CN110622202B - 太阳能发电设备的施工设计支援装置和方法以及存储介质 - Google Patents

Abstract

抑制建成成本并有助于提高太阳能发电设备的收益的施工设计支援装置，具有：输入数据取得部；临时设计部，生成临时建成面数据(42)，并按每个临时建成面数据(42)生成临时面板配置数据(46)；计算部，按每个临时建成面数据(42)计算建成量点数值，并按每个临时面板配置数据(46)计算累计发电量点数值；以及提取部，提取建成量点数值和累计发电量点数值符合给定的评价基准的临时建成面数据(42)与临时面板配置数据(46)的组合。

Description

太阳能发电设备的施工设计支援装置和方法以及存储介质

技术领域

本发明涉及一种用于支援太阳能发电设备的场地的建成、面板的配置等的施工设计的装置、方法以及程序。

背景技术

作为地球温暖化的对策之一，太阳能发电正在普及。另一方面，近年来，太阳能发电的售电价格有被抑制的倾向。因此，寻求一种低成本且发电量多的太阳能发电设备。发电量除了受到太阳能面板的变换效率的影响之外，还受到太阳能面板的设置角(倾斜角以及方位角)、设置位置的影响。具体地，太阳的仰角(高度)、方位角根据时间、季节而变化，因此，太阳能面板接收的日照量也根据太阳能面板的设置角而变化，发电量发生增减。此外，已知构成为太阳能面板与太阳的仰角、方位角的变化对应地追踪太阳的追踪型的架台，但这样的追踪型的架台存在成本高的问题。

为了增大固定的太阳能面板的发电量，太阳能面板的设置角、设置位置的设计很重要。以往，一般而言，太阳能面板的方位角推荐为正南。另一方面，太阳能面板的倾斜角推荐为5～40度(仰角85～50度)。对于太阳能面板的倾斜角，除了考虑因太阳能发电设备的经度、纬度的差异导致的太阳的仰角、方位角的差异之外，还考虑太阳能面板相互的阴影的影响、雪、灰尘的堆积、架台对风的强度等而设计。更详细地，在太阳能面板的倾斜角大的情况(作为一例，为30度(仰角60度))下，与倾斜角小的情况相比(作为一例，为10度(仰角80度))，存在一块太阳能面板所受到的平均日照量变多的倾向。此外，在倾斜角大的情况下，还存在难以堆积雪、尘土等的优点。另一方面，在太阳能面板的倾斜角大的情况下，与斜角小的情况相比，在相邻的其他太阳能面板上容易投下阴影。因此，需要增大相邻的两块太阳能面板的间隔。因此，所设置的太阳能面板的数量变少，有时发电量反而减少。此外，在太阳能面板的倾斜角大的情况下，与倾斜角小的情况相比，容易受到风的影响，因此有时要求强度高的架台，成为成本增大的主要原因。

此外，太阳能发电的发电量也受天候的影响很大。例如，在多云、雨的情况下，与晴朗的情况相比，太阳能面板受到的日照量变少。此外，太阳能面板的变换效率存在气温越高则越降低的倾向。此外，在太阳能发电设备中大多会设置电线杆，有时由于电线杆会在太阳能面板投下阴影，导致发电量减少。此外，近年来，适合于太阳能发电设备的充分广阔且平坦的场地减少。因此，存在想要在比较窄的场地、不规则形状的场地、或山间部等倾斜的场地、有起伏的场地设置太阳能发电设备的需求。在这种情况下，有时太阳能发电设备的周边的仓库等建筑物、树木、山、或场地内的起伏等会在太阳能面板投下阴影，成为发电量减少的主要原因。此外，有时会因场地的形状导致太阳能面板的方位角、设置位置受到制约。例如，存在一个太阳能发电设备中的一部分或全部太阳能面板的方位角不是正南的情况。这样，由于太阳能发电的发电量受到各种自然条件、立地条件等的影响，因此，不容易决定太阳能面板的最佳的设置角、设置位置。

对此，已知有如下方法：改变太阳能面板的设置角、季节、每个时间段的太阳能的入射量的条件设定，来计算发电量，基于计算出的发电量计算出一年的购电费用，并基于计算出的购电费用来决定太阳能面板的设置角(参照专利文献1)。在专利文献1中还记载了，考虑包含太阳能面板的设置地点的设置位置以及成为遮光体的周边环境的环境信息的位置信息、以及晴天率，来计算太阳能的入射量，并计算发电量。根据专利文献1的方法，不仅能够在某种程度上反映太阳的仰角、方位角的变化，还能够某种程度上反映天候、在太阳能面板上投下阴影的周边环境的影响，从而决定太阳能面板的设置角。

