(57)【要約】【課題】低いコストで、広範囲の日射量を高い精度で予測する。【解決手段】対象地点の日射量を予測する日射量予測システムであって、第１の地点に設置され、太陽周辺を撮影した画像を出力する画像作成装置１１と、第１の地点とは異なる第２の地点に設置され、日射量を測定して出力する日射量計測装置１２と、画像作成装置１１から太陽周辺を撮影した画像を取得し、日射量計測装置１２から日射量の値を取得し、第２の地点とは異なる第３の地点における所定時間後の日射量を予測し、予測した日射量の値を出力する日射量予測装置２０とを備える。【選択図】図１
2013250129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、対象地点の日射量を予測させる日射量予測装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
第１の地点から太陽周辺を撮影した画像を取得する画像取得ステップと、
前記第１の地点とは異なる第２の地点で測定された日射量の値を取得する日射量取得ステップと、
前記第２の地点とは異なる第３の地点における所定時間後の日射量を予測し、予測した日射量の値を出力する予測日射量出力ステップと
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２】
請求項１に記載のプログラムであって、
前記予測日射量出力ステップには、
前記取得した画像を複数の小領域に分割し、当該小領域毎に雲の移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、
前記第２の地点に影をつくる雲の雲底高度を推定する雲底高度推定ステップと、
前記算出されたそれぞれの小領域の移動ベクトルから、それぞれの小領域の所定時間後の画像内での位置を推定し、推定した位置の小領域を含む画像を、前記推定した雲底高度の面から地上に投影する分布推定ステップと、
地上に投影された所定時間後の各小領域の分布から、地上における所定時間後の日射量の分布を予測する日射量予測ステップと
が含まれることを特徴とするプログラム。
【請求項３】
請求項２に記載のプログラムであって、
前記コンピュータは、前記雲底高度推定ステップにおいて、
前記取得した画像内において、前記第２の地点に影をつくる雲が映る前記小領域を、雲底高度毎に特定し、
前記日射量取得ステップにおいて取得した日射量の値が、以前取得した日射量の値から所定量以上変化している場合に、前記特定した小領域の中で、雲がある状態から雲がない状態または雲がない状態から雲がある状態に変化した小領域があれば、その小領域について特定した雲底高度を、前記第２の地点に影をつくる雲の雲底高度として推定することを特徴とするプログラム。
【請求項４】
請求項３に記載のプログラムであって、
前記コンピュータは、前記雲底高度推定ステップにおいて、
前記特定した小領域の中で、画像の特徴量が所定値以上変化した場合に、雲がある状態から雲がない状態または雲がない状態から雲がある状態に変化した小領域と判定することを特徴とするプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のプログラムであって、
前記コンピュータは、前記雲底高度推定ステップにおいて、
前記特定した小領域の中で、画像の特徴量が所定値以上変化した小領域が複数存在する場合、これらの小領域について特定された雲底高度のうち、最も低い雲底高度を、前記第２の地点に影をつくる雲の雲底高度として推定することを特徴とするプログラム。
【請求項６】
請求項２に記載のプログラムであって、
前記コンピュータは、前記日射量予測ステップにおいて、
地上に投影された所定時間後のそれぞれの小領域について、当該小領域の画像の特徴量が、前記画像取得ステップで以前取得した画像において、前記推定した雲底高度で前記第２の地点に影をつくる雲が映る小領域の画像の特徴量に近い場合に、前記画像取得ステップで以前取得した画像が撮影された時点における前記第２の地点の日射量の値を、地上に投影された所定時間後の小領域の日射量の値として推定することを特徴とするプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムであって、
前記コンピュータは、前記日射量予測ステップにおいて、
前記画像取得ステップで以前取得したそれぞれの画像について、前記推定した雲底高度で前記第２の地点に影をつくる雲が映る小領域の画像の特徴量と、その画像が撮影された時点の第２における地点の日射量の値とを対応付けた対応表を作成し、
地上に投影された所定時間後のそれぞれの小領域について、当該小領域の画像の特徴量に最も近い特徴量を前記対応表内で特定し、特定した特徴量に対応付けられている日射量の値を、当該小領域の日射量の値として推定することを特徴とするプログラム。
【請求項８】
請求項２に記載のプログラムであって、
前記画像内の小領域は画素単位であることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
請求項１に記載のプログラムであって、
前記第２の地点は複数存在し、
前記コンピュータは、前記日射量取得ステップにおいて、
それぞれの前記第２の地点に設置された日射計から日射量の値を取得することを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項１に記載のプログラムであって、
前記第１の地点から太陽周辺を撮影した画像は、当該画像を囲む矩形の辺と、地平線とがなす角度が時間によらず一定となるように撮影されていることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
対象地点の日射量を予測する日射量予測システムであって、
第１の地点に設置され、太陽周辺を撮影した画像を出力するカメラと、
前記第１の地点とは異なる第２の地点に設置され、日射量を測定して出力する日射計と、
前記カメラから太陽周辺を撮影した画像を取得し、前記日射計から日射量の値を取得し、前記第２の地点とは異なる第３の地点における所定時間後の日射量を予測し、予測した日射量の値を出力する日射量予測装置と
を備えることを特徴とする日射量予測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、日射量予測システムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電による発電量は、日射量の影響を受けて大きく変動するため、電力の安定供給のためには日射量の変動を予測することが重要である。この日射量の変動を予測手法として、例えば下記の特許文献１の段落００６１には、「時刻ｔａで撮影された（ａ）の画像について画像処理を行い、画像における大きさが所定の大きさ以上（例えば、画像における太陽の大きさの１／１０以上）の雲２０２の輪郭等を抽出すると、雲２０２は太陽２０１からある程度離れて右側にあることが認識される。次に、時刻ｔｂで撮影された（ｂ）の画像について同様な処理を行なうと、雲２０２は太陽２０１の近傍右側にあることが認識される。そして、（ａ）及び（ｂ）の雲の画像部分の相関が高い部分を探すことで、時刻ｔａから時刻ｔｂにおいて雲２０２の移動方向Ｄｃが図２における左方向であることがわかる。また、（ａ）の雲の位置と（ｂ）の雲の位置との差から時刻ｔａから時刻ｔｂの間の移動速度Ｖｃが算出できる。このようにして得られた雲に関する情報、すなわち位置Ｐｃ、移動方向Ｄｃ、及び移動速度Ｖｃから、時刻ｔｂからある時間経過後の時刻ｔｃにおいて、雲の位置が（ｃ）に示すような位置となることを予測することができる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１２１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の方法では、カメラがある位置の日射量しか予測できない。そのため、大規模な太陽光発電設備に適用する場合には、いくつものカメラを設置する必要がある。カメラ自体は発電には直接関係がないため、無駄なコストがかかることになる。
