２０が時空間クリギングによって日射強度を算出する処理について、以下に、詳細に説明する。
【０１０２】
まず、空間クリギングの手法（例えば、非特許文献１：「地球統計学」、Ｈａｎｓ  Ｗａｃｋｅｒｎａｇｅｌ原著、地球統計学研究委員会訳編／青木謙治監訳、森北出版、２００３年  参照）について、説明する。
【０１０３】
空間クリギングの手法においては、計算の前提として、以下の式２に示すように、日射強度の増分の期待値は、位置によらず領域内で０になる。ここで、Ｚ（Ｘ）は、観測地点Ｘにおける日射強度の確率変数であり、ｈは、２地点間のベクトル量である。
【０１０４】
Ｅ［Ｚ（Ｘ＋ｈ）−Ｚ（Ｘ）］＝０                                  （式２）
【０１０５】
また、以下の式３に示すように、日射強度の増分の分散は、ベクトルｈの大きさと方向とに依存する有限の値である２γ（ｈ）を持ち、観測地点Ｘとは無関係である。つまり、同じベクトル（方向、距離）だけ離れた２地点間の日射強度の類似度に関する傾向が、位置によらず同じになる。なお、γ（ｈ）は、既知のバリオグラムである。
【０１０６】
ｖａｒ［Ｚ（Ｘ＋ｈ）−Ｚ（Ｘ）］＝２γ（ｈ）                      （式３）
【０１０７】
そして、推定分散Ｅ［（Ｚ＊（Ｘ０）−Ｚ（Ｘ０））２］が最小となるように重みｗを設定し、以下の式４〜６を用いて、観測地点Ｘにおける日射強度の実測値ｚ（Ｘ）から、任意の地点Ｘ０における日射強度の推定値Ｚ＊（Ｘ０）を算出する。なお、以下の式４〜６におけるｎは、観測地点の数を示している。また、μは、ラグランジュ乗数であり、上記の推定値Ｚ＊（Ｘ０）の算出には、ラグランジュの未定乗数法を用いる。
【０１０８】
具体的には、まず、Ｅ［（Ｚ＊（Ｘ０）−Ｚ（Ｘ０））２］が最小となり、かつ、重みｗの総和が１となる（以下の式５を満たす）ように、ラグランジュの未定乗数法を用いて、以下の式４を導出する。そして、当該式４と以下の式５とから重みｗを算出し、さらに重みｗと以下の式６とを用いて、任意の地点Ｘ０における日射強度の推定値Ｚ＊（Ｘ０）を算出する。
【０１０９】
【数３】
0005802481.tif 000004
【０１１０】
【数４】
0005802481.tif 000005
【０１１１】
【数５】
0005802481.tif 000006
【０１１２】
このように、所定の地点Ｘ０における日射強度Ｚ＊（Ｘ０）を、日射強度の実測値ｚの重み付き平均により算出することができる。つまり、図１１Ａに示すように、例えば、地点Ａ、Ｂ及びＣにおける日射強度の実測値を用いて、地点Ｘ０における日射強度を算出することができる。図１１Ａは、空間クリギングの手法を説明するための図である。
【０１１３】
そして、日射量算出部１２０は、この空間クリギングの手法に時間の要素を加えることで、時空間クリギングによって日射強度を算出する。
【０１１４】
具体的には、まず、日射量算出部１２０は、関数取得部１１０が取得した時空間共分散関数Ｃ（ｘ、ｙ、ｔ）を、２地点間のベクトルｈと時間差τのみの関数である時空間共分散関数Ｃ（ｈ、τ）に変換し、バリオグラムγ（ｈ、τ）を以下の式７を用いて算出する。
【０１１５】
γ（ｈ、τ）＝Ｃ（０、０）−Ｃ（ｈ、τ）                        （式７）
【０１１６】
そして、日射量算出部１２０は、バリオグラムγ（ｈ、τ）を用いた時空間クリギングによって、所定の時刻での所定の地点における日射強度を算出する。具体的には、日射量算出部１２０は、以下の式８〜１０を用いて、観測地点Ｘ０、時刻ｔ０における日射強度の推定値Ｚ＊（Ｘ０、ｔ０）を算出する。
【０１１７】
なお、ｗは、重みを示す値であり、Ｘは、観測地点の座標（ｘ、ｙ）を示しており、ｚ（Ｘ、ｔ）は、観測地点Ｘ、時刻ｔにおける日射強度の実測値を示しており、Ｚ＊（Ｘ、ｔ）は、観測地点Ｘ、時刻ｔにおける日射強度の推定値を示している。また、以下の式８〜１０におけるｎは、観測地点の数×測定時刻の数によって算出される。また、μは、ラグランジュ乗数であり、上記の推定値Ｚ＊（Ｘ０、ｔ０）の算出には、ラグランジュの未定乗数法を用いる。
【０１１８】
具体的には、まず、Ｅ［（Ｚ＊（Ｘ０、ｔ０）−Ｚ（Ｘ０、ｔ０））２］が最小となり、かつ、重みｗの総和が１となる（以下の式９を満たす）ように、ラグランジュの未定乗数法を用いて、以下の式８を導出する。そして、当該式８と以下の式９とから重みｗを算出し、さらに重みｗと以下の式１０とを用いて、観測地点Ｘ０、時刻ｔ０における日射強度の推定値Ｚ＊（Ｘ０、ｔ０）を算出する。
【０１１９】
【数６】
0005802481.tif 000007
【０１２０】
【数７】
0005802481.tif 000008
【０１２１】
【数８】
0005802481.tif 000009
【０１２２】
このように、日射量算出部１２０は、所定の時刻ｔ０での所定の地点Ｘ０（ｘ０、ｙ０）における日射強度Ｚ＊（Ｘ０、ｔ０）を、日射強度の実測値ｚの重み付き平均により算出する。つまり、図１１Ｂに示すように、日射量算出部１２０は、例えば、時刻ｔ１及びｔ２での、地点Ａ、Ｂ及びＣにおける日射強度の実測値を用いて、時刻ｔ０での地点Ｘ０における日射強度を算出することができる。図１１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る日射量算出部１２０が行う時空間クリギングの手法を説明するための図である。