为了以这样设计的设置角在场地设置太阳能面板，使用架台等安装工具。即使场地的地面不平坦，但是通过调节基础的高度、架台的腿的长度，也能够按照设计的设置角来设置太阳能面板。然而，在存在起伏的场地、山间部等倾斜的场地的情况下，即使调节基础的高度、架台的腿的长度，有时也难以按照设计的设置角来设置太阳能面板。在该情况下，会进行场地的建成。此外，有时，即使场地倾斜，但若场地是平的斜面则不需要建成，但在斜面的倾斜角显著大的情况、斜面朝向显著偏离了朝南的方向的情况下，会进行场地的建成。通过建成，既有形成均匀水平且平坦的地面的情况，也有形成阶梯状的多个平坦的地面的情况。此外，有时也会形成表面平的倾斜面。

另一方面，建成会使太阳能发电设备的成本增大。通过建成，即使以按照设计的设置角来设置太阳能面板而能够实现最大的发电量，由于建成的成本，有时反而会导致收益变差。因此，不仅需要考虑发电量，还需要考虑建成的成本。对此，已知有如下方法：经由因特网取得场地的地理数据，基于地理数据来推定场地的起伏状态，将相邻的凸状部的最高部分与凹状部的最低部分的中间高度视为建成后基准线，计算用于沿着该基准线使其平坦的铲土量和填土量，并根据铲土量和填土量计算建成的成本(参照专利文献2)。然而，即使能够计算建成的成本，建成的成本也不会降低。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-174175号公报

专利文献2：日本特开2017-045163号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，抑制建成成本，并有助于提高太阳能发电设备的收益。

用于解决课题的手段

本发明提供一种太阳能发电设备的施工设计支援装置，具有：输入数据取得部，被构成为，取得输入数据，该输入数据包括：包含作为设计对象物的太阳能发电设备的场地的位置数据和地形数据的场地数据、包含在太阳能发电设备中使用的太阳能面板的发电性能和尺寸的数据的面板规格数据、表示在场地的位置的时间序列的太阳方向的太阳方向数据、以及包含对场地要求的倾斜角的容许范围和起伏的程度的容许范围中的至少一者的建成要件的建成要件数据；临时设计部，针对地形数据进行与铲土和填土相当的处理以便满足建成要件，从而生成多个临时建成面数据，并按每个临时建成面数据生成太阳能面板的临时面板配置数据；计算部，按每个临时建成面数据计算与铲土和填土的量对应的建成量点数值，并按每个临时面板配置数据计算给定期间的累计发电量所对应的累计发电量点数值；以及提取部，其提取建成量点数值和累计发电量点数值符合给定的评价条件的临时建成面数据与临时面板配置数据的组合。

也可以是，在上述太阳能发电设备的施工设计支援装置中，建成量点数值是与建成成本对应的值，累计发电量点数值是与售电收入对应的值，提取部提取从累计发电量点数值减去建成量点数值而得的差分值为最大的临时建成面数据与临时面板配置数据的组合。

此外，也可以是，在上述太阳能发电设备的施工设计支援装置中，建成量点数值是与建成成本对应的值，累计发电量点数值是与售电收入对应的值，提取部提取从累计发电量点数值减去建成量点数值而得的差分值为零的临时建成面数据与临时面板配置数据的组合。

此外，也可以是，在上述太阳能发电设备的施工设计支援装置中，还具有：图像数据取得部，被构成为取得太阳能发电设备的场地的图像数据；以及图像数据处理部，被构成为基于图像数据来生成太阳能发电设备的场地的地形数据，输入数据取得部被构成为取得图像数据处理部所生成的地形数据。

此外，本发明提供一种与上述施工设计支援装置具有相同的结构的太阳能发电设备的施工设计支援方法以及施工设计支援程序。

发明效果

本发明的施工设计支援装置提取建成量点数值和累计发电量点数值符合给定的评价条件的临时建成面数据与临时面板配置数据的组合，因此能够实现考虑了发电量与建成量的平衡的太阳能发电设备。例如，在建成量点数值是与建成成本对应的值，累计发电量点数值是与售电收入对应的值，提取部提取从累计发电量点数值减去建成量点数值而得的差分值为最大的临时建成面数据与临时面板配置数据的组合的情况下，能够设计收益性高的太阳能发电设备。此外，在提取部提取差分值为零的临时建成面数据与临时面板配置数据的组合的情况下，能够设计在给定期间内通过售电收入回收了建成成本的太阳能发电设备。