【０００５】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、低いコストで、広範囲の日射量を高い精度で予測することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、コンピュータを、対象地点の日射量を予測させる日射量予測装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
第１の地点から太陽周辺を撮影した画像を取得する画像取得ステップと、
前記第１の地点とは異なる第２の地点で測定された日射量の値を取得する日射量取得ステップと、
前記第２の地点とは異なる第３の地点における所定時間後の日射量を予測し、予測した日射量の値を出力する予測日射量出力ステップと
を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低いコストで、広範囲の日射量を高い精度で予測することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る発電システム１０の構成の一例を示すシステム構成図である。
【図２】画像作成装置１１、日射量計測装置１２、および太陽光発電パネル１５の配置の一例を示す概念図である。
【図３】予測発電量出力装置１３によって表示される画面の一例を示す概念図である。
【図４】日射量予測装置２０の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図５】取得データ格納部２３に格納される画像テーブル２３０の構造の一例を示す図である。
【図６】取得データ格納部２３に格納される日射量テーブル２３５の構造の一例を示す図である。
【図７】移動ベクトルの算出過程を説明するための概念図である。
【図８】移動ベクトル算出部２４によって作成される移動ベクトルテーブル２４０の構造の一例を示す図である。
【図９】日射量計測装置１２の地点に影をつくる雲が映る画素の位置を説明するための概念図である。
【図１０】日射量計測装置１２の地点に影をつくる雲が映る画素の位置と雲底高度との関係を説明するための概念図である。
【図１１】雲底高度算出部２６が予め保持している雲底高度テーブル２６０の構造の一例を示す図である。
【図１２】雲底高度と撮影領域の大きさの関係を説明するための概念図である。
【図１３】地上にマッピングされた予測画像を説明するための概念図である。
【図１４】画像分布予測部２５が作成する特徴量分布テーブル２５０の構造の一例を示す図である。
【図１５】対応表作成部２７が作成する対応表２７０の構造の一例を示す図である。
【図１６】日射量分布予測部２８が作成する日射量分布テーブル２８０の構造の一例を示す図である。
【図１７】日射量予測装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】移動ベクトルの算出処理（Ｓ２００）の一例を示すフローチャートである。
【図１９】雲底高度の算出処理（Ｓ３００）の一例を示すフローチャートである。
【図２０】対応表の作成処理（Ｓ４００）の一例を示すフローチャートである。
【図２１】日射量予測装置２０の機能を実現するコンピュータ７０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２２】発電システム１０の構成の他の例を示すシステム構成図である。
【図２３】画像作成装置１１、太陽光発電パネル１５、および日射量換算装置１８の配置の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る発電システム１０の構成の一例を示すシステム構成図である。発電システム１０は、画像作成装置１１、１つ以上の日射量計測装置１２、日射量予測装置２０、予測発電量出力装置１３、太陽光発電パネル１５、パワーコンディショナ１６、および蓄電池１７を備える。画像作成装置１１、日射量計測装置１２、予測発電量出力装置１３、パワーコンディショナ１６、および日射量予測装置２０は、通信回線１４に接続され、通信回線１４を介して互いに通信が可能である。
【００１１】
画像作成装置１１は、カメラ１１０および通信部１１１を有し、赤道儀１１２に搭載されている。カメラ１１０は、所定時間（例えば１００ミリ秒）毎に、太陽周辺の画像を撮影する。通信部１１１は、カメラ１１０が撮影した画像を、通信回線１４を介して日射量予測装置２０へ送信する。
【００１２】
赤道儀１１２は、カメラ１１０によって撮影される画像の中央に太陽が撮影されるように、太陽の移動に従ってカメラ１１０の向きを制御する。これによって、カメラ１１０は、時間によらず、太陽を中心とする画像を撮影することができる。
【００１３】
なお、赤道儀１１２が、太陽が画像の中央に位置するようにカメラ１１０の向きを制御するだけだと、カメラ１１０が撮影した画像を囲む矩形の辺と天の赤道とのなす角が時間によらず一定となるものの、当該矩形の辺と水平線とのなす角が時間によって異なる。この場合、撮影された画像内において、日射量の予測が可能な領域が太陽高度によって大きく変化する。例えば、日射量の予測が可能な領域が太陽の方向を中心として左右非対象となり、午前中は東側が広く、午後は西側が広く撮影される。
【００１４】
そこで、カメラ１１０によって撮影された画像において、日射量の予測が可能な領域が太陽の高度によらず太陽の方向を中心として左右対象となるようにするため、赤道儀１１２は、さらに、カメラ１１０が撮影した画像を囲む矩形の辺と水平線とのなす角が一定となるように、太陽の移動に従って、太陽の方向を中心としてカメラを回転させることが好ましい。
【００１５】
それぞれの日射量計測装置１２は、日射計１２０および通信部１２１を有する。日射計１２０は、日射量計測装置１２の地点の日射量を、所定時間（例えば１００ミリ秒）毎に測定する。通信部１２１は、日射計１２０が計測した日射量のデータを、日射量計測装置１２の位置情報と共に、通信回線１４を介して日射量予測装置２０へ送信する。日射量計測装置１２の位置情報は、例えば日射量計測装置１２の設置時に、測地衛星から送信されたＧＰＳ信号等に基づいて算出して通信部１２１に予め設定される。
【００１６】
図２は、画像作成装置１１、日射量計測装置１２、および太陽光発電パネル１５の配置の一例を示す概念図である。図２に示すように、画像作成装置１１と日射量計測装置１２とは異なる地点に設置される。日射量計測装置１２は、１台以上設置されている必要があるが、本実施形態では、日射量計測装置１２が４台設置されている。
【００１７】
また、日射量計測装置１２を複数設置する場合、設置間隔を密にすると、日射量の予測精度を高めることができ、設置間隔を疎にすると、少ないコストでより広い領域の日射量の予測が可能となる。本実施形態では、日射量計測装置１２の設置間隔を、例えば数十ｍから数百ｍ程度としている。
