(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面に配置された複数の太陽電池モジュールを接続できるパワーコンディショナを選択するために、太陽電池モジュールを直列接続して成る系統単位で前記複数の太陽電池モジュールを分割し、すべての系統を接続することができる入力端子を備えたパワーコンディショナを選択する太陽電池モジュールの配置設計支援装置において、
太陽電池モジュールに関する情報を取得する太陽電池モジュール情報取得手段と、
第１の入力端子と、第１の入力端子より換電効率が低く、入力可能電力の上限値が第１の入力端子の下限値より低い入力可能電力範囲を有する第２の入力端子とを備える複数種類のパワーコンディショナに関する情報を取得するパワーコンディショナ情報取得手段と、
設置面における太陽電池モジュールの配置情報を取得する設置太陽電池モジュール配置情報取得手段と、
配置する全ての太陽電池モジュールの出力電力を入力するために必要な前記第１および第２の入力端子の数を決定する系統数仮決定手段と、
前記系統数仮決定手段で決定された前記第１および第２の入力端子への入力電力値を各入力端子の入力可能電力範囲内で決定する系統容量仮決定手段と、
接続するパワーコンディショナの台数と種類を決定するパワーコンディショナ仮決定手段と、
前記系統容量仮決定手段で決定した前記第１および第２の入力端子への入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定する系統分解候補仮決定手段と、
前記系統分解候補仮決定手段で決定された太陽電池モジュールの組合せと、前記パワーコンディショナ仮決定手段で決定されたパワーコンディショナに関する情報とを出力する結果出力手段とを備えることを特徴とする太陽電池モジュールの配置設計支援装置。
【請求項２】
前記太陽電池モジュール情報取得手段は、各太陽電池モジュールの出力電力情報を取得し、
前記設置太陽電池モジュール配置情報取得手段は、設置面における太陽電池モジュールの配置枚数を取得し、
前記パワーコンディショナ情報取得手段は、パワーコンディショナが備える第１および第２の入力端子の数ならびに各入力可能電力の上限値および下限値を取得し、
前記系統数仮決定手段は、太陽電池モジュールの出力電力と配置枚数とに基づいて設置面に配置される前記太陽電池モジュールの全出力電力を算出するとともに、パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子の数ならびに各入力可能電力の上限値および下限値に基づいて、算出した全出力電力をパワーコンディショナに入力するために必要な前記第１および第２の入力端子の各使用数を、換電効率の高い第１の入力端子を優先的に選択して決定することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの配置設計支援装置。
【請求項３】
前記系統容量仮決定手段は、前記パワーコンディショナ情報取得手段で取得される第１の入力端子の入力可能電力の下限値と、前記系統数仮決定手段で決定される前記第１および第２の入力端子の各使用数ならびに配置する太陽電池モジュールの全出力電力とに基づいて、前記第１および第２の入力端子への各入力電力を決定することを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュールの配置設計支援装置。
【請求項４】
前記系統容量仮決定手段は、第１および第２の入力端子のどちらか一方のみを使用する場合は、全出力電力を使用する入力端子数で割り、入力電力を決定することを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュールの配置設計支援装置。
【請求項５】
前記系統容量仮決定手段は、第１および第２の入力端子の両方を使用する場合は、第１の入力端子の入力電力を入力可能電力の下限値に設定し、全出力電力から第１の入力端子への入力電力を差し引いた残りの出力電力を第２の入力端子の使用数で割り、入力電力を決定することを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュールの配置設計支援装置。
【請求項６】
前記パワーコンディショナ情報取得手段は、パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子数ならびにパワーコンディショナの価格を取得し、
前記パワーコンディショナ仮決定手段は、前記系統数仮決定手段で決定される前記第１および第２の入力端子の各使用数を満たす入力端子を備えるパワーコンディショナの台数と種類の組合せとを、各パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子数に基づいて全て算出し、その中から接続するパワーコンディショナを価格に基づいて決定することを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュールの配置設計支援装置。
【請求項７】
前記設置太陽電池モジュール配置情報取得手段は、配置される太陽電池モジュールの全てを直列接続する場合の太陽電池モジュールの順番を少なくとも１つ取得し、
前記系統分解候補仮決定手段は、配置される太陽電池モジュールのすべてを直列接続する順番と前記太陽電池モジュール情報取得手段で取得される前記太陽電池モジュールの出力電力とに基づいて、前記系統数仮決定手段で決定される使用する前記第１および第２の入力端子について、前記系統容量仮決定手段で決定される前記第１および第２の入力端子への各入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定することを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュールの配置設計支援装置。
【請求項８】
前記系統分解候補仮決定手段は、前記系統容量仮決定手段によって決定される前記第１および第２の入力端子への各入力電力に適合する値になるまで、配置される太陽電池モジュールを直列接続する順番に従って、各太陽電池モジュールの出力電力を加算していくことで、すべての入力端子について太陽電池モジュールの組合せを決定することを特徴とする請求項７記載の太陽電池モジュールの配置設計支援装置。
