(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅に設けた太陽電池で発電される電力量を、計算により予測する太陽光発電量予測装置であって、
国内に設定された複数の地域の各日射量データを記憶した記憶手段と、
前記住宅の建築地が該当する前記地域を特定する地域特定手段と、
前記日射量データが入力されると、この日射量データに基づいて前記太陽電池で発電されるであろう電力量を算出する演算手段と、
を備えていることを特徴とする太陽光発電量予測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光発電量予測装置において、前記記憶手段には、その地域の１月から１２月までの各月毎の平均日射量が日射量データとして記憶されているとともに、その地域における１月から１２月までの各月毎の平均温度と、その地域の緯度と、１月から１２月までの各月毎の平均赤緯とが記憶されていることを特徴とする太陽光発電量予測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽光発電量予測装置において、前記演算手段は、各月毎の電力量を算出するものであり、かつ、前記演算手段が演算した各月毎の電力量を棒グラフで表示するグラフ表示手段を備えていることを特徴とする太陽光発電量予測装置。
【請求項４】
請求項１または３に記載の太陽光発電量予測装置において、前記演算手段は、その地域の緯度および温度、ならびに、太陽赤緯により、前記日射量データに基づいて算出した前記電力量の補正を行うものであることを特徴とする太陽光発電量予測装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の太陽光発電量予測装置において、複数の前記地域をまとめて示す地図を表示する表示手段を備え、かつ、前記地域特定手段は、前記表示手段の表示する地図において、前記建築地が存在する位置を指定することで、該当する地域を特定するものであることを特徴とする太陽光発電量予測装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の太陽光発電量予測装置において、前記記憶手段に記憶された日射量データのうち、冬季に雪が多く降る多雪地域の日射量データには、多雪地域の日射量データであることを示す多雪記号が付され、前記演算手段は、前記日射量データとともに多雪記号が入力されると、降雪により太陽光発電に影響がでる旨の注意を表示することを特徴とする太陽光発電量予測装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の太陽光発電量予測装置において、前記演算手段は、前記住宅の屋根面の傾斜角度および当該屋根面の方位に対応して前記電力量を算出するものであることを特徴とする太陽光発電量予測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光を受けて発電する太陽電池により得られる電力量を計算により予測する太陽光発電量予測装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、石油等の化石燃料を燃焼させる火力発電や、廃棄物の処理が困難な原子力発電等と異なり、地球環境への影響がきわめて少ない、クリーンな太陽エネルギーを利用して発電する太陽電池が知られている。
このような太陽電池は、近年、その価格の低下に伴って、一般の住宅等にも採用されるようになっている。
ここで、太陽電池で発電する太陽光発電設備を設けておけば、昼間は電力会社からの送電がなくとも、電力供給が行えるので、電力会社に支払う電力使用料を低減できるうえ、昼間の発電量が余剰となる場合があり、この場合、余剰の電力を電力会社の送電線へ送り返し、その電力量に応じた金額を、電力使用料から相殺することもできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、太陽光発電設備は、前述のように太陽光で発電を行うので、気象条件によって発電される電力量が異なる。
このため、太陽光発電設備を導入するにあたり、煩雑な計算を行わないと、どれほどの電力量が太陽光発電設備で確保できるかが不明であり、導入の効果を把握するための目安を容易に表示できる装置が要望されている。
【０００４】
