(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置であって、
前記傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、前記傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、前記傾斜面の地点における水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、前記傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データとを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記傾斜面位置データと前記傾斜面法線データと前記水平面日射データと前記障害物データに基づき、日射強度または日射量の所定の日射成分毎に、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への日射成分の値を算出する日射成分算出手段と、
前記日射成分算出手段によって算出された前記日射成分を合計することにより、前記傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価手段と、
を備え、
前記日射成分算出手段は、前記日射成分の一つとして天空に一様に広がる成分である天空一様光成分を算出し、前記障害物データに基づいて、前記傾斜面と同一地点から望む天空のうち前記傾斜面自身と前記障害物とによって遮られることなく前記傾斜面から望むことができる前記天空の部分を非遮蔽天空部分として算出し、前記非遮蔽天空部分と前記天空一様光成分の値とに基づいて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への天空一様光成分を算出する天空一様光成分算出手段を有する、
ことを特徴とする日射評価装置。
【請求項２】
前記天空一様光成分算出手段は、前記水平面に対する天空一様光成分を算出し、前記天空全体を前記水平面に投影した第一投影面積と、前記非遮蔽天空部分を前記傾斜面に投影した第二投影面積とを算出して、前記第一投影面積と前記第二投影面積との比からなる混合天空率を算出し、前記水平面に対する天空一様光成分の値に前記混合天空率を乗じることにより、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への天空一様光成分を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の日射評価装置。
【請求項３】
前記天空一様光成分算出手段は、前記傾斜面に対する天空一様光成分を算出し、前記天空のうち前記傾斜面自身によって遮られることなく前記傾斜面から望むことのできる天空部分を前記傾斜面に投影した第三投影面積と、前記非遮蔽天空部分を前記傾斜面に投影した第四投影面積とを算出して、前記第三投影面積と前記第四投影面積との比からなる傾斜天空率を算出し、前記傾斜面に対する天空一様光成分の値に前記傾斜天空率を乗じることにより、前記障害物の影響を加味した前記傾斜面への天空一様光成分を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の日射評価装置。
【請求項４】
前記日射成分算出手段は、前記日射成分の一つとして、太陽周辺の空から届く光の成分として前記傾斜面に対する太陽周辺光成分を算出し、所定時間内において前記傾斜面から前記傾斜面自身に遮られることなく太陽を望むことができる時間に対する、前記所定時間内において前記傾斜面から前記傾斜面自身または前記障害物に遮られることなく太陽を望むことができる時間の比を算出し、当該比の値を前記所定時間内における前記傾斜面への太陽周辺光成分に乗じることにより、前記障害物の影響を加味した前記傾斜面への太陽周辺光成分を算出する太陽周辺光成分算出手段を有する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の日射評価装置。
【請求項５】
前記日射成分算出手段は、前記日射成分の一つとして、太陽周辺の空から届く光の成分として前記傾斜面に対する太陽周辺光成分を算出し、前記傾斜面の位置から、前記障害物によって遮られることなく太陽を望むことができる場合は１を、前記障害物によって太陽が遮られて望めない場合は０を、前記傾斜面への太陽周辺光成分に乗じることにより、前記傾斜面への前記障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を算出し、複数時刻における前記傾斜面への前記障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を積算することによって、所定時間内の前記傾斜面への前記障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を算出する太陽周辺光成分算出手段を有する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の日射評価装置。
【請求項６】
前記日射成分算出手段は、前記日射成分の一つとして、太陽周辺の空から届く光の成分として前記傾斜面に対する太陽周辺光成分を算出し、天空における太陽の位置を中心とする所定形状の太陽周辺領域を、前記傾斜面または地平水平面に遮られることなく前記傾斜面の位置から望むことのできる面積または立体角を第一面積として算出し、前記傾斜面と地平水平面と前記障害物とに遮られることなく前記太陽周辺領域を前記傾斜面から望むことのできる面積または立体角を第二面積として算出し、前記第一面積と前記第二面積との比の値を前記傾斜面への前記太陽周辺光成分に乗じることにより、前記傾斜面への前記障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を算出し、複数時刻における前記傾斜面への前記障害物の影響を加味した前記太陽周辺光成分を積算することによって、所定時間内の太陽周辺光成分を算出する太陽周辺光成分算出手段を有する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の日射評価装置。
【請求項７】
前記太陽周辺領域は、前記天空における太陽の位置を中心に視半径が１０°から３５°のいずれかの大きさを持つ円の領域である、
ことを特徴とする請求項６に記載の日射評価装置。
【請求項８】
傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置であって、
前記傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、前記傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、前記傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データと、水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、前記水平面日射データを計測した地球上での地点を特定できる日射計測位置データとを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記日射計測位置データと前記水平面日射データとに基づいて、前記日射計測地点における水平面、または法線が太陽の方向を向いている平面である法線面への日射強度または日射量に含まれる所定の日射成分を算出する日射成分算出手段と、
前記日射成分算出手段によって算出された前記日射計測地点における各前記日射成分を、前記傾斜面への値に変換すると共に、前記障害物データに基づいて前記障害物による影の影響を加味した値に変換する影影響算出手段と、
前記影影響算出手段によって算出された前記日射成分を合計することにより、前記障害物の影の影響を加味した前記傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価手段と、
を備え、
前記日射成分算出手段は、前記日射計測地点における日射強度または日射量から、前記日射成分として少なくとも、前記日射計測地点における法線面への直達光成分と、前記日射計測地点における前記水平面への天空に一様に広がる天空一様光成分とを算出し、
前記影影響算出手段は、
前記日射成分算出手段によって算出された前記日射計測地点における法線面への直達光成分に基づいて、前記傾斜面への直達光成分を算出し、前記障害物データに基づいて、前記傾斜面の地点から前記障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに応じて前記傾斜面への直達光成分の値を変動させて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への直達光成分を算出し、
前記日射成分算出手段によって算出された、前記日射計測地点における水平面への天空一様光成分に基づいて、前記傾斜面への天空一様光成分を算出するとともに、前記傾斜面から前記障害物によって遮られることなく望むことができる前記天空部分を前記障害物データに基づいて算出し、これら算出した値に基づいて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への天空一様光成分を算出する、
ことを特徴とする日射評価装置。
【請求項９】
傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置により実行される日射評価方法であって、
前記日射評価装置が、前記傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、前記傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、前記傾斜面の地点における水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、前記傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データとを取得する取得ステップと、
前記日射評価装置が、前記取得ステップにおいて取得された前記傾斜面位置データと前記傾斜面法線データと前記水平面日射データと前記障害物データに基づき、日射強度または日射量の所定の日射成分毎に、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への日射成分の値を算出する日射成分算出ステップと、
前記日射評価装置が、前記日射成分算出ステップにおいて算出された前記日射成分を合計することにより、前記傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価ステップと、
を含み、
前記日射成分算出ステップは、前記日射成分の一つとして天空に一様に広がる成分である天空一様光成分を算出し、前記障害物データに基づいて、前記傾斜面と同一地点から望む天空のうち前記傾斜面自身と前記障害物とによって遮られることなく前記傾斜面から望むことができる前記天空の部分を非遮蔽天空部分として算出し、前記非遮蔽天空部分と前記天空一様光成分の値とに基づいて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への天空一様光成分を算出する天空一様光成分算出ステップを含む、
ことを特徴とする日射評価方法。
【請求項１０】
傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価プログラムであって、コンピュータを、
前記傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、前記傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、前記傾斜面の地点における水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、前記傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データとを取得する取得手段、
前記取得手段において取得された前記傾斜面位置データと前記傾斜面法線データと前記水平面日射データと前記障害物データに基づき、日射強度または日射量の所定の日射成分毎に、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への日射成分の値を算出する日射成分算出手段、
及び、前記日射成分算出手段において算出された前記日射成分を合計することにより、前記傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価手段、
として動作させ、
前記日射成分算出手段は、前記日射成分の一つとして天空に一様に広がる成分である天空一様光成分を算出し、前記障害物データに基づいて、前記傾斜面と同一地点から望む天空のうち前記傾斜面自身と前記障害物とによって遮られることなく前記傾斜面から望むことができる前記天空の部分を非遮蔽天空部分として算出し、前記非遮蔽天空部分と前記天空一様光成分の値とに基づいて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への天空一様光成分を算出する天空一様光成分算出手段を含む、
ことを特徴とする日射評価プログラム。
【請求項１１】
傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置により実行される日射評価方法であって、
前記日射評価装置が、前記傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、前記傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、前記傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データと、水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、前記水平面日射データを計測した地球上での地点を特定できる日射計測位置データとを取得する取得ステップと、
前記日射評価装置が、前記取得ステップにおいて取得された前記日射計測位置データと前記水平面日射データとに基づいて、前記日射計測地点における水平面、または法線が太陽の方向を向いている平面である法線面への日射強度または日射量に含まれる所定の日射成分を算出する日射成分算出ステップと、
前記日射評価装置が、前記日射成分算出ステップにおいて算出された前記日射計測地点における各前記日射成分を、前記傾斜面への値に変換すると共に、前記障害物データに基づいて前記障害物による影の影響を加味した値に変換する影影響算出ステップと、
前記日射評価装置が、前記影影響算出ステップにおいて算出された前記日射成分を合計することにより、前記障害物の影の影響を加味した前記傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価ステップと、
を含み、
前記日射成分算出ステップは、前記日射計測地点における日射強度または日射量から、前記日射成分として少なくとも、前記日射計測地点における法線面への直達光成分と、前記日射計測地点における前記水平面への天空に一様に広がる天空一様光成分とを算出し、
前記影影響算出ステップは、
前記日射成分算出ステップにおいて算出された前記日射計測地点における法線面への直達光成分に基づいて、前記傾斜面への直達光成分を算出し、前記障害物データに基づいて、前記傾斜面の地点から前記障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに応じて前記傾斜面への直達光成分の値を変動させて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への直達光成分を算出し、
前記日射成分算出ステップにおいて算出された、前記日射計測地点における水平面への天空一様光成分に基づいて、前記傾斜面への天空一様光成分を算出するとともに、前記傾斜面から前記障害物によって遮られることなく望むことができる前記天空部分を前記障害物データに基づいて算出し、これら算出した値に基づいて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への天空一様光成分を算出する、
ことを特徴とする日射評価方法。
【請求項１２】
傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価プログラムであって、コンピュータを、
前記傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、前記傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、前記傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データと、水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、前記水平面日射データを計測した地球上での地点を特定できる日射計測位置データとを取得する取得手段、
前記取得手段において取得された前記日射計測位置データと前記水平面日射データとに基づいて、前記日射計測地点における水平面、または法線が太陽の方向を向いている平面である法線面への日射強度または日射量に含まれる所定の日射成分を算出する日射成分算出手段、
前記日射成分算出手段において算出された前記日射計測地点における各前記日射成分を、前記傾斜面への値に変換すると共に、前記障害物データに基づいて前記障害物による影の影響を加味した値に変換する影影響算出手段、
前記影影響算出手段において算出された前記日射成分を合計することにより、前記障害物の影の影響を加味した前記傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価手段、
として動作させ、
前記日射成分算出手段は、前記日射計測地点における日射強度または日射量から、前記日射成分として少なくとも、前記日射計測地点における法線面への直達光成分と、前記日射計測地点における前記水平面への天空に一様に広がる天空一様光成分とを算出し、
前記影影響算出手段は、
前記日射成分算出手段において算出された前記日射計測地点における法線面への直達光成分に基づいて、前記傾斜面への直達光成分を算出し、前記障害物データに基づいて、前記傾斜面の地点から前記障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに応じて前記傾斜面への直達光成分の値を変動させて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への直達光成分を算出し、
前記日射成分算出手段において算出された、前記日射計測地点における水平面への天空一様光成分に基づいて、前記傾斜面への天空一様光成分を算出するとともに、前記傾斜面から前記障害物によって遮られることなく望むことができる前記天空部分を前記障害物データに基づいて算出し、これら算出した値に基づいて、前記障害物による影の影響を加味した前記傾斜面への天空一様光成分を算出する、
ことを特徴とする日射評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物の影響を加味した、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置、日射評価方法及び日射評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムの設置に先立ち、期待される発電量を、シミュレーションによって予測することは、設置の可否を判断するために重要である。また、既に設置されているシステムが、正常に発電しているか否かを判断するためも期待される発電量をシミュレーションすることは重要である。
【０００３】
ここで、太陽光発電システムの発電量シミュレーション等においては、任意の方位、仰角を持つ傾斜面に対する日射強度または日射量を、水平面の日射強度または日射量から計算によって推定することが有効である。なぜならば、水平面の日射強度または日射量は、種々の地域に対してデータが整備されているからである。任意の方位、仰角を持つ傾斜面に対する日射強度または日射量を、水平面の日射強度または日射量から計算によって推定するため、種々のモデルとそれに基づく計算方法がこれまで提案されてきた。
【０００４】
例えば、下記非特許文献１及び２には、傾斜面への日射を、太陽からの直達光、天空から来る天空散乱光、及び地表から来る地表散乱光の３成分に分離し、さらに天空散乱光を、太陽周辺の空から来る太陽周辺光、天空一様に広がる天空一様光、及び地平線水平線から来る地平水平光の３サブ成分に分離して考え、それらの成分に基づき、傾斜面への日射強度または日射量を推定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】R.Perez et al., A newsimplified version of the Perez diffuse irradiance model for tilted surfaces,Sol. Energy 39(3),221-231(1987).