【請求項９】
設置面に配置された複数の太陽電池モジュールを接続できるパワーコンディショナを選択するために、太陽電池モジュールを直列接続して成る系統単位で前記複数の太陽電池モジュールを分割し、すべての系統を接続することができる入力端子を備えたパワーコンディショナを選択する太陽電池モジュールの配置設計支援方法において、
太陽電池モジュールに関する情報を取得する太陽電池モジュール情報取得工程と、
第１の入力端子と、第１の入力端子より換電効率が低く、入力可能電力の上限値が第１の入力端子の下限値より低い入力可能電力範囲を有する第２の入力端子とを備える複数種類のパワーコンディショナに関する情報を取得するパワーコンディショナ情報取得工程と、
設置面における太陽電池モジュールの配置情報を取得する設置太陽電池モジュール配置情報取得工程と、
配置する全ての太陽電池モジュールの出力電力を入力するために必要な前記第１および第２の入力端子の数を決定する系統数仮決定工程と、
前記系統数仮決定工程で決定された前記第１および第２の入力端子への入力電力値を各入力端子の入力可能電力範囲内で決定する系統容量仮決定工程と、
接続するパワーコンディショナの台数と種類を決定するパワーコンディショナ仮決定工程と、
前記系統容量仮決定工程で決定した前記第１および第２の入力端子への入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定する系統分解候補仮決定工程と、
前記系統分解候補仮決定工程で決定された太陽電池モジュールの組合せと、前記パワーコンディショナ仮決定工程で決定されたパワーコンディショナに関する情報とを出力する結果出力工程とを備えることを特徴とする太陽電池モジュールの配置設計支援方法。
【請求項１０】
前記太陽電池モジュール情報取得工程では、各太陽電池モジュールの出力電力情報を取得し、
前記設置太陽電池モジュール配置情報取得工程では、設置面における太陽電池モジュールの配置枚数を取得し、
前記パワーコンディショナ情報取得工程では、パワーコンディショナが備える第１および第２の入力端子の数ならびに各入力可能電力の上限値および下限値を取得し、
前記系統数仮決定工程では、太陽電池モジュールの出力電力と配置枚数とに基づいて設置面に配置される前記太陽電池モジュールの全出力電力を算出するとともに、パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子の数ならびに各入力可能電力の上限値および下限値に基づいて、算出した全出力電力をパワーコンディショナに入力するために必要な前記第１および第２の入力端子の各使用数を、換電効率の高い第１の入力端子を優先的に選択して決定することを特徴とする請求項９記載の太陽電池モジュールの配置設計支援方法。
【請求項１１】
前記系統容量仮決定工程では、前記パワーコンディショナ情報取得工程で取得される第１の入力端子の入力可能電力の下限値と、前記系統数仮決定工程で決定される前記第１および第２の入力端子の各使用数ならびに配置する太陽電池モジュールの全出力電力とに基づいて、前記第１および第２の入力端子への各入力電力を決定することを特徴とする請求項１０記載の太陽電池モジュールの配置設計支援方法。
【請求項１２】
前記系統容量仮決定工程では、第１および第２の入力端子のどちらか一方のみを使用する場合は、全出力電力を使用する入力端子数で割り、入力電力を決定することを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュールの配置設計支援方法。
【請求項１３】
前記系統容量仮決定工程では、第１および第２の入力端子の両方を使用する場合は、第１の入力端子の入力電力を入力可能電力の下限値に設定し、全出力電力から第１の入力端子への入力電力を差し引いた残りの出力電力を第２の入力端子の使用数で割り、入力電力を決定することを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュールの配置設計支援方法。
【請求項１４】
前記パワーコンディショナ情報取得工程では、パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子数ならびにパワーコンディショナの価格を取得し、
前記パワーコンディショナ仮決定工程では、前記系統数仮決定工程で決定される前記第１および第２の入力端子の各使用数を満たす入力端子を備えるパワーコンディショナの台数と種類の組合せとを、各パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子数に基づいて全て算出し、その中から接続するパワーコンディショナを価格に基づいて決定することを特徴とする請求項１０記載の太陽電池モジュールの配置設計支援方法。
【請求項１５】
前記設置太陽電池モジュール配置情報取得工程では、配置される太陽電池モジュールの全てを直列接続する場合の太陽電池モジュールの順番を少なくとも１つ取得し、
前記系統分解候補仮決定工程では、配置される太陽電池モジュールのすべてを直列接続する順番と前記太陽電池モジュール情報取得工程で取得される前記太陽電池モジュールの出力電力とに基づいて、前記系統数仮決定工程で決定される使用する前記第１および第２の入力端子について、前記系統容量仮決定工程で決定される前記第１および第２の入力端子への各入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定することを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュールの配置設計支援方法。
【請求項１６】
前記系統分解候補仮決定工程では、前記系統容量仮決定工程によって決定される前記第１および第２の入力端子への各入力電力に適合する値になるまで、配置される太陽電池モジュールを直列接続する順番に従って、各太陽電池モジュールの出力電力を加算していくことで、すべての入力端子について太陽電池モジュールの組合せを決定することを特徴とする請求項１５記載の太陽電池モジュールの配置設計支援方法。
【請求項１７】