【０１２３】
そして、図４に戻り、日射量算出部１２０は、算出した所定の時刻での所定の地点における日射強度を出力する（Ｓ１１０）。つまり、日射量算出部１２０は、当該日射強度を、測定時刻及び観測地点に対応付けて記憶部１３０に記憶させることで、出力データ１３２を更新する。
【０１２４】
以上により、日射量推定装置１００が所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する処理は、終了する。
【０１２５】
次に、日射量推定装置１００による日射量の推定結果について、説明する。
【０１２６】
図１２及び図１３は、本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置１００による日射量の推定結果を示す図である。
【０１２７】
具体的には、これらの図は、ある地域での晴天指数の分布を示している。なお、晴天指数とは、大気上端における理論日射強度に対する観測地点における日射強度の割合である。また、図１２の（ａ）及び図１３の（ａ）は、日射量推定装置１００が時空間クリギングによって推定した晴天指数の分布を示し、図１２の（ｂ）及び図１３の（ｂ）は、空間クリギングによって推定された晴天指数の分布を示している。
【０１２８】
まず、図１２に示すように、時空間クリギングによって推定された分布は、空間クリギングによって推定された分布に比べ、風による晴天域の移動が自然に表現できている。
【０１２９】
また、図１３に示すように、時空間クリギングによって推定された分布は、空間クリギングによって推定された分布に比べ、大規模な晴天域の発生と移動を自然に表現できている。
【０１３０】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る日射量推定装置１００によれば、第一時刻での第一地点における第一日射指示値と第二時刻での第二地点における第二日射指示値との相関を示す関数であって、雲の移動を示す速度係数と雲の変形を示す減衰係数とを有する関数を取得して、当該関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における日射強度を示す値を算出する。つまり、日射量推定装置１００は、第一時刻での第一地点における値と第二時刻での第二地点における値とを用いて、補間法の一種である時空間クリギングを活用して、時間的及び空間的に日射量を補間することで、限られた日射量計等の情報から、所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する。また、日射量推定装置１００は、雲の移動成分（速度成分）及び雲の変形（減衰項）を考慮した当該関数を仮定することで、実際の雲の移動等の気象現象（進行波成分）まで考慮して、時空間クリギングを行う。このため、日射量推定装置１００は、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１３１】
また、日射量推定装置１００は、複数の地点のそれぞれにおける第一日射指示値と第二日射指示値とを取得し、第一日射指示値と第二日射指示値との共分散をそれぞれ算出して、当該共分散の分布を示す関数を取得する。これにより、日射量推定装置１００は、複数の地点のそれぞれについての情報を用いて、時空間クリギングを活用することで、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１３２】
また、日射量推定装置１００は、異なる時刻における共分散分布を比較して、速度係数及び減衰係数を算出することで、関数を取得する。つまり、日射量推定装置１００は、時空間相関分析結果から、当該関数（時空間共分散関数）のパラメータである速度係数及び減衰係数を決定する。これにより、日射量推定装置１００は、当該速度係数及び減衰係数を有する関数を用いることで、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１３３】
また、日射量推定装置１００は、観測地点の位置と時刻とを変数とし、所定の時刻において楕円または円形状の分布を示す関数を取得する。つまり、日射量推定装置１００は、当該関数を用いて、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１３４】
また、日射量推定装置１００は、時空間共分散関数Ｃ（ｘ、ｙ、ｔ）を取得し、当該時空間共分散関数からバリオグラムを算出し、算出したバリオグラムを用いた時空間クリギングによって、所定の時刻ｔでの所定の地点（ｘ、ｙ）における日射強度を示す値を算出する。つまり、日射量推定装置１００は、当該時空間共分散関数Ｃ（ｘ、ｙ、ｔ）を用いることで、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１３５】