【０００６】
【非特許文献２】ＮＥＤＯ報告書  平成１７年度太陽光発電システム共通基盤技術研究開発  「標準日射データの地理的分解能向上に関する調査研究」  Ｈ１８年３月  （財）日本気象協会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の日射強度または日射量推定方法は、雲など気象現象による日射の低下は、予め与えられる水平面日射データに既に盛り込まれているが、対象として考えている傾斜面への日射を遮る障害物（たとえば建築物、樹木等）の影響は考慮されていない。すなわち、計算の基礎となる水平面に対する日射強度または日射量は、もともと日射を遮る障害物が無い場所を選択してデータが取得されており、傾斜面への日射強度または日射量を推定するモデルにおいても、日射を遮るものは存在しない前提である。
【０００８】
しかしながら、太陽光発電システムが実際に設置される場所において、日射を遮るものが全く無いことは例外的であり、直達光、天空散乱光の幾許かは、障害物によって遮られ、その結果太陽電池面の日射強度または日射量は低下をきたしていることが殆どである。
【０００９】
しかし従来、障害物による日射低下を定量的に評価して、日射強度または日射量を推定する有効かつ簡易な方法が見出されていなかったため、以下に述べる様な便宜的な手法が採られていた。すなわち、注目している面と太陽を結んだ間に、建物や樹木等の障害物が存在するか否かを判定し、存在する場合は、「影あり」存在しない場合は「影なし」と判定する。「影あり」と判定された場合は、予め設定された率に従って日射強度または日射量を減じ、「影なし」と判定された場合は、日射強度または日射量は計算値をそのまま使用する。
【００１０】
しかし、この方法には以下の様な問題点があり、影が存在する場合の日射強度または日射量を推定する方法としては不十分である。すなわち、注目している面と太陽を結んだ間に障害物が存在しなかった場合でも、天空散乱光を遮る障害物が存在していた場合、実際には日射強度または日射量は低下しているが、この手法ではその影響は一切考慮されていない。また、注目している面と太陽を結んだ間に障害物が存在する場合、日射強度または日射量は予め設定された率に従って減じられることになる。しかし、実際にはその状況、たとえばその時の直達光と散乱光の比率や、日射強度または日射量を推定する場所から障害物を見込む立体角等によって、障害物の影響は種々変化し、一律に設定値によって減じる方法では正確な値を得ることは困難である。
【００１１】
これに対して、障害物の配置状況を基に、光線追跡法を使用することで、注目している面への日射強度または日射量を推定する方法も考えることができる。しかし光線追跡方では、注目している面から直接望むことができない障害物面に対しても、光学的性質、例えばＢＳＤＦ（Bidirectional Scattering DistributionFactor）を定義することが必要であり、シミュレーションを実施するための構造定義が煩雑かつ時間を要するものとなる。また、光線追跡法はその実行段階においても計算時間が長くなる等の課題があるため、これらの課題を解決した計算方法が望まれてきた。
【００１２】
本発明は上記課題解決のためになされたものであり、傾斜面への日射強度または日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、簡便に算出することが可能な日射評価装置、日射評価方法及び日射評価プログラム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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の日射評価装置は、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置であって、傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、傾斜面の地点における水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データとを取得する取得手段と、取得手段によって取得された傾斜面位置データと傾斜面法線データと水平面日射データと障害物データに基づき、日射強度または日射量の所定の日射成分毎に、障害物による影の影響を加味した傾斜面への日射成分の値を算出する日射成分算出手段と、日射成分算出手段によって算出された日射成分を合計することにより、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価手段と、を備え、日射成分算出手段は、日射成分の一つとして天空に一様に広がる成分である天空一様光成分を算出し、障害物データに基づいて、傾斜面と同一地点から望む天空のうち傾斜面自身と障害物とによって遮られることなく傾斜面から望むことができる天空の部分を非遮蔽天空部分として算出し、非遮蔽天空部分と天空一様光成分の値とに基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する天空一様光成分算出手段を有している。
【００１４】
また、本発明の日射評価方法は、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置により実行される日射評価方法であって、日射評価装置が、傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、傾斜面の地点における水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データとを取得する取得ステップと、日射評価装置が、取得ステップにおいて取得された傾斜面位置データと傾斜面法線データと水平面日射データと障害物データに基づき、日射強度または日射量の所定の日射成分毎に、障害物による影の影響を加味した傾斜面への日射成分の値を算出する日射成分算出ステップと、日射評価装置が、日射成分算出ステップにおいて算出された日射成分を合計することにより、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価ステップと、を含み、日射成分算出ステップは、日射成分の一つとして天空に一様に広がる成分である天空一様光成分を算出し、障害物データに基づいて、傾斜面と同一地点から望む天空のうち傾斜面自身と障害物とによって遮られることなく傾斜面から望むことができる天空の部分を非遮蔽天空部分として算出し、非遮蔽天空部分と天空一様光成分の値とに基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する天空一様光成分算出ステップを含んでいる。
【００１５】
また、本発明の日射評価プログラムは、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価プログラムであって、コンピュータを、傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、傾斜面の地点における水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データとを取得する取得手段、取得手段において取得された傾斜面位置データと傾斜面法線データと水平面日射データと障害物データに基づき、日射強度または日射量の所定の日射成分毎に、障害物による影の影響を加味した傾斜面への日射成分の値を算出する日射成分算出手段、及び、日射成分算出手段において算出された日射成分を合計することにより、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価手段、として動作させ、日射成分算出手段は、日射成分の一つとして天空に一様に広がる成分である天空一様光成分を算出し、障害物データに基づいて、傾斜面と同一地点から望む天空のうち傾斜面自身と障害物とによって遮られることなく傾斜面から望むことができる天空の部分を非遮蔽天空部分として算出し、非遮蔽天空部分と天空一様光成分の値とに基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する天空一様光成分算出手段を含んでいる。
【００１６】
このような本発明によれば、一般的に利用できる水平面日射データに基づいて傾斜面への日射強度または日射量を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を簡便に算出することができる。また、日射成分毎に障害物による影の影響を加味した傾斜面への当該日射成分の値を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を周辺の障害物の影響を考慮しつつ、日射成分毎に正確かつ簡便に算出することができる。さらに、非遮蔽天空部分と、傾斜面または水平面への天空一様光成分の値とに基づいて障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を周辺の障害物の影響を考慮しつつ、天空一様光成分を正確かつ簡便に算出することができる。
【００１７】
また、本発明の日射評価装置において、天空一様光成分算出手段は、水平面に対する天空一様光成分を算出し、天空全体を水平面に投影した第一投影面積と、非遮蔽天空部分を傾斜面に投影した第二投影面積とを算出して、第一投影面積と第二投影面積との比からなる混合天空率を算出し、水平面に対する天空一様光成分の値に混合天空率を乗じることにより、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出することが好適である。
【００１８】
このような本発明によれば、容易に算出できる第一投影面積と第二投影面積とに基づいて障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、正確かつ簡便に算出することができる。
【００１９】
また、本発明の日射評価装置において、天空一様光成分算出手段は、傾斜面に対する天空一様光成分を算出し、天空のうち傾斜面自身によって遮られることなく傾斜面から望むことのできる天空部分を傾斜面に投影した第三投影面積と、非遮蔽天空部分を傾斜面に投影した第四投影面積とを算出して、第三投影面積と第四投影面積との比からなる傾斜天空率を算出し、傾斜面に対する天空一様光成分の値に傾斜天空率を乗じることにより、障害物の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出することが好適である。
【００２０】
このような本発明によれば、容易に算出できる第三投影面積と第四投影面積とに基づいて障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、正確かつ簡便に算出することができる。
【００２１】
また、本発明の日射評価装置において、日射成分算出手段は、日射成分の一つとして、太陽周辺の空から届く光の成分として傾斜面に対する太陽周辺光成分を算出し、所定時間内において傾斜面から傾斜面自身に遮られることなく太陽を望むことができる時間に対する、所定時間内において傾斜面から傾斜面自身または障害物に遮られることなく太陽を望むことができる時間の比を算出し、当該比の値を所定時間内における傾斜面への太陽周辺光成分に乗じることにより、障害物の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を算出する太陽周辺光成分算出手段を有することが好適である。
【００２２】
このような本発明によれば、容易に算出できる所定時間内において傾斜面から傾斜面自身に遮られることなく太陽を望むことができる時間と、所定時間内において傾斜面から傾斜面自身または障害物に遮られることなく太陽を望むことができる時間とに基づいて、障害物の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を算出する。これにより、傾斜面への日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、正確かつ簡便に算出することができる。
【００２３】
また、本発明の日射評価装置において、日射成分算出手段は、日射成分の一つとして、太陽周辺の空から届く光の成分として傾斜面に対する太陽周辺光成分を算出し、傾斜面の位置から、障害物によって遮られることなく太陽を望むことができる場合は１を、障害物によって太陽が遮られて望めない場合は０を、傾斜面への太陽周辺光成分に乗じることにより、傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を算出し、複数時刻における傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を積算することによって、所定時間内の傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を算出する太陽周辺光成分算出手段を有することが好適である。
【００２４】
このような本発明によれば、当該時刻において、傾斜面の位置から、障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに基づいて、所定時間内の傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を算出する。これにより、傾斜面への日射強度または日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、正確かつ簡便に算出することができる。
【００２５】
また、本発明の日射評価装置において、日射成分算出手段は、日射成分の一つとして、太陽周辺の空から届く光の成分として傾斜面に対する太陽周辺光成分を算出し、天空における太陽の位置を中心とする所定形状の太陽周辺領域を、傾斜面または地平水平面に遮られることなく傾斜面の位置から望むことのできる面積または立体角を第一面積として算出し、傾斜面と地平水平面と障害物とに遮られることなく太陽周辺領域を傾斜面から望むことのできる面積または立体角を第二面積として算出し、第一面積と第二面積との比の値を傾斜面への太陽周辺光成分に乗じることにより、傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を算出し、複数時刻における傾斜面への障害物の影響を加味した太陽周辺光成分を積算することによって、所定時間内の太陽周辺光成分を算出する太陽周辺光成分算出手段を有することが好適である。
【００２６】
このような本発明によれば、容易に算出できる第一面積と第二面積とに基づいて障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、正確かつ簡便に算出することができる。
【００２７】
また、本発明の日射評価装置において、太陽周辺領域は、天空における太陽の位置を中心に視半径が１０°から３５°のいずれかの大きさを持つ円の領域であることが好適である。
【００２８】
このような本発明により、太陽周辺領域が具体化された。
【００２９】
