(57)【要約】【課題】再生可能エネルギーを効率的に有効活用すること。【解決手段】仕事割付装置は、仕事を複数の部分に分割する仕事分割部と、前記部分ごとに当該部分の仕事量を推定する仕事量推定部と、再生可能エネルギーを利用する複数の発電装置ごとに、当該発電装置によって発電される電力に関する需給状況を予測する需給予測部と、相互に異なる前記発電装置に接続され、前記仕事を実行可能な複数の仕事装置のそれぞれについて、当該仕事装置が接続される前記発電装置について予測された需給状況に基づいて、実行可能な仕事量を予測する可能仕事量予測部と、前記各仕事装置について予測された仕事量と、前記部分ごとに推定された仕事量とに基づいて、前記各部分の割り付け先の仕事装置を決定する仕事割付部と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕事を複数の部分に分割する仕事分割部と、
前記部分ごとに当該部分の仕事量を推定する仕事量推定部と、
再生可能エネルギーを利用する複数の発電装置ごとに、当該発電装置によって発電される電力に関する需給状況を予測する需給予測部と、
相互に異なる前記発電装置に接続され、前記仕事を実行可能な複数の仕事装置のそれぞれについて、当該仕事装置が接続される前記発電装置について予測された需給状況に基づいて、実行可能な仕事量を予測する可能仕事量予測部と、
前記各仕事装置について予測された仕事量と、前記部分ごとに推定された仕事量とに基づいて、前記各部分の割り付け先の仕事装置を決定する仕事割付部と、
を有することを特徴とする仕事割付装置。
【請求項２】
前記仕事装置は、計算装置であり、
前記仕事は、情報処理である、
ことを特徴とする請求項１記載の仕事割付装置。
【請求項３】
前記複数の発電装置は、地理的に分散されて配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の仕事割付装置。
【請求項４】
前記複数の発電装置は、複数の家庭に配置されている、
ことを特徴とする請求項３記載の仕事割付装置。
【請求項５】
仕事を複数の部分に分割する仕事分割手順と、
前記部分ごとに当該部分の仕事量を推定する仕事量推定手順と、
再生可能エネルギーを利用する複数の発電装置ごとに、当該発電装置によって発電される電力に関する需給状況を予測する需給予測手順と、
相互に異なる前記発電装置に接続され、前記仕事を実行可能な複数の仕事装置のそれぞれについて、当該仕事装置が接続される前記発電装置について予測された需給状況に基づいて、実行可能な仕事量を予測する可能仕事量予測手順と、
前記各仕事装置について予測された仕事量と、前記部分ごとに推定された仕事量とに基づいて、前記各部分の割り付け先の仕事装置を決定する仕事割付手順と、
をコンピュータが実行することを特徴とする仕事割付方法。
【請求項６】
前記仕事装置は、計算装置であり、
前記仕事は、情報処理である、
ことを特徴とする請求項５記載の仕事割付方法。
【請求項７】
前記複数の発電装置は、地理的に分散されて配置されている、
ことを特徴とする請求項５又は６記載の仕事割付方法。
【請求項８】
請求項１乃至４いずれか一項記載の各部としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕事割付装置、仕事割付方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークの低消費電力化は大きな課題である。非特許文献１でも、課題が整理され、システムや機器の低消費電力化に加えて、「発電所との距離による電力ロスや地域気候による冷却効率を考慮して、クラウドサーバーを効率的に配置する。」という地理的・空間的配備による効率化が指摘されている。
【０００３】
また、特許文献１では、電力の需給を予測し、不足地域にあるネットワーク装置から、余剰地域にあるネットワーク装置にオブジェクトを移動して、通信処理を電力余剰地域で行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５３９０２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】情報通信審議会  情報通信技術分科会  産学官連携強化委員会（第3回）配布資料  参考１、［online］、［平２８年５月１８日検索］、インターネット＜http://www.soumu.go.jp/main_content/000055452.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地球温暖化防止のために、再生可能エネルギーが注目されている。一方、再生可能エネルギーは、電力供給が地理的に分散し、かつ、量的に変動することから、安定供給の点で課題がある。特に、既存電力会社にとっては、再生可能エネルギーによる発電買い取りのための電力網整備・容量増大が重荷となっている。その結果、買い取りに上限が設けられ、再生可能エネルギーの普及の遅れの原因の１つとなっている。