此外，设计支援装置还具有图像数据取得部和图像数据处理部，在输入数据取得部被构成为取得图像数据处理所生成的地形数据的情况下，能够容易地利用高精度的地形数据。

附图说明

图1是示意性表示本发明的第一实施方式的太阳能发电设备的施工设计支援装置的结构的框图。

图2是示意性表示通过该施工设计支援装置生成的临时建成面数据以及临时面板配置数据的侧视图。

图3是表示使用了上述设计支援装置的太阳能发电设备的施工设计支援方法的流程图。

图4是示意性表示本发明的第二实施方式的太阳能发电设备的施工设计支援装置的结构的框图。

图5是表示使用了该设计支援装置的太阳能发电设备的设计支援方法的流程图。

具体实施方式

图1表示本发明的第一实施方式的太阳能发电设备的施工设计支援装置10。图2示意性表示通过该施工设计支援装置生成的临时建成面数据42以及临时面板配置数据46。施工设计支援装置10具有：输入数据取得部38，被构成为取得输入数据36；临时设计部49，针对场地14的地形数据40进行与铲土和填土相当的处理以便满足建成要件，从而生成多个临时建成面数据42，并按每个临时建成面数据42和地形数据40来生成太阳能面板20的临时面板配置数据46；计算部53，按每个临时建成面数据42计算与铲土和填土对应的建成量点数值，并按每个临时面板配置数据46计算给定期间的累计发电量所对应的累计发电量点数值；以及提取部54，提取建成量点数值和累计发电量点数值符合给定的评价条件的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合，其中，所述输入数据36包括：包含设计对象物即太阳能发电设备12的场地14的位置数据、形状数据、地形数据40、和表示遮挡太阳能并在场地14投下阴影的遮光元件26的形状和位置的遮光元件数据的场地数据16；包含在太阳能发电设备12中使用的太阳能面板20的发电性能和尺寸的数据的面板规格数据22；表示在场地14的位置的时间序列的太阳方向的太阳方向数据24；与场地14对应的地域的时间序列的气象数据30；包含场地14所要求的倾斜角的容许范围以及起伏的程度的容许范围这二者的建成要件的建成要件数据32；以及包含太阳能面板20的设置角的容许范围的面板配置要件数据34。

施工设计支援装置10是计算机或计算机系统。施工设计支援装置10具备：用于使计算机或计算机系统作为输入数据取得部38、临时设计部49、计算部53、以及提取部54发挥功能的太阳能发电设备的施工设计支援程序。此外，施工设计支援装置10具备：用于输入输入数据36的输入部37、以及用于将通过提取部54提取出的临时建成面数据42(或地形数据40)和临时面板配置数据46输出的输出部55。一个计算机还可以具备：输入部37、输入数据取得部38、临时设计部49、计算部53、提取部54、以及输出部55。此外，也可以由通过网络连接的不同计算机来具备这些的一部分或全部。

太阳能发电设备12例如是从此起新建设的预定的发电设备。场地数据16中包含的位置数据例如是场地14的纬度以及经度。形状数据是场地14的边界的形状的数据。地形数据40是场地14以及其周边的地形的三维数据。遮光元件数据是场地14内以及其周边的建筑物、树木、山等的起伏、电线杆等的三维数据。此外，地形数据40、遮光元件数据例如基于由基于Drone无人机56的从空中的摄像而得的图像数据而生成。具体地，图像中的目标点的位置能够如以下那样来确定。首先，Drone无人机56一边飞行一边摄像包含目标点的连续图像。能够从各图像来确定与Drone无人机56的位置相对的目标点的方向。能够通过针对多个图像确定与Drone无人机56的位置相对的目标点的方向，来确定目标点的位置。此外，通过激光照射，能够求取与Drone无人机56的位置相对的目标点的距离。在该情况下，即使根据一个图像，也能够确定目标点的位置。Drone无人机56的位置以及Drone无人机56的相机的方向，能够通过RTK等GNSS来确定。此外，遮光元件数据还可以包含在场地14设置的预定的电线杆等的三维数据。地形数据和遮光元件数据还可以是与共通的三维数据的一部分不同的一部分。