また、日射量推定装置１００は、例えば５分間などの所定の平均化時間内で平均化された日射強度を用いて得られる関数を取得する。つまり、日射量推定装置１００は、日射量の推定にあたり、観測地点の配置や気象条件に合わせて、適切な平均化時間を選択することにより、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１３６】
このように、日射量推定装置１００は、時空間クリギングを用いることで、現在の日射量を推定することができるだけではなく、短時間先の日射量を推定することもできる。
【０１３７】
また、日射量推定装置１００は、推定した日射量を用いて、太陽光発電の導入量の分布（太陽光発電の設置場所の空隙率や偏在率）を考慮した太陽光発電の発電量を算出することができる。
【０１３８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る日射量推定装置１００について、説明する。上記実施の形態１では、日射量推定装置１００は、日射量計が測定した日射強度を用いて、時空間クリギングで日射強度を算出することとした。
【０１３９】
しかし、図１４に示すように、観測地点の緯度や測定時刻によって日射強度が異なるため、算出する日射強度に、観測地点の緯度や測定時刻に起因する誤差が発生するおそれがある。図１４は、観測地点の緯度や測定時刻によって日射強度が異なることを説明するための図である。
【０１４０】
具体的には、同図は、１日の日射強度の変化を示している。同図に示すように、時刻が異なると日射強度は異なる。また、低緯度地点と高緯度地点とでは、同時刻でも日射強度が異なる。
【０１４１】
そして、時空間クリギングでは、多地点、かつ、多断面（異なる時間断面）の情報を等価的に利用する必要があるが、観測地点の緯度や測定時刻が異なると日射強度は異なるため、日射強度では多地点、多断面の情報を等価的に利用できない。
【０１４２】
このため、本実施の形態２では、日射量推定装置１００は、観測地点の緯度や測定時刻に依存しないように日射強度を規格化してから、時空間クリギングを適用する。
【０１４３】
つまり、関数取得部１１０は、第一時刻及び第一地点の緯度のうちの少なくとも１つの値に応じて補正された第一日射指示値と、第二時刻及び第二地点の緯度のうちの少なくとも１つの値に応じて補正された第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。
【０１４４】
具体的には、関数取得部１１０は、大気上端における理論日射強度に対する観測地点における日射強度の割合を晴天指数とし、第一時刻での第一地点における当該晴天指数である第一日射指示値と、第二時刻での第二地点における当該晴天指数である第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。
【０１４５】
図１５は、本発明の実施の形態２に係る日射量推定装置１００が行う処理の一例を示すフローチャートである。
【０１４６】
同図に示すように、関数取得部１１０は、任意の時刻及び地点における日射強度を取得する（Ｓ２０２）。例えば、関数取得部１１０は、第一時刻での第一地点における日射強度である第一日射強度と第二時刻での第二地点における日射強度である第二日射強度とを取得する。
【０１４７】
なお、この関数取得部１１０が日射強度を取得する処理は、実施の形態１における関数取得部１１０が日射強度を取得する処理（図４のＳ１０２）と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４８】
そして、関数取得部１１０は、取得した日射強度を晴天指数に変換する（Ｓ２０３）。具体的には、関数取得部１１０は、記憶部１３０に記憶されている入力データ１３１を参照し、入力データ１３１から日射強度を取得して、晴天指数に変換する。つまり、関数取得部１１０は、第一日射強度及び第二日射強度を晴天指数に変換することで、第一日射指示値及び第二日射指示値を算出する。
【０１４９】
具体的には、関数取得部１１０は、以下の式１１を用いて、取得した日射強度Ｓ０を晴天指数ＣＩに変換する。なお、観測地点における日射強度をＳ０とし、大気上端における理論日射強度をＳｔとする。
【０１５０】
ＣＩ＝Ｓ０／Ｓｔ                                                （式１１）
【０１５１】
ここで、理論日射強度Ｓｔは、以下の式１２を用いて算出される（例えば、非特許文献２：「水環境の気象学」、近藤純正編著、朝倉書店、１９９４年  参照）。なお、Ｉ００は太陽定数（＝１３６５Ｗ／ｍ２）を示し、θは天頂角を示し、φは緯度を示し、δは太陽の赤緯を示し、ｈは太陽の南中からの時角を示し、Ｍは月を示し、ＤＡＹは日を示し、ＨＯＵＲは時間を示し、Ｈｎは南中時刻を示している。
【０１５２】
【数９】
0005802481.tif 000010
【０１５３】
次に、関数取得部１１０は、晴天指数を用いて、時空間相関分析を実施する（Ｓ２０４）。具体的には、関数取得部１１０は、第一日射指示値のそれぞれと第二日射指示値のそれぞれとの共分散をそれぞれ算出して、当該共分散の分布である共分散分布を取得する。
