(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ再生可能エネルギーが供給され、前記再生可能エネルギーによる電力を蓄電する小型蓄電池を備える複数の処理ノードと、
ユーザからの情報処理のための情報を格納する共用ストレージと、
前記ユーザによりアクセスされる受付ノードを有し、
前記受付ノードは、前記複数の処理ノードの前記小型蓄電池の蓄電状態を処理ノード選択の優先順位付けの要素として、前記複数の処理ノードから一の処理ノードを選択し、
前記選択された処理ノードは、
前記共用ストレージにアクセスして前記情報処理のための情報を読み込み、計算処理を行い、
さらに、前記受付ノードによる一の処理ノードの選択と、前記選択された処理ノードによる計算処理の手順を繰り返すことにより、前記複数の処理ノードに情報処理を分散して実行させる、
ことを特徴とする再生可能エネルギーを利用した情報処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
複数の受付ノードを有し、前記ユーザによりアクセスされる受付ノードは稼働状態や前記複数の処理ノードとの通信状態に応じて、前記複数の受付ノードから選択された一つの受付ノードである、
ことを特徴とする再生可能エネルギーを利用した情報処理システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記複数の受付ノードが、それぞれ前記複数の処理ノードに対応し、対応する処理ノードと一体に前記複数の受付ノードの機能が備えられている、
ことを特徴とする再生可能エネルギーを利用した情報処理システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記受付ノードによる一の処理ノードの選択の適合度合いとして、更に、前記処理ノードの空き状況、処理予定のジョッブの実行履歴、又は再生可能エネルギーによる電力の利用可能の情報を含む、
ことを特徴とする再生可能エネルギーを利用した情報処理システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記複数の処理ノードは、
前記受付ノードからの問合せ情報に基づき、前記適合度合いを計算する演算手段と、
前記演算手段により計算される適合度合いを前記受付ノードに送信する手段を有し、
前記受付ノードは、
前記複数の処理ノードから受信される適合度合いに基づき、情報処理を実行させる処理ノードを選択する手段と、
前記選択手段により選択された処理ノードに対し、情報処理の実行を指示する情報を送信する送信手段を有する、
ことを特徴とする再生可能エネルギーを利用した情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギーを利用した情報処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自然環境保護、化石エネルギーの枯渇等に対応するべく、太陽光発電、風力発電等による再生可能エネルギーの普及と活用が強く望まれている。
【０００３】
しかし、再生可能エネルギーによって作られる電力は、その発電量が変動し、かかる変動を予め予測することが困難である。したがって、発電量を平準化するために低い水準で発電のピークカットを実施し、あるいは蓄電池による充放電によって供給電力を平準化するなどの対策がなされている。
【０００４】
このような再生可能エネルギーの利用環境にあっては、次のような問題点を有している。
【０００５】
第１に既存の原子力、火力、水力による発電方式に比べて、再生可能エネルギーの発電単位当たりの原価がより高くなる。例えば、発電した再生可能エネルギーを送電するための電力網を新たに敷設することが必要となり、また発電エネルギー電力の全部を使用できずに廃棄が生じることも原価を高くする要因となる。
【０００６】
さらに、電力の平準化のために蓄電池等の付加設備を設ける場合は、発電単位当たりの原価が更に高くなる。
【０００７】
再生可能エネルギー利用に関する従来技術として、例えば特許文献１−３に記載の発明がある。
【０００８】