請求項９〜１６のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの配置設計支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーコンディショナの入力端子に接続する太陽電池モジュールの組合せの決定方法とパワーコンディショナの選択方法とを改善した太陽電池モジュールの配置設計支援装置および方法ならびにその方法を実行させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池の利用形態の１つに、発電能力を有し、屋根材として利用できる太陽電池モジュールを製造し、この太陽電池モジュールを建築物の屋根面に複数個配置し、太陽電池モジュール間に配線を施して回路を形成し電力を得る形態がある。配線を施して回路を形成するためには、まず系統分解を行う。系統分解とは、建築物の屋根などの設置面に配置した全太陽電池モジュールから１つまたは複数の系統を作成することである。系統とは、複数個の太陽電池モジュールからなるグループを意味し、各系統を構成する複数個の太陽電池モジュールを直列に接続したときの出力電圧がパワーコンディショナの入力電圧として適切な範囲内となるように作成したものである。系統分解後、１つまたは複数の系統をパワーコンディショナに接続する。パワーコンディショナは、電流の安定化、変圧、交流化などを行い、系統からの出力を使用しやすい状態に変換して出力する機器である。
【０００３】
回路から所望の電力を得るためには、出力電圧がパワーコンディショナの入力電圧として適切な範囲である系統を１つまたは複数個作成する必要がある。系統を１つまたは複数個作成する方法としては、以下に述べる第１、第２、第３の従来技術がある。
【０００４】
第１の従来技術は、出力電圧が同一かつ形状が同一である１種類の太陽電池モジュールのみを使用し、設置面に配置する太陽電池モジュールの全出力電圧をパワーコンディショナへ入力可能な電圧の上限値で割り、小数点以下は切上げて、１つの系統を構成する太陽電池モジュールの数を決定する方法である。
【０００５】
また、特開２０００−２９９２６号公報記載の第２の従来技術では、１種類の太陽電池モジュールのみを使用し、まず設置面における配置位置および配置枚数と、インバータ（電力変換装置）への最大接続可能枚数と、直列接続可能な最小枚数および最大枚数とを算出する。配置枚数がインバータへの最大接続可能枚数を超えない場合は、直列接続可能枚数の最小値から最大値までの範囲の数値で配置枚数を割り、商を並列数として接続可能設置枚数が決定される。一方、配置枚数が最大接続可能枚数を超える場合は、直列接続可能枚数の最小値から最大値までの範囲の数値で最大接続可能枚数を割り、商を並列数として接続可能設置枚数が決定される。
【０００６】
しかし、第１および第２の従来技術には、配置効率が低いという欠点がある。配置効率とは、太陽電池モジュールを配置する設置面の全面積に対し、実際に発電に利用できる面積の割合を示す。配置効率が低いのは、太陽電池モジュールを配置できない狭い部分は発電に利用できないからであり、また太陽電池モジュール自体にも、太陽電池を保持するフレームなどの発電を行わない部分があるからである。配置効率が低い場合、発電できる電力は小さくなるため、「電力を得る」という目的を充分に達成できない。このため、配置効率は極力高い方が望ましい。
【０００７】
具体的には、第１および第２の従来技術は、１種類の太陽電池モジュールのみを使用する場合の技術であるので、設置面が台形などの複雑な形状の場合、大きな矩形の太陽電池モジュールでは、配置できない面積が増加するために配置効率が下がり、小さな矩形の太陽電池モジュールでは、配置する全太陽電池モジュールの面積に対して、各太陽電池モジュールのフレームなどの発電を行わない部分の割合が高いために配置効率が下がるという問題がある。
【０００８】
さらに、第１および第２の従来技術では、小さな太陽電池モジュールを配置した場合、多くの配線を施さなければならないので、配置作業、配線作業の手間が増えるという問題がある。
【０００９】
上記のような１種類の太陽電池モジュールのみを用いる場合の配置効率の低さを改善するための技術が第３の従来技術である。第３の従来技術は、出力電圧や面積の異なる複数種類の太陽電池モジュールを使用する場合の技術である。この第３の従来技術では、設置面において、広い部分には配置効率の高い大きな太陽電池モジュールを配置し、狭い部分には小さな太陽電池モジュールを配置することで、太陽電池モジュールが配置されていない面積を小さくする。したがって、第３の従来技術によれば、大小の太陽電池モジュールをそれぞれの長所を生かせる場所に配置することができ、大小２つの太陽電池モジュールが持つ欠点をカバーすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
第１および第２の従来技術における各系統を構成する太陽電池モジュールの組合せの決定方法では、各系統が出力する電圧がすべての系統で同じ値に設定され、１つの太陽電池モジュールのみを使用するので、各系統を構成する太陽電池モジュールの数が同じになる。したがって、第１および第２の従来技術では、太陽電池モジュールの組合せは１通りしかなく、２種類の太陽電池モジュールの識別を行わないので、出力電圧や面積の異なる複数種類の太陽電池モジュールを配置する場合には適用できない。
【００１１】
また第３の従来技術では、複数種類の太陽電池モジュールを配置できるので、１種類の太陽電池モジュールのみを使用する場合と比較して配置効率は高くなるけれども、各系統の出力電圧が同じ値に設定された場合であっても、各系統を構成する太陽電池モジュールの組合せの数が格段に多くなる。したがって、第３の従来技術では、系統を構成する太陽電池モジュールの組合せの決定が複雑となり、換電効率が低い系統分解や高価なパワーコンディショナを選択することがある。
【００１２】
本発明の目的は、配置効率、換電効率の高い系統を構成する太陽電池モジュールの組合せと系統を接続する安価なパワーコンディショナとを容易かつ速やかに決定することができる太陽電池モジュールの配置設計支援装置および方法ならびにその方法を実行させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、設置面に配置された複数の太陽電池モジュールを接続できるパワーコンディショナを選択するために、太陽電池モジュールを直列接続して成る系統単位で前記複数の太陽電池モジュールを分割し、すべての系統を接続することができる入力端子を備えたパワーコンディショナを選択する太陽電池モジュールの配置設計支援装置において、