本発明の目的は、太陽光発電設備により確保される電力量の目安が、容易な操作で算出されるようになる太陽光発電量予測装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図をも参照して説明すると、住宅に設けた太陽電池で発電される電力量を、計算により予測する太陽光発電量予測装置１であって、国内に設定された複数の地域の各日射量データを記憶した記憶手段12と、前記住宅の建築地が該当する前記地域を特定する地域特定手段32と、前記日射量データが入力されると、この日射量データに基づいて前記太陽電池で発電されるであろう電力量を算出する演算手段33とを備えていることを特徴とする。
このような本発明では、太陽光発電量予測装置１の本体として、パーソナルコンピュータ等の電子計算機が採用できる。
そして、記憶手段12に気象条件が同一とみなせる範囲で、複数の地域を設定し、各地域の日射量データを記憶しておけば、住宅の建築地を指定する操作を行うだけで、地域特定手段32が該当する地域を特定し、当該地域の日射量データが演算手段33に取り入れられ、太陽光発電で得られる電力量が算出される。
これにより、太陽光発電により確保されるうる電力量の目安として、充分正確な数値が容易な操作で得られるようになる。
【０００６】
以上において、前記記憶手段には、その地域の１月から１２月までの各月毎の平均日射量が日射量データとして記憶されているとともに、その地域における１月から１２月までの各月毎の平均温度と、その地域の緯度と、１月から１２月までの各月毎の平均赤緯とが記憶されていることが好ましい。
このようにすれば、季節により異なる太陽電池の発電電力量が、１月から１２月までの各月毎に算出されるようになるうえ、各月の平均温度および赤緯、ならびに、緯度に基づいて、日射量データから求めた電力量が補正可能となり、より正確な数値が得られるようになる。
【０００７】
また、前記演算手段は、各月毎の電力量を算出するものであり、かつ、前記演算手段が演算した各月毎の電力量を棒グラフで表示するグラフ表示手段を備えていることが望ましい。
このようにすれば、季節により異なる太陽電池の発電電力量が、１月から１２月までの各月毎にグラフで表示されるようになり、太陽光発電設備導入の効果が容易に把握できるようになる。
【０００８】
さらに、前記演算手段は、その地域の緯度および温度、ならびに、太陽赤緯により、前記日射量データに基づいて算出した前記電力量の補正を行うものであることが好ましい。
このようにすれば、日射量データから求めた電力量が自動的に補正可能となり、補正にあたり煩雑な操作を行う必要がなく、容易な操作性が確保される。
【０００９】
また、複数の前記地域をまとめて示す地図を表示する表示手段を備え、かつ、前記地域特定手段は、前記表示手段の表示する地図において、前記建築地が存在する位置を指定することでも、該当する地域を特定できるものであることが望ましい。
このようにすれば、地域を特定するにあたり、都道府県名の入力により、表示手段が該当する地図を表示し、その地図に表示される複数の地域の中から選択することで、地域の特定が行え、住宅の建築地の緯度・経度を入力する等の煩雑な作業が省略され、地域特定操作が容易に行え、使い勝手が向上する。
【００１０】
さらに、前記記憶手段に記憶された日射量データのうち、冬季に雪が多く降る多雪地域の日射量データには、多雪地域の日射量データであることを示す多雪記号が付され、前記演算手段は、前記日射量データとともに多雪記号が入力されると、降雪により太陽光発電に影響がでる旨の注意を発することが好ましい。
このようにすれば、太陽電池が積雪で覆われることにより、発電能力が失われるおそれがあるか否かが明確となるうえ、多雪地域特有の要因を加味して、電力量を補正することが可能となり、冬季に見込まれる電力量がより正確に算出されるようになる。
【００１１】
また、前記演算手段は、前記住宅の屋根面の傾斜角度および当該屋根面の方位に対応して前記電力量を算出するものであることが望ましい。
このようにすれば、太陽電池が設置される屋根面の傾斜角度や、屋根面の方位が、敷地の広さや形状によって異なり、太陽に対する太陽電池の傾斜角度や方位が住宅毎に異なっていても、住宅の屋根面の傾斜角度および当該屋根面の方位を入力することにより、各住宅に応じた電力量が容易に算出されるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態に係る太陽光発電量予測装置１の全体構成がブロック図で示されている。この予測装置１は、ノート型のパーソナルコンピュータ10を含んで構成されたものである。