【００１８】
図１に戻って説明を続ける。日射量予測装置２０は、通信回線１４を介して画像作成装置１１から受け取った画像のデータと、通信回線１４を介してそれぞれの日射量計測装置１２から受け取った日射量のデータとから、太陽光発電パネル１５が設置された地点周辺の所定時間後の日射量の分布を予測し、予測した日射量の分布を示す情報を通信回線１４を介して予測発電量出力装置１３へ送る。
【００１９】
予測発電量出力装置１３は、発電量予測部１３０および通信部１３１を有する。通信部１３１は、通信回線１４を介して日射量予測装置２０から受信したデータを発電量予測部１３０へ送り、発電量予測部１３０から受け取ったデータを通信回線１４を介してパワーコンディショナ１６へ送信する。
【００２０】
発電量予測部１３０は、所定時間後の日射量の分布の予測データを日射量予測装置２０から受け取り、発電量予測部１３０内に予め保持している、太陽光発電パネル１５の日射量と発電量との関係を示す情報に基づいて、所定時間後の太陽光発電パネル１５の発電量を予測し、発電量の予測データを通信部１３１を介してパワーコンディショナ１６へ送る。また、発電量予測部１３０は、例えば図３に示すような画面３０を予測発電量出力装置１３に接続された表示装置に表示する。
【００２１】
パワーコンディショナ１６は、通信回線１４を介して予測発電量出力装置１３から受け取った発電量の予測データに基づいて、系統へ出力する電力を制御する。例えば、パワーコンディショナ１６は、太陽光発電パネル１５による発電量が低下すると予測された時刻よりも所定時間前に、太陽光発電パネル１５から出力された電力の一部を蓄電池１７に充電させ、系統へ供給する電力を徐々に減らす。
【００２２】
そして、パワーコンディショナ１６は、太陽光発電パネル１５による発電量の低下が始まると予測された時刻で、蓄電池１７に蓄積された電力を系統に出力することで、太陽光発電パネル１５の発電量の低下に伴う急峻な供給電力の低下を抑制する。
【００２３】
また、例えば、パワーコンディショナ１６は、太陽光発電パネル１５による発電量が上昇すると予測された時刻で太陽光発電パネル１５から出力された電力の一部を蓄電池１７に充電させることで、太陽光発電パネル１５の発電量の上昇に伴う急峻な供給電力の上昇を抑制する。
【００２４】
図３は、予測発電量出力装置１３によって表示される画面３０の一例を示す概念図である。画面３０内の領域３１には、カメラ１１０によって撮影された最新の画像３１０が表示される。画像３１０には、太陽３１１を中心として、その周辺の空の様子が映し出されている。
【００２５】
また、領域３２には、日射量分布の予測を示す画像３２０が表示される。画像３２０には、太陽光発電パネル１５の位置を示す画像３２１に、色や濃淡で日射量分布の予測を示す画像３２２が重ねて表示される。画像３２０では、雲の影となる領域３２３に、日射量が低いことを示す濃度のパターンが表示されている。
【００２６】
また、領域３２には、画像３２０内の日射量分布を時間の経過に従って表示させたり一時停止させるためのボタン３２４や、画像３２０内の表示を過去の日射量分布に遡らせるためのボタン３２５、日射量予測装置２０によって予測されている範囲内で未来の日射量分布を表示させるためのボタン３２６等が設けられている。領域３２７には、画像３２０内に表示されている日射量分布の予測時刻が表示される。
【００２７】
領域３３には、発電量予測部１３０によって予測された予測発電量３３０が表示される。この他に、発電量予測部１３０は、パワーコンディショナ１６による電力制御の情報を通信回線１４を介して受け取り、蓄電池１７の充放電の制御や、系統に供給されるトータルの電力等の情報を領域３３に表示してもよい。
【００２８】
図４は、日射量予測装置２０の機能構成の一例を示すブロック図である。日射量予測装置２０は、画像取得部２１、日射量取得部２２、取得データ格納部２３、移動ベクトル算出部２４、画像分布予測部２５、雲底高度算出部２６、対応表作成部２７、および日射量分布予測部２８を有する。
【００２９】
図５は、取得データ格納部２３に格納される画像テーブル２３０の構造の一例を示す。画像テーブル２３０には、画像作成装置１１の位置を示す位置情報２３１、画像内の画素の位置を示す画素位置２３２、当該画素位置２３２の画素値（ＲＧＢ値）２３３、およびフラグ２３４が格納される。
【００３０】
位置情報２３１には、画像作成装置１１の位置を示す情報が予め登録されている。画素値２３３には、最新の画像の取得タイミングをｔ0、取得間隔をｄｔ（本実施形態では１００ミリ秒）として、ｔ0から所定時間前（例えば数時間前）までの各画像データの画素値が格納される。
【００３１】
フラグ２３４には、最新の画像データ内のそれぞれの画素値について、所定時間（例えば数秒）前の画像の画素値との輝度の差の絶対値が所定値以上である場合に１がセットされ、それ以外の場合には０がセットされる。
【００３２】
画像取得部２１は、通信回線１４を介して画像作成装置１１から画像データを受け取った場合に、最も古い画像データを画素値２３３から削除し、画素値２３３内の画像データを１つずつずらし、画像作成装置１１から受け取った画像データを最新の画像データとして、画素位置２３２毎に画素値２３３に格納する。
【００３３】
図６は、取得データ格納部２３に格納される日射量テーブル２３５の構造の一例を示す。日射量テーブル２３５には、それぞれの日射量計測装置１２の地点を示す位置情報２３６に対応付けて、当該日射量計測装置１２から取得した日射量データ２３７が格納される。日射量データ２３７には、最新の日射量の取得タイミングをｔ0、取得間隔をｄｔ（本実施形態では１００ミリ秒）として、ｔ0から所定時間前（例えば数時間前）までの日射量データが格納される。
【００３４】
日射量取得部２２は、通信回線１４を介して日射量計測装置１２から日射量データおよび位置情報を受け取った場合に、受け取った位置情報を位置情報２３６内で検索し、一致する位置情報に対応付けられている日射量データについて、最も古い日射量データを日射量データ２３７から削除し、日射量データ２３７内の日射量データを１つずつずらし、日射量計測装置１２から受け取った日射量データを最新の値として日射量データ２３７に格納する。
【００３５】
図４に戻って説明を続ける。移動ベクトル算出部２４は、取得データ格納部２３内の画像テーブル２３０を参照し、最新の画像データおよび所定時間（例えば数秒）前の画像データについて、同一の画素位置の画素毎に画素値の輝度の差の絶対値を算出する。そして、移動ベクトル算出部２４は、画像テーブル２３０において、輝度の差の絶対値が所定値以上の画素位置に対応付けられているフラグに１をセットし、輝度の差の絶対値が所定値未満の画素位置に対応付けられているフラグに０をセットする。
【００３６】
ここで、画素の輝度の差の絶対値が所定値以上の場合とは、例えば、最新の画像のその画素位置には雲が映っているが、所定時間前の画像のその画素位置では雲が映っていなかった、あるいは、最新の画像のその画素位置には雲が映っていないが、所定時間前の画像のその画素位置では雲が映っていた場合が考えられる。なお、輝度は、画素の特徴量の一例であり、この他に、画素のＲ値、Ｇ値、およびＢ値の平均等を特徴量としてもよい。
【００３７】