太陽電池モジュールに関する情報を取得する太陽電池モジュール情報取得手段と、
第１の入力端子と、第１の入力端子より換電効率が低く、入力可能電力の上限値が第１の入力端子の下限値より低い入力可能電力範囲を有する第２の入力端子とを備える複数種類のパワーコンディショナに関する情報を取得するパワーコンディショナ情報取得手段と、
設置面における太陽電池モジュールの配置情報を取得する設置太陽電池モジュール配置情報取得手段と、
配置する全ての太陽電池モジュールの出力電力を入力するために必要な前記第１および第２の入力端子の数を決定する系統数仮決定手段と、
前記系統数仮決定手段で決定された前記第１および第２の入力端子への入力電力値を各入力端子の入力可能電力範囲内で決定する系統容量仮決定手段と、
接続するパワーコンディショナの台数と種類を決定するパワーコンディショナ仮決定手段と、
前記系統容量仮決定手段で決定した前記第１および第２の入力端子への入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定する系統分解候補仮決定手段と、
前記系統分解候補仮決定手段で決定された太陽電池モジュールの組合せと、前記パワーコンディショナ仮決定手段で決定されたパワーコンディショナに関する情報とを出力する結果出力手段とを備えることを特徴とする太陽電池モジュールの配置設計支援装置である。
【００１４】
また本発明は、設置面に配置された複数の太陽電池モジュールを接続できるパワーコンディショナを選択するために、太陽電池モジュールを直列接続して成る系統単位で前記複数の太陽電池モジュールを分割し、すべての系統を接続することができる入力端子を備えたパワーコンディショナを選択する太陽電池モジュールの配置設計支援方法において、
太陽電池モジュールに関する情報を取得する太陽電池モジュール情報取得工程と、
第１の入力端子と、第１の入力端子より換電効率が低く、入力可能電力の上限値が第１の入力端子の下限値より低い入力可能電力範囲を有する第２の入力端子とを備える複数種類のパワーコンディショナに関する情報を取得するパワーコンディショナ情報取得工程と、
設置面における太陽電池モジュールの配置情報を取得する設置太陽電池モジュール配置情報取得工程と、
配置する全ての太陽電池モジュールの出力電力を入力するために必要な前記第１および第２の入力端子の数を決定する系統数仮決定工程と、
前記系統数仮決定工程で決定された前記第１および第２の入力端子への入力電力値を各入力端子の入力可能電力範囲内で決定する系統容量仮決定工程と、
接続するパワーコンディショナの台数と種類を決定するパワーコンディショナ仮決定工程と、
前記系統容量仮決定工程で決定した前記第１および第２の入力端子への入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定する系統分解候補仮決定工程と、
前記系統分解候補仮決定工程で決定された太陽電池モジュールの組合せと、前記パワーコンディショナ仮決定工程で決定されたパワーコンディショナに関する情報とを出力する結果出力工程とを備えることを特徴とする太陽電池モジュールの配置設計支援方法である。
【００１５】
本発明に従えば、配置される太陽電池モジュールの全出力電力を、太陽電池モジュール情報取得手段と設置太陽電池モジュール配置情報取得手段とによって取得される太陽電池モジュールの情報に基づいて算出し、パワーコンディショナ情報取得手段によって取得される前記第１および第２の入力端子の情報に基づいて、全出力電力を入力するために必要な第１および第２の入力端子数を系統数仮決定手段によって決定する。使用する第１および第２の入力端子への各入力電力を、配置する太陽電池モジュールの全出力電力と使用する各入力端子数の情報とに基づいて系統容量仮決定手段によって決定し、各入力端子への入力電力に適合する電力を出力する太陽電池モジュールの組合せを系統分解候補仮決定手段によって決定し、使用する第１および第２の入力端子数を備えたパワーコンディショナの台数と種類の組合せとをパワーコンディショナ仮決定手段によって決定することができる。
【００１６】
また本発明は、前記太陽電池モジュール情報取得手段は、各太陽電池モジュールの出力電力情報を取得し、
前記設置太陽電池モジュール配置情報取得手段は、設置面における太陽電池モジュールの配置枚数を取得し、
前記パワーコンディショナ情報取得手段は、パワーコンディショナが備える第１および第２の入力端子の数ならびに各入力可能電力の上限値および下限値を取得し、
前記系統数仮決定手段は、太陽電池モジュールの出力電力と配置枚数とに基づいて設置面に配置される前記太陽電池モジュールの全出力電力を算出するとともに、パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子の数ならびに各入力可能電力の上限値および下限値に基づいて、算出した全出力電力をパワーコンディショナに入力するために必要な前記第１および第２の入力端子の各使用数を、換電効率の高い第１の入力端子を優先的に選択して決定することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記太陽電池モジュール情報取得工程では、各太陽電池モジュールの出力電力情報を取得し、
前記設置太陽電池モジュール配置情報取得工程では、設置面における太陽電池モジュールの配置枚数を取得し、
前記パワーコンディショナ情報取得工程では、パワーコンディショナが備える第１および第２の入力端子の数ならびに各入力可能電力の上限値および下限値を取得し、
前記系統数仮決定工程では、太陽電池モジュールの出力電力と配置枚数とに基づいて設置面に配置される前記太陽電池モジュールの全出力電力を算出するとともに、パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子の数ならびに各入力可能電力の上限値および下限値に基づいて、算出した全出力電力をパワーコンディショナに入力するために必要な前記第１および第２の入力端子の各使用数を、換電効率の高い第１の入力端子を優先的に選択して決定することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、太陽電池モジュール情報取得手段によって各太陽電池モジュールの出力電力情報が取得されるとともに、設置太陽電池モジュール配置情報取得手段によって配置枚数が取得され、出力電力と配置枚数とを同じ種類の太陽電池モジュールごとに積算し、すべてを合計することで全出力電力が算出される。それからパワーコンディショナ情報取得手段で取得されるパワーコンディショナが備える第１および第２の入力端子の数と、各入力可能電力の上限値および下限値とに基づいて、換電効率の高い第１の入力端子から優先的に選択することで、全出力電力を入力するために必要な第１および第２の入力端子の組合せを決定することが可能になる。