特許文献１に記載の発明は、再生可能エネルギーの大量導入を可能とするために、電力系統を自立した複数の電力系統に分割して、相互に連携して安定に運用できる様にしたシステムを提示している。
【０００９】
特許文献２に記載の発明は、ユーザが複数の電力供給元の電力供給率を把握して、電力購入先を選択して、ユーザが画像形成装置を快適に使用できる様にしたシステムである。
【００１０】
さらに、特許文献３に記載の発明は、工場全体でのより効率的なエネルギー管理を実現する技術であり、予測による工場の負荷を平準化してより効率的なエネルギー管理となるようにピークカット又はピークシフトを含む調整を行うことを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−０６１９７０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０９３０３号公報
【特許文献３】特開２０１４−８５９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記先行技術で示される技術は、分散された再生可能エネルギーの供給元からの効率的な電力供給を得るための大規模な蓄電池、電力網等の付加設備及び制御を必要としている。
【００１３】
かかる場合は、上記に述べた様に再生可能エネルギーの発電単位当たりの原価が高くなるという問題を有している。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、かかる点に鑑みて、再生可能エネルギーによって作られた電力でプログラムの実行等の情報処理作業を分散して実行する様にして、大規模な蓄電池等の付加設備を不要とする。さらに電力網に代えて通信網を利用して上記再生可能エネルギーの発電単位当たりの原価が高くなるという問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記問題解決を行う本発明に従う再生可能エネルギーを利用した情報処理システムの第１の側面は、それぞれ再生可能エネルギーが供給される複数の処理ノードと、ユーザによりアクセスされる受付ノードを有し、前記受付ノードは、前記複数の処理ノードのそれぞれの適合度合いに応じて、前記複数の処理ノードに情報処理を分散して実行させることを特徴とする。
【００１６】
上記問題解決を行う本発明に従う再生可能エネルギーを利用した情報処理システムの前記第１の側面において、第１の態様として、複数の受付ノードを有し、前記ユーザによりアクセスされる受付ノードは稼働状態や前記複数の処理ノードとの通信状態に応じて、前記複数の受付サーバから選択された一つの受付サーバであることを特徴とする。
【００１７】
また、第２の態様として前記第１の態様において、前記複数の受付サーバが、それぞれ前記複数の処理ノードに対応し、対応する処理ノードと一体に前記複数の受付サーバの機能が備えられていることを特徴とする。
【００１８】
さらに、第３の態様として、前記第１の側面、又は第１若しくは第２の対応のいずれかにおいて、前記適合度合いは、前記処理ノードの空き状況、処理予定のジョッブの実行履歴、及び再生可能エネルギーによる電力の利用可能の情報を含むことを特徴とする。
【００１９】
さらに、第４の態様として、前記第３の態様において、前記複数の処理ノードは、前記受付ノードからの問合せ情報に基づき、前記適合度合いを計算する演算手段と、前記演算手段により計算される適合度合を前記受付ノードに送信する手段を有し、前記受付ノードは、前記複数の処理ノードから受信される適合度合いに基づき、情報処理を実行させる処理ノードを選択する手段と、前記選択手段により選択された処理ノードに対し、情報処理の実行を指示する情報を送信する送信手段を有することを特徴とする。
【００２０】
さらに又、前記第１の側面、又は前記第１乃至第４の態様のいずれかにおいて、前記複数の処理ノードは、再生可能エネルギーによる電力を蓄積する小型の蓄電池を有し、前記適合度合いの計算において、前記小型の蓄電池の状態情報を含め、前記受付ノードは、前記適合度合いにおける前記小型の蓄電池の状態情報を考慮して処理ノードの選択を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、ピークカット等の処理を施すことなく発電した電力の全てをコンピュータの稼働に使用することができ、廃棄する電力を生じない。