そして、移動ベクトル算出部２４は、画像テーブル２３０を参照し、最新の画像データと所定時間（例えば数秒）前の画像データとを用いて、画素毎に移動ベクトルを算出する。移動ベクトルの算出方法としては、例えばオプティカルフロー法を利用することができる。
【００３８】
図７は、移動ベクトルの算出過程を説明するための概念図である。移動ベクトル算出部２４は、画像テーブル２３０を参照し、最新の画像データ（図７（ｂ））のそれぞれの画素について、当該画素の画素値を元に、当該画素が所定時間（例えば数秒）前の画像データ（図７（ａ））のどの画素に対応するかを求め、所定時間前の画像データの画素位置を始点とし、最新の画像データにおいて対応する画素の画素位置を終点とする移動ベクトル４２を算出する。
【００３９】
図８は、移動ベクトル算出部２４によって作成される移動ベクトルテーブル２４０の構造の一例を示す図である。移動ベクトル算出部２４は、算出した移動ベクトルの始点２４１と終点２４２とを対応付けて移動ベクトルテーブル２４０を作成し、作成した移動ベクトルテーブル２４０を画像分布予測部２５へ送る。なお、移動する物体（すなわち雲）が画像内の画素に映っていない場合（例えば空のみが映っている場合）、移動ベクトル算出部２４は、その画素についての移動ベクトルを算出しない。
【００４０】
図４に戻って説明を続ける。雲底高度算出部２６は、所定のタイミング毎（例えば１００ミリ秒毎）に、取得データ格納部２３内の日射量テーブル２３５を参照し、日射量計測装置１２毎に、最新の日射量データおよび所定時間（例えば数秒）前の日射量の差の絶対値を算出する。そして、日射量の差の絶対値が所定値以上の日射量計測装置１２がある場合、雲底高度算出部２６は、当該日射量計測装置１２の地点に影をつくる雲が映る可能性のある画素位置の画素値の変化から、雲底高度を推定する。
【００４１】
図９は、日射量計測装置１２の地点に影をつくる雲が映る画素の位置を説明するための概念図である。例えば、図９（ａ）に示すように、日射量計測装置１２の地点に影をつくる雲は、日射量計測装置１２と太陽とを結ぶ直線４５上に存在する。しかし、それだけではその雲の雲底高度を特定することはできない。
【００４２】
しかし、日射量計測装置１２とは異なる位置に設けられた画像作成装置１１から太陽を中心として太陽周辺を撮影すると、日射量計測装置１２の地点に影をつくる雲は、その雲の高度に応じて、日射量計測装置１２から太陽への方向４６から所定の角度をなす方向に見える。雲の高度が高ければ、雲の方向と方向４６とのなす角が小さくなり（例えば図９（ａ）のα）、雲の高度が低ければ、雲の方向と方向４６とのなす角が大きくなる（例えば図９（ａ）のγ）。なお、本実施形態では、日射量計測装置１２の地点に影をつくるのは雲の底面であり、雲は平べったいものと仮定し、雲の高さとして雲底高度を採用している。
【００４３】
そして、これは、例えば図９（ｂ）に示すように、太陽を中心として太陽周辺を撮影した画像４７上では、太陽の位置４８からの距離として現れる。即ち、雲底高度が高ければ、雲が映っている画素と太陽の位置４８の画素との距離が短く（例えば図９（ｂ）のａ）、雲底高度が低ければ、雲が映っている画素と太陽の位置４８の画素との距離が長い（例えば図９（ｂ）のｃ）。
【００４４】
そして、画像作成装置１１および日射量計測装置１２の地点が特定されれば、太陽の軌道は既知であるため、ある日時において、ある日射量計測装置１２の地点に影をつくる雲は、例えば図９（ｂ）のライン４９上のいずれかの画素に映ることが予め計算により求めることができる。そして、ライン４９上のどの画素に映った場合に、そのときの雲がどのくらいの高度にあるのかも予め計算により求めることができる。
【００４５】
図１０は、日射量計測装置１２の地点に影をつくる雲が映る画素の位置と雲底高度との関係を説明するための概念図である。本実施形態では、日射量計測装置１２を４台設置しているため、それぞれの日射量計測装置１２に影をつくる雲が映る画素のライン５５は、日時に応じて、例えば図１０に示すように４本求めることができる。そして、例えば、雲底高度が４ｋｍのときに雲が映る画素の画素位置５２、雲底高度が２ｋｍのときに雲が映る画素の画素位置５３、雲底高度が１ｋｍのときに雲が映る画素の画素位置５４等を予め求めることができる。
【００４６】
図１１は、雲底高度算出部２６が予め保持している雲底高度テーブル２６０の構造の一例を示す図である。雲底高度算出部２６は、図１１に示す雲底高度テーブル２６０を予め保持している。雲底高度テーブル２６０には、それぞれの日射量計測装置１２の位置情報２６１毎に、高度テーブル２６２が格納されている。それぞれの高度テーブル２６２には、日時２６３に対応付けて、雲底高度毎の画素位置２６４が格納されている。
【００４７】
なお、図１１に例示した高度テーブル２６２では、特定の雲底高度について、その雲が映る画素位置２６４を予め格納しているが、その雲が映る可能性のある全ての画素位置２６４について、画素位置毎の雲底高度を予め格納することが好ましい。
【００４８】
最新の日射量と所定時間前の日射量との差の絶対値が所定値以上の日射量計測装置１２がある場合、雲底高度算出部２６は、当該日射量計測装置１２の位置情報２６１に対応付けられている高度テーブル２６２を雲底高度テーブル２６０内で特定する。そして、雲底高度算出部２６は、特定した高度テーブル２６２内で、現在の日時に対応付けられている画素位置２６４を抽出する。
【００４９】
そして、雲底高度算出部２６は、抽出したそれぞれの画素位置２６４について、取得データ格納部２３内の画像テーブル２３０を参照し、当該画素位置に対応付けられているフラグ２３４に１がセットされていれば、高度テーブル２６２を参照して、当該画素位置に対応付けられている雲底高度を特定する。そして、雲底高度算出部２６は、特定した雲底高度を画像分布予測部２５および対応表作成部２７へ送る。
【００５０】
なお、図９（ａ）に示すように、日射量計測装置１２と太陽とを結ぶ直線４５上に、異なる高度の雲が存在する場合、雲底高度算出部２６は、複数の雲底高度を特定する場合があるが、その場合、雲底高度算出部２６は、その中で最も低い雲底高度を、日射量計測装置１２の地点の日射量に影響を与えた雲の雲底高度として特定する。これは、低い雲ほど地上から見た場合に太陽を覆う範囲が広く見え、顕著な日射量変動を起こす可能性が高く、また、地上からより鮮明に撮影することができるため、より高い精度で雲の存在の有無や存在範囲を認識できるためである。
【００５１】
図４に戻って説明を続ける。画像分布予測部２５は、移動ベクトル算出部２４から移動ベクトルテーブル２４０を受け取った場合に、取得データ格納部２３内の画像テーブル２３０を参照して、最新の画像データ内のそれぞれの画素について、移動ベクトルテーブル２４０内の対応する画素の移動ベクトルを延長することにより、所定時間後（例えば数分後）の各画素値の分布を計算して予測画像を作成する。
【００５２】
次に、画像分布予測部２５は、作成した予想画像を、雲底高度算出部２６から受け取った雲底高度の仮想平面に投影する。そして、画像分布予測部２５は、投影した予測画像を、画像作成装置１１と太陽とを結ぶ直線に沿って地表面に平行移動させることで、雲底高度の仮想平面に投影した予測画像を地表面にマッピングする。
【００５３】
図１２は、雲底高度と撮影領域の大きさの関係を説明するための概念図である。例えば図１２（ａ）に示すような画像６０が画像作成装置１１によって撮影された場合、この画像６０が雲底高度の仮想平面に投影された場合の撮影領域６１の大きさは、例えば図１２（ｂ）に示すように、雲底高度ｈに応じて異なる。