本発明の日射評価装置は、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置であって、傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データと、水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、水平面日射データを計測した地球上での地点を特定できる日射計測位置データとを取得する取得手段と、取得手段によって取得された日射計測位置データと水平面日射データとに基づいて、日射計測地点における水平面、または法線が太陽の方向を向いている平面である法線面への日射強度または日射量に含まれる所定の日射成分を算出する日射成分算出手段と、日射成分算出手段によって算出された日射計測地点における各日射成分を、傾斜面への値に変換すると共に、障害物データに基づいて障害物による影の影響を加味した値に変換する影影響算出手段と、影影響算出手段によって算出された日射成分を合計することにより、障害物の影の影響を加味した傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価手段と、を備え、日射成分算出手段は、日射計測地点における日射強度または日射量から、日射成分として少なくとも、日射計測地点における法線面への直達光成分と、日射計測地点における水平面への天空に一様に広がる天空一様光成分とを算出し、影影響算出手段は、日射成分算出手段によって算出された日射計測地点における法線面への直達光成分に基づいて、傾斜面への直達光成分を算出し、障害物データに基づいて、傾斜面の地点から障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに応じて傾斜面への直達光成分の値を変動させて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出し、日射成分算出手段によって算出された、日射計測地点における水平面への天空一様光成分に基づいて、傾斜面への天空一様光成分を算出するとともに、傾斜面から障害物によって遮られることなく望むことができる天空部分を障害物データに基づいて算出し、これら算出した値に基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する。
【００３０】
また、本発明の日射評価方法は、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価装置により実行される日射評価方法であって、日射評価装置が、傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データと、水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、水平面日射データを計測した地球上での地点を特定できる日射計測位置データとを取得する取得ステップと、日射評価装置が、取得ステップにおいて取得された日射計測位置データと水平面日射データとに基づいて、日射計測地点における水平面、または法線が太陽の方向を向いている平面である法線面への日射強度または日射量に含まれる所定の日射成分を算出する日射成分算出ステップと、日射評価装置が、日射成分算出ステップにおいて算出された日射計測地点における各日射成分を、傾斜面への値に変換すると共に、障害物データに基づいて障害物による影の影響を加味した値に変換する影影響算出ステップと、日射評価装置が、影影響算出ステップにおいて算出された日射成分を合計することにより、障害物の影の影響を加味した傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価ステップと、を含み、日射成分算出ステップは、日射計測地点における日射強度または日射量から、日射成分として少なくとも、日射計測地点における法線面への直達光成分と、日射計測地点における水平面への天空に一様に広がる天空一様光成分とを算出し、影影響算出ステップは、日射成分算出ステップにおいて算出された日射計測地点における法線面への直達光成分に基づいて、傾斜面への直達光成分を算出し、障害物データに基づいて、傾斜面の地点から障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに応じて傾斜面への直達光成分の値を変動させて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出し、日射成分算出ステップにおいて算出された、日射計測地点における水平面への天空一様光成分に基づいて、傾斜面への天空一様光成分を算出するとともに、傾斜面から障害物によって遮られることなく望むことができる天空部分を障害物データに基づいて算出し、これら算出した値に基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する。
【００３１】
また、本発明の日射評価プログラムは、傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価プログラムであって、コンピュータを、傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データと、傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データと、傾斜面への日射を遮る障害物の位置及び形状に関する障害物データと、水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データと、水平面日射データを計測した地球上での地点を特定できる日射計測位置データとを取得する取得手段、取得手段において取得された日射計測位置データと水平面日射データとに基づいて、日射計測地点における水平面、または法線が太陽の方向を向いている平面である法線面への日射強度または日射量に含まれる所定の日射成分を算出する日射成分算出手段、日射成分算出手段において算出された日射計測地点における各日射成分を、傾斜面への値に変換すると共に、障害物データに基づいて障害物による影の影響を加味した値に変換する影影響算出手段、影影響算出手段において算出された日射成分を合計することにより、障害物の影の影響を加味した傾斜面への日射強度または日射量を算出する日射評価手段、として動作させ、日射成分算出手段は、日射計測地点における日射強度または日射量から、日射成分として少なくとも、日射計測地点における法線面への直達光成分と、日射計測地点における水平面への天空に一様に広がる天空一様光成分とを算出し、影影響算出手段は、日射成分算出手段において算出された日射計測地点における法線面への直達光成分に基づいて、傾斜面への直達光成分を算出し、障害物データに基づいて、傾斜面の地点から障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに応じて傾斜面への直達光成分の値を変動させて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出し、日射成分算出手段において算出された、日射計測地点における水平面への天空一様光成分に基づいて、傾斜面への天空一様光成分を算出するとともに、傾斜面から障害物によって遮られることなく望むことができる天空部分を障害物データに基づいて算出し、これら算出した値に基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する。
【００３２】
このような本発明によれば、傾斜面の地点と日射計測位置とが異なる場合でも、一般的に利用できる日射計測位置における水平面日射データに基づいて傾斜面への日射強度または日射量を算出することができる。これにより、傾斜面への日射強度または日射量を簡便に算出することができる。また、日射成分毎に障害物による影の影響を加味した傾斜面への当該日射成分の値を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を周辺の障害物の影響を考慮しつつ、日射成分毎に正確かつ簡便に算出することができる。さらに、障害物データに基づいて傾斜面の地点から障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに応じて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、簡便に算出することができる。また、傾斜面から障害物によって遮られることなく望むことができる天空部分を障害物データに基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出するため、傾斜面への日射強度または日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、天空一様光成分を正確かつ簡便に算出することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、傾斜面への日射強度または日射量を、周辺の障害物の影響を考慮しつつ、簡便に算出することが可能な日射評価装置、日射評価方法及び日射評価プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態の日射評価装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図２】第１実施形態及び第２実施形態の日射評価装置のハードウェア構成図である。
【図３】第１実施形態の日射評価装置の処理を示すフローチャート図である。
【図４】第１実施形態において算出される第一投影面積及び第二投影面積を示す概念図である。
【図５】第１実施形態において算出される第三投影面積及び第四投影面積を示す概念図である。
【図６】第１実施形態の計算例におけるεと各種Ｆ’との関係を示すテーブル図である。
【図７】第２実施形態の日射評価装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図８】第２実施形態の日射評価装置の処理を示すフローチャート図である。
【図９】第１実施形態及び第２実施形態の計算例における障害物の位置を示す図である。
【図１０】第１実施形態の計算例における計算対象地点を真上から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照しつつ本発明に係わる日射評価装置、日射評価方法及び日射評価プログラムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３６】
（第１実施形態：全体構成）
図１は、第１実施形態の日射評価装置１の構成を示す機能ブロック図である。日射評価装置１は、傾斜面への日射強度または日射量を算出する装置である。日射強度とは、単位時間に単位面積が太陽から受ける放射エネルギー（ＭＪ／ｈｍ２）をいい、日射量とは、単位面積が太陽から受ける放射エネルギー（ＭＪ／ｍ２）をいう。また、傾斜面とは、その中心点の地球上の位置（傾斜面地点）と法線ベクトルとから特定される平面をいう。本第１実施形態は、傾斜面の地点における水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データが取得できる場合における、日射評価装置１による傾斜面への日射強度または日射量の算出の実施形態である。図１に示される通り、この日射評価装置１は、機能構成として、取得部２（取得手段）、日射成分算出部３（日射成分算出手段）及び日射評価部４（日射評価手段）を含んで構成されている。さらに、日射成分算出部３は、図１に示される通り、直達光成分算出部３０、天空一様光成分算出部３１（天空一様光成分算出手段）、太陽周辺光成分算出部３２（太陽周辺光成分算出手段）、地平水平光成分算出部３３、及び地表散乱光成分算出部３４を含んで構成されている。
【００３７】
日射評価装置１は、ＣＰＵ等のハードウェアから構成されているものである。図２は、日射評価装置１のハードウェア構成図である。図１に示される日射評価装置１は、物理的には、図２に示すように、ＣＰＵ６１、主記憶装置であるＲＡＭ６２及びＲＯＭ６３、入力デバイスであるキーボード等の入力装置６４、ディスプレイ等の出力装置６５、データ送受信デバイスである通信モジュール６６、及びハードディスク等の補助記憶装置６７等を含むコンピュータシステムとして構成されている。図１に示す各機能ブロックの機能は、図２に示すＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ６１の制御のもとで入力装置６４、出力装置６５、通信モジュール６６を動作させるとともに、ＲＡＭ６２や補助記憶装置６７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００３８】
以下、図１に示す機能ブロックに基づいて、日射評価装置１の各機能ブロックを説明する。
【００３９】
取得部２は、入力装置６４または通信モジュール６６を介して、日射強度または日射量を算出するための各種データを取得する。例えば、取得部２は、傾斜面の地球上での位置（即ち傾斜面地点）を特定できる傾斜面位置データを取得する。また、取得部２は、傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データを取得する。また、取得部２は、傾斜面地点における水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データを取得する。また、取得部２は、傾斜面への日射を遮る障害物の位置、形状、大きさ、方向等に関する障害物データを取得する。また、取得部２は、計算対象期間を特定するための日時データを取得する。
【００４０】
日射成分算出部３は、取得部２によって取得された傾斜面位置データと傾斜面法線データと水平面日射データと障害物データと日時データとに基づいて、日射強度または日射量の所定の日射成分毎に、障害物による影の影響を加味した傾斜面への当該日射成分の値を算出する。
【００４１】
本実施形態においては、日射成分として、太陽から直線的に届く光の成分である直達光成分、天空に一様に広がる光の成分である天空一様光成分、太陽周辺の空から届く光の成分である太陽周辺光成分、地平線水平線から届く光の成分である地平水平光成分、及び地表から散乱されて届く光の成分である地表散乱光成分を算出する例を説明する。
【００４２】
直達光成分算出部３０は、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分の値を算出する。天空一様光成分算出部３１は、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分の値を算出する。太陽周辺光成分算出部３２は、障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分の値を算出する。地平水平光成分算出部３３は、障害物による影の影響を加味した傾斜面への地平水平光成分の値を算出する。
【００４３】
日射評価部４は、日射成分算出部３において算出された日射成分を合計することにより、傾斜面への日射強度または日射量を算出する。
【００４４】
（第１実施形態：全体処理）
次に、日射評価装置１の処理について説明する。図３は、日射評価装置１の処理を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、取得部２が、傾斜面位置データ、傾斜面法線データ、水平面日射データ、日時データ、及び障害物データを取得する（Ｓ５０、取得ステップ）。Ｓ５０の後、直達光成分算出部３０が、傾斜面地点における無影時の傾斜面への直達光成分を算出する（Ｓ５１）。更に直達光成分算出部３０は、Ｓ５１の後、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出する（Ｓ５２）。
【００４６】
また、Ｓ５０の後、天空一様光成分算出部３１が、傾斜面地点における無影時の傾斜面または水平面への天空一様光成分を算出する（Ｓ５３）。更に天空一様光成分算出部３１は、Ｓ５３の後、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する（Ｓ５４）。
【００４７】