【００１９】
また本発明は、前記系統容量仮決定手段は、前記パワーコンディショナ情報取得手段で取得される第１の入力端子の入力可能電力の下限値と、前記系統数仮決定手段で決定される前記第１および第２の入力端子の各使用数ならびに配置する太陽電池モジュールの全出力電力とに基づいて、前記第１および第２の入力端子への各入力電力を決定することを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記系統容量仮決定工程では、前記パワーコンディショナ情報取得工程で取得される第１の入力端子の入力可能電力の下限値と、前記系統数仮決定工程で決定される前記第１および第２の入力端子の各使用数ならびに配置する太陽電池モジュールの全出力電力とに基づいて、前記第１および第２の入力端子への各入力電力を決定することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、接続する各入力端子の入力可能電力の下限値と上限値の範囲内に入力電力を収め、かつ、入力端子間の入力電力の差が小さくなるような入力電力を決定することができる。
【００２２】
また本発明は、第１および第２の入力端子のどちらか一方のみ使用する場合は、全出力電力を使用する入力端子数で割り、入力電力を決定することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、第１および第２の入力端子のどちらか一方のみを使用する場合の入力電力を容易に速やかに決定することができる。
【００２４】
また本発明は、第１および第２の入力端子の両方を使用する場合は、第１の入力端子の入力電力を入力可能電力の下限値に設定し、全出力電力から第１の入力端子への入力電力を差し引いた残りの出力電力を第２の入力電力の使用数で割り、入力電力を決定することを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、両方の入力端子を使用する場合に、入力可能電力の範囲内で、かつ、入力端子間の入力電力の差が小さくなるような入力電力を容易に速やかに決定することができる。
【００２６】
また本発明は、前記パワーコンディショナ情報取得手段は、パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子数ならびにパワーコンディショナの価格を取得し、
前記パワーコンディショナ仮決定手段は、前記系統数仮決定手段で決定される前記第１および第２の入力端子の各使用数を満たす入力端子を備えるパワーコンディショナの台数と種類の組合せとを、各パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子数に基づいて全て算出し、その中から接続するパワーコンディショナを価格に基づいて決定することを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、前記パワーコンディショナ情報取得工程では、パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子数ならびにパワーコンディショナの価格を取得し、
前記パワーコンディショナ仮決定工程では、前記系統数仮決定工程で決定される前記第１および第２の入力端子の各使用数を満たす入力端子を備えるパワーコンディショナの台数と種類の組合せとを、各パワーコンディショナが備える前記第１および第２の入力端子数に基づいて全て算出し、その中から接続するパワーコンディショナを価格に基づいて決定することを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、第１および第２の入力端子の使用数を満たす入力端子を備えるパワーコンディショナの台数と種類の組合せとがすべて算出され、算出された組合せの中から価格に基づいて選択するため、換電効率がよく安価なパワーコンディショナの選択が可能となる。
【００２９】
また本発明は、前記設置太陽電池モジュール配置情報取得手段は、配置される太陽電池モジュールの全てを直列接続する場合の太陽電池モジュールの順番を少なくとも１つ取得し、
前記系統分解候補仮決定手段は、配置される太陽電池モジュールのすべてを直列接続する順番と前記太陽電池モジュール情報取得手段で取得される前記太陽電池モジュールの出力電力とに基づいて、前記系統数仮決定手段で決定される使用する前記第１および第２の入力端子について、前記系統容量仮決定手段で決定される前記第１および第２の入力端子への各入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定することを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、前記設置太陽電池モジュール配置情報取得工程では、配置される太陽電池モジュールの全てを直列接続する場合の太陽電池モジュールの順番を少なくとも１つ取得し、
前記系統分解候補仮決定工程では、配置される太陽電池モジュールのすべてを直列接続する順番と前記太陽電池モジュール情報取得工程で取得される前記太陽電池モジュールの出力電力とに基づいて、前記系統数仮決定工程で決定される使用する前記第１および第２の入力端子について、前記系統容量仮決定工程で決定される前記第１および第２の入力端子への各入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定することを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、配置される太陽電池モジュールの全てを直列接続する順番と太陽電池モジュールの出力電力とに基づいて、第１および第２の入力端子への各入力電力に適合した電力を出力する系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを決定することができる。