【０００７】
再生可能エネルギーの剰余分を他者に送り利用してもらうために、送電網の拡充や電力供給の変動に対応する設備が必要となっている。しかしながら、これらの設備増設は容易ではない。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、再生可能エネルギーを効率的に有効活用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで上記課題を解決するため、仕事割付装置は、仕事を複数の部分に分割する仕事分割部と、前記部分ごとに当該部分の仕事量を推定する仕事量推定部と、再生可能エネルギーを利用する複数の発電装置ごとに、当該発電装置によって発電される電力に関する需給状況を予測する需給予測部と、相互に異なる前記発電装置に接続され、前記仕事を実行可能な複数の仕事装置のそれぞれについて、当該仕事装置が接続される前記発電装置について予測された需給状況に基づいて、実行可能な仕事量を予測する可能仕事量予測部と、前記各仕事装置について予測された仕事量と、前記部分ごとに推定された仕事量とに基づいて、前記各部分の割り付け先の仕事装置を決定する仕事割付部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
再生可能エネルギーを効率的に有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態を構成する各ステップを説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるネットワーク構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における各家庭内の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における事業センタのハードウェア構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における事業センタの機能構成例を示す図である。
【図６】事業センタが実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。
【図７】従来技術のイメージを示す図である。
【図８】本実施の形態のイメージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態では、再生可能エネルギーを利用して発電された電力を買い取る代わりに、当該電力の発電元に代替して当該電力を消費させることで提供される。その代替が情報処理サービスである例について説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態を構成する各ステップを説明するための図である。
【００１４】
ステップＳ１において、サービス事業者は、太陽光発電等、再生可能エネルギーを利用して発電を行っている家庭、事業所等（以下、「家庭」という。）に対して、パソコン等の計算装置を配備する。
【００１５】
ステップＳ２において、サービス事業者は、各々の家庭の再生可能エネルギーによって発電される電力の需給状況の実績を得て、将来の需給状況を予測する。又は、当該需給状況の予測値が得られる。
【００１６】
ステップＳ３において、サービス事業者は、需給予測に基づき、サービス事業者が提供するサービスに関する仕事（情報処理）について、各家庭の計算装置で処理可能な仕事量の予測値を得る。
【００１７】
ステップＳ４において、サービス事業者は、処理可能な仕事量の予測値に基づき、各家庭の計算装置に適切な規模の仕事を送る。
【００１８】
ステップＳ５において、各家庭の計算装置は仕事を行い、仕事の実行結果をサービス事業者に返送する。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態におけるネットワーク構成例を示す図である。図２において、事業センタ１０と各家庭２０とは、通信網Ｎ１を介して接続されている。事業センタ１０は、サービス事業者が事業を実施する拠点である。なお、以下では、事業センタ１０に配備されたコンピュータについても、「事業センタ１０」という。家庭２０は、サービス事業者の仕事を分担する計算装置を有し、再生エネルギーを利用して電力を発電する発電装置が配置された家庭又は事業所等である。すなわち、発電装置及び計算装置は、地理的に分散されて配置される。なお、本実施の形態の各図において、点線は通信ネットワークによる接続を表す。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態における各家庭内の構成例を示す図である。太陽光発電等再生可能エネルギーを利用して発電を行う再生可能エネルギー発電装置２５は、不足電力の供給のための既存商用電源２４とともに、ＨＥＭＳ２３（ホームエネルギーマネジメントシステム）に接続されている。また、ＨＥＭＳ２３を介して、家電等２２とともに当該サービスに使用する計算装置２１が再生可能エネルギー発電装置２５及び既存商用電源２４に接続されている。