【００５４】
図１３は、地上にマッピングされた予測画像を説明するための概念図である。雲底高度が決まると、雲底高度の仮想平面に投影された予測画像の大きさが決まる。そして、十分離れた位置にある太陽からの光はほぼ平行に地表に照射されるため、雲底高度の仮想平面に投影された予測画像を、画像作成装置１１と太陽とを結ぶ直線と平行に地表面に投影することで、予測画像内の物体が地表面に形成する影の領域を推定することができる。
【００５５】
雲底高度が低い場合、雲底高度の仮想平面に投影された予測画像は、例えば図１３（ａ）に示すように、画像作成装置１１を中心とする比較的狭い領域６２に投影される。一方、雲底高度が高くなるにつれ、雲底高度の仮想平面に投影された予測画像は、例えば図１３（ｂ）や（ｃ）に示すように、画像作成装置１１を中心とする比較的広い領域６３や６４に投影される。
【００５６】
なお、地表面に投影された予測画像内のそれぞれの画素の画素値は、輝度値や、Ｒ値、Ｇ値、およびＢ値の平均値等の特徴量に変換され、例えばグレースケールのように単色の濃淡のみで表わされる。
【００５７】
図１４は、画像分布予測部２５が作成する特徴量分布テーブル２５０の構造の一例を示す図である。次に、画像分布予測部２５は、図１４に示すように、地表面にマッピングした予測画像内の画素位置２５１毎に、当該画素位置２５１の画素の特徴量２５２を対応付けた特徴量分布テーブル２５０を作成し、作成した特徴量分布テーブル２５０を、地表面にマッピングした予測画像の領域の位置および大きさを示す情報と共に日射量分布予測部２８へ送る。
【００５８】
なお、画像分布予測部２５は、地表面にマッピングした予測画像において、太陽の位置となる画素位置の特徴量を、その周辺の画素の特徴量に置き換える。
【００５９】
図４に戻って説明を続ける。対応表作成部２７は、雲底高度算出部２６から雲底高度を示す情報を受け取った場合に、雲底高度算出部２６が保持する雲底高度テーブル２６０を参照して、日射量計測装置１２毎に、雲底高度算出部２６から受け取った雲底高度において日射量計測装置１２の日射量に影響を与える雲が映る画素の画素位置を抽出する。
【００６０】
次に、対応表作成部２７は、日射量計測装置１２毎に、それぞれの時点において撮影された画像テーブル２３０内の画像データから、当該日射量計測装置１２の日射量に影響を与える雲が映る画素位置の画素値を抽出し、抽出した画素値から特徴量を算出し、その時点における日射量データを日射量テーブル２３５から抽出する。そして、対応表作成部２７は、例えば図１５に示すような対応表２７０を作成して日射量分布予測部２８へ送る。
【００６１】
図１５は、対応表作成部２７が作成する対応表２７０の構造の一例を示す。対応表２７０には、日射量計測装置１２の日射量に影響を与える雲が映る画素位置の特徴量２７２が、その画素を含む画像が撮影された時点における日射量２７１に対応付けて格納される。なお、対応表２７０には、全ての日射量計測装置１２についての日射量と特徴量との関係を示す情報が格納される。
【００６２】
図４に戻って説明を続ける。日射量分布予測部２８は、画像分布予測部２５から特徴量分布テーブル２５０を受け取った場合に、対応表作成部２７から受け取った対応表２７０を参照して、例えば図１６に示すような日射量分布テーブル２８０を作成し、作成した日射量分布テーブル２８０を、地表面にマッピングした予測画像の領域の位置および大きさを示す情報と共に予測発電量出力装置１３へ送る。
【００６３】
図１６は、日射量分布予測部２８が作成する日射量分布テーブル２８０の構造の一例を示す図である。日射量分布テーブル２８０には、地表面に投影された予測画像内のそれぞれの画素の画素位置２８１に対応付けて、当該画素位置２８１における日射量２８２が格納される。日射量分布テーブル２８０を参照することにより、予測発電量出力装置１３内の発電量予測部１３０は、画像作成装置１１や日射量計測装置１２が設置された地点以外の地点であっても、地表面に投影された予測画像内の領域であれば、任意の地点の所定時間後の日射量を予測することができる。
【００６４】
なお、画像分布予測部２５から受け取った特徴量分布テーブル２５０内の特徴量に一致する特徴量が対応表２７０にない場合、日射量分布予測部２８は、対応表２７０内で近い特徴量およびそれに対応する日射量を例えば線形補間するなどして、特徴量分布テーブル２５０内の特徴量に対応する日射量を特定する。
【００６５】
予測発電量出力装置１３内の発電量予測部１３０は、日射量分布テーブル２８０および地表面にマッピングされた予測画像の領域の位置および大きさを示す情報を用いて、太陽光発電パネル１５が設置された領域に対応する予測画像内の画素位置毎に日射量の値を日射量分布テーブル２８０から抽出する。そして、発電量予測部１３０は、抽出した日射量から発電量を予測し、予測した発電量を通信部１３１を介してパワーコンディショナ１６へ送信する。
【００６６】
図１７は、日射量予測装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。例えば、画像作成装置１１および各日射量計測装置１２からデータを受信する都度、日射量予測装置２０は本フローチャートに示す動作を開始する。
【００６７】
まず、画像取得部２１は、画像作成装置１１から受け取った画像データを取得データ格納部２３内の画像テーブル２３０に格納し、日射量取得部２２は、日射量計測装置１２から受け取った日射量データを日射量テーブル２３５に格納する（Ｓ１００）。
【００６８】
次に、移動ベクトル算出部２４は、後述する移動ベクトルの算出処理を実行して移動ベクトルテーブル２４０（図８参照）を作成し、作成した移動ベクトルテーブル２４０を画像分布予測部２５へ送る（Ｓ２００）。
【００６９】
次に、雲底高度算出部２６は、後述する雲底高度の算出処理を実行して雲底高度を算出し、算出した雲底高度を示す情報を、画像分布予測部２５および対応表作成部２７へ送る（Ｓ３００）。
【００７０】
次に、画像分布予測部２５は、取得データ格納部２３内の画像テーブル２３０を参照して、最新の画像データ内のそれぞれの画素について、移動ベクトル算出部２４から受け取った移動ベクトルテーブル２４０内の対応する画素の移動ベクトルを延長することにより、所定時間後（例えば数分後）の各画素値の分布を計算して予測画像を作成する。
【００７１】
そして、画像分布予測部２５は、作成した予想画像を、雲底高度算出部２６から受け取った雲底高度の仮想平面に投影し、投影した予測画像を、画像作成装置１１と太陽とを結ぶ直線に沿って地表面に平行移動させることで、雲底高度の仮想平面に投影した予測画像を地表面にマッピングする。
【００７２】
そして、画像分布予測部２５は、地表面にマッピングした予測画像内の画素位置２５１毎に特徴量２５２を対応付けた特徴量分布テーブル２５０（図１４参照）を作成し、作成した特徴量分布テーブル２５０を、地表面にマッピングした予測画像の領域の位置および大きさを示す情報と共に日射量分布予測部２８へ送る（Ｓ１０１）。
【００７３】
次に、対応表作成部２７は、後述する対応表の作成処理を実行して対応表２７０（図１５参照）を作成し、作成した対応表２７０を日射量分布予測部２８へ送る（Ｓ４００）。
【００７４】