【０１５４】
なお、この関数取得部１１０が時空間相関分析を実施する処理は、実施の形態１における関数取得部１１０が時空間相関分析を実施する処理（図４のＳ１０４）と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１５５】
そして、関数取得部１１０は、速度係数及び減衰係数などのパラメータを算出することで、時空間共分散関数を導出する（Ｓ２０６）。
【０１５６】
なお、この関数取得部１１０が時空間共分散関数を導出する処理は、実施の形態１における関数取得部１１０が時空間共分散関数を導出する処理（図４のＳ１０６）と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１５７】
そして、日射量算出部１２０は、関数取得部１１０が取得した関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における晴天指数を算出する（Ｓ２０８）。
【０１５８】
なお、この関数取得部１１０が晴天指数を算出する処理は、実施の形態１における関数取得部１１０が日射強度を算出する処理（図４のＳ１０８）と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１５９】
つまり、実施の形態１では、日射量算出部１２０は、日射強度を入力として時空間クリギングを行い、日射強度を算出しているのに対し、本実施の形態２では、日射量算出部１２０は、晴天指数を入力として時空間クリギングを行い、晴天指数を算出しているため、基本的な算出の手法は実施の形態１と同様である。
【０１６０】
そして、日射量算出部１２０は、算出した晴天指数を日射強度に変換する（Ｓ２０９）。つまり、日射量算出部１２０は、上記の式１１に示した晴天指数と日射強度との関係を用いて、所定の時刻での所定の地点における日射強度を算出する。
【０１６１】
そして、日射量算出部１２０は、算出した所定の時刻での所定の地点における日射強度を出力する（Ｓ２１０）。つまり、日射量算出部１２０は、当該日射強度を、測定時刻及び観測地点に対応付けて記憶部１３０に記憶させることで、出力データ１３２を更新する。
【０１６２】
以上により、本発明の実施の形態２に係る日射量推定装置１００が所定の時刻での所定の地点における日射量を推定する処理は、終了する。
【０１６３】
なお、日射量推定装置１００は、観測地点の緯度及び測定時刻の双方に依存しないように日射強度を規格化してから、時空間クリギングを適用することとしたが、観測地点の緯度及び測定時刻のいずれか一方に依存しないように日射強度を規格化してから、時空間クリギングを適用することにしてもよい。
【０１６４】
以上のように、本発明の実施の形態２に係る日射量推定装置１００によれば、測定時刻及び観測地点の緯度のうちの少なくとも１つの値に応じて補正された第一日射指示値と第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。つまり、第一日射指示値及び第二日射指示値は、測定時刻や観測地点の緯度によって変化するため、測定時刻や観測地点の緯度に応じて補正する必要がある。このため、日射量推定装置１００は、この補正された第一日射指示値と第二日射指示値とを用いることで、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１６５】
また、日射量推定装置１００は、大気上端における理論日射強度に対する観測地点における日射強度の割合を晴天指数とした場合に、第一時刻での第一地点における晴天指数を第一日射指示値とし、第二時刻での第二地点における晴天指数を第二日射指示値として、第一日射指示値と第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。つまり、日射量推定装置１００は、観測地点における日射強度を大気上端における理論日射強度で規格化する。これにより、日射量推定装置１００は、測定時刻や観測地点の緯度による影響を受けることなく、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１６６】
また、日射量推定装置１００は、観測地点における日射強度から晴天指数を算出することで関数を取得し、当該関数を用いて、時空間クリギングによって所定の時刻での所定の地点における晴天指数を算出することで、所定の時刻での所定の地点における日射強度を算出する。つまり、日射量推定装置１００は、観測地点における日射強度を晴天指数に変換し、変換した晴天指数から得られた関数を用いて所定の時刻での所定の地点における晴天指数を算出し、算出した晴天指数を日射強度に変換する。これにより、日射量推定装置１００は、晴天指数を用いて計算を行うことで、測定時刻や観測地点の緯度などによる影響を受けることなく、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１６７】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る日射量推定装置１００について、説明する。上記実施の形態２では、日射量推定装置１００は、観測地点の緯度や測定時刻に依存しないように日射強度を規格化してから、時空間クリギングを適用することとした。