【００２２】
コンピュータの稼働によって得られる情報処理能力の単位時間当たりの販売価格は、電力の販売価格がより高額であるためにより効果的である。
【００２３】
さらに、大規模な送電網及び蓄電池等の付加設備が不要となり、情報処理サービス原価を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の再生可能エネルギーを利用した情報処理システムの第１の実施例概略を説明する図である。
【図２】本発明の再生可能エネルギーを利用した情報処理システムの第２の実施例概略を説明する図である。
【図３】本発明の再生可能エネルギーを利用した情報処理システムの第３の実施例概略を説明する図である。
【図４】本発明の情報処理システムにより実行される分散情報処理の一例を示すフロー図である。
【図５】処理ノードの構成例ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下図面に従い、本発明の実施例を説明する。なお、実施例説明は、本発明の理解のためであり、本発明の保護の範囲は、これら実施例に限定されるものではなく、保護の範囲は、特許請求の範囲に記載されたもの、及びこれに近似するものにも及ぶ。
【００２６】
図１は、本発明の再生可能エネルギーを利用した情報処理システムの第１の実施例概略を説明する図である。
【００２７】
本発明の再生可能エネルギーを利用した情報処理システム１（以降単に、情報処理システム１という）に対して、ユーザ１００は、PaaS（Platform as a Service:情報処理サービス基盤）の利用者として想定することができる。したがって、ユーザ１００は、情報処理システム１のためのシンプルなフレームワークを使って情報処理、即ちプログラムの実行を行うことができる。
【００２８】
情報処理システム１は、複数のそれぞれ再生可能エネルギーを利用して情報処理を実行する処理ノードＰ１〜ＰＮによる分散処理のためのソフトウエア・フレームワークを実行する。この情報処理システム１におけるソフトウエア・フレームワークは、ユーザ１００からは見えない。
【００２９】
図１において、ユーザ１００は、コンピュータリソースを利用するために、ネットワークＮＷ経由で情報処理のための情報（プログラム、データ、プログラムの大きさ及びファイルサイズを示すパラメータ）を情報処理システム１に送信する。ついで、情報処理システム１で処理された結果を受けることができる。
【００３０】
一方、情報処理システム１においては、ユーザ１００から送られた前記情報処理のための情報を受付ノード１０で受け付ける。
【００３１】
情報処理システム１は、コンポーネントとして、ネットワークＮＷを通して広域に分散接続される、複数の情報処理ノードＰ１〜ＰＮ、及び情報処理ノードＰ１〜ＰＮへの再生可能エネルギーによる電力供給源ＰＳ１〜ＰＳＮを有する。
【００３２】
ここで、分散接続として、例えば、東京と沖縄、あるいは海外を含めて離間した広域地に跨がって分散される場合とすることも可能である。
【００３３】
さらに、本発明の特徴として、これらコンポーネントは、常時稼働を前提としないで断続的に機能する。このために、前記電力供給源ＰＳ１〜ＰＳＮは、商用電源のみではなく、再生可能エネルギーである太陽光発電、及び風力発電等、更に小型発電によるエネルギー源を含むことができる。
【００３４】
図２は、本発明の再生可能エネルギーを利用した情報処理システムの第２の実施例概略を説明する図である。
【００３５】
図２に示す構成では、特徴として、複数個の受付ノード１０１〜１０ｎを有する。
【００３６】
ユーザ１００は、複数の受付ノード１０１〜１０ｎのうち好みの一つの受付ノードを選択することができる。この時の選択基準は、受付ノードの稼働状態、複数の受付ノードとの間の通信状況であり、かかる状況を考慮して一つの受付ノードが選択される。
【００３７】