次に、日射量分布予測部２８は、画像分布予測部２５から受け取った特徴量分布テーブル２５０と、対応表作成部２７から受け取った対応表２７０とを参照して、日射量分布テーブル２８０（図１６参照）を作成する。そして、日射量分布予測部２８は、作成した日射量分布テーブル２８０を、地表面にマッピングした予測画像の領域の位置および大きさを示す情報と共に発電量予測装置１３０へ出力し（Ｓ１０２）、日射量予測装置２０は、本フローチャートに示した処理を終了する。
【００７５】
なお、本フローチャートに示したそれぞれの処理の順番は図１７に示した順番に限られず、例えば、ステップＳ１０１に示した処理の前に、ステップＳ４００に示した処理を実行してもよい。
【００７６】
図１８は、移動ベクトルの算出処理（Ｓ２００）の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
まず、移動ベクトル算出部２４は、画面３０内の画像テーブル２３０を参照し、最新の画像データの中で、未選択の画素位置を１つ選択する（Ｓ２０１）。そして、移動ベクトル算出部２４は、画像テーブル２３０を参照し、最新の画像データおよび所定時間（例えば数秒）前の画像データについて、ステップＳ２０１で選択した画素位置について、画素の輝度の差の絶対値を算出し、算出した輝度の差の絶対値が所定値以上か否かを判定する（Ｓ２０２）。
【００７８】
輝度の差の絶対値が所定値以上である場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、移動ベクトル算出部２４は、画像テーブル２３０において、ステップＳ２０１で選択した画素位置に対応付けられているフラグに１をセットする（Ｓ２０３）。一方、輝度の差の絶対値が所定値未満である場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、移動ベクトル算出部２４は、画像テーブル２３０において、ステップＳ２０１で選択した画素位置に対応付けられているフラグに０をセットする（Ｓ２０４）。
【００７９】
次に、移動ベクトル算出部２４は、ステップＳ２０１で選択した画素位置について画像テーブル２３０を参照し、最新の画像データ内の画素の画素値を元に、当該画素と所定時間前の画像データ内の画素とのマッチングを行い、所定時間前の画像データ内の対応する画素位置を始点とし、ステップＳ２０１において選択した画素位置を終点とする移動ベクトル４２を算出して移動ベクトルテーブル２４０に格納する（Ｓ２０５）。
【００８０】
次に、移動ベクトル算出部２４は、画像テーブル２３０を参照し、最新の画像データの中の全ての画素位置を選択したか否かを判定する（Ｓ２０６）。未選択の画素位置がある場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）、移動ベクトル算出部２４は、再びステップＳ２０１に示した処理を実行する。一方、全ての画素位置を選択した場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、移動ベクトル算出部２４は、作成した移動ベクトルテーブル２４０を画像分布予測部２５へ送り、本フローチャートに示した移動ベクトルの算出処理を終了する。
【００８１】
図１９は、雲底高度の算出処理（Ｓ３００）の一例を示すフローチャートである。
【００８２】
まず、雲底高度算出部２６は、未選択の日射量計測装置１２を１つ選択し（Ｓ３０１）、選択した日射量計測装置１２の位置情報に基づいて画面３０内の日射量テーブル２３５を参照し、最新の日射量と所定時間（例えば数秒）前の日射量との差の絶対値が所定値以上か否かを判定する（Ｓ３０２）。日射量の差の絶対値が所定値未満である場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、雲底高度算出部２６は、ステップＳ３０８に示す処理を実行する。
【００８３】
日射量の差の絶対値が所定値以上である場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、雲底高度算出部２６は、ステップＳ３０１で選択した日射量計測装置１２の位置情報２６１に対応付けられている高度テーブル２６２を雲底高度テーブル２６０（図１１参照）内で特定する。そして、雲底高度算出部２６は、特定した高度テーブル２６２内で、現在の日時に対応付けられている画素位置２６４を、ステップＳ３０１で選択した日射量計測装置１２の日射量に影響を与える雲が映る画素位置として抽出する（Ｓ３０３）。なお、ステップＳ３０３では、まだ雲底高度が特定されていないため、複数の画素位置が抽出される。
【００８４】
次に、雲底高度算出部２６は、抽出した画素位置について画像テーブル２３０（図５参照）を参照し、抽出したいずれかの画素位置に対応付けられているフラグに１がセットされているか否かを判定する（Ｓ３０４）。いずれの画素位置のフラグにも０がセットされている場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）、雲底高度算出部２６は、ステップＳ３０８に示す処理を実行する。
【００８５】
いずれかの画素位置のフラグに１がセットされている場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、雲底高度算出部２６は、フラグに１がセットされている画素位置が複数あるか否かを判定する（Ｓ３０５）。フラグに１がセットされている画素位置が１つである場合（Ｓ３０５：Ｎｏ）、雲底高度算出部２６は、当該画素位置について高度テーブル２６２を参照し、当該画素位置に対応付けられている雲底高度を抽出する（Ｓ３０７）。
【００８６】
一方、フラグに１がセットされている画素位置が複数ある場合（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、雲底高度算出部２６は、フラグに１がセットされているそれぞれの画素位置について高度テーブル２６２を参照して、それぞれの画素位置に対応付けられている雲底高度を抽出する。そして、雲底高度算出部２６は、抽出した雲底高度の中で、最も低い雲底高度を抽出する（Ｓ３０６）。
【００８７】
次に、雲底高度算出部２６は、全ての日射量計測装置１２を選択したか否かを判定する（Ｓ３０８）。未選択の日射量計測装置１２がある場合（Ｓ３０８：Ｎｏ）、雲底高度算出部２６は、再びステップＳ３０１に示した処理を実行する。一方、全ての日射量計測装置１２を選択した場合（Ｓ３０８：Ｙｅｓ）、雲底高度算出部２６は、雲底高度が１つ以上抽出されたか否かを判定する（Ｓ３０９）。
【００８８】
雲底高度が１つ以上抽出された場合（Ｓ３０９：Ｙｅｓ）、雲底高度算出部２６は、複数の雲底高度が抽出されたか否か、すなわち、日射量計測装置１２毎に異なる雲底高度が算出されたか否かを判定する（Ｓ３０９）。複数の雲底高度が抽出された場合（Ｓ３０９：Ｙｅｓ）、雲底高度算出部２６は、抽出された雲底高度の中で、最も低い雲底高度を画像分布予測部２５および対応表作成部２７へ送信する（Ｓ３１１）。そして、雲底高度算出部２６は、送信した雲底高度を保持し、本フローチャートに示した雲底高度の算出処理を終了する。
【００８９】
一方、雲底高度が１つ抽出された場合（Ｓ３０９：Ｎｏ）、雲底高度算出部２６は、抽出された雲底高度を画像分布予測部２５および対応表作成部２７へ送信する（Ｓ３１１）。そして、雲底高度算出部２６は、送信した雲底高度を保持し、本フローチャートに示した雲底高度の算出処理を終了する。
【００９０】