面板规格数据22是在太阳能发电设备12中使用的预定的太阳能面板20的变换效率、额定输出、横向尺寸、纵向尺寸等数据。此外，输入数据36还包含有在太阳能发电设备12中使用的预定的直流/交流变换器(逆变器(inverter))的变换效率的数据。气象数据30是日照量、气温、天气状况(晴朗、多云、雨、雪等)、积雪量等数据。能够利用从气象厅、NEDO(注册商标)等提供的气象数据。对于气象数据30，使用了由与太阳能发电设备12的气象相比气象相近的气象台得到的数据。例如，是地理上靠近太阳能发电设备12的气象台的数据。建成要件数据32的倾斜角的容许范围例如是，根据对太阳能面板20进行支撑的架台等安装器具、基础工程的施工法等而要求的场地14的地面的倾斜角的上限值。起伏的程度的容许范围例如是场地14的最高地点与最低地点的高低差的上限值。此外，起伏的程度的容许范围还可以是场地14内的一定距离范围内的最高地点与最低地点的高低差的上限值。此外，建成要件还可以包括：铲土量的上限值、填土量的上限值、铲土量与填土量的差的上限值等。面板配置要件数据34的太阳能面板20的设置角的容许范围是太阳能面板20的方位角、以及倾斜角的容许范围。方位角的容许范围例如是以正南为中心的向东侧以及西侧的角度的范围。倾斜角的容许范围例如是5～40度(仰角85～50度)。此外，面板配置要件数据34包含太阳能面板20的相距地面的设置高度的容许范围。对应于架台等安装工具、场地14的地域的积雪量等，来适当选择高度的容许范围。此外，面板配置要件数据34还可以包含相邻的太阳能面板20之间的给定的间隙、或者间隙的容许范围。考虑太阳能面板20在相邻的其他太阳能面板20上投下的阴影等来适当选择给定的间隙或间隙的容许范围。

临时设计部49具有临时建成面数据生成部44、和临时面板配置数据生成部48。如图2所示，临时建成面数据生成部44通过进行将地形数据40中的比周边突出的部分切掉的铲土、和/或向比周边凹下的部分填充土的填土的处理，来生成多个临时建成面数据42。地形数据40以及临时建成面数据42例如被表示为以一定间隔对场地14的地面进行划分的网格的交点在XYZ坐标中的位置。XYZ坐标的基准点是场地14的给定位置。X方向和Y方向是与水平面平行的方向(例如东西方向和南北方向)，网格在X方向和Y方向上以一定间隔来划分场地14的地面。通过网格的交点的Z成分(上下方向的成分)的差来表示起伏。通过使地形数据40中的网格的交点的Z成分减少，来进行与铲土相当的处理。此外，通过使网格的交点的Z成分增加，来进行与填土相当的处理。此外，通过相邻交点的Z成分的差，来计算地面的倾斜角。在要进行与铲土和填土这二者相当的处理时，可以使铲土量与填土量的差小于给定的上限值。临时建成面数据生成部44生成进行这样的铲土和/或填土的位置、铲土和/或填土的程度不同的多个临时建成面数据42。

临时面板配置数据生成部48按每个临时建成面数据42以及地形数据40，生成一个或多个临时面板配置数据46，该临时面板配置数据46确定出了在场地14配置的多个太阳能面板20的设置角(方位角以及倾斜角)、以及设置位置(例如与上述网格共通的、以场地14内的给定的位置为基准的XYZ坐标中的位置)。设置角例如是方位角为正南、倾斜角为5～40°的范围的给定的角度(作为一例，为30°)。此外，可以在设置角的容许范围内，以给定的间隔，选择多个设置角，并生成多个临时面板配置数据46。此外，例如，以在场地14的范围内(形状数据的范围内)尽可能多地配置太阳能面板20的方式，来确定XY方向(水平方向)的设置位置。此外，还可以考虑太阳能面板20在相邻的其他太阳能面板20上投下的阴影，空出给定的间隙来设置太阳能面板20。此外，还可以在间隙的容许范围内，以给定的间隔，选择多个间隙，并生成多个临时面板配置数据46。此外，Z方向(上下方向)的设置位置例如是，在太阳能面板20的相距地面的设置高度的容许范围内的给定的值。此外，还可以在设置高度的容许范围内，以给定的间隔，来选择多个Z方向的设置位置，并生成多个临时面板配置数据46。