【００３２】
また本発明は、前記系統分解候補仮決定手段は、前記系統容量仮決定手段によって決定される前記第１および第２の入力端子への各入力電力に適合する値になるまで、配置される太陽電池モジュールを直列接続する順番に従って、各太陽電池モジュールの出力電力を加算していくことで、すべての入力端子について太陽電池モジュールの組合せを決定することを特徴とする。
【００３３】
また本発明は、前記系統分解候補仮決定工程では、前記系統容量仮決定工程によって決定される前記第１および第２の入力端子への各入力電力に適合する値になるまで、配置される太陽電池モジュールを直列接続する順番に従って、各太陽電池モジュールの出力電力を加算していくことで、すべての入力端子について太陽電池モジュールの組合せを決定することを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、配置される太陽電池モジュールに直列接続する順番をつけ、第１および第２の入力端子の各入力電力に達するまで、太陽電池モジュールの電力情報に基づいて電力を順番に従って加算していくことで、系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを容易に短時間で決定することが可能になる。
【００３５】
また本発明は、太陽電池モジュールの配置設計支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００３６】
また本発明は、前記プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００３７】
本発明に従えば、系統を構成する２種類以上の太陽電池モジュールの組合せと各系統を接続するパワーコンディショナとを容易に決定する太陽電池モジュールの配置設計支援方法をコンピュータに実行させることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である太陽電池モジュールの配置設計支援装置１の概略的構成を示すブロック図である。太陽電池モジュールの配置設計支援装置１は、設置面に配置された複数の太陽電池モジュールを接続できるパワーコンディショナを選択するために、太陽電池モジュールを直列接続して成る系統単位で前記複数の太陽電池モジュールを分割し、すべての系統を接続することができる入力端子を備えたパワーコンディショナを選択する装置である。
【００３９】
太陽電池モジュールの配置設計支援装置１は、太陽電池モジュール情報取得手段２と、パワーコンディショナ情報取得手段３と、設置太陽電池モジュール配置情報取得手段４と、系統数仮決定手段５と、系統容量仮決定手段６と、パワーコンディショナ仮決定手段７と、系統分解候補仮決定手段８と、結果出力手段９とを含んで構成されている。以下、各手段について説明する。
【００４０】
太陽電池モジュール情報取得手段２は、太陽電池モジュール情報を取得する。太陽電池モジュール情報とは、太陽電池モジュールの大きさや出力電力などであり、使用する太陽電池モジュールが複数種類ある場合は、各種類ごとに太陽電池モジュール情報が取得される。太陽電池モジュール情報は、配置設計支援装置１のユーザによって与えられる。
【００４１】
パワーコンディショナ情報取得手段３は、パワーコンディショナ情報を取得する。パワーコンディショナ情報とは、パワーコンディショナの価格、パワーコンディショナが備える標準入力端子とマルチ入力端子の数、各入力端子の入力可能電力の範囲などの情報であり、使用可能なパワーコンディショナが複数種類ある場合は、各種類ごとにパワーコンディショナ情報が取得される。パワーコンディショナ情報は、配置設計支援装置１のユーザによって与えられる。
【００４２】
設置太陽電池モジュール配置情報取得手段４は、太陽電池モジュールの配置情報を取得する。配置情報とは、設置面における太陽電池モジュールの配置位置や配置枚数などの情報である。配置情報は、配置設計支援装置１のユーザによって与えられる。
【００４３】
系統数仮決定手段５は、設置面に配置される全ての太陽電池モジュールの全出力電力を入力するために必要な標準入力端子とマルチ入力端子との数を決定する。系統容量仮決定手段６は、系統数仮決定手段５によって決定された使用する標準入力端子およびマルチ入力端子への各入力電力を決定する。パワーコンディショナ仮決定手段７は、使用可能なパワーコンディショナの組合せをすべて求め、最も安価な組合せを選択する。
【００４４】
系統分解候補仮決定手段８は、使用する標準入力端子およびマルチ入力端子への各入力電力に適合する電力を出力する太陽電池モジュールの組合せを、使用する標準入力端子およびマルチ入力端子ごとに決定する。結果出力手段９は、選択されたパワーコンディショナに関する情報と系統を構成する太陽電池モジュールの組合せの情報とを出力する。
【００４５】
次に、図２に示すように３種類の太陽電池モジュール１１Ｌ，１１Ｍ，１１Ｓ（総称するときは、参照符号「１１」を用いる。）を台形の設置面１０に配置する場合の太陽電池モジュール１１の系統分解決定手順とパワーコンディショナの選択手順とを説明する。
【００４６】
まず太陽電池モジュール情報取得手段２が、３種類の太陽電池モジュール１１Ｌ，１１Ｍ，１１Ｓについて大きさや出力電力などの情報を取得する。次にパワーコンディショナ情報取得手段３が、使用可能なパワーコンディショナの価格、第１の入力端子である標準入力端子の数、入力可能電力の上限値StndHigh、下限値StndLow、第２の入力端子であるマルチ入力端子の数、入力可能電力の上限値MultiHigh、下限値MultiLowなどの情報を取得する。これらの値StndHigh，
StndLow，MultiHigh，MultiLowは規格化されており、パワーコンディショナの種類にかかわらず一定である。また、上限値MultiHighは、下限値StndLow以下である。
【００４７】
設置太陽電池モジュール配置情報取得手段４は、台形の設置面１０に配置された３種類の太陽電池モジュール１１の配置位置および配置枚数を含む配置情報を取得する。配置情報には、配置されたすべての太陽電池モジュール１１を図２において実線１２で示すように直列接続する順序を示す順序情報が含まれており、この順序情報は複数含まれていてもよい。