ステップＳ３０９において、雲底高度が１つも抽出されなかった場合（Ｓ３０９：Ｎｏ）、雲底高度算出部２６は、前回送信された雲底高度を再び画像分布予測部２５および対応表作成部２７へ送る（Ｓ３１３）。そして、雲底高度算出部２６は、送った雲底高度を保持し、本フローチャートに示した雲底高度の算出処理を終了する。
【００９１】
図２０は、対応表の作成処理（Ｓ４００）の一例を示すフローチャートである。
【００９２】
まず、対応表作成部２７は、未選択の日射量計測装置１２を１つ選択する（Ｓ４０１）。そして、対応表作成部２７は、選択した日射量計測装置１２の位置情報に基づいて雲底高度テーブル２６０（図１１参照）を参照し、現在の日時において雲底高度算出部２６から受け取った雲底高度に対応する画素位置を特定する（Ｓ４０２）。そして、対応表作成部２７は、時刻ｔに最新の画像データを取得した時刻ｔ0をセットする（Ｓ４０３）。
【００９３】
次に、対応表作成部２７は、画像テーブル２３０を参照して、時刻ｔにおける画像データにおいて、ステップＳ４０２において特定した画素位置の画素の画素値を抽出し、抽出した画素値から特徴量を算出する（Ｓ４０４）。次に、対応表作成部２７は、日射量テーブル２３５を参照して、ステップＳ４０１において選択した日射量計測装置１２において、時刻ｔにおける日射量を抽出する（Ｓ４０５）。
【００９４】
次に、対応表作成部２７は、ステップＳ４０５において抽出した日射量に、ステップＳ４０４において算出した画素の特徴量を対応付けて対応表２７０（図１５参照）に格納する（Ｓ４０６）。ここで、対応表２７０内に同一の日射量について異なる特徴量が対応付けられた場合、対応表作成部２７は、例えばこれらの特徴量の平均を当該日射量に対応付け、日射量と特徴量とが１対１に対応するように修正する。同様に、対応表２７０内に同一の特徴量について異なる日射量が対応付けられた場合も、対応表作成部２７は、例えばこれらの日射量の平均を当該特徴量に対応付けるように修正する。
【００９５】
次に、対応表作成部２７は、時刻ｔから所定時間ｄｔ（例えば１００ミリ秒）を引き（Ｓ４０７）、時刻ｔが時刻ｔ0から所定時間Ｔ0（例えば数時間）遡った時刻以前となったか否かを判定する（Ｓ４０８）。時刻ｔが時刻ｔ0から所定時間Ｔ0遡った時刻以降である場合（Ｓ４０８：Ｎｏ）、対応表作成部２７は、再びステップＳ４０４に示した処理を実行する。
【００９６】
一方、時刻ｔが時刻ｔ0から所定時間Ｔ0遡った時刻以前となった場合（Ｓ４０８：Ｙｅｓ）、対応表作成部２７は、全ての日射量計測装置１２を選択したか否かを判定する（Ｓ４０９）。未選択の日射量計測装置１２がある場合（Ｓ４０９：Ｎｏ）、対応表作成部２７は、再びステップＳ４０１に示した処理を実行する。
【００９７】
一方、全ての日射量計測装置１２を選択した場合（Ｓ４０９：Ｙｅｓ）、対応表作成部２７は、作成した対応表２７０を日射量分布予測部２８へ送り（Ｓ４１０）、日射量予測装置２０は、本フローチャートに示した対応表の作成処理を終了する。
【００９８】
図２１は、日射量計測装置２０の機能を実現するコンピュータ７０のハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＡＭ（Random Access Memory）７２、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）７４、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７５、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７６、およびメディアインターフェイス（Ｉ／Ｆ）７７を備える。
【００９９】
ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７３またはＨＤＤ７４に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ７３は、コンピュータ７０の起動時にＣＰＵ７１によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ７０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【０１００】
ＨＤＤ７４は、ＣＰＵ７１によって実行されるプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信インターフェイス７５は、通信回線１４を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ７１へ送り、ＣＰＵ７１が生成したデータを、通信回線を介して他の機器へ送信する。
【０１０１】
ＣＰＵ７１は、入出力インターフェイス７６を介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、および、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。ＣＰＵ７１は、入出力インターフェイス７６を介して、入力装置からデータを取得する。また、ＣＰＵ７１は、生成したデータを、入出力インターフェイス７６を介して出力装置へ出力する。
【０１０２】
メディアインターフェイス７７は、記録媒体７８に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ７２を介してＣＰＵ７１に提供する。ＣＰＵ７１は、当該プログラムを、メディアインターフェイス７７を介して記録媒体７８からＲＡＭ７２上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体７８は、例えば光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
【０１０３】
コンピュータ７０のＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７２上にロードされたプログラムを実行することにより、画像取得部２１、日射量取得部２２、移動ベクトル算出部２４、画像分布予測部２５、雲底高度算出部２６、対応表作成部２７、および日射量分布予測部２８の各機能を実現する。また、ＨＤＤ７４には、画像テーブル２３０、日射量テーブル２３５、移動ベクトルテーブル２４０、特徴量分布テーブル２５０、雲底高度テーブル２６０、対応表２７０、日射量分布テーブル２８０等のデータが格納される。
【０１０４】
コンピュータ７０のＣＰＵ７１は、これらのプログラムを、記録媒体７８から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から、通信回線１４を介してこれらのプログラムを取得してもよい。
【０１０５】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【０１０６】
上記説明から明らかなように、本実施形態の発電システム１０によれば、大規模な太陽光発電パネル１５であっても、画像作成装置１１が１台で済むため、低いコストで、広範囲の日射量を高い精度で予測することができる。
【０１０７】
また、本実施形態の日射量予測装置２０によれば、画像内の小領域毎の移動ベクトルから画像内での所定時間後の小領域の位置を推定し、推定した位置の小領域を含む画像を雲底高度から地上に投影して所定時間後の日射量の分布を予測するため、所定時間後の地上での日射量の分布を精度よく推定することができる。
【０１０８】