【００２１】
計算装置２１は、汎用のパソコン等でもよい。すなわち、計算装置２１は、専用装置でなくてもよく、事業者により提供されるものでなくてもよい。但し、セキュリティなどの観点からは、計算装置２１は、事業者により提供された専用装置であることが望ましい。また、計算装置２１が、事業センタ１０によって提供されるサービスに関する仕事と、家庭２０での他の一般用の仕事との兼用である場合には、前者の仕事にどの程度、計算装置２１を利用可能であるかの予測が必要となる。斯かる観点からも、計算装置２１として専用装置が好適である。計算装置２１は、通信装置を内包し、通信装置を介して、通信網Ｎ１に接続する。計算装置２１には、通信網Ｎ１を介して、事業センタ１０から仕事が送られる。送られた仕事を受信した計算装置２１は、仕事を直ちに実施する。計算装置２１は、仕事が終了し次第、予め与えられた事業センタ１０のアドレス宛に仕事の実行結果を返信する。計算装置２１は、通信装置を介してＨＥＭＳ２３にも接続されており、一定時間ごとに、再生可能エネルギーによる電力需給状況を示す情報をＨＥＭＳ２３から得て、これを事業センタ１０に通知する。
【００２２】
図４は、本発明の実施の形態における事業センタのハードウェア構成例を示す図である。図４の事業センタ１０は、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１００、補助記憶装置１０２、メモリ装置１０３、ＣＰＵ１０４、及びインタフェース装置１０５等を有する。
【００２３】
事業センタ１０での処理を実現するプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１０１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１０１がドライブ装置１００にセットされると、プログラムが記録媒体１０１からドライブ装置１００を介して補助記憶装置１０２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１０１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１０２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
【００２４】
メモリ装置１０３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１０２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１０４は、メモリ装置１０３に格納されたプログラムに従って事業センタ１０に係る機能を実行する。インタフェース装置１０５は、通信装置Ｎ１に接続するためのインタフェースとして用いられる。
【００２５】
なお、各家庭２０に配置される計算装置２１も、図４と同様のハードウェア構成を有していてもよい。
【００２６】
図５は、本発明の実施の形態における事業センタの機能構成例を示す図である。図５において、事業センタ１０は、仕事受付部１１、仕事分割部１２、仕事量推定部１３、需給予測部１４、可能仕事量予測部１５、仕事割付部１６、仕事合成部１７、及び仕事回答部１８等を有する。これら各部は、事業センタ１０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ１０４に実行させる処理により実現される。なお、各部のうちの一部又は全部が異なるコンピュータによって実現されてもよい。
【００２７】
仕事受付部１１は、サービス事業者が提供する情報処理（計算）サービスに関する仕事（情報処理）の実行要求を外部から受け付ける。
【００２８】
仕事分割部１２は、仕事受付部１１が実行要求を受け付けた仕事を複数の部分に分割する。分割後の仕事を「部分仕事」という。
【００２９】
仕事量推定部１３は、各部分仕事の仕事量を推定する。
【００３０】