選択された一つの受付ノードが決まると、情報処理のための情報がユーザ１００から選択した受付ノードに送られる。そして、以降の処理は、前記図１において説明したと同様である。
【００３８】
図３は、更に別の第３の実施例の概略を説明する図である。この実施例では、複数の受付ノード１０１〜１０ｎの機能が、対応する処理ノードＰ１〜ＰＮと一体に備えられる構成である。
【００３９】
かかる構成においてもユーザ１００は、複数の受付ノード１０１〜１０ｎのうち好みの一つの受付ノードを選択することができる。そして、一つの受付ノードが選択されると、以降の処理は、前記図１において説明したと同様である。
【００４０】
図４は、本発明の情報処理システム１により実行される分散情報処理の一例を示すフロー図である。
【００４１】
図５は、情報処理ノードＰ１〜ＰＮの構成例ブロック図である。
【００４２】
情報処理ノードＰ１〜ＰＮのそれぞれ（処理ノードＰと表記）は、処理装置１１と、電力切替え制御部１２を有する。処理装置１１は、一般的なコンピュータの構成であり、演算処理手段としてのＣＰＵ１１０、ＯＳを格納したＨＤＤ，ＳＳＤ等の補助記憶装置１１１、受付ノード１０からの情報及び、演算過程のデータを一次格納するＲＡＭ１１２及び、システム内ネットワークＮＷを通して、受付ノード１０との通信を行う通信機能手段１１３を有する。
【００４３】
電力切替え制御部１２は、独立装置ではなく、処理装置１１に含まれる機能手段としても良い。再生可能エネルギー源を含む対応する電力源ＰＳからの電力を受け、小型蓄電池１２０に蓄電する。小型蓄電池１２０は、例えば１０分間程度（システム要件に対応して、より短時間あるいはより長い時間が考えられる）の使用可能な蓄電能力の受電可能電池である。  
【００４４】
コントローラ１２１は、電力源ＰＳ及び小型蓄電池１２０の状態を検知し、いずれの電力が利用できるかを判断し、セレクタ１２２を制御して電力源ＰＳあるいは小型蓄電池１２０の出力を切り替えて、処理装置１１に供給する。コントローラ１２１は、セレクタ１２２に対する制御情報を同時に処理装置１１のＣＰＵ１１０に通知する。したがって、ＣＰＵ１１０は、電力源ＰＳ又は小型蓄電池１２０のいずれから電力が供給されているかを識別することが可能である。
【００４５】
かかる情報処理ノードＰ１〜ＰＮ側の構成例に基づき、実施例として分散処理の手順を図４に基づき説明する。
【００４６】
ここで、受付ノード１０は、先に説明した図１の実施例における受付ノード１０あるいは、図２，図３の構成においてユーザ１００により受付ノード１０１〜１０ｎから選択されたいずれか一つの受付ノードである。したがって、図４において、代表して受付ノード１０と表示して説明する。
【００４７】
ユーザ１００から情報処理のための情報（プログラム、データ、パラメータ）を受けると、共用ストレージ２０に格納する。
【００４８】
ここで、共用ストレージ２０は、物理的な個別のストレージ機器とする他に、分散ストレージ技術を用い、データを丸ごとあるいは断片化して複数の処理ノードＰ１〜ＰＮにおいて保持するようにし、これにより論理的な大きな一つの共有ストレージとする場合も含む。
【００４９】
次いで、ユーザ１００から情報が、シンプルな科学技術計算を対象とするものであれば、受付ノード１０は、マルチキャストで各処理ノードＰ１〜ＰＮにジョッブ名を通知するとともにステータスの問い合わせを行う（ステップＳ１）。
【００５０】
通信機能手段１１３を通してステータスの問い合わせ要求を受けた各情報処理ノードＰ１〜ＰＮは、それぞれＣＰＵ１１０により適合度合いを計算する（ステップＳ２）。
【００５１】
適合度合として、ＣＰＵ１１０の空き状況、処理予定のジョッブの実行履歴、再生可能エネルギーによる電力の利用可能の情報（電源種別）、更に小型蓄電池１２０の状態の情報を求める。かかる適合度合の計算結果を通知されたジョッブ名に対応してステータスとして受け付けノード１０に返送する（ステップＳ３）。
【００５２】
なお、処理ノードＰが、小型蓄電池１２０からの電力供給を受けている場合には、再生可能エネルギーによる電力が十分でなく、ＣＰＵ１１０において要求された処理が可能ではないと判断して、かかる小型蓄電池１２０の状態も適合度合の計算に含めて受け付けノード１０に返送する。