また、Ｓ５０の後、太陽周辺光成分算出部３２が、傾斜面地点における無影時の傾斜面への太陽周辺光成分を算出する（Ｓ５５）。更に太陽周辺光成分算出部３２は、Ｓ５５の後、障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を算出する（Ｓ５６）。
【００４８】
また、Ｓ５０の後、地平水平光成分算出部３３が、傾斜面地点における無影時の傾斜面または水平面への地平水平光成分を算出する（Ｓ５７）。更に地平水平光成分算出部３３は、Ｓ５７の後、障害物による影の影響を加味した傾斜面への地平水平光成分を算出する（Ｓ５８）。
【００４９】
また、Ｓ５０の後、地表散乱光成分算出部３４が、傾斜面地点における無影時の傾斜面への地表散乱光成分を算出する（Ｓ５９）。
【００５０】
そして、日射評価部４が、Ｓ５２にて算出された障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分、Ｓ５４にて算出された障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分、Ｓ５６にて算出された障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分、Ｓ５８にて算出された障害物による影の影響を加味した傾斜面への地平水平光成分、及びＳ５９にて算出された地表散乱光成分を合計することにより、傾斜面への日射強度または日射量を算出する。
【００５１】
なお、直達光成分の算出処理（Ｓ５１及びＳ５２）、天空一様光成分の算出処理（Ｓ５３及びＳ５４）、太陽周辺光成分の算出処理（Ｓ５５及びＳ５６）、地平水平光成分の算出処理（Ｓ５７及びＳ５８）、及び地表散乱光成分の算出処理（Ｓ５９）について、いずれか一つ以上の算出処理を省略することができる。あるいは、これら日射成分に、その他の日射成分を加えて障害物による影の影響を加味した傾斜面への日射強度または日射量を算出する構成にしてもよい。
【００５２】
（第１実施形態：直達光成分）
次に、図３のＳ５１及びＳ５２の処理の詳細について説明する。まず、Ｓ５１において、直達光成分算出部３０は、以下の３つのデータを算出する。１つ目は、取得部２によって取得された水平面日射データに含まれる水平面直達光成分である。２つ目は、取得部２によって取得された傾斜面位置データ及び日時データに基づいて算出された太陽の方位・高度である。３つ目は、太陽の方位・高度、及び取得部２によって取得された傾斜面法線データに基づいて算出された太陽光の傾斜面に対する入射角である。日射成分算出部３は、以上の３つのデータに基づいて、無影時の傾斜面への直達光成分を算出する。
【００５３】
続いて、Ｓ５２において、直達光成分算出部３０は、Ｓ５１で算出した太陽の方位・高度、及び取得部２によって取得された障害物データに基づいて、直達光が障害物によって遮られるか否かを判定する。直達光成分算出部３０は、直達光が障害物によって遮られる場合は０として、直達光が障害物によって遮られない場合は無影時の値と等しい値として、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出する。
【００５４】
（第１実施形態：天空一様光成分）
次に、図３のＳ５３及びＳ５４の処理の詳細について説明する。まず、Ｓ５３において、天空一様光成分算出部３１は、Ｈａｙモデル（後述の文献３及び文献４参照）、Ｐｅｒｅｚモデル（後述の文献１及び文献２参照）、及びその他任意のモデルのうちいずれか１つのモデルに従い、傾斜面地点における無影時の水平面への天空一様光成分を算出する。Ｈａｙモデルでは、取得部２によって取得された水平面日射データ、日時データに基づいて算出された太陽の方位・高度に基づいて、無影時の水平面への天空一様光成分を算出する。Ｐｅｒｅｚモデルでは、取得部２によって取得された水平面日射データ、日時データに基づいて算出された太陽の方位・高度、及び取得部２によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の標高に基づいて、無影時の水平面への天空一様光成分を算出する。その他任意のモデルでは、取得部２によって取得された水平面日射データ、及びその他のデータに基づいて、無影時の水平面への天空一様光成分を算出する。
【００５５】
続いて、Ｓ５４において、天空一様光成分算出部３１は、取得部２によって取得された傾斜面法線データ及び障害物データに基づいて、傾斜面と同一地点から望む天空のうち傾斜面自身と障害物とによって遮られることなく傾斜面から望むことができる天空の部分を非遮蔽天空部分として算出する。次に、天空一様光成分算出部３１は、日射成分算出部３によって算出された無影時の水平面への天空一様光成分の値と、非遮蔽天空部分とに基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する。
【００５６】
天空一様光成分算出部３１が、無影時の水平面への天空一様光成分の値と、非遮蔽天空部分とに基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する際の具体例を図４を用いて説明する。図４において、Ｔは傾斜面、Ｈは傾斜面の地点における水平面、Ｂは傾斜面への日射を遮る障害物、Ｓは天空を示す。まず、天空一様光成分算出部３１は、天空Ｓ全体を水平面Ｈに投影した第一投影面積Ｐ１と、非遮蔽天空部分を傾斜面Ｔに投影した第二投影面積Ｐ２とを算出する。次に、天空一様光成分算出部３１は、第一投影面積Ｐ１と第二投影面積Ｐ２との比Ｐ２／Ｐ１からなる混合天空率を算出する。次に、天空一様光成分算出部３１は、水平面Ｈに対する天空一様光成分の値に混合天空率Ｐ２／Ｐ１を乗じることにより、障害物Ｂによる影の影響を加味した傾斜面Ｔへの天空一様光成分を算出する。
【００５７】
上記では、無影時の水平面への天空一様光成分を用いて障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分の算出方法を説明した。以下では、無影時の傾斜面への天空一様光成分を用いて計算する例を、図５を用いて説明する。
【００５８】
まず、Ｓ５３において、天空一様光成分算出部３１は、無影時の傾斜面への天空一様光成分を算出する。Ｈａｙモデルでは、取得部２によって取得された水平面日射データ、日時データに基づいて算出された太陽高度、及び取得部２によって取得された傾斜面法線データから算出された傾斜面の傾斜角に基づいて、無影時の傾斜面への天空一様光成分を算出する。Ｐｅｒｅｚモデルでは、取得部２によって取得された水平面日射データ、日時データに基づいて算出された太陽高度、傾斜面の傾斜角、日時、及び取得部２によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の標高に基づいて、無影時の傾斜面への天空一様光成分を算出する。
【００５９】
次に、Ｓ５４において、天空一様光成分算出部３１は、図５に示す天空Ｓのうち傾斜面Ｔ自身によって遮られることなく傾斜面Ｔから望むことのできる天空Ｓ部分を傾斜面Ｔに投影した第三投影面積Ｐ３と、非遮蔽天空部分を傾斜面Ｔに投影した第四投影面積Ｐ４とを算出する。次に、天空一様光成分算出部３１は、第三投影面積Ｐ３と第四投影面積Ｐ４との比Ｐ４／Ｐ３からなる傾斜天空率を算出する。次に、天空一様光成分算出部３１は、無影時の傾斜面Ｔへの天空一様光成分の値に傾斜天空率Ｐ４／Ｐ３を乗じることにより、障害物Ｂの影響を加味した傾斜面Ｔへの天空一様光成分を算出する。
【００６０】
（第１実施形態：太陽周辺光成分）
次に、図３のＳ５５及びＳ５６の処理の詳細について説明する。まず、Ｓ５５において、太陽周辺光成分算出部３２は、Ｈａｙモデル、Ｐｅｒｅｚモデル、及びその他任意のモデルのうちいずれか１つのモデルに従い、無影時の傾斜面への太陽周辺光成分を算出する。Ｈａｙモデルでは、取得部２によって取得された水平面日射データ及び傾斜面法線データ、日時データに基づいて算出された太陽高度・方位、及び取得部２によって取得された傾斜面法線データから算出された傾斜面の傾斜角に基づいて、無影時の傾斜面への太陽周辺光成分を、積算値（日射量）または瞬時値（日射強度）として算出する。Ｐｅｒｅｚモデルでは、取得部２によって取得された水平面日射データ及び傾斜面法線データ、日時データに基づいて算出された太陽高度・方位、日時、及び取得部２によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の標高に基づいて、無影時の傾斜面への太陽周辺光成分を、積算値（日射量）または瞬時値（日射強度）として算出する。その他任意のモデルでは、水平面日射データ及びその他のデータに基づいて、無影時の傾斜面への太陽周辺光成分を、積算値（日射量）または瞬時値（日射強度）として算出する。
【００６１】
以下、無影時の積算値（日射量）を用いて障害物の影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を計算する方法について説明する。Ｓ５６において、太陽周辺光成分算出部３２は、取得部２によって取得された障害物データ、及び太陽の方位・高度に基づいて、所定時間Ｔｃ内において傾斜面から傾斜面自身に遮られることなく太陽を望むことができる時間Ｔ１に対する、所定時間内において傾斜面から傾斜面自身または障害物に遮られることなく太陽を望むことができる時間Ｔ２を算出し、これら時間の比Ｔ２／Ｔ１を算出する。次に、太陽周辺光成分算出部３２は、当該比の値Ｔ２／Ｔ１を所定時間Ｔｃ内における無影時の傾斜面への太陽周辺光成分の積算値に乗じることにより、障害物の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分（積算値）を算出する。
【００６２】
または、無影時の瞬時値（日射強度）を用いて積算値（日射量）を次のように計算しても良い。すなわち、Ｓ５６において、太陽周辺光成分算出部３２は、取得部２によって取得された障害物データ、及び太陽の方位・高度に基づいて、所定時刻ｔにおいて、傾斜面の位置から、障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かを判定する。次に、太陽周辺光成分算出部３２は、障害物によって遮られることなく太陽を望むことができる場合は１を、障害物によって太陽が遮られて望めない場合は０を、無影時の傾斜面への太陽周辺光成分の瞬時値に乗じることにより、当該時刻における傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分（瞬時値）を算出する。次に、太陽周辺光成分算出部３２は、複数（ｎ個）の時刻ｔ＋ｉ×Δｔ（１≦ｉ≦ｎ）における傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を積算し、これに時間刻みの値Δｔを乗算することによって、所定時間（ｎ×Δｔ）内の傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分（積算値）を算出する。
【００６３】
または、無影時の瞬時値を用いて積算値を次のように計算してもよい。すなわち、Ｓ５６において、太陽周辺光成分算出部３２は、取得部２によって取得された障害物データ、及び太陽の方位・高度に基づいて、当該時刻の天空における太陽の位置を中心とする所定形状の太陽周辺領域を、傾斜面または地平水平面に遮られることなく傾斜面の位置から望むことのできる面積または立体角を第一面積Ｓ１として算出し、当該時刻ｔにおいて、傾斜面と地平水平面と障害物とに遮られることなく太陽周辺領域を傾斜面から望むことのできる面積または立体角を第二面積Ｓ２として算出する。次に、太陽周辺光成分算出部３２は、第一面積Ｓ１と第二面積Ｓ２との比（Ｓ２／Ｓ１）の値を当該時刻ｔにおける無影時の傾斜面への太陽周辺光成分に乗じることにより、当該時刻ｔにおける、傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分（瞬時値）を算出する。次に、太陽周辺光成分算出部３２は、複数（ｎ個）の時刻ｔ＋ｉ×Δｔ（１≦ｉ≦ｎ）における傾斜面への障害物の影響を加味した太陽周辺光成分を積算し、これに時間刻みの値Δｔを乗算することによって、所定時間（ｎ×Δｔ）内の太陽周辺光成分（積算値）を算出する。
【００６４】
なお、太陽周辺領域は、天空における太陽の位置を中心に視半径が１０°から３５°までのいずれかの大きさを持つ円の領域に設定される。
【００６５】
（第１実施形態：地平水平光成分）
次に、図３のＳ５７及びＳ５８の処理の詳細について説明する。まず、Ｓ５７において、地平水平光成分算出部３３は、Ｐｅｒｅｚモデルに従い、取得部２によって取得された水平面日射データ、日時に基づいて算出された太陽高度、日時、取得部２によって取得された傾斜面法線データから算出された傾斜面の傾斜角、及び取得部２によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の標高に基づき、無影時の傾斜面または水平面への地平水平光成分を算出する。続いて、Ｓ５８において、地平水平光成分算出部３３は、取得部２によって取得された障害物データ及び傾斜面法線データ、及び地平水平光成分算出部３３によって算出された無影時の傾斜面への地平水平光成分に基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への地平水平光成分を算出する。
【００６６】
（第１実施形態：地表散乱光成分）
次に、図３のＳ５９の処理の詳細について説明する。Ｓ５９において、地表散乱光成分算出部３４は、取得部２によって取得された水平面日射データ、取得部２によって取得された傾斜面法線データから算出された傾斜面の傾斜角、地表反射率（アルベド）に基づいて、傾斜面への地表散乱光成分を算出する。具体的には、水平面に対する全天空からの日射強度または日射量の値に、アルベドと、（１−ｃｏｓβ）／２を乗じることで算出する。ここに、βは傾斜面の水平面に対する角度を意味する。なお、地表散乱光成分算出部３４は、アルベドの値を、水平面日射データに含まれる積雪量に関するデータに基づき一意的に決定する。
【００６７】
（第１実施形態：計算例）
以下では、第１実施形態における日射評価装置１による傾斜面への日射量の算出の計算例としてＰｅｒｅｚモデル（後述の文献１、２）を利用して計算する場合について説明する。以下の計算において、計算は全て日射評価装置１が行う。日射評価装置１のどの機能ブロックがどの計算を行うかは上述の説明より明らかであるため、以下では計算の主体の明記を省略する。また、以下の計算では以下の記号を適宜用いる。
Ａ：無影時の傾斜面への直達光成分
α：障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分
Ｂ１：無影時の傾斜面への太陽周辺光成分
β１：障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分
Ｂ２：無影時の傾斜面への天空一様光成分
Ｂ２’：無影時の水平面への天空一様光成分
β２：障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分
Ｂ３：無影時の傾斜面への地平水平光成分
β３：障害物による影の影響を加味した傾斜面への地平水平光成分
Ｃ：無影時の傾斜面への地表散乱光成分
γ：障害物による影の影響を加味した傾斜面への地表散乱光成分
また、以下の計算例において、適宜以下の４つの文献の内容を参照する。
文献１：R.Perez et al., A new simplifiedversion of the Perez diffuse irradiance model for tilted surfaces, Sol. Energy39(3),221-231(1987).