需給予測部１４は、予め定められた方法、例えば、各家庭２０の計算装置２１から送信される電力需給状況の履歴に対する時系列の分析に基づく統計的方法などにより、各家庭２０の再生可能エネルギーによる電力需給を予測する。
【００３１】
可能仕事量予測部１５は、予測された電力需給に基づき、各家庭２０の計算装置２１が、単位時間ごと（例えば、３０分ごと等）に遂行可能な仕事量（以下、「可能仕事量」という。）を時系列に予測する。
【００３２】
なお、単一の情報処理作業（仕事）を複数の情報処理作業に分割する方法や、分割後の各部分の仕事量の推定は、並列処理やｃloud computing、grid computingの分野での既存技術を用いることができる。また、処理対象のデータ（例えば、画像データ等）が分割されることが、仕事の分割とされてもよい。この場合、各部分仕事の仕事量は、各部分仕事に対応する部分データのデータサイズであってもよい。
【００３３】
仕事割付部１６は、可能仕事量予測部１５により予測された各計算装置２１の仕事量と、仕事量推定部１３に推定された各部分仕事の仕事量とに基づいて、各部分仕事をいずれの家庭２０の計算装置２１に割り付けるのかを決定する。仕事割付部１６は、また、各部分仕事を割り付け先の計算装置２１に送信すると共に、割り付け結果を補助記憶装置１０２等に記憶する。
【００３４】
仕事合成部１７は、部分仕事が割り付けられた各計算装置２１による部分仕事の実行結果を各計算装置２１から受信する。仕事合成部１７は、受信した各実行結果を合成して、分割前の仕事の回答を構成するデータ（以下、「回答データ」という。）を生成する。
【００３５】
仕事回答部１８は、仕事の要求元に回答データを送信する。
【００３６】
以下、事業センタ１０が実行する処理手順について説明する。図６は、事業センタが実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。
【００３７】
ステップＳ１０１において、仕事受付部１１は、外部から仕事の実行要求を受信する。続いて、仕事量推定部１３は、仕事を任意の数の部分仕事に分割する（Ｓ１０２）。続いて、仕事量推定部１３は、各部分仕事について、仕事量の推定値を計算する（Ｓ１０３）。続いて、需給予測部１４は、各家庭２０の計算装置２１から既に受信されている電力需給状況の履歴に対する時系列の分析に基づく統計的方法などにより、各家庭２０の再生可能エネルギーによる将来の電力需給の予測値を計算する（Ｓ１０４）。ここで、予測値は、需給量（供給量−需要量）を時系列に示す情報である。例えば、横軸を時間とし、縦軸を需給量（供給量−需要量）とするグラフが予測値を表現するデータであってもよい。
【００３８】
続いて、可能仕事量予測部１５は、各家庭２０の電力需給の予測値に基づき、各家庭２０の計算装置２１について、今後の単位時間ごとの可能仕事量の予測値を計算する（Ｓ１０５）。当該予測値は、例えば、電力需給によって求まる余剰電力（電力供給量−電力需給量）と、計算装置２１の消費電力とに基づいて算出されてもよい。例えば、或る単位時間における余剰電力によって計算装置２１が実行可能な仕事量が、当該単位時間における当該計算装置の可能仕事量の予測値とされてもよい。具体的には、各計算装置２１ごとに、かつ、消費電力の範囲ごとに、当該消費電力によって実行可能な仕事量を示す値が事業センタ１０の補助記憶装置１０２等に予め記憶されており、余剰電力以下の消費電力の範囲に対応する仕事量の最大値が、可能仕事量の予測値とされてもよい。なお、可能仕事量の予測値は、単位時間ごとの可能仕事量を時系列に示す情報である。
【００３９】
続いて、仕事割付部１６は、各計算装置２１の可能仕事量の予測値と、各部分仕事の仕事量の推定値とに基づいて、部分仕事ごとに、割り付け先の家庭２０（計算装置２１）を決定する（Ｓ１０６）。割り付け方法の一例として、家庭２０Ａに対する可能仕事量がｗ（Ａ）であり、部分仕事ｋに対する仕事量の推定値がｕ（ｋ）であるとき、ｗ（Ａ）がほぼｕ（ｋ）である家庭２０Ａに部分仕事ｋを割り当てる方法が挙げられる。または、全てのＡと全てのｋとの組み合わせごとのｗ（Ａ）−ｕ（ｋ）の最小値が最大になる、すなわち、各家庭２０の可能仕事量の割り当て後の残量の最小値が少しでも大きくなるよう割り付けが行われてもよい。
【００４０】
続いて、仕事割付部１６は、各部分仕事を、それぞれの割り付け先の計算装置２１に送信する（Ｓ１０７）。この際、仕事割付部１６は、部分仕事と割り付け先との対応情報を補助記憶装置１０２等に記憶しておく。
【００４１】
続いて、仕事合成部１７は、いずれかの部分仕事が割り付けられた各計算装置２１から、各部分仕事の実行結果を受信する（Ｓ１０８）。
【００４２】
