JP2004126946A

JP2004126946A - Layout design device and layout design method for solar cell module

Info

Publication number: JP2004126946A
Application number: JP2002290259A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kubo; 久保　貴裕
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a layout design device and a layout design method for a solar cell module allowing the selection of a photovoltaic power generator matching the desires of a user. <P>SOLUTION: An index calculating means 8 employs requested layout information 16, module information 15, and cost information 17; obtains index information 18 expressing an index which contrasts the relationship between the power generation capability of the photovoltaic power generator with income and expenditure amounts of money and shows the result. An index display means 10 displays the index. In this way, the layout information 16 in each layout design is obtained to display the index which contrasts the power generation capability with the income and expenditure amounts of money related to the obtained layout information 16. Thus, a user confirms a plurality of displayed indexes to select the photovoltaic generator matching the various desires of the user. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば住宅の屋根に配置される太陽光発電装置に適用される太陽電池モジュールのレイアウト設計装置およびレイアウト設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電装置は、照射される太陽光を受光することによって、光エネルギーを直接電力に変換する装置である。太陽光発電装置は、発電時に二酸化炭素などを発生せず、他の発電装置に比べて周囲の環境への影響が少なく、クリーンな発電装置として用いられている。環境問題の意識の高まりとともに、公共建築物だけでなく、一般家屋にも太陽光発電装置が設置されている。
【０００３】
太陽光発電装置は、数個〜数１０個の太陽電池モジュールが組合わされて構成される。また太陽光発電装置に用いられる太陽電池モジュールは、半導体素子から成る太陽電池セルが数１０個組合わされて構成される。太陽電池モジュールは、製造工場で予め構成された状態で施工現場に搬送される。太陽電池モジュールは、施工現場において、設置される建造物の形状に応じて複数枚組合わされて太陽光発電装置を構成する。
【０００４】
太陽光発電装置を住宅の屋根に設置する場合、日照量の低いたとえば北側の屋根面を除く全ての屋根面（ただし太陽電池モジュールの設置場所が北半球で、ある程度以上の緯度にある場合）に対し、最大限の太陽電池モジュールを配置している。これは、地球の北半球と太陽との相対的な位置関係つまり太陽の軌跡からして、北側の屋根面には、日照量を測定または予想するまでもなく明らかに十分な日照が得られないからである。また最初から北側の屋根面に、太陽電池モジュールを配置することを除外したうえで、その他の屋根面に対して、できるだけ多くの太陽電池モジュールを配置する方法は、複数の屋根面に対してどの程度の数量の太陽電池モジュールを配置するか否かを判断する方法に比べて簡略であり、かつ住宅において、最も多くの発電が可能となるからである。このように、できるだけ多くの太陽電池モジュールを住宅の屋根に配置する方法は、太陽電池モジュール製造業者にとって、できるだけ多くの太陽電池モジュールを販売することができるので、望ましい方法といえる。
【０００５】