このパーソナルコンピュータ10には、搭載されたアプリケーションソフトウェアにより、住宅に設けられた太陽電池で発電される電力量を計算して予測するＣＰＵ11と、各種のデータを記憶する記憶手段としてのハードディスク装置12と、入力装置としてのキーボード13と、表示装置としての液晶ディスプレイ14とが内蔵され、かつ、外付けのプリンタ15および入力装置としてのマウス（図示略）が接続されている。
【００１３】
ハードディスク装置12は、国内に設定された複数の地域における各日射量データを記憶したものである。
ハードディスク装置12には、各地域における１月から１２月までの各月毎の平均日射量が、前述の日射量データとして記憶されている日射量データ記憶部21と、各地域における１月から１２月までの各月毎の平均温度が記憶されている平均温度記憶部22と、各地域の緯度が記憶されている緯度記憶部23と、１月から１２月までの各月毎の平均赤緯が記憶されている平均赤緯記憶部24と、降雪量の多い多雪地域の気象データが記憶されている多雪気象データ記憶部25とが設けられている。
これらの平均日射量、平均温度、平均赤緯および気象データは、各地方に設けられた気象官署が観測してきた、過去の気象データに基づいて設定されたものである。
なお、多雪地域の気象データとしては、１月から１２月までの各月毎における、積雪量が１０cm以上となった日の平均日数を、前述の気象データから設定したものである平均降雪日数が採用されている。
また、多雪地域の日射量データには、多雪地域の日射量データであることを示す多雪記号が付されている。
【００１４】
前述の地域は、各地域の内の気象条件が同一とみなせるように、図２の如く、日本地図を緯度・経度ともに１５分毎に分割することで設定された、矩形状の領域３となっている。このうち、斜線でハッチングされた領域が多雪地域４となっている。
【００１５】
図１に戻って、ＣＰＵ11には、前述のアプリケーションソフトウェアにより形成されるソフトウエアモジュールである入出力制御部31、地域特定部32、演算部33、グラフ生成部34および地図生成部35が設けられている。
入出力制御部31は、ハードディスク装置12、キーボード13、液晶ディスプレイ14、プリンタ15およびマウスと、ＣＰＵ11との間の制御信号やデータの送受信を制御するものである。
地域特定部32は、前述の建築地の該当する地域を特定するための地域特定手段である。
演算部33は、ハードディスク装置12から各月毎の日射量データが入力されると、この日射量データに基づいて、各月毎に、太陽電池で発電されるであろう電力量を算出する演算手段である。
地図生成部35は、前述の建築地の該当地域を特定するにあたり、液晶ディスプレイ14に表示された地図を利用可能とするために、建築地近傍の複数の地域をまとめて示す地図を表示する表示手段であり、液晶ディスプレイ14に表示する地図を生成するものである。
ここで、地域特定部32は、地図生成部35により液晶ディスプレイ14に表示された地図上において、建築地の位置をマウスで指定することで、該当する地域を特定できるようになっている。
グラフ生成部34は、演算部33が算出した各月毎の電力量を、図３の如く、棒グラフで表示するためのグラフ表示手段であり、液晶ディスプレイ14に表示するための棒グラフおよびプリンタ15で印刷するための棒グラフを生成するようになっている。
【００１６】
ここで、演算部33には、各月毎の電力量を算出するにあたり、当該地域における緯度、平均温度および平均太陽赤緯の各データが、ハードディスク装置12から入力されるとともに、住宅の屋根面の傾斜角度および当該屋根面の方位が、マウス操作により、入力されるようになっている。
そして、演算部33は、これらの緯度、平均温度、平均太陽赤緯、屋根面の傾斜角度および当該屋根面の方位に基づいて、平均日射量から得られる電力量を補正するようになっている。
なお、屋根面の傾斜角度は、図４に示されるように、太陽電池41の受光面と水平面とがなす角度θであり、当該屋根面の方位は、屋根42の傾斜に沿った方位Ａと、南へ向かう方位Ｓとのなす角度γである。この角度γは、西側が「＋」とされ、東側が「−」とされている。