文献２：NEDO報告書  平成17年度太陽光発電システム共通基盤技術研究開発  「標準日射データの地理的分解能向上に関する調査研究」  参考3  H18年3月  (財)日本気象協会
文献３：An Introduction to Solar Radiation,Iqbal, AcademicPress(1983).
文献４：J.E..Hay, Study of Shortwave Radiationon Non-horizontal Surface. Rep. No. 79-12, Atmospheric Environment Service, Downsview, Ontario(1979).
【００６８】
本計算例では、南南東向き、仰傾斜角３０°の傾斜面について、９月１５日１２〜１３時（以下「計算期間」という。）の東京における計算例を示す。各種データとして次の値を取得する。
傾斜面法線データ（傾斜面の単位法線ベクトル）
東向き成分：ｓｉｎ（３０°）×ｓｉｎ（２２．５°）＝０．１９１３４
北向き成分：−ｓｉｎ（３０°）×ｃｏｓ（２２．５°）＝−０．４６１９４
上向き成分：ｃｏｓ（３０°）＝０．８６６０３
傾斜面位置データ
北緯３５度４１．２分、東経１３９度４５．８分、高度６．１ｍ
日時データ
９月１５日１２〜１３時
【００６９】
水平面日射データ（気象協会またはＮＥＤＯ等の機関から取得したＭＥＴＰＶ−３データによれば、９月１５日１２時〜１３時の東京における水平面日射量は以下の通り。）
水平面全天日射量：１．８５ＭＪ／ｍ２
水平面直達日射量：０．１２ＭＪ／ｍ２
水平面天空散乱日射量：１．７３ＭＪ／ｍ２
積雪量：０ｃｍ
【００７０】
まず、傾斜面への直達光成分を次の通り算出する。
Ａ＝（水平面直達日射量）×≪ｃｏｓθ／ｃｏｓθｚ≫
ここに、θｚは太陽天頂角（９０°−太陽高度）を、θは太陽光の傾斜面への入射角を、≪≫は計算期間における平均を算出することをそれぞれ意味する。
本計算例において取得したデータの条件では、計算期間におけるｃｏｓθ／ｃｏｓθｚの平均値は、１．１１２３８となり、従って傾斜面への直達光成分（Ａ）は０．１２ＭＪ／ｍ２×１．１１２３８＝０．１３３ＭＪ／ｍ２となる。
次に、傾斜面への太陽周辺光成分Ｂ１、水平面への天空一様光成分Ｂ２’、傾斜面への地平水平光成分Ｂ３の算出方法について説明する。これらの日射成分は次式により算出される。
Ｂ１＝（水平面天空散乱日射量）×（Ｆ’１（χｃ／χｈ））
Ｂ２’＝（水平面天空散乱日射量）×（０．５（１＋ｃｏｓβ）（１−Ｆ’１））
Ｂ３＝（水平面天空散乱日射量）×（Ｆ’２ｓｉｎβ）
ここに、βは傾斜面の水平面に対する角度（傾斜角）を意味する。また、Ｆ’１、Ｆ’２は次式で算出される。
Ｆ’１＝Ｆ’１１（ε）＋Ｆ’１２（ε）・Δ＋Ｆ’１３（ε）・θｚ
Ｆ’２＝Ｆ’２１（ε）＋Ｆ’２２（ε）・Δ＋Ｆ’２３（ε）・θｚ
ここに、Ｆ’１１（ε）、Ｆ’１２（ε）、Ｆ’１３（ε）、Ｆ’２１（ε）、Ｆ’２２（ε）、Ｆ’２３（ε）は、εの値に応じて、図６に示すテーブルに従い割り振られる。なお、本計算例においては、図６は図２に示すＲＯＭ６３に記憶され、ＣＰＵ６１が適宜読み出して利用する。
また、εは晴天度パラメータを意味し、ε＝（水平面天空散乱日射量＋法線面直達日射量）／（水平面天空散乱日射量）で算出される。また、Δは散乱光パラメータを意味し、Δ＝（水平面天空散乱日射量）×（ｍ／ＩＯＮ）で算出される。ｍはエアマスを意味し、太陽高度Ｈと標高Ｚ（メートル）から算出される（ｍ＝（ｓｉｎＨ＋０．１５×（Ｈ＋３．８８５）−１．２５３）−１×（１−Ｚ／４４３０８）５．２５７）。また、ＩＯＮは太陽定数ＩＳＣと１月１日からの通し番号ｎから算出される（ＩＯＮ＝ＩＳＣ×（１＋０．０３３×ｃｏｓ（２π×（ｎ−２）／３６５）））。
なお、法線面直達日射量は水平面直達日射量に≪ｃｏｓθｚ≫を乗算することで得られる。以上より、
計算期間のｃｏｓθｚの平均値：０．８２０４０
法線面直達日射量：Ｉｎ＝０．１２／０．８２０４０＝０．１４６２７
ε＝（１．７３＋０．１４６２７）／１．７３＝１．０８５
Ｆ’１１＝−０．０３８
Ｆ’１２＝１．１１５
Ｆ’１３＝−０．１０９
Ｆ’２１＝−０．０２３
Ｆ’２２＝０．１０６
Ｆ’２３＝−０．０３７
ｍ＝１．２１６７（エアマス）
Δ＝０．４２３５１
（ただし、本計算例では、ＩＯＮ＝ＩＳＣとして計算する。）
≪太陽天頂角θｚ≫＝０．６０８２９（ラジアン）
これらより、
Ｆ’１＝０．３６７９１
Ｆ’２＝−０．０００６１
さらに、χｃは、太陽光の傾斜面への入射角θの大きさに応じて次の通り算出される。即ち、χｃは、θ＜π／２−αのとき、φｈ×ｃｏｓθで計算され、π／２−α≦θ≦π／２＋αのとき、φｈ×φｃ×ｓｉｎ（φｃ×α）で計算され、θ＞π／２＋αのとき、０と計算される。また、χｈは、太陽天頂角θｚの大きさに応じて次の通り算出される。即ち、χｈは、θｚ＜π／２−αのとき、ｃｏｓθｚで計算され、θｚ≧π／２−αのとき、φｈ×ｓｉｎ（φｈ×α）で計算される。ここに、αは定数で２５°（＝０．４３６ラジアン）を意味する。φｈは太陽天頂角θｚの大きさに応じて次の通り算出される。即ち、φｈは、θｚ＜π／２−αのとき、１と計算され、π／２−α≦θｚのとき、（π／２−θｚ＋α）／２αで計算される。また、φｃは（π／２−θ＋α）／２αで計算される。  この計算期間のχｃ／χｈは、ｃｏｓ（θ）／ｃｏｓ（θｚ）であるため、その平均値は、１．１１２３８
以上より、太陽周辺光成分Ｂ１、天空一様光成分Ｂ２’、地平水平光成分Ｂ３の各成分は以下の通り算出される。
太陽周辺光成分Ｂ１は、
Ｂ１＝（水平面天空散乱日射量）×Ｆ’１×（χｃ／χｈ）
＝０．７０８０１（日射量）
水平面への天空一様光成分Ｂ２’、
Ｂ２’＝（水平面天空散乱日射量）×（１−Ｆ’１）
＝１．０９３５２（日射量）
（なお、ここで、傾斜天空率を用いて影の影響を算出する場合（即ち、傾斜面への天空一様光成分Ｂ２を算出する場合）は、Ｂ２＝（水平面天空散乱日射量）×０．５（１＋ｃｏｓβ）×（１−Ｆ’１）で算出される。本計算例では、β＝３０°、ｃｏｓβ＝０．８６６なので、Ｂ２＝１．０２０３（日射量）となる。）
傾斜面への地平水平光成分Ｂ３は、
Ｂ３＝（水平面天空散乱日射量）×Ｆ’２×ｓｉｎβ
＝−０．０００３（日射量）
続いて、地表散乱光成分Ｃの算出方法について説明する。地表散乱光成分は、水平面全天日射量（１．８５ＭＪ／ｍ２）、アルベド（０．１５）、及び（１−ｃｏｓβ）／２の積として、以下の通り算出される。
Ｃ＝０．０１８５９ＭＪ／ｍ２（日射量）・・・（１）
なお、アルベドは、水平面日射データとして取得した積雪量の値に応じて次の通り決定する。即ち、積雪量が０ｃｍ以上５ｃｍ未満の場合、０．１５とし、積雪量が５ｃｍ以上の場合、０．７とする。
【００７１】
続いて、障害物による影の影響を加味した各成分の値の算出方法について説明する。
本計算例においては、障害物データとして、図９に示す２枚の壁９０及び壁９１を取得した場合について説明する。壁９０は幅２０ｍ、高さ３０ｍの壁であり、傾斜面の地点から図９に示すように北１０ｍにある。壁９１は幅３ｍ、高さ８ｍの壁であり、傾斜面の地点から図９に示すように南４ｍにある。
まず、直達光成分と太陽周辺光成分の計算について説明する。直達光成分および太陽周辺光成分の計算においては、障害物である壁９０及び壁９１によって太陽が遮られる時間を計算し、この２者について、太陽が障害物によって遮られる時間全体の計算期間に対する割合を算出する。本計算例においては、４４．３％が遮られる結果を得た。
具体的な計算方法を以下に示す。
与えられた緯度、経度、日時における太陽の高度と方位を計算する方法は公知である（たとえばhttp://www.nao.ac.jp/koyomi /topics/html/topics2005.html）。これらの方法により、傾斜面の位置および当該計算期間における太陽の高度と方位を１分毎に計算する。計算された太陽高度、方位において、影が発生するか否かを立体幾何学的計算により求める。本計算例において取得したデータに基づき、太陽が障害物によって遮られる時間全体の計算期間に対する割合を求めたところ、上記のとおり４４．３％との結果を得た。この間において、傾斜面に対する直達光成分Ａおよび太陽周辺光成分Ｂ１の強度が一定であるとし、直達光成分Ａおよび太陽周辺光成分Ｂ１の４４．３％が障害物によって遮られると計算する。従って、
α＋β１
＝Ａ×（１−０．４４３）＋Ｂ１×（１−０．４４３）
＝（０．１３３＋０．７０８０１）×（１−０．４４３）ＭＪ／ｍ２（日射量）・・・（２）
【００７２】
次に、天空一様光成分の計算について説明する。障害物が無い場合の天空を水平面に投影した面積に対する、与えられた傾斜面の設置方位、仰角および障害物配置において障害物に遮られることなく傾斜面から望める天空の部分を傾斜面に投影した面積の比（混合天空率）を計算する。本計算例においては、６６．６％の結果を得た。（ここで、傾斜天空率を用いて算出する場合、障害物が無い場合の天空を傾斜面に投影した面積に対する、与えられた斜面の設置方位、仰角および障害物配置において障害物に遮られることなく傾斜面から望める天空の部分を傾斜面に投影した面積の比を計算し、７１．４％の結果を得た。）
具体的な計算方法を以下に示す。
なお、以下では、傾斜面の位置を中心として東に向かう方向を正とする軸と、北に向かう方向を正とする軸と、天頂に向かう方向を正とする軸による３次元座標系に基づき説明する。天球上の任意の点の天頂からの角度（０〜π／２）をθとし、天球上の任意の点を地表面上に投影した像の東からの角度（０〜２π）をηとする。ｆ（θ，η）を、日射を計算する点からその方位仰角に建物等の障害物が無ければ１、あれば０を返す関数として作成し、ｇ（θ，η）を、日射を計算する点からその方位仰角が、斜面自身に隠されずに見えれば１、斜面自身に隠れる場合は０を返す関数として作成する。ｆ（θ，η）およびｇ（θ，η）は立体幾何学の計算により作成する。
この斜面の単位法線ベクトルは以下の通り。
東向き成分：ｓｉｎ（３０°）×ｓｉｎ（２２．５°）＝０．１９１３４
北向き成分：−ｓｉｎ（３０°）×ｃｏｓ（２２．５°）＝−０．４６１９４
天頂向き成分：ｃｏｓ（３０°）＝０．８６６０３
β２＝Ｂ２’×∫∫ｆ（θ，η）×ｇ（θ，η）×ｎ・ｍ（θ，η）×ｓｉｎ（θ）ｄθｄη／∫∫ｃｏｓ（θ）×ｓｉｎ（θ）ｄθｄη
上式をθおよびηについて、１ｄｅｇ刻みで計算する場合を以下に例示する。
【数１】
0005669615.tif 000002
＝Ｂ２’×６８７０．７／１０３１２．２
＝１．０９３５２×０．６６６ＭＪ／ｍ２（日射量）・・・（３）
なお、上記（数１）における分母の式が第一投影面積に対応し、分子の式が第二投影面積に対応する。
（ここで、傾斜天空率を用いて算出する場合は、傾斜面への天空一様光成分Ｂ２を用いて、次の通り計算する。
【数２】
0005669615.tif 000003
＝Ｂ２×６８７０．７／９６２１．７
＝１．０２０３×０．７１４ＭＪ／ｍ２（日射量）・・・（３）
なお、上記（数２）における分母の式が第三投影面積に対応し、分子の式が第四投影面積に対応する。）
【００７３】
続いて、地平水平光成分の計算方法について説明する。地平水平光は以下の通り計算する。傾斜面の天頂からの状況を図１０に示す。
これより、
【数３】
0005669615.tif 000004
ここで、δは傾斜面の法線ベクトルを水平面に投影した像からの角度を意味する。また、ｈ（δ）は、傾斜面から見てその方角δに建物等の障害物が無ければ１、あれば０を返す関数として作成する。本計算例における障害物の例によれば、１．９４ｄｅｇ＜δ＜４３．０６ｄｅｇにおいてｈ（δ）＝０、その他の場合はｈ（δ）＝１  である。よって、