计算部53具有建成量点数值计算部50和累计发电量点数值计算部52。建成量点数值是与建成成本对应的值，累计发电量点数值是与售电收入对应的值。建成量点数值计算部50通过按每个临时建成面数据42，将例如铲土和填土量乘以给定的系数，来计算与建成成本对应的建成量点数值。此外，铲土和填土量能够作为临时建成面数据42与地形数据40之间的差分来计算。给定的系数例如是场地14的地域中的铲土和填土的工程的单价(工程费用/单位容积)。此外，单价可以是计算时的市价，也可以是过去若干年的市价的平均值。此外，还可以是由这些推测出的预定施工时的市价。与铲土量相乘的系数可以是与填土量相乘的系数不同的值。此外，在铲土量与填土量存在差，且会产生差的量的追加成本的情况下，可以将差的量进一步乘以其他系数。此外，在除了从铲土和填土的量计算的成本之外会产生给定的基本成本的情况下，将基本成本与建成量点数值进行加法运算。建成量点数值可以是具体的金额，也可以是与金额对应的值(例如，将金额乘以给定的系数而得的值)。此外，对于地形数据40，由于铲土和填土的量为0，因此建成量点数值为0。

累计发电量点数值计算部52通过按每个临时面板配置数据46，将太阳能发电设备12的给定期间的累计发电量乘以给定的系数，来计算太阳能发电设备12的售电收入所对应的累计发电量点数值。给定期间例如是1年、3年、5年、10年、15年、20年、30年等。给定期间作为输入数据而被输入，并由输入数据取得部38取得。给定的系数例如是售电单价。此外，与建成量点数值同样地，累计发电量点数值可以是具体的金额，也可以是与金额对应的值(例如，将金额乘以给定的系数而得的值)。在建成量点数值为具体的金额的情况下，累计发电量点数值也是具体的金额。基于各临时面板配置数据46的太阳能面板20的设置角和设置数、太阳方向数据24、场地数据16中包含的地形数据40和遮光元件数据、临时建成面数据42、气象数据30、太阳能面板20的变换效率、直流/交流变换器的变换效率，来计算发电量的预想值。在考虑太阳能面板20会在相邻的其他太阳能面板20上投下阴影的情况下，基于太阳能面板20的尺寸和设置位置，将太阳能面板20的阴影的影响也反映到计算结果中。

此外，累计发电量点数值计算部52还可以构成为，通过学习完成模型来计算发电量。具体地，学习完成模型通过对参照用数据的多个结构数据的组的关系进行学习来生成，能够从除去发电数据的参照用数据所对应的数据来推定与发电数据对应的数据，其中，参照用数据包括：包含实际上正在使用的已有的发电设备或过去实际使用过的多个参照用的太阳能发电设备的场地的位置(纬度、经度)数据、形状数据、地形数据40、和表示遮挡太阳能并在场地投下阴影的遮光元件的形状和位置的遮光元件数据的场地数据；包含在场地设置的参照用太阳能面板的设置角和设置位置的数据的面板配置数据；包含参照用太阳能面板的发电性能的数据的面板规格数据；表示在场地的位置的时间序列的太阳方向的太阳方向数据；包含与场地对应的地域的日照量的数据的时间序列的气象数据；以及参照用的太阳能发电设备的发电量的实绩所相当的时间序列的发电数据。参照用数据中包含的各数据是以适合于机械学习的方式变换后的数据。此外，在参照用数据中包含的各数据即使不被变换也适合于机械学习的情况下，变换是不需要的。通过利用学习完成模型对各临时面板配置数据46的太阳能面板20的设置角和设置位置、场地数据16、临时建成面数据42、面板规格数据22、太阳方向数据24、气象数据30、直流/交流变换器的变换效率进行处理，能够进行高精度的发电量的计算。在该情况下，将各数据进行变换以便适合于学习完成模型的处理。此外，在各数据即使不被变换也适合于机械学习的情况下，变换是不需要的。

提取部54提取从如上述那样得到的累计发电量点数值减去建成量点数值而得的差分值为最大的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。此外，为了提取收益性更佳的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合，优选临时建成面数据42的数量、和/或临时面板配置数据46的数量多。作为针对临时建成面数据42(和地形数据40)与临时面板配置数据46的多个组合进行上述计算的方法，能够使用竭尽全力搜索(仔细搜索)、爬山算法、模拟退火法(Simulated Annealing)等。根据临时建成面数据42的数量、临时面板配置数据46的数量、计算机的能力等，来适当选择任一种方法即可。