また、特定された地域が、冬季に雪が多く降る多雪地域で有る場合には、日射量データに付された多雪記号が演算部33に認識されるようになっている。演算部33は、多雪記号を認識すると、液晶ディスプレイ14の画面およびプリンタ15の印刷用紙面に、降雪により太陽光発電に影響がでる旨の注意を表示するとともに、平均降雪日数に基づいて、平均日射量から得られる電力量を補正するようになっている。
【００１７】
このような本実施形態では、次のような手順で、太陽電池で発電される電力量を計算して予測する。
まず、住宅の建築地の住所、少なくとも都道府県名をキーボード13を用いて入力する。すると、図５（Ａ）に示されるように、建築地近傍の複数の地域をまとめて示す地図が液晶ディスプレイ14の画面に表示される。そして、この地図に示されている地域のうち、該当するものをマウスで選択し、地域の指定を行う。
地域の指定が完了すると、図５（Ｂ）に示されるように、液晶ディスプレイ14の画面において、指定された地域を示す領域が点滅する。この状態で、正しい地域が指定されている場合には、「確認」のアイコンをマウスでクリックし、指定した地域が正しいことを確認する。一方、誤って地域が指定されている場合には、マウスを用いて、前述の地域指定操作を再度行う。
地域指定の確認操作が完了すると、液晶ディスプレイ14には、図５（Ｃ）に示されるように、屋根面の方位設定画面が表示される。この画面において、「東」から「西」まで間に設けられた７方位のうちのひとつを、マウスで選択することにより、方位の設定を行う。
【００１８】
屋根の方位設定を終えると、液晶ディスプレイ14には、図５（Ｄ）に示されるように、屋根面の傾斜角度、換言すると、屋根勾配の設定画面が表示される。この画面において、１／３から１／１まで４段階に設けられた勾配のうちのひとつを、マウスで選択することにより、屋根面の傾斜角度設定を行う。
屋根面の傾斜角度設定が完了すると、液晶ディスプレイ14には、図５（Ｅ）に示されるように、屋根面に設置される太陽電池の定格発電力の設定画面が表示される。この画面において、０．８２kWから４．９２kWまでの５段階に設けられた発電力のうちのひとつを、マウスで選択することにより、太陽電池の定格発電力の設定を行う。
以上の操作を行うと、太陽電池が発電した電力量が計算され、予測される毎月の発電量が、棒グラフの形式で表示・印刷される。
この際、予測される発電量を電力料金に換算したい等、必要に応じて、太陽電池の定格発電力の設定操作後に、電力量の計算開始前に、電力会社からの電力の単価設定を行っておく。
この電力単価設定は、所定の操作により液晶ディスプレイ14に表示される電力の単価設定画面を利用して行う。単価設定画面は、図５（Ｆ）に示されるように、全国にある電力会社１０社を表示するものとなっている。この画面において、１０社のうちのひとつを、マウスで選択することで電力単価の設定を行う。
これにより、太陽光発電から得られる電力量が金額に換算され、発電量とともに表示される。
【００１９】
上述のような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、その範囲内では気象条件が同一とみなせるように、国内に複数設定された地域の各日射量データを記憶したハードディスク装置12と、建築地のある地域を特定する地域特定部32と、日射量データが入力されると、この日射量データに基づいて太陽電池で発電されるであろう電力量を算出する演算部33とを、太陽光発電量予測装置１に設け、当該地域の日射量データに基づき、演算部33で、太陽光発電で得られる電力量を算出するようにしたので、煩雑な操作をいっさい行わずに電力量の予測が行え、容易な操作性を確保できる。
しかも、予測される電力量が目安として充分正確な数値となるので、太陽光発電を導入する際等に予測結果を有効活用できる。
【００２０】
また、ハードディスク装置12に、その地域の１月から１２月までの各月毎の平均日射量を日射量データとして記憶させ、季節により異なる太陽電池の発電電力量が、１月から１２月までの各月毎に算出されるようにしたので、太陽光発電設備導入の効果や、得られる電力量の通年変化を容易に把握することができる。
そのうえ、ハードディスク装置12に、その地域における１月から１２月までの各月毎の平均温度と、その地域の緯度と、１月から１２月までの各月毎の平均赤緯とを記憶し、各月の平均温度および赤緯、ならびに、緯度に基づいて、日射量データから求めた電力量の補正を可能としたので、より正確な電力量を得ることができる。