β３＝Ｂ３×（ｓｉｎ（９０ｄｅｇ）−ｓｉｎ（４３．０６ｄｅｇ）＋ｓｉｎ（１．９４ｄｅｇ）−ｓｉｎ（−９０ｄｅｇ））／（ｓｉｎ（９０ｄｅｇ）−ｓｉｎ（−９０ｄｅｇ））
＝−０．０００３×（２＋０．０３４−０．６８３）／２
＝−０．０００３×０．６７６
＝−０．０００２ＭＪ／ｍ２（日射量）
なお、計算の結果、値が負になる場合は、０を置くこととする。上記計算結果では、値が負であるため、
β３＝０・・・（４）
（１）〜（４）の結果を合計し、傾斜面への日射量として以下を得た。
（０．１３３＋０．７０８０１）×（１―０．４４３）＋１．０９３５２×０．６６６＋０．０１８５９
＝１．２１５ＭＪ／ｍ２（日射量）
（ここで、傾斜天空率を用いて算出する場合、
（０．１３３＋０．７０８０１）×（１―０．４４３）＋１．０２０３×０．７１４＋０．０１８５９
＝１．２１５ＭＪ／ｍ２（日射量））
【００７４】
上記の計算例では、地平水平光成分が０となる場合を説明したが、０でない例として、東京、９月１９日、朝６〜７時、斜面方位仰角および障害物配置は上記の計算例と同様の場合について地平水平光の計算例を以下に示す。
気象協会またはＮＥＤＯ等の機関から取得したＭＥＴＰＶ-３データ東京において、９月１９日、朝６〜７時の日射データは、以下のとおり。
水平面全天日射量：０．４３ＭＪ／ｍ２
水平面直達日射量：０．１８ＭＪ／ｍ２
水平面天空散乱日射量：０．２５ＭＪ／ｍ２
積雪量：０ｃｍ
当該期間のｃｏｓθｚの平均値：０．２２４６３
時間積算法線面直達日射量：Ｉｎ＝０．１８／０．２２４６３＝０．８０１３（日射量）
ε＝（０．２５＋０．８０１３）／０．２５＝４．２０５
Ｆ’２１＝０．２６７
Ｆ’２２＝−０．７９２
Ｆ’２３＝０．０７６
太陽高度、標高より
ｍ＝４．３６４（エアマス）
従ってΔ＝０．２５×４．３６４／４．９７＝０．２１９５
ただし、計算を簡略化し、１＋０．０３３ｃｏｓ（２π（ｎ−１）／３６５）を１とする。
また、この計算期間の太陽天頂角θｚの平均は、１．３４３８
これらより、
Ｆ’２＝０．１９５３
従って上記の計算例と同じ斜面仰角においては、
Ｂ３＝Ｆ’２・ｓｉｎβ
＝０．１９５３×０．５
＝０．０９７６５ＭＪ／ｍ２（日射量）
従って、上記の計算例と同じ傾斜面方位仰角、障害物配置においては、
【数３】
0005669615.tif 000005
ただし、１．９４ｄｅｇ＜δ＜４３．０６ｄｅｇにおいてｈ（δ）＝０、その他の場合はｈ（δ）＝１である。よって、
β３＝Ｂ３×（ｓｉｎ（９０ｄｅｇ）−ｓｉｎ（４３．０６ｄｅｇ）＋ｓｉｎ（１．９４ｄｅｇ）−ｓｉｎ（−９０ｄｅｇ））／（ｓｉｎ（９０ｄｅｇ）−ｓｉｎ（−９０ｄｅｇ））
＝０．０６６０ＭＪ／ｍ２（日射量）
【００７５】
（第２実施形態：全体構成）
図７は、第２実施形態の日射評価装置１’の構成を示す機能ブロック図である。日射評価装置１’は、第１実施形態と同様に、傾斜面への日射強度または日射量を算出する装置である。本第２実施形態は、傾斜面の地点と、水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データを取得できる日射計測地点とが異なる場合における、日射評価装置１’による傾斜面への日射強度または日射量の算出の実施形態である。図７に示される通り、この日射評価装置１’は、機能構成として、取得部２’（取得手段）、日射成分算出部３’（日射成分算出手段）、日射評価部４’（日射評価手段）、及び影影響算出部５’（影影響算出手段）を含んで構成されている。日射評価装置１’は、第１実施形態と同様に、図２に示すハードウェアで構成され、図７に示す各機能ブロックの機能は図２に示すハードウェア上で動作する。
【００７６】
以下、図７に示す機能ブロックに基づいて、日射評価装置１’の各機能ブロックを説明する。
【００７７】
取得部２’は、傾斜面の地球上での地点を特定できる傾斜面位置データを取得する。また、取得部２’は、傾斜面の法線ベクトルを特定できる傾斜面法線データを取得する。また、取得部２’は、傾斜面への日射を遮る障害物の位置、形状、大きさ、方向等に関する障害物データを取得する。また、取得部２’は、水平面への日射強度または日射量を示す水平面日射データを取得する。また、取得部２’は、計算対象期間を特定するための日時データを取得する。また、取得部２’は、水平面日射データを計測した地球上での地点を特定できる日射計測位置データを取得する。
【００７８】
日射成分算出部３’は、取得部２’によって取得された日射計測位置データと水平面日射データとに基づいて、日射計測地点における水平面または法線面（法線が太陽の方向を向いている平面）への日射強度または日射量に含まれる所定の日射成分を算出する。具体的には、日射計測地点における法線面への直達光成分と、日射計測地点における水平面への天空に一様に広がる天空一様光成分と、日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分と、日射計測地点における傾斜面への地平水平光成分とを算出する。
【００７９】
影影響算出部５’は、日射成分算出部３’によって算出された日射計測地点における各日射成分を、傾斜面への値に変換すると共に、障害物データに基づいて障害物による影の影響を加味した値に変換する。すなわち、影影響算出部５’は、日射成分算出部３’によって算出された日射計測地点における法線面への直達光成分に基づいて、傾斜面への直達光成分を算出し、障害物データに基づいて、傾斜面の地点から障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かに応じて傾斜面への直達光成分の値を変動させて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出する。また、影影響算出部５’は、日射成分算出部３’によって算出された、日射計測地点における水平面への天空一様光成分に基づいて、傾斜面への天空一様光成分を算出するとともに、傾斜面から障害物によって遮られることなく望むことができる天空部分を障害物データに基づいて算出する。そして、影影響算出部５’は、これら算出した値に基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する。また、影影響算出部５’は、日射成分算出部３’によって算出された日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分に基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を算出する。また、影影響算出部５’は、日射成分算出部３’によって算出された日射計測地点における傾斜面への地平水平光成分に基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面（傾斜面地点における傾斜面）への地平水平光成分を算出する。
【００８０】
日射評価部４’は、影影響算出部５’において算出された日射成分を合計することにより、障害物の影の影響を加味した傾斜面への日射強度または日射量を算出する。
【００８１】
（第２実施形態：全体処理）
次に、日射評価装置１’の処理について説明する。図８は、日射評価装置１’の処理を示すフローチャートである。
【００８２】
まず、取得部２’が、傾斜面位置データ、傾斜面法線データ、障害物データ、水平面日射データ、日時データ、及び日射計測位置データを取得する（Ｓ７０、取得ステップ）。Ｓ７０の後、日射成分算出部３’が、無影時の法線面への直達光成分を算出する（Ｓ７１）。Ｓ７１の後、影影響算出部５’が、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出する（Ｓ７２）。
【００８３】
また、Ｓ７０の後、日射成分算出部３’が、無影時の傾斜面または水平面への天空一様光成分を算出する（Ｓ７３）。Ｓ７３の後、影影響算出部５’が、障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分を算出する（Ｓ７４）。
【００８４】
また、Ｓ７０の後、日射成分算出部３’が、無影時の法線面への太陽周辺光成分を算出する（Ｓ７５）。Ｓ７５の後、影影響算出部５’が、障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を算出する（Ｓ７６）。
【００８５】
また、Ｓ７０の後、日射成分算出部３’が、無影時の傾斜面または水平面への地平水平光成分を算出する（Ｓ７７）。Ｓ７７の後、影影響算出部５’が、障害物による影の影響を加味した傾斜面への地平水平光成分を算出する（Ｓ７８）。
【００８６】
また、Ｓ７０の後、日射成分算出部３’が、無影時の傾斜面への地表散乱光成分を算出する（Ｓ７９）。
【００８７】
そして、日射評価部４’が、Ｓ７２にて算出された障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分、Ｓ７４にて算出された障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分、Ｓ７６にて算出された障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分、Ｓ７８にて算出された障害物による影の影響を加味した傾斜面への他の成分、例えば地平水平光成分、及びＳ７９にて算出された地表散乱光成分を合計することにより、傾斜面への日射強度または日射量を算出する。
【００８８】
なお、直達光成分の算出処理（Ｓ７１及びＳ７２）、天空一様光成分の算出処理（Ｓ７３及びＳ７４）、太陽周辺光成分の算出処理（Ｓ７５及びＳ７６）、他の成分の算出処理（Ｓ７７及びＳ７８）、及び地表散乱光成分の算出処理（Ｓ７９）について、いずれか一つ以上の算出処理を省略することができる。
【００８９】
（第２実施形態：直達光成分）
次に、図８のＳ７１及びＳ７２の処理の詳細について説明する。まず、Ｓ７１において、日射成分算出部３’は、取得部２’によって取得された水平面日射データに含まれる水平面直達光成分と、取得部２’によって取得された日射計測位置データ及び日時データに基づいて、日射計測位置における太陽の方位と高度を算出する。次に、日射成分算出部３’は、算出されたそれらデータに基づいて、無影時の日射計測位置における法線面への直達光成分を算出する。具体的には、水平面直達光成分の値を、ｃｏｓ（θｚ）で除算することで無影時の日射計測地点における法線面への直達光成分を算出する。ここに、θｚは、太陽天頂角（角度９０°から日射計測地点における太陽高度を引いた値）を意味する。
【００９０】
続いて、Ｓ７２において、影影響算出部５’は、算出された無影時の日射計測位置における法線面への直達光成分、及び日射成分算出部３’によって算出された太陽方位・高度に基づいて、無影時の傾斜面地点における傾斜面への直達光成分を算出する。具体的には、無影時の日射計測地点における法線面への直達光成分の値に、ｃｏｓ（θ）を乗算することで無影時の傾斜面地点における傾斜面への直達光成分を算出する。ここに、θは、太陽と傾斜面地点とを結ぶ線と、傾斜面の法線の成す角を意味する。
【００９１】