接下来，说明使用了施工设计支援装置10的太阳能发电设备的施工设计支援方法(参照图3)。首先，操作员将输入数据36输入到输入部37，输入数据取得部38取得输入数据36(S102：输入数据取得步骤)。地形数据40、遮光元件数据例如基于由基于Drone无人机56的从空中的摄像而得的图像数据来生成。此外，对于铲土量与填土量的差的给定上限值、太阳能面板20的给定的设置角、太阳能面板20的给定的间隙或间隙的容许范围、直流/交流变换器的变换效率、发电量的计算对象的期间，也根据需要作为输入数据被输入，也由输入数据取得部38取得这些数据。

接着，临时设计部49生成临时建成面数据42和临时面板配置数据46(S104：临时设计步骤)，具体地，临时建成面数据生成部44针对地形数据40进行与铲土、和/或填土相当的处理以便满足建成要件，由此来生成多个临时建成面数据42(临时建成面数据生成步骤)。此外，在将铲土量与填土量的差的上限值作为输入数据而输入的情况下，以也满足该要件的方式，生成多个临时建成面数据42。

接着，临时面板配置数据生成部48按每个临时建成面数据42以及地形数据40，生成太阳能面板20的一个或多个临时面板配置数据46(临时面板配置数据生成步骤)。太阳能面板20的方位角为正南，倾斜角为5～40°的范围的给定的角度(作为一例，为30°)。此外，例如，可以在设置角的容许范围内，以给定的间隔，选择多个设置角。此外，例如，确定XY方向(水平方向)的设置位置，以使得在场地14的范围内(形状数据的范围内)尽可能多地配置。此外，可以空出给定的间隙来设置太阳能面板20。此外，还可以在间隙的给定的容许范围内，以给定的间隔，选择多个间隙。Z方向(上下方向)的设置位置例如是，在太阳能面板20的相距地面的设置高度的容许范围内的给定的值。此外，还可以在设置高度的容许范围内，以给定的间隔，来选择多个Z方向的设置位置。

接着，计算部53计算建成量点数值、以及累计发电量点数值(S106：计算步骤)。具体地，建成量点数值计算部50通过按每个临时建成面数据42，将例如铲土和填土的量乘以工程的单价(工程费用/单位容积)等给定的系数，来计算与建成成本对应的建成成本对应值(建成量点数值计算步骤)。在除了从铲土和填土的量计算的成本之外会产生给定的基本成本的情况下，将基本成本与建成成本对应值进行加法运算。此外，对于地形数据40，由于铲土和填土的量为0，因此建成量点数值为0。

接着，累计发电量点数值计算部52按每个临时面板配置数据46，计算太阳能发电设备12的给定期间的累计发电量。进而，通过将累计发电量乘以给定的系数，来计算太阳能发电设备12的售电收入所对应的累计发电量点数值(累计发电量点数值计算步骤)。此外，累计发电量点数值计算步骤可以与建成量点数值计算步骤同时执行。此外，累计发电量点数值计算步骤也可以在建成量点数值计算步骤之前执行。

接着，提取部54提取从如上述那样得到的累计发电量点数值减去建成量点数值而得的差分值为最大的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合(S108：提取步骤)。提取出的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合被输出到输出部55。在竭尽全力搜索(仔细搜索)的情况下，如图3所示，按顺序执行一次输入数据取得步骤S102、临时设计步骤S104、计算步骤S106、以及提取步骤S108。另一方面，在爬山算法、模拟退火法(Simulated Annealing)的情况下，将临时设计步骤S104、和计算步骤S106重复多次。

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。图4表示第二实施方式的太阳能发电设备的施工设计支援装置70。施工设计支援装置70还具有：图像数据取得部74，被构成为，取得太阳能发电设备12的场地14以及其周边的图像数据72；以及图像数据处理部76，被构成为，基于图像数据72，生成太阳能发电设备12的场地14的地形数据40、以及遮光元件数据28，输入数据取得部38被构成为，取得图像数据处理部76所生成的输入数据。施工设计支援装置70具备：用于使计算机或计算机系统作为图像数据取得部74、和图像数据处理部76发挥功能的太阳能发电设备的施工设计支援程序。其他结构是与第一实施方式相同的结构，因此针对相同结构赋予与图1～3相同的符号并省略说明。