このように太陽電池モジュールを屋根に設けるにあたって配置位置を決定する以下のような設計支援方法がある。この太陽光発電装置設計支援方法は、太陽電池モジュールの形態を表す情報を取得する第１工程と、太陽電池モジュールの配置対象となる面の形態を表す情報を取得する第２工程と、太陽電池モジュールの配置条件を表す情報を取得する第３工程とを有し、第１および第２工程で取得した情報に基づいて、配置対象の領域内に太陽電池モジュールを配置するための配置情報を算出する第４工程と、この第４工程で算出された配置情報を出力する第５工程とを有する。また、屋根面にできるだけ多くの太陽電池モジュールを配置するため、太陽電池モジュールを整列させる列毎に、モジュール枚数の最大配置枚数を算出し、最大配置枚数が同数となる連続する列に配置される太陽電池モジュールを、太陽電池モジュール群に分類するようになっている（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２９９２６号公報（第８−９頁、第６図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された先行技術は、屋根面に配置可能な最大数の太陽電池モジュールを配置するための技術であり、住宅において発電量を最大にすることが可能となるが、前記最大数の太陽電池モジュールを配置する場合、たとえば太陽電池モジュールの購入および設置などにかかる費用は高くなる。つまり配置する太陽電池モジュールの数量増加に応じて、ユーザーの費用負担は増加するという問題がある。
【０００８】
ユーザーが太陽光発電装置に求めているのは、発電量を最大にすることだけではなく、ユーザーの投資対効果を最大とすること、すなわちできるだけ少ない費用でもって、できるだけ多くの発電量を得ること、予め定められた予算の範囲内において、できるだけ多くの発電量を得ること、特定の発電量を最少の投資金額で得ることなどである。また、エネルギーの節約量および二酸化炭素の削減量といった地球環境に関わる性能を重要視するユーザーもいる。
【０００９】
従来の太陽電池モジュールを屋根に配置する技術は、屋根面にできるだけ多くの太陽電池モジュールを配置するための配置情報を算出する技術であるので、上述した投資対効果、一定予算における発電量、特定発電量における投資金額、エネルギーの節約量および二酸化炭素の削減量などを求めることができず、ユーザーの要望に十分に応えることができなかった。
【００１０】
屋根面にできるだけ多くの太陽電池モジュールを配置する先行技術が、投資対効果を最大とする太陽光発電装置を設計できない理由について説明する。一つの屋根には、太陽光が遮蔽されることなく照射されるいわゆる日当たりの良い場所と、太陽光が遮蔽されるいわゆる日当たりの悪い場所とが存在している。通常、北半球である程度以上の緯度において、最も日当たりが良く単位面積あたりの発電量が多いのは、南側の屋根面（単に南面と呼ぶ場合もある）である。東側および西側の屋根面は、南側の屋根面と比べて日当りが悪く、単位面積当りの発電量が少ない。
【００１１】
したがって、太陽電池モジュールを日当たりの良い場所に優先して配置するようにすると、太陽電池モジュールの数量あたりの発電能力が高い太陽光発電装置とすることができる。太陽電池モジュールの数量が少ない場合、日当たりの良い南面に、全ての太陽電池モジュールを配置することができるので、その太陽電池モジュールの数量あたりの発電能力を高くすることができる。逆に太陽電池モジュールの数量が多い場合、日当たりの良い南面だけでは、全ての太陽電池モジュールを配置することができないので、やや日当たりの悪い東側および西側の屋根面にも、太陽電池モジュールを配置せざるを得ない。さらに太陽電池モジュールの配置枚数を増やそうとすると、通常なら太陽電池モジュールを配置しないような、太陽光が遮蔽されて陰になる時間の長い場所および北側の屋根面にも太陽電池モジュールを配置することになる。それ故、太陽電池モジュールの数量あたりの発電能力は低くなる。
【００１２】
それに対して、たとえば太陽電池モジュールの設置に必要な費用は、南面、東面、西面における差はほとんど無い。したがって従来の屋根面に、最大数の太陽電池モジュールを配置することよりも、より少ない太陽電池モジュールを日当たりの良い場所にのみ配置した方が、投資対効果率が高くなることがあり、先行技術では、必ずしも投資対効果を最大とすることができていなかった。
【００１３】
前記先行技術がユーザーの要望に応え得る太陽光発電装置を設計できない理由について、さらに詳細に説明すると、日当たりは、上述したように南面および北面など屋根面が傾斜している方角だけでなく、屋根面の傾斜角および屋根面に影を落とす遮蔽物の存在などの影響も受ける。したがって一つの屋根面においても、場所によって日当たりは異なり、太陽光発電に適する場所と、太陽光発電に適さない場所とが混在しており、それぞれ発電効率が異なる。
【００１４】
また太陽光発電装置を設置する際、ユーザーは、個々の太陽電池モジュールの設置にかかる費用だけでなく、調査および設計にかかる費用、パワーコンディショナにかかる費用などを必要とする。したがって投資、発電効率の良い場所のみに太陽電池モジュールを配置したとしても、太陽光発電装置全体として必ずしも最良となる投資、発電効率が得られるとは限らない。つまり、より厳密に太陽光発電装置を評価する指標を最大または最小とする太陽光発電装置を設計するならば、上述した多数の条件に基づいて、費用が異なりかつ前記費用において最も発電能力の高いと考えられる太陽光発電装置について、複数の設計案を設計する。その後各設計案毎に太陽光発電装置を評価するための指標を算出した後、指標を比較し、複数の設計案の中から一案を選択する必要がある。
【００１５】