【００５３】
受付ノード１０は、全ての情報処理ノードＰ１〜ＰＮから適合度合をステータスとして受けると、適合度合に基づく処理可能の処理ノードから、処理履歴等を考慮して一の情報処理ノードを選択する。
【００５４】
ここで、一の情報処理ノードの選択に際して、上記適合度合に含まれる小型蓄電池１２０の状態も処理ノード選択の優先順位付けの要素となる。例えば、再生可能エネルギーを優先的に消費するためには、蓄電状態でない処理ノードを優先する。小型蓄電池１２０が放電状態ということは、再生可能エネルギーによる給電が十分でないことを意味しているからである。
【００５５】
また、小型蓄電池１２０が充電状態であっても、蓄電量の差異によって処理ノードの優先順位が変わることもある。例えば、夕刻時、発電量が減少傾向の場合に、蓄電量の少ないノードにより蓄電させるために、蓄電量の多い処理ノードを優先的に使い、日没後の処理可能ノードを平準化する。
【００５６】
そして、選択したノード（図４のＴ１の周期では、情報処理ノードＰ２を選択）に対して必要な情報（フレームワーク上で変数と計算式など）とともに処理依頼の通知を送る（ステップＳ４）。
【００５７】
処理の依頼を受けた情報処理ノードＰ２は、共用ストレージ２０にアクセスしてプログラムと、データを読み込み、受付ノード１０から送られた変数と計算式に基づき、計算処理を実行する（ステップＳ５）。
【００５８】
ついで、情報処理ノードＰ２は、通信機能手段１１３によりネットワークＮＷを通して処理結果を受け付けノード１０に送る（ステップＳ６）。これにより、ユーザ１００は、目的とする科学技術計算処理による結果を得ることができる。
【００５９】
なお、上記例の様に、シンプルな科学技術計算を対象とするものである場合は、情報処理のための情報（プログラム、データ、パラメータ）を共用ストレージ２０に格納することなく、選択した情報処理ノードに対して処理を依頼する際に、前記情報処理のための情報を合わせて送る様にしても良い。
【００６０】
さらに、ユーザ１００から大規模な科学技術計算をすることが求められている場合は、ユーザからの情報処理のための情報（プログラム、データ、パラメータ）を共用ストレージ２０に格納しておくことが必要である。
【００６１】
そして、図４に示すように、必要回数分処理ステップＳ１からＳ６を繰り返して（Ｔ１、Ｔ２…）情報処理を実行することが可能である。
【００６２】
また、大規模なビッグデータを扱う場合は、一度共用ストレージ２０にプログラムを格納するか、処理ノードＰ１〜ＰＮにプログラムを配置する。そして、所定周期であるいは、任意のタイミングで発生データを共用ストレージ２０に格納し、図４で説明した処理ステップＳ１からＳ６を繰り返し実行する。
【００６３】
さらに、Ｗｅｂアプリケーションに対して、Ｗｅｂアプリケーションサーバからプログラムとデータを処理ノードＰ１〜ＰＮに配置して、Ｗｅｂアプリケーションユーザからの依頼に基づき、受付ノード１０が、図４の処理ステップに従い処理ノードＰ１〜ＰＮに処理を行わせる。
【００６４】
上記に説明したように、本発明により複数の情報処理ノードＰ１〜ＰＮに対して常時稼働させるという態様から逐次稼働させるという思想に基づき、再生可能エネルギーの有効利用が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  ユーザ
ＮＷ  ネットワーク
Ｐ１〜ＰＮ  （Ｐ）情報処理ノード
ＰＳ１〜ＰＳＮ  （ＰＳ）再生可能エネルギー電力源
１０、１０１〜１０ｎ  受付ノード
１１  処理装置
１２  電力切替え制御部
２０  共用ストレージ
１１０  ＣＰＵ
１１１  補助記憶装置
１１２  ＲＡＭ
１１３  通信機能手段
１２０  小型蓄電池
１２１  コントローラ
１２２  セレクタ
【図１】
0006425166.tif 000002
【図２】
0006425166.tif 000003
【図３】
0006425166.tif 000004
【図４】
0006425166.tif 000005
【図５】
0006425166.tif 000006