また、本実施形態の日射量予測装置２０によれば、各日射量計測装置１２の日射量に影響を与える雲が映る画像内の画素位置と雲底高度との関係を予め特定しておき、日射量に変化のあった日射量計測装置１２について、その日射量計測装置１２の日射量に影響を与える雲が映る画素位置の画素値が変化した場合、その画素位置に対応する雲底高度を、その日射量計測装置１２の日射量に影響を与えた雲の雲底高度として推定するため、雲底高度を精度よく推定することができる。
【０１０９】
また、本実施形態の日射量予測装置２０によれば、最新の画像データおよび所定時間前の画像データの同一の画素位置について、画素の輝度の差の絶対値が所定値以上か否かを判断することにより、最新の画像には雲が映っているが、所定時間前の画像では雲が映っていなかった、あるいは、最新の画像には雲が映っていないが、所定時間前の画像では雲が映っていたこと判断するため、より精度よく日射量の変化に影響のある雲の変化を検出することができる。
【０１１０】
また、本実施形態の日射量予測装置２０によれば、推定した雲底高度において、日射量計測装置１２の地点の日射量に影響を与える雲が映る画像内の画素位置を特定し、その画素位置について、過去に撮影された画像の特徴量とそのときに測定された日射量とを対応付け、任意の画素位置の特徴量から、その画素位置の日射量を推定するため、日射量計測装置１２が設けられていない地点の日射量を精度よく推定することができる。
【０１１１】
また、本実施形態の日射量予測装置２０によれば、推定した雲底高度において、日射量計測装置１２の地点の日射量に影響を与える雲が映る画像内の画素位置を特定し、その画素位置について、過去に撮影された画像の特徴量とそのときに測定された日射量とを対応付けた対応表を作成するため、任意の画素位置の特徴量から、その画素位置の日射量をより迅速に推定することができる。
【０１１２】
また、本実施形態の日射量予測装置２０によれば、移動ベクトルの算出や雲底高度の推定等の処理を画素単位で行うため、より精度よくこれらの値を算出することができる。
【０１１３】
また、本実施形態の日射量予測装置２０によれば、日射量計測装置１２が複数設けられているため、日射量計測装置１２が１つの場合よりも雲底高度の推定精度や日射量と画素の特徴量との対応の精度を向上させることができる。
【０１１４】
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態において、移動ベクトル算出部２４は画素単位で移動ベクトルを算出し、画像分布予測部２５は画素単位で予測画像を作成し、日射量分布予測部２８は画素単位で日射量の分布を予測するが、本発明はこれに限られず、所定数の画素を含む単位領域毎に、これらの情報を作成するようにしてもよい。
【０１１５】
また、上記した実施形態では、日射量計測装置１２により各地点の実際の日射量を測定するが、本発明はこれに限られない。例えば、図２２および図２３に示すように、日射量計測装置１２に代えて日射量換算装置１８をいくつかの太陽光発電パネル１５に設けるようにしてもよい。
【０１１６】
図２２は、発電システム１０の構成の他の例を示すシステム構成図である。日射量換算装置１８は、日射量換算部１８０および通信部１８１を有する。日射量換算部１８０は、所定時間（例えば１００ミリ秒）毎に太陽光発電パネル１５の発電量を測定し、測定した発電量から、太陽光発電パネル１５の地点の日射量を換算する。通信部１８１は、日射量換算部１８０が換算した日射量のデータを、日射量換算装置１８の位置情報と共に、通信回線１４を介して日射量予測装置２０へ送信する。日射量換算装置１８の位置情報は、例えば日射量換算装置１８の設置時に、測地衛星から送信されたＧＰＳ信号等に基づいて算出して通信部１８１に予め設定される。
【０１１７】
図２３は、画像作成装置１１、太陽光発電パネル１５、および日射量換算装置１８の配置の一例を示す概念図である。図２３に示すように、日射量換算装置１８は、画像作成装置１１とは異なる位置に配置されているいくつかの太陽光発電パネル１５にそれぞれ設けられる。このようにすれば、日射量計測装置１２を設けなくても、太陽光発電パネル１５の発電量から日射量のおおよその値を測定することができる。
【０１１８】
また、上記した各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明が、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を、他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１１９】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現されてもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０１２０】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０：発電システム、１１：画像作成装置、１１０：カメラ、１１１：通信部、１１２：赤道儀、１２：日射量計測装置、１２０：日射計、１２１：通信部、１３：予測発電量出力装置、１３０：発電量予測部、１３１：通信部、１４：通信回線、１５：太陽光発電パネル、１６：パワーコンディショナ、１７：蓄電池、１８：日射量換算装置、１８０：日射量換算部、１８１：通信部、２０：日射量予測装置、２１：画像取得部、２２：日射量取得部、２３：取得データ格納部、２３０：画像テーブル、２３５：日射量テーブル、２４：移動ベクトル算出部、２４０：移動ベクトルテーブル、２５：画像分布予測部、２５０：特徴量分布テーブル、２６：雲底高度算出部、２６０：雲底高度テーブル、２７：対応表作成部、２７０：対応表、２８：日射量分布予測部、２８０：日射量分布テーブル、７０：コンピュータ、７１：ＣＰＵ、７２：ＲＡＭ、７３：ＲＯＭ、７４：ＨＤＤ、７５：通信インターフェイス、７６：入出力インターフェイス、７７：メディアインターフェイス、７８：記録媒体
【図１】
2013250129.tif 000003
【図２】
2013250129.tif 000004
【図３】
2013250129.tif 000005
【図４】
2013250129.tif 000006
【図５】
2013250129.tif 000007
【図６】
2013250129.tif 000008
【図７】
2013250129.tif 000009
【図８】
2013250129.tif 000010
【図９】
2013250129.tif 000011
【図１０】
2013250129.tif 000012
【図１１】
2013250129.tif 000013
【図１２】
2013250129.tif 000014
【図１３】
2013250129.tif 000015
【図１４】
2013250129.tif 000016
【図１５】
2013250129.tif 000017
【図１６】
2013250129.tif 000018
【図１７】
2013250129.tif 000019
【図１８】
2013250129.tif 000020
【図１９】
2013250129.tif 000021
【図２０】
2013250129.tif 000022
【図２１】
2013250129.tif 000023
【図２２】
2013250129.tif 000024
【図２３】
2013250129.tif 000025