【０１６８】
しかし、観測地点の緯度や測定時刻のみならず、観測地点の経度によっても日射強度が異なる。このため、本実施の形態３では、日射量推定装置１００は、観測地点の経度に依存しないように日射強度を規格化してから、時空間クリギングを適用する。
【０１６９】
つまり、関数取得部１１０は、観測地点の経度に応じて晴天指数を補正することで、第一地点の経度に応じてさらに補正された第一日射指示値と、第二地点の経度に応じてさらに補正された第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。
【０１７０】
具体的には、関数取得部１１０は、上記の式１２の南中時刻Ｈｎを以下の式１３を用いて算出することにより、晴天指数を補正する。なお、Ｈｎｂは、基準地点の南中時刻を示し、ｌｏｎｂは、基準地点の経度を示し、ｌｏｎｎは、観測地点の経度を示している。ここで、基準地点とは、基準となる地点であり、南中時刻が正確に分かる地点であれば、どこに設定してもかまわない。
【０１７１】
【数１０】
0005802481.tif 000011
【０１７２】
以上のように、本発明の実施の形態３に係る日射量推定装置１００によれば、観測地点の経度に応じて晴天指数を補正することで、観測地点の経度に応じてさらに補正された第一日射指示値と第二日射指示値との相関を示す関数を取得する。つまり、日射量推定装置１００は、観測地点の経度に応じて第一日射指示値と第二日射指示値とを補正することで、観測地点の経度による影響を受けることなく、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる。
【０１７３】
なお、本発明は、このような日射量推定装置１００として実現することができるだけでなく、日射量推定装置１００と、第一地点に設置され、第一時刻に日射強度を測定し、測定した当該日射強度を日射量推定装置１００に出力する第一日射量計と、第二地点に設置され、第二時刻に日射強度を測定し、測定した当該日射強度を日射量推定装置１００に出力する第二日射量計とを備える日射量推定システム１０としても実現することができる。
【０１７４】
また、本発明は、日射量推定装置１００に含まれる処理部が行う特徴的な処理をステップとする日射量推定方法としても実現することができる。また、当該日射量推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムや集積回路として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【０１７５】
以上、本発明の実施の形態に係る日射量推定装置１００及び日射量推定システム１０について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１７６】
つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明は、高い空間分解能及び時間分解能で、所定の時刻での所定の地点における日射量を精度良く推定することができる日射量推定装置等に適用できる。また、現在の日射量を推定することができるだけではなく、短時間先の日射量を推定することもでき、推定した日射量を用いて、太陽光発電の導入量の分布（太陽光発電の設置場所の空隙率や偏在率）を考慮した太陽光発電の発電量を算出することができる日射量推定装置等に適用することもできる。
【符号の説明】
【０１７８】
１０    日射量推定システム
１００    日射量推定装置
１１０    関数取得部
１２０    日射量算出部
１３０    記憶部
１３１    入力データ
１３１ａ  日射量計設置点座標データ
１３１ｂ  日射量計データ
１３１ｃ  結果出力条件データ
１３２    出力データ
２００、２０１、２０２、２０３  日射量計
【図１】
0005802481.tif 000013
【図２】
0005802481.tif 000014
【図３Ａ】
0005802481.tif 000015
【図３Ｂ】
0005802481.tif 000016
【図４】
0005802481.tif 000017
【図５】
0005802481.tif 000018
【図６】
0005802481.tif 000019
【図７】
0005802481.tif 000020
【図８】
0005802481.tif 000021
【図９】
0005802481.tif 000022
【図１０】
0005802481.tif 000023
【図１１Ａ】
0005802481.tif 000024
【図１１Ｂ】
0005802481.tif 000025
【図１４】
0005802481.tif 000026
【図１５】
0005802481.tif 000027
【図１２】
0005802481.tif 000028
【図１３】
0005802481.tif 000029