なお、無影時の傾斜面地点における傾斜面への直達光成分をより正確に計算するために、影影響算出部５’に次の処理を行わせる構成にしても良い。即ち、Ｓ７１において算出された無影時の日射計測位置における法線面への直達光成分及び太陽方位・高度に基づき、まず、無影時の傾斜面地点における法線面への直達光成分を算出し、この無影時の傾斜面地点における法線面への直達光成分に基づいて無影時の傾斜面地点における傾斜面への直達光成分を算出する。この場合、無影時の傾斜面地点における法線面への直達光成分を、日射計測位置における太陽高度に基づいて算出してもよいし、傾斜面地点における太陽高度を計算した上でこれに基づき算出してもよいし、太陽が傾斜面地点の真上にある状態（エアマス＝１）における大気透過率に基づいて算出してもよい。あるいは、傾斜面地点における法線面への直達光成分を、日射計測位置における太陽高度、傾斜面地点における太陽高度、エアマス＝１における大気透過率のいずれか２つ以上を加味して計算することとしても良い。
【００９２】
次に、影影響算出部５’は、日射成分算出部３’によって算出された太陽の方位・高度、及び取得部２’によって取得された障害物データに基づいて、直達光が障害物によって遮られるか否かを判定する。影影響算出部５’は、直達光が障害物によって遮られる場合は０として、直達光が障害物によって遮られない場合は無影時の値と等しい値として、障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分を算出する。なお、上述の障害物データに基づいて直達光が障害物によって遮られるか否かを判定する処理は、第１実施形態のＳ５２の処理と同様である。
【００９３】
（第２実施形態：天空一様光成分）
次に、図８のＳ７３及びＳ７４の処理の詳細について説明する。本第２実施形態においては、天空一様に広がる光の成分である天空一様光成分の値は、日射計測位置と傾斜面地点とで異ならないものとして処理する。
【００９４】
まず、Ｓ７３において、日射成分算出部３’は、Ｈａｙモデル、Ｐｅｒｅｚモデル、及びその他任意のモデルのうちいずれか１つのモデルに従い、無影時の日射計測地点における傾斜面または水平面への天空一様光成分を算出する。Ｈａｙモデルでは、取得部２’によって取得された水平面日射データ、日時データに基づいて算出された太陽方位・高度、及び取得部２’によって取得された傾斜面法線データから算出された傾斜面の傾斜角に基づいて、無影時の日射計測地点における傾斜面または水平面への天空一様光成分を算出する。Ｐｅｒｅｚモデルでは、取得部２’によって取得された水平面日射データ、日時データに基づいて算出された太陽方位・高度、日時、取得部２’によって取得された傾斜面法線データから算出された傾斜面の傾斜角、及び取得部２’によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の標高に基づいて、無影時の日射計測地点における傾斜面または水平面への天空一様光成分を算出する。その他任意のモデルでは、取得部２’によって取得された水平面日射データ、及びその他のデータに基づいて、無影時の日射計測地点における傾斜面または水平面への天空一様光成分を算出する。上述のとおり、本第２実施形態においては、天空一様光成分の値は、日射計測地点と傾斜面地点とで異ならないものとして処理する。従って、影影響算出部５’は、算出された無影時の日射計測地点における傾斜面または水平面への天空一様光成分の値を、そのまま無影時の傾斜面地点における傾斜面または水平面への天空一様光成分の値として処理する。
【００９５】
続いて、Ｓ７４において、影影響算出部５’は、取得部２’によって取得された傾斜面法線データ及び障害物データに基づいて、傾斜面と同一地点から望む天空のうち傾斜面自身と障害物とによって遮られることなく傾斜面から望むことができる天空の部分を非遮蔽天空部分として算出する。次に、影影響算出部５’は、算出された無影時の傾斜面地点における傾斜面または水平面への天空一様光成分の値と、非遮蔽天空部分とに基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面地点における傾斜面への天空一様光成分を算出する。なお、天空一様光成分の値が日射計測地点と傾斜面地点とで異ならないものとして扱う本第２実施形態においては、上述のＳ７３およびＳ７４の処理は、第１実施形態のＳ５３およびＳ５４の処理と同様である。
【００９６】
（第２実施形態：太陽周辺光成分）
次に、図８のＳ７５及びＳ７６の処理の詳細について説明する。まず、Ｓ７５において、日射成分算出部３’は、Ｈａｙモデル、Ｐｅｒｅｚモデル、及びその他任意のモデルのうちいずれか１つのモデルに従い、無影時の日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分を算出する。Ｈａｙモデルでは、取得部２’によって取得された水平面日射データ及び傾斜面法線データ、日時データに基づいて算出された太陽高度・方位、及び取得部２’によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の傾斜角に基づいて、無影時の日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分を、積算値（日射量）または瞬時値（日射強度）として算出する。Ｐｅｒｅｚモデルでは、取得部２’によって取得された水平面日射データ及び傾斜面法線データ、日時データに基づいて算出された太陽高度・方位、日時、及び取得部２’によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の標高に基づいて、無影時の日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分を、積算値（日射量）または瞬時値（日射強度）として算出する。その他任意のモデルでは、水平日射データ及びその他のデータに基づいて、無影時の日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分を、積算値（日射量）または瞬時値（日射強度）として算出する。
【００９７】
続いて、Ｓ７６において、影影響算出部５’は、日射成分算出部３’によって算出された無影時の日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分の積算値（日射量）または瞬時値（日射強度）に基づいて、無影時の傾斜面地点における傾斜面への太陽周辺光成分を瞬時値または積算値として算出する。具体的には、無影時の日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分の値に、ｃｏｓ（θ）を乗算することで無影時の傾斜面地点における傾斜面への太陽周辺光成分を算出する。ここに、θは、太陽と傾斜面地点とを結ぶ線と、傾斜面の法線の成す角を意味する。
【００９８】
なお、無影時の傾斜面地点における傾斜面への太陽周辺光成分をより正確に計算するために、影影響算出部５’に次の処理を行わせる構成にしても良い。即ち、Ｓ７５において算出された無影時の日射計測位置における法線面への太陽周辺光成分及び太陽方位・高度に基づき、まず、無影時の傾斜面地点における法線面への太陽周辺光成分を算出し、この無影時の傾斜面地点における法線面への太陽周辺光成分に基づいて無影時の傾斜面地点における傾斜面への太陽周辺光成分を算出する。無影時の傾斜面地点における法線面への太陽周辺光成分を瞬時値または積算値として算出する。この場合、無影時の傾斜面地点における法線面への太陽周辺光成分を、太陽が傾斜面地点の真上にある状態（エアマス＝１）における大気透過率に基づいて算出してもよいし、日射測定地点における太陽方位・高度に基づいて算出してもよいし、傾斜面地点における太陽方位・高度に基づいて算出してもよい。あるいは、傾斜面地点における法線面への太陽周辺光成分を、日射計測位置における太陽高度、傾斜面地点における太陽高度、エアマス＝１における大気透過率のいずれか２つ以上を加味して計算することとしても良い。
【００９９】
次に、無影時の積算値（日射量）を用いて障害物の影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を計算する方法を説明する。影影響算出部５’は、取得部２’によって取得された障害物データ、及び太陽の方位・高度に基づいて、所定時間Ｔｃ内において傾斜面から傾斜面自身に遮られることなく太陽を望むことができる時間Ｔ１に対する、所定時間内において傾斜面から傾斜面自身または障害物に遮られることなく太陽を望むことができる時間Ｔ２を算出し、これら時間の比（Ｔ２／Ｔ１）を算出する。次に、影影響算出部５’は、当該比の値Ｔ２／Ｔ１を所定時間Ｔｃ内における無影時の傾斜面への太陽周辺光成分の積算値に乗じることにより、障害物の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分（積算値）を算出する。なお、上述の無影時の積算値を用いて障害物の影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を算出する処理は、第１実施形態のＳ５６における処理と同様である。
【０１００】
また、無影時の瞬時値（日射強度）を用いて障害物の影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分の積算値を計算する方法について説明する。影影響算出部５’は、取得部２’によって取得された障害物データ、及び太陽の方位・高度に基づいて、所定時刻ｔにおいて、傾斜面の位置から、障害物によって遮られることなく太陽を望むことができるか否かを判定する。次に、影影響算出部５’は、障害物によって遮られることなく太陽を望むことができる場合は１を、障害物によって太陽が遮られて望めない場合は０を、無影時の傾斜面への太陽周辺光成分の瞬時値に乗じることにより、当該時刻における傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分（瞬時値）を算出する。次に、影影響算出部５’は、複数（ｎ個）の時刻ｔ＋i×Δｔ（１≦i≦ｎ）における傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分を積算し、これに時間刻みの値Δｔを乗算することによって、所定時間（ｎ×Δｔ）内の傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分（積算値）を算出する。なお、上述の無影時の瞬時値（日射強度）を用いて障害物の影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分を計算する方法の処理は、第１実施形態のＳ５６における処理と同様である。
【０１０１】
または、無影時の瞬時値を用いて次のように積算値を計算してもよい。すなわち、無影時の傾斜面への太陽周辺光成分を瞬時値として算出した後に、影影響算出部５’は、取得部２’によって取得された障害物データ、及び太陽の方位・高度に基づいて、時刻ｔの天空における太陽の位置を中心とする所定形状の太陽周辺領域を、傾斜面または地平水平面に遮られることなく傾斜面の位置から望むことのできる面積または立体角を第一面積Ｓ１として算出し、当該時刻ｔにおいて、傾斜面と地平水平面と障害物とに遮られることなく太陽周辺領域を傾斜面から望むことのできる面積または立体角を第二面積Ｓ２として算出する。次に、影影響算出部５’は、第一面積Ｓ１と第二面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１の値を当該時刻ｔにおける無影時の傾斜面への太陽周辺光成分に乗じることにより、当該時刻ｔにおける、傾斜面への障害物による影の影響を加味した太陽周辺光成分（瞬時値）を算出する。次に、影影響算出部５’は、複数（ｎ個）の時刻ｔ＋i×Δｔ（１≦i≦ｎ）における傾斜面への障害物の影響を加味した太陽周辺光成分を積算し、これに時間刻みの値Δｔを乗算することによって、所定時間（ｎ×Δｔ）内の太陽周辺光成分（積算値）を算出する。なお、上述の無影時の瞬時値を用いて積算値を計算する処理は、第１実施形態のＳ５６における処理と同様である。