【００４８】
次に系統数仮決定手段５が、設置面１０に配置される太陽電池モジュール１１の全出力電力をパワーコンディショナに入力するために必要な標準入力端子とマルチ入力端子との数を決定する。以下、図３のフローチャートを参照しながら、決定方法について詳細に説明する。
【００４９】
全出力電力の入力に必要な標準入力端子の数をnStandard、マルチ入力端子の数をnMultiとする。まず、設置太陽電池モジュール配置情報取得手段４によって取得された情報である設置面１０に配置される３種類の太陽電池モジュール１１Ｌ，１１Ｍ，１１Ｓの各配置枚数と、太陽電池モジュール情報取得手段２よって取得された情報である配置されている３種類の太陽電池モジュール１１Ｌ，１１Ｍ，１１Ｓの各出力電力とを積算して種類ごとに太陽電池モジュール１１の出力電力を求める。そして種類ごとの出力電力を合計することによって、設置面１０に配置されている太陽電池モジュール１１の全出力電力Capacityを求める。
【００５０】
マルチ入力端子を備えるパワーコンディショナは、標準入力端子のみを備えるパワーコンディショナと比べて高価で換電効率が低いため、まず標準入力端子のみで設置面１０に配置される太陽電池モジュール１１の全出力電力の入力が可能か否かを調べる。具体的には、ステップａ１〜ステップａ３の処理を実行する。ステップａ１では、全出力電力Capacityを下限値StndLowで割り、その解の整数部を標準入力端子数nStandardへ代入する。
【００５１】
次にステップａ２で、標準入力端子数nStandardと上限値StndHighとの積算値と、全出力電力Capacityとを比較し、全出力電力Capacityの方が小さいか否かを判断する。全出力電力Capacityの方が小さい場合は、標準入力端子のみで設置面１０に配置される太陽電池モジュール１１の全出力電力の入力が可能である場合であるので、ステップａ３へ進み、マルチ入力端子数nMultiを０、標準入力端子数nStandardをCapacity／StndLowの整数部として終了する。
【００５２】
小さくない場合は、各標準入力端子に入力する電力を下限値StndLow以上、上限値StndHigh以下にすることができない場合であるので、標準入力端子のみでは全出力電力Capacityをパワーコンディショナに入力することができない。このため、１台のマルチ入力端子装備のパワーコンディショナが備える全ての標準入力端子とマルチ入力端子とを使用して、配置される太陽電池モジュールの全出力電力を入力できるかを調べる。これは、通常、複数台のマルチ入力端子装備のパワーコンディショナよりも、１台のマルチ入力端子装備のパワーコンディショナの方が安価であるからである。
【００５３】
具体的には、ステップａ４〜ステップａ６の処理を実行する。ステップａ４では、標準入力端子とマルチ入力端子とを備えるパワーコンディショナの全ての入力端子に系統を接続した場合に、パワーコンディショナへ入力可能な電力の下限値と上限値を求める。実際にパワーコンディショナに装備されている標準入力端子数をＮ、マルチ入力端子数をＭとする。各入力端子数の情報はパワーコンディショナ情報取得手段３によって取得されている。パワーコンディショナに入力可能な電力の下限値はStndLow×Ｎ＋MultiLow×Ｍ、上限値はStndHigh×Ｎ＋MultiHigh×Ｍで表される。
【００５４】
次にステップａ５へ進み、全出力電力Capacityが下限値StndLow×Ｎ＋MultiLow×Ｍ以上、かつ上限値StndHigh×Ｎ＋MultiHigh×Ｍ以下であるか否かを判断する。そうである場合は、ステップａ６へ進み、標準入力端子数nStandardをＮ、マルチ入力端子数nMultiをＭとして終了する。そうでない場合は、ステップａ７へ進む。
【００５５】
ステップａ７では、マルチ入力端子数nMultiを１とする。ステップａ８では、各マルチ入力端子に入力される出力電力を変数nvalとして、変数nvalを次式に従って求めた後、
nval＝（Capacity−nStandard×StndLow）／nMulti
変数nvalの値が、下限値MultiLow以上かつ上限値MultiHigh以下かどうかを判断する。そうである場合は終了する。そうではない場合は、ステップａ９へ進む。
【００５６】
ステップａ９では、変数nvalの値が、上限値MultiHighより大きいか否かを判断する。大きい場合は、ステップａ１０へ進み、マルチ入力端子数nMultiの値に１を足して、ステップａ８へ戻る。そうでない場合は、ステップａ１１へ進み、標準入力端子数nStandardであるＮの値から１を引いた値が０以上であるか否かを判断する。０以上である場合は、ステップａ１２へ進み、標準入力端子数nStandardの値から１を引いて、ステップａ８へ戻る。そうでない場合は、条件を満たす標準入力端子数nStandardおよびマルチ入力端子数nMultiの値はないものとして、エラー終了する。
【００５７】
以上のように、ステップａ１からステップａ１１の処理を実行することによって、標準入力端子数nStandardおよびマルチ入力端子数nMultiの各値が決定するか、もしくは条件を満たす値はないとする。値がない場合は、例外処理を行う必要があるが、本発明において本質的な要素ではないので、説明は省略する。
【００５８】
次に、標準入力端子数nStandardおよびマルチ入力端子数nMultiの各値が決まった場合の手順を説明する。標準入力端子数nStandardおよびマルチ入力端子数nMultiの各値が決定すると、系統容量仮決定手段６が、全出力電力Capacityと標準入力端子数nStandardとマルチ入力端子数nMultiとの各値から各入力端子への入力電力を算出する。
【００５９】
▲１▼マルチ入力端子数nMultiが０の場合、標準入力端子への入力電力をCapacity／nStandardとする。▲２▼標準入力端子数nStandardが０の場合、マルチ入力端子への入力電力をCapacity／nMultiとする。▲３▼標準入力端子数nStandardおよびマルチ入力端子数nMultiがともに０でない場合、標準入力端子への入力電力を下限値StndLowとするとともに、マルチ入力端子への入力電力を（Capacity−nStandard×StndLow）／nMultiとする。▲１▼〜▲３▼に従うことによって、入力電力を各入力端子の入力可能電力の範囲内に収め、かつ、各入力端子間の入力電力の差が小さくなるように容易に決定することができる。