接着，说明使用了施工设计支援装置70的太阳能发电设备的施工设计支援方法(参照图5)。首先，图像数据取得部74取得由基于Drone无人机54的从空中的摄像而得的图像数据72(S202：图像数据取得步骤)。接着，图像数据处理部76基于图像数据72，生成太阳能发电设备12的场地14的地形数据40、以及遮光元件数据28(S204：图像处理步骤)。接着，输入数据取得部38取得图像数据处理部76所生成的输入数据(S206：输入数据取得步骤)。此外，输入数据取得部38在输入数据取得步骤S206中，与第一实施方式的输入数据取得步骤S102同样地，取得地形数据40、遮光元件28以外的场地数据16、以及其他的输入数据。接着，与第一实施方式的临时设计步骤S104、计算步骤S106、和提取步骤S108同样地，执行临时设计步骤S208、计算步骤S210、提取步骤S212。根据第二实施方式，能够容易地利用高精度的地形数据、以及遮光元件数据。

此外，在第一和第二实施方式中，提取部54提取了从累计发电量点数值减去建成量点数值而得的差分值为最大的组合即临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合，但也可以提取差分值为零的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。在该情况下，在给定期间内，提取通过售电收入来回收建成成本的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。此外，所谓差分值为零，包括差分值为接近零的给定数值范围内的情况。

此外，在第一和第二实施方式中，提取部54基于从累计发电量点数值减去建成量点数值而得的差分值，来提取临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合，然而，除了建成量点数值之外，也可以基于从累计发电量点数值减去太阳能面板20的成本所对应的面板点数值、架台等安装工具的成本所对应的安装工具点数值、直流/交流变换器、接线箱、集电箱等辅助器具的成本所对应的辅助器具点数值、围栏、电线杆等附带设备的成本所对应的附带设备点数值而得的差分值，来提取临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。

此外，在第一和第二实施方式中，提取部54评价了从累计发电量点数值减去建成量点数值而得的差分值，然而也可以评价从建成量点数值减去累计发电量点数值而得的差分值。在该情况下，提取部54提取差分值为最小(或零)的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合即可。此外，提取部54也可以提取建成量点数值与累计发电量点数值的比(累计发电量点数值/建成量点数值)为最大(或1)的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。此外，提取部54也可以提取建成量点数值与累计发电量点数值的比(建成量点数值/累计发电量点数值)为最小(或1)的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。此外，所谓比为1，包括比为接近1的给定数值范围内的情况。此外，也可以取代累计发电量点数值与建成量点数值的差分值、比，提取部54对累计发电量点数值与建成量点数值分别各自进行评价，来提取临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。例如，提取部54也可以提取累计发电量点数值为给定的基准值以上的范围内且建成量点数值为最小的临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。此外，提取部54也可以提取累计发电量点数值为给定的基准值以上的范围内、并且建成量点数值为给定的基准值以下的范围内且临时建成面数据42(或地形数据40)的最大倾斜角为容许值的上限的、临时建成面数据42(或地形数据40)与临时面板配置数据46的组合。此外，提取部54也可以提取符合上述的多个评价基准的、临时建成面数据42(和/或地形数据40)与临时面板配置数据46的多个组合。

此外，在第一和第二实施方式中，建成量点数值是与建成成本对应的值，然而建成量点数值也可以是铲土和/或填土的量(例如、容积、或质量)。此外，建成量点数值也可以是将铲土和/或填土的量乘以不是工程单价的给定系数而得的值。同样地，累计发电量点数值是与售电收入对应的值，然而累计发电量点数值也可以是累计发电量。此外，累计发电量点数值也可以是将累计发电量乘以不是售电单价的给定系数而得的值。

产业上的可利用性

本发明能够利用于太阳能发电设备的施工设计。

符号说明

10、70 太阳能发电设备的施工设计支援装置；

12 太阳能发电设备；

14 场地；

16 场地数据；

20 太阳能面板；

22 面板规格数据；

24 太阳方向数据；

26 遮光元件；

28 遮光元件数据；

30 气象数据；

32 建成要件数据；

34 面板配置要件数据；

36 输入数据；

38 输入数据取得部；

40 地形数据；

42 临时建成面数据；

44 临时建成面数据生成部；

46 临时面板配置数据；

48 临时面板配置数据生成部；

49 临时设计部；

50 建成量点数值计算部；

52 累计发电量点数值计算部；

53 计算部；

54 提取部；

56 Drone无人机；

72 图像数据；

74 图像数据取得部；

76 图像数据处理部；

S102、S206 输入数据取得步骤；

S104、S208 临时设计步骤；

S106、S210 计算步骤；

S108、S212 提取步骤；

S202 图像数据取得步骤；

S204 图像处理步骤。

Claims (6)