【００２１】
さらに、演算部33が算出した各月毎の電力量を棒グラフで表示するグラフ生成部34を設け、季節により異なる太陽電池の発電電力量を、１月から１２月までの各月毎に棒グラフで表示するようにしたので、太陽光発電設備導入の効果の把握をより容易とできる。
【００２２】
また、演算部33は、その地域の緯度および温度、ならびに、太陽赤緯により、前記日射量データに基づいて算出した電力量の補正を行うものとしたので、日射量データから求めた電力量が自動的に補正されるようになり、補正にあたり煩雑な操作を行う必要がなく、この点からも容易な操作性を確保できる。
【００２３】
さらに、複数の地域を含む地図を液晶ディスプレイ14に表示する地図生成部35を設け、地図生成部35により表示される地図を利用して建築地が存在する位置を指定するようにしたので、住宅の建築地の緯度・経度を入力する等の煩雑な作業が省略され、地域特定操作が容易に行え、この点からも容易な操作性を確保でき、使い勝手を向上できる。
【００２４】
また、記憶部12に記憶された日射量データのうち、冬季に雪が多く降る多雪地域の日射量データには、多雪地域の日射量データであることを示す多雪記号を付し、演算部33に、多雪記号が入力されると、降雪により太陽光発電に影響がでる旨の注意を演算部33が発するようにしたので、太陽電池が積雪で覆われることにより、発電能力が失われるおそれがあることを確実に把握できるうえ、多雪地域特有の要因を加味して、電力量を補正することが可能となり、冬季に見込まれる電力量をより正確に算出できる。
【００２５】
また、演算部33として、住宅の屋根面の傾斜角度および当該屋根面の方位に対応して電力量を算出するものを採用したので、太陽電池が設置される屋根面の傾斜角度や、屋根面の方位が異なっていても、住宅の屋根面の傾斜角度および当該屋根面の方位を入力することにより、各住宅に応じた電力量に補正されるようになる。しかも、屋根面の傾斜角度および当該屋根面の方位の入力は容易な操作で入力されるようにしたので、正確な電力量を容易な操作で算出できる。
【００２６】
さらに、太陽光発電量予測装置１の本体として、ノート型パーソナルコンピュータを採用したので、持ち運びが容易となり、操作する場所を選ばず、どこででも電力量の予測ができる。
【００２７】
なお、本発明は、前述の一実施形態に限定されるものではなく、次に示す様な変形などをも含むものである。
すなわち、前期実施形態では、演算結果を棒グラフで表示したが、演算結果の表示は、棒グラフに限らず、折れ線グラフや曲線グラフでもよい。
【００２８】
また、太陽光発電量予測装置の本体としては、ノート型パーソナルコンピュータに限らず、デスクトップ型等、他の形式のコンピュータでもよい。
【００２９】
さらに、地域としては、各地域の内の気象条件が同一とみなせるように、緯度・経度ともに１５分毎に、矩形状に分割することで設定されたものに限らず、より細分化されたものや、気象条件が同一とみなせる範囲内であれば、面積が異なっていてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上に述べたように、太陽光発電設備により確保される電力量を、充分正確に、かつ、容易な操作で、算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の全体を示すブロック図である。
【図２】前記実施形態で設定された地域を示す日本地図である。
【図３】前記実施形態の予測結果の表示形式を説明するための図である。
【図４】前記実施形態の屋根面の傾斜角度および方位の設定操作を説明するための図である。
【図５】前記実施形態の操作手順を説明するための図である。
【符号の説明】
１  太陽光発電量予測装置
12  記憶手段としてのハードディスク装置
32  地域特定手段としての地域特定部
33  演算手段としての演算部
34  グラフ表示手段としてのグラフ生成部
35  表示手段としての地図生成部
【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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