【００６０】
次にパワーコンディショナ仮決定手段７が、系統数仮決定手段５で決定された使用する標準入力端子数とマルチ入力端子数とを備えたパワーコンディショナの台数と種類の組合せとをすべて算出し、取得したパワーコンディショナの価格の情報に基づいてその中で最も安価な組合せのパワーコンディショナを選択する。
【００６１】
次に系統分解候補仮決定手段８が、系統数仮決定手段５によって決定された使用する標準入力端子およびマルチ入力端子それぞれについて、系統容量仮決定手段６によって決定された前記標準入力端子およびマルチ入力端子への各入力電力に適合する電力を出力する太陽電池モジュール１１の組合せを決定する。
【００６２】
図４は、設置面に配置された太陽電池モジュール１１の系統分解後の平面図である。設置面１０に配置された太陽電池モジュール１１の各出力電力の情報を太陽電池モジュール情報取得手段２によって取得し、系統容量仮決定手段６によって算出された各入力端子への入力電力に近い値になるまで図２において実線１２で示す太陽電池モジュールを直列接続する順序に従って、各太陽電池モジュールの出力電力を加算する。この処理を標準入力端子とマルチ入力端子との数だけ繰り返す。このことによって、各系統を構成する太陽電池モジュールの組合せが決定する。図４では、実線１３，１４，１５にそって接続すべき太陽電池モジュール１１の３つの組合せ、すなわち系統が示されている。
【００６３】
最後に結果出力手段９が、前記パワーコンディショナ仮決定手段７によって選択されたパワーコンディショナに関する情報と前記系統分解候補仮決定手段８によって決定された系統を構成する太陽電池モジュールの組合せの情報とを出力する。
【００６４】
上述した太陽電池モジュールの配置設計支援方法は、プログラムとしてコンピュータ読取りが可能な記録媒体に記録可能である。この記録媒体からプログラムをコンピュータで読取って実行すれば、太陽電池モジュールの配置設計支援装置をコンピュータで実現することができる。
【００６５】
以上のように、上述の実施の形態によれば、系統を構成する複数種類の太陽電池モジュールの組合せと安価なパワーコンディショナとを容易かつ速やかに決定することが可能となる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、１種類、もしくは２種類以上の太陽陽電池モジュールを使用し、配置する太陽電池モジュールの全出力電力を入力するのに必要な第１および第２の入力端子数は、換電効率が高い第１の入力端子を優先的に選択して決定し、第１および第２の入力端子の各使用数を満たす入力端子を備えるパワーコンディショナの台数と種類の組合せとを選択するので、配置効率の高い系統分解と、換電効率の高い系統を構成する太陽電池モジュールの組合せと、パワーコンディショナとを容易かつ速やかに決定することができる。
【００６７】
また本発明によれば、配置される太陽電池モジュールの全出力電力とパワーコンディショナが備える第１および第２の入力端子の数、入力可能電力の上限値および下限値に基づいて、換電効率が高い第１の入力端子を優先的に選択することによって、換電効率の高い系統分解およびパワーコンディショナを容易かつ速やかに決定することができる。
【００６８】
また本発明によれば、第１および第２の入力端子の使用数、第１の入力端子の入力可能電力の下限値、配置される太陽電池モジュールの全出力電力から各入力端子の入力電力が容易に決定できるので、系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを容易かつ速やかに決定することができる。
【００６９】
また本発明によれば、全系統に接続できるパワーコンディショナの台数と種類の組合せを全て算出し、パワーコンディショナの価格に基づいて選択するので、安価なパワーコンディショナの選択が容易になる。
【００７０】
また本発明によれば、配置される太陽電池モジュールに直列接続する順番をつけ、使用する各入力端子について入力電力に達するまで各太陽電池モジュールの出力電力を順番に従って加算することを繰り返すことで、系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを容易かつ速やかに決定することが可能になる。
【００７１】
また本発明によれば、コンピュータで太陽電池モジュールの配置設計支援方法を実行させることができ、またコンピュータを太陽電池モジュールの配置設計支援装置として機能させることができるので、太陽電池モジュールの配置設計を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である太陽電池モジュール配置設計支援装置１の概略的構成を示すブロック図である。
【図２】設置太陽電池モジュール配置情報取得手段４によって取得される情報を説明する平面図である。
【図３】系統数仮決定手段５によって行われる情報処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】設置面１０に配置された太陽電池モジュール１１の系統分解後の平面図である。
【符号の説明】
１  太陽電池モジュールの配置設計支援装置
２  太陽電池モジュール情報取得手段
３  パワーコンディショナ情報取得手段
４  設置太陽電池モジュール配置情報取得手段
５  系統数仮決定手段
６  系統容量仮決定手段
７  パワーコンディショナ仮決定手段
８  系統分解候補仮決定手段
９  結果出力手段
１０  設置面
１１  太陽電池モジュール
１２  太陽電池モジュールを直列接続する順序を示す実線
１３  系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを示す実線
１４  系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを示す実線
１５  系統を構成する太陽電池モジュールの組合せを示す実線
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003878454.tif 000004
【図４】
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