1.一种太阳能发电设备的施工设计支援装置，其特征在于，

所述施工设计支援装置具有：

输入数据取得部，被构成为，取得输入数据，该输入数据包括：包含作为设计对象物的太阳能发电设备的场地的位置数据和地形数据的场地数据、包含在所述太阳能发电设备中使用的太阳能面板的发电性能和尺寸的数据的面板规格数据、表示在所述场地的位置的时间序列的太阳方向的太阳方向数据、以及包含对所述场地所要求的倾斜角的容许范围和起伏的程度的容许范围中的至少一者的建成要件的建成要件数据；

临时设计部，针对所述地形数据进行与铲土和填土相当的处理以便满足所述建成要件，从而生成多个临时建成面数据，并按每个所述临时建成面数据生成所述太阳能面板的临时面板配置数据；

计算部，按每个所述临时建成面数据计算与铲土和填土的量对应的建成量点数值，并按每个所述临时面板配置数据计算给定期间的累计发电量所对应的累计发电量点数值；以及

提取部，提取所述建成量点数值和所述累计发电量点数值符合给定的评价条件的所述临时建成面数据与所述临时面板配置数据的组合。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电设备的施工设计支援装置，其特征在于，

所述建成量点数值是与建成成本对应的值，所述累计发电量点数值是与售电收入对应的值，所述提取部提取从所述累计发电量点数值减去所述建成量点数值而得的差分值为最大的所述临时建成面数据与所述临时面板配置数据的组合。

3.根据权利要求1所述的太阳能发电设备的施工设计支援装置，其特征在于，

所述建成量点数值是与建成成本对应的值，所述累计发电量点数值是与售电收入对应的值，所述提取部提取从所述累计发电量点数值减去所述建成量点数值而得的差分值为零的所述临时建成面数据与所述临时面板配置数据的组合。

4.根据权利要求1所述的太阳能发电设备的施工设计支援装置，其特征在于，

所述施工设计支援装置还具有：

图像数据取得部，被构成为，取得所述太阳能发电设备的场地的图像数据；以及

图像数据处理部，被构成为，基于所述图像数据来生成所述太阳能发电设备的场地的地形数据，

所述输入数据取得部被构成为，取得所述图像数据处理部所生成的地形数据。

5.一种太阳能发电设备的施工设计支援方法，其特征在于，具有如下步骤：

输入数据取得步骤，输入数据取得部取得输入数据，该输入数据包括：包含作为设计对象物的太阳能发电设备的场地的位置数据和地形数据的场地数据、包含在所述太阳能发电设备中使用的太阳能面板的发电性能和尺寸的数据的面板规格数据、表示在所述场地的位置的时间序列的太阳方向的太阳方向数据、以及包含对所述场地所要求的倾斜角的容许值和起伏的程度的容许值中的至少一者的建成要件的建成要件数据；

临时设计步骤，临时设计部针对所述地形数据进行与铲土和填土相当的处理以便满足所述建成要件，从而生成多个临时建成面数据，并按每个所述临时建成面数据生成所述太阳能面板的临时面板配置数据；

计算步骤，计算部按每个所述临时建成面数据计算与铲土和填土的量对应的建成量点数值，并按每个所述临时面板配置数据计算给定期间的累计发电量所对应的累计发电量点数值；以及

提取步骤，提取部提取所述建成量点数值和所述累计发电量点数值符合给定的评价条件的所述临时建成面数据与所述临时面板配置数据的组合。

6.一种存储有太阳能发电设备的施工设计支援程序的计算机可读存储介质，其特征在于，

所述施工设计支援程序用于使太阳能发电设备的施工设计支援装置作为如下部件发挥功能：

输入数据取得部，被构成为，取得输入数据，该输入数据包括：包含作为设计对象物的太阳能发电设备的场地的位置数据和地形数据的场地数据、包含在所述太阳能发电设备中使用的太阳能面板的发电性能和尺寸的数据的面板规格数据、表示在所述场地的位置的时间序列的太阳方向的太阳方向数据、以及包含对所述场地所要求的倾斜角的容许值和起伏的程度的容许值中的至少一者的建成要件的建成要件数据；

临时设计部，针对所述地形数据进行与铲土和填土相当的处理以便满足所述建成要件，从而生成多个临时建成面数据，并按每个所述临时建成面数据生成所述太阳能面板的临时面板配置数据；

计算部，按每个所述临时建成面数据计算与铲土和填土的量对应的建成量点数值，并按每个所述临时面板配置数据计算给定期间的累计发电量所对应的累计发电量点数值；以及

提取部，提取所述建成量点数值和所述累计发电量点数值符合给定的评价条件的所述临时建成面数据与所述临时面板配置数据的组合。

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