全ての部分仕事に関する実行結果が受信されると、仕事合成部１７は、受信した各実行結果を合成して、回答データを生成する（Ｓ１０９）。実行結果の合成に際し、ステップＳ１０７において補助記憶装置１０２等に記憶された対応情報が参照されて、実行結果の配列順等が判定されてもよい。続いて、仕事回答部１８は、仕事の要求元に回答データを送信する（Ｓ１１０）。
【００４３】
なお、サービス事業者は、情報処理の計算を再生可能エネルギーを用いて実施する家庭２０に対して、利用したエネルギー量（例えば、電力量）に応じた対価を支払う。一方、事業者は、外部から得た情報処理の計算依頼を回答することで外部から対価を得る。
【００４４】
情報処理サービス又は計算サービス以外のサービス、例えば、加工又は製造を行うサービスに関して本実施の形態が適用されてもよい。この場合、本実施の形態における計算装置２１は、通信装置を内包する加工・製造装置となる。また、ステップＳ４において、サービス事業者は、処理可能な仕事量の予測値に基づき、各家庭２０に適切な規模の加工・製造などの仕事の依頼を行う。加工・製造の場合、必要な原料を必要量、各家庭２０に送り、当該原料を加工・製造装置に設定する等は、定期的に、あるいは、随時行うことが必要となる。
【００４５】
上述したように、本実施の形態によれば、再生可能エネルギーの剰余分を他者に送るのではなく、移動が容易な情報処理などのサービス（仕事）を再生可能エネルギーの剰余地に送ることで、上記設備増設なしに（すなわち、効率的に）当該剰余分を有効活用することができる。
【００４６】
本実施の形態の効果について具体的に説明する。図７に従来技術のイメージを示す。各家庭２０は、既存商用電源２４と再生可能エネルギー発電装置２５の電力を、家電等２２により消費している。発生した剰余再生可能エネルギーは、事業者を介して他者に供給され、他者は供給された再生可能エネルギーにより、何らかの装置（図中の仕事装置）を用いて仕事を実施する。再生可能エネルギー発電装置の電力供給量は家庭毎に異なっており、また常に変動し一定でない。従来技術では、各家庭と事業者、事業者と他者の間で電力の送受を行っている。特に各家庭と事業者の間の送電網や電力供給変動に対応する設備に関しては、増設は容易ではない。
【００４７】
一方、図８に本実施の形態のイメージを示す。図７及び図８で行う仕事の量は同一であるとする。各家庭に仕事装置、事業者に仕事の割付／合成を行う装置（図中の仕事割付／合成装置）を配置する。事業者は、再生可能エネルギー供給量を用いた仕事可能量の予測に基づき、各家庭に部分的な仕事を割り付ける。各家庭は、当該家庭の剰余再生可能エネルギーにより、仕事装置を用いて割付された部分的な仕事を実施し、結果を事業者に返却する。事業者は、各家庭から得られた結果を合成して仕事を完遂させる。必要に応じ、完遂させた仕事結果を他者に送付する。本実施の形態では、各家庭と事業者、事業者と他者の間で電力の送受を行わず、情報処理などの仕事の送受を行っている。これにより、電力送受に必要な大規模な設備増設を行うことなく、各家庭の剰余再生可能エネルギーを活用し、従来技術と同等な仕事を行うことができる。
【００４８】
なお、本実施の形態において、事業センタ１０は、仕事割付装置の一例である。計算装置２１は、仕事装置の一例である。
【００４９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０          事業センタ
１１          仕事受付部
１２          仕事分割部
１３          仕事量推定部
１４          需給予測部
１５          可能仕事量予測部
１６          仕事割付部
１７          仕事合成部
１８          仕事回答部
２０          家庭
２１          計算装置
２２          家電等
２３          ＨＥＭＳ
２４          既存商用電源
２５          再生可能エネルギー発電装置
１００        ドライブ装置
１０１        記録媒体
１０２        補助記憶装置
１０３        メモリ装置
１０４        ＣＰＵ
１０５        インタフェース装置
Ｂ            バス
Ｎ１          通信網
【図１】
2017215720.tif 000003
【図２】
2017215720.tif 000004
【図３】
2017215720.tif 000005
【図４】
2017215720.tif 000006
【図５】
2017215720.tif 000007
【図６】
2017215720.tif 000008
【図７】
2017215720.tif 000009
【図８】
2017215720.tif 000010