【０１０２】
なお、太陽周辺領域は、天空における太陽の位置を中心に視半径が１０°から３５°までのいずれかの大きさをもつ円の領域に設定される。
【０１０３】
（第２実施形態：地平水平光成分）
次に、図８のＳ７７及びＳ７８の処理の詳細について説明する。本第２実施形態においては、地平線水平線からくる光の成分である地平水平光成分の値は、日射計測位置と傾斜面地点とで異ならないものとして処理する。
【０１０４】
まず、Ｓ７７において、日射成分算出部３’は、Ｐｅｒｅｚモデルに従い、取得部２’によって取得された水平面日射データ、日時データに基づいて算出された太陽方位・高度、日時、取得部２’によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の傾斜角、及び取得部２’によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の標高に基づき、無影時の日射計測地点における傾斜面への地平水平光成分を算出する。上述のとおり、本第２実施形態においては、地平水平光成分の値は、日射計測地点と傾斜面地点とで異ならないものとして処理する。従って、影影響算出部５’は、算出された無影時の日射計測地点における傾斜面への地平水平光成分の値を、そのまま無影時の傾斜面地点における傾斜面への地平水平光成分の値として処理する。
【０１０５】
続いて、Ｓ７８において、影影響算出部５’は、取得部２’によって取得された障害物データ及び傾斜面法線データ、算出された無影時の傾斜面地点における傾斜面への地平水平光成分に基づいて、障害物による影の影響を加味した傾斜面への地平水平光成分を算出する。なお、上述のＳ７８の一部の障害物による影の影響を加味した傾斜面への地平水平光成分の算出処理は、第１実施形態のＳ５８における処理と同様である。
【０１０６】
（第２実施形態：地表散乱光成分）
次に、図８のＳ７９の処理の詳細について説明する。無影時の地表散乱光成分は、傾斜面地点における全天から水平面への全日射強度または全日射量に、アルベド及び（１−ｃｏｓβ）／２を乗算することで算出する。本第２実施形態においては、傾斜面地点における水平面への全日射強度または全日射量を次の方法で算出する。即ち、日射計測位置における水平面への各成分（（１）直達光成分、（２）天空一様光成分、（３）太陽周辺光成分）を傾斜面地点における水平面への成分に変換して各成分を合計することによって算出する。
【０１０７】
Ｓ７９において、まず、日射成分算出部３’は、Ｓ７１にて算出された無影時の日射計測地点における法線面への直達光成分に基づいて、無影時の傾斜面地点における水平面への直達光成分を算出する。次に、日射成分算出部３’は、Ｓ７３にて算出された無影時の日射計測地点における傾斜面または水平面への天空一様光成分に基づいて、無影時の傾斜面地点における水平面への天空一様光成分を算出する。更に、日射成分算出部３’は、Ｓ７５にて算出された無影時の日射計測地点における法線面への太陽周辺光成分の瞬時値または積算値に基づいて、無影時の傾斜面地点における水平面への太陽周辺光成分を算出する。続いて、日射成分算出部３’は、算出された無影時の傾斜面地点における水平面への直達光成分、天空一様光成分並びに太陽周辺光成分とを合計して、傾斜面地点における無影時の水平面への全日射強度または全日射量を算出する。
【０１０８】
次に、日射成分算出部３’は、算出された傾斜面地点における水平面への全日射強度または全日射量、地表反射率（アルベド）、取得部２’によって取得された傾斜面位置データから特定される傾斜面の傾斜角に基づいて、傾斜面への地表散乱光成分を算出する。なお、日射成分算出部３’は、アルベドの値を、水平面日射データに含まれる日射計測地点における積雪量データに基づき一意的に決定する。あるいは、取得部２’が、傾斜面地点における積雪量データを取得し、係る積雪量データに基づき日射成分算出部３’がアルベドを一意的に決定する構成としても良い。
【０１０９】
（第２実施形態：計算例）
以下では、第２実施形態における日射評価装置１’による傾斜面地点における傾斜面への日射量の算出の計算例について説明する。以下では、Ｈａｙモデル（文献３及び文献４参照）を用いて計算する例を説明する。なお、以下の計算において、計算は全て日射評価装置１’が行う。日射評価装置１’のどの機能ブロックがどの計算を行うかは上述の説明より明らかであるため、以下では計算の主体の明記を省略する。
【０１１０】
本計算例では、９月１５日１２時〜１３時の八丈島における水平面日射データに基づき、同時刻の、伊豆鳥島における、南南東向き、傾斜角３０°の傾斜面への日射量を計算した例を示す。また、本計算例においては、水平面日射データとして取得される水平面天空散乱日射量を、Ｈａｙモデルにより天空一様光成分と、太陽周辺光成分の２者に分離する場合について説明する（すなわち、地平水平光成分の値を０として計算する例を説明する）。また、以下では、傾斜面の位置を中心として東に向かう方向を正とする軸と、北に向かう方向を正とする軸と、天頂に向かう方向を正とする軸による３次元座標系に基づき説明する。
なお、以下の計算では以下の記号を適宜用いる。
Ａ：傾斜面地点における無影時の傾斜面への直達光成分
Ａ’：日射計測地点における無影時の法線面への直達光成分
α：傾斜面地点における障害物による影の影響を加味した傾斜面への直達光成分
Ｂ１：傾斜面地点における無影時の傾斜面への太陽周辺光成分
Ｂ１’：日射計測地点における無影時の法線面への太陽周辺光成分
Ｂ１’’：日射計測地点における無影時の水平面への太陽周辺光成分
β１：傾斜面地点における障害物による影の影響を加味した傾斜面への太陽周辺光成分
Ｂ２：傾斜面地点における無影時の傾斜面への太陽周辺光成分
Ｂ２’：日射計測地点における無影時の水平面への天空一様光成分
β２：傾斜面地点における障害物による影の影響を加味した傾斜面への天空一様光成分
Ｃ：傾斜面地点における無影時の傾斜面への地表散乱光成分
γ：傾斜面地点における障害物による影の影響を加味した傾斜面への地表散乱光成分
本計算例において、まず、各種データとして次のデータを取得する。
傾斜面法線データ（傾斜面の単位法線ベクトル）。
東向き成分：ｓｉｎ（３０°）×ｓｉｎ（２２．５°）＝０．１９１３４
北向き成分：−ｓｉｎ（３０°）×ｃｏｓ（２２．５°）＝−０．４６１９４
上向き成分：ｃｏｓ（３０°）＝０．８６６０３
日射計測位置データ（八丈島の位置）。
北緯３３度６．１分、東経１３９度４７．３分
傾斜面位置データ（伊豆鳥島の位置）。
北緯３０度２９分、東経１４０度１８分
日時データ
９月１５日、１２時〜１３時
【０１１１】
水平面日射データ（気象協会またはＮＥＤＯ等の機関から取得したＭＥＴＰＶ−３データによれば、９月１５日、１２時〜１３時の、八丈島における水平面日射量は以下の通り）。
水平面全天日射量：２．６１ＭＪ／ｍ２（日射量）
水平面直達日射量：０．９９ＭＪ／ｍ２（日射量）
水平面天空散乱日射量：１．６２ＭＪ／ｍ２（日射量）
積雪量：０ｃｍ
【０１１２】
次に、日射計測地点（八丈島）における無影時の法線面への直達光成分（Ａ’）を算出する。
Ａ’＝（水平面直達日射量）／≪ｃｏｓθｚ≫
ここに、θｚは太陽天頂角（９０°−太陽高度）を、≪≫は計算期間における平均を意味する。八丈島の計算期間における１／ｃｏｓθｚの平均値は、１．１８６２８である。
従って日射計測地点における法線面への直達光成分（Ａ’）は
Ａ’＝０．９９×１．１８６２８＝１．１７４４２ＭＪ／ｍ２（日射量）
続いて、日射計測地点（八丈島）における無影時の水平面への太陽周辺光成分（Ｂ１’’）及び天空一様光成分（Ｂ２’）を算出する。この計算期間の水平面天空散乱日射量に基づく、太陽周辺光成分および天空一様光成分は、文献３（ｐ３１６（１１．５．８））より、β＝０と置くことで、以下の通り求められる。
太陽周辺光成分：１．６２×（２．６１−１．６２）／４．９７＝０．３２２６９６ＭＪ／ｍ２（日射量）
（∵ｒｂ≡ｃｏｓθｚ／ｃｏｓθｚ≡１  文献３のＰ３１６に記載の式（１１．５．８）参照）
天空一様光成分：１．６２×（１―（２．６１−１．６２）／４．９７）＝１．２９７３０４＝Ｂ２’（日射量）
次いで、日射計測地点における法線面に対する太陽周辺光成分（Ｂ１’）を以下の通り求める。
Ｂ１’＝Ｂ１’’／≪ｃｏｓθｚ≫
＝０．３２２６９６×１．１８６２８＝０．３８２８１ＭＪ／ｍ２（日射量）
【０１１３】
以下のとおりＡ’，Ｂ１’，Ｂ２’，Ｃ’から、傾斜面地点（伊豆鳥島）における無影時の傾斜面への各日射成分（直達光成分Ａ、太陽周辺光成分Ｂ１、天空一様光成分Ｂ２、地表散乱光成分Ｃ）を計算する。
太陽と計算対象地点とを結ぶ線と、傾斜面の法線の成す角度をθとすると、伊豆鳥島におけるｃｏｓθの平均値は、０．９１４０８４８
ここで、Ａ及びＢ１については、Ａ’及びＢ１’に対してそれぞれｃｏｓθを乗じることで算出する。また、上述の通り、天空一様光成分については、日射計測地点の値（Ｂ２’）と傾斜面地点（Ｂ２）の値は異ならない（Ｂ２’＝Ｂ２）ものとして扱う。また、Ｃについては第１実施形態の計算例と同様に算出する。
従って、
Ａ＝Ａ’×≪ｃｏｓθ≫
＝１．１７４４２（ＭＪ／ｍ２）×０．９１４０８４８＝１．０７３５２（ＭＪ／ｍ２（日射量））
Ｂ１＝Ｂ１’×≪ｃｏｓθ≫
＝０．３８２８１（ＭＪ／ｍ２）×０．９１４０８４８＝０．３４９９２１（ＭＪ／ｍ２（日射量））
Ｂ２＝Ｂ２’
Ｃ＝（１．１７４４２×０．８６７６９１＋０．３８２８１×０．８６７６９１＋１．２９７３０４）（ＭＪ／ｍ２）×０．１５×（１−ｃｏｓ３０°）／２（日射量）
＝２．６４８４９（ＭＪ／ｍ２）×０．１５×（１−ｃｏｓ３０°）／２
＝０．０２６６１２  （ＭＪ／ｍ２（日射量））
【０１１４】
続いて、障害物による影の影響を加味した各成分の値を計算する。障害物として、図９に示す２枚の壁がある場合について説明する。影の影響を計算する方法は、第１実施形態における計算例に示したものと同様である。
直達光成分および太陽周辺光成分が当該壁により遮られる時間を計算した結果、この２者は３１．１％が遮られる。また、水平面への天空一様光成分については、与えられた傾斜面の設置方位、仰角および障害物配置に基づき混合天空率を計算した結果、０．６６６の値を得た。
これらより傾斜面日射量として以下を得る。
（１．０７３５２＋０．３４９９２１）×（１−０．３１１）＋１．２９７３０４×０．６６６＋０．０２６６１２
＝１．８７１（ＭＪ／ｍ２（日射量））
【符号の説明】
【０１１５】
１、１’…日射評価装置、２、２’…取得部、３、３’…日射成分算出部、４、４’…日射評価部、５’…影影響算出部、３０…直達光成分算出部、３１…天空一様光成分算出部、３２…太陽周辺光成分算出部、３３…地平水平光成分算出部、３４…地表散乱光成分算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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