したがって本発明の目的は、第一に、太陽光発電装置に必要となる費用に対して、発電能力の高い太陽光発電装置を容易に設計すること、第二に、予め定められた太陽光発電装置にかかる費用以内で、発電能力の高い太陽光発電装置を容易に設計すること、第三に、予め定められた発電能力を有し、かつ費用が少ない太陽光発電装置を容易に設計すること、第四に、任意の屋根面に設置可能な太陽光発電装置であって、かかる費用が異なり、かつ前記費用において最も発電能力の高い太陽光発電装置について複数の設計案を設計し、ユーザーの要望する太陽光発電装置を評価するための指標を算出して、表示し、前記複数の設計案から任意の一案を選択する太陽電池モジュールのレイアウト設計装置およびレイアウト設計方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、太陽電池モジュールを配置する屋根情報を取得する屋根情報取得手段と、
屋根情報が表す屋根に対する日射量情報を取得する日射量情報取得手段と、
屋根情報と日射量情報とを用いて、屋根に対し太陽電池モジュールの配置を求める複数のレイアウト設計をして、各レイアウト設計における太陽電池モジュールのモジュール枚数を含むレイアウト情報を求めるレイアウト計算手段と、
レイアウト情報と、太陽電池モジュールの出力値を含むモジュール情報と、太陽光発電装置に関する収支金額を含むコスト情報とを用い、太陽電池モジュールが屋根にレイアウトされて成る太陽光発電装置の発電能力と、太陽光発電装置に関する収支金額との関係を対比して示す指標を表す指標情報を求める指標算出手段と、
前記指標を表示する指標表示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レイアウト設計装置である。
【００１７】
本発明に従えば、屋根情報取得手段は、太陽電池モジュールを配置する屋根情報を取得し、日射量情報取得手段は、屋根情報が表す屋根に対する日射量情報を取得する。レイアウト計算手段は、これら屋根情報と日射量情報とを用いて、屋根に対し太陽電池モジュールの配置を求める複数のレイアウト設計をする。その後レイアウト計算手段は、各レイアウト設計における太陽電池モジュールのレイアウト情報を求める。
【００１８】
指標算出手段は、求められたレイアウト情報とモジュール情報とコスト情報とを用い、太陽光発電装置の発電能力と、収支金額との関係を対比して示す指標を表す指標情報を求める。指標表示手段は前記指標を表示する。このように各レイアウト設計におけるレイアウト情報を求め、その求められたレイアウト情報に関連した発電能力と収支金額とを対比する指標を表示することができる。これによってユーザーは、表示される複数の指標を確認して、ユーザーの希望に合致する太陽光発電装置を選択することが可能となる。
【００１９】
また本発明は、太陽光発電装置に関する収支金額の上限値情報および発電能力の下限値情報の少なくともいずれか１つを含む要求仕様情報を求める要求仕様取得手段と、
要求仕様情報を条件として、レイアウト計算手段が計算したレイアウト情報を選択するレイアウト情報選択手段とをさらに備え、
指標表示手段は、前記選択されるレイアウト情報に関する指標情報を表示することを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、要求仕様取得手段は、収支金額の上限値情報および発電能力の下限値情報の少なくともいずれか１つを含む要求仕様情報を求める。レイアウト情報選択手段は、取得された要求仕様情報を条件としてレイアウト情報を選択する。その後、指標表示手段は、前記選択されるレイアウト情報に関する指標情報を表示する。したがって、収支金額の上限値情報および発電能力の下限値情報の少なくともいずれか１つを、ユーザーの要求する情報として取得することができるうえ、前記情報によって求めたレイアウト情報を必然的に選択することができるので、ユーザーは、各レイアウト情報が要求する条件に合致するか否かを確認または判断する必要がなく、ユーザーの希望に合致する太陽光発電装置を選択することができる。
【００２１】
また本発明は、前記発電能力は、発電能力、一定期間における発電量、この発電量を売却した売価、発電量を二酸化炭素削減量に換算した値、発電量が所定量に達する期間、および前記売価が一定価格に達する期間、前記二酸化炭素削減量が一定量に達する期間のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、発電能力、一定期間における発電量、この発電量を売却した売価、発電量を二酸化炭素削減量に換算した値、発電量が所定量に達する期間、および前記売価が一定価格に達する期間、前記二酸化炭素削減量が一定量に達する期間のうちの少なくともいずれかを元に、指標情報を求めるので、この指標情報をユーザーにとって把握し易い指標とすることができる。
【００２３】
また本発明は、太陽光発電装置に関する収支金額は、
少なくとも太陽光発電装置の設置費用、維持費用、廃棄費用、および前記太陽光発電装置を用いて発電した電気の売買代金のうちの少なくともいずれかと、
これら収支金額の合計金額がある一定の金額に達するまでの期間とを含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、太陽光発電装置の設備費用、維持費用、廃棄費用、および前記太陽光発電装置を用いて発電した電気の売買代金のうちの少なくともいずれかと、これら収支金額の合計金額がある一定の金額に達するまでの期間とを含んで、太陽光発電装置に関する収支金額が求められている。したがって、前記収支金額を正確に求めることが可能となる。少なくとも収支金額の合計金額がある一定の金額に達するまでの期間に基づいて、指標情報を求めるので、この指標情報をユーザーにとって把握し易い指標とすることができる。
【００２５】
また本発明は、指標は、
太陽光発電装置の発電能力を表す値と、
少なくとも太陽光発電装置の設置費用、維持費用、廃棄費用、および前記太陽光発電装置を用いて発電した電気の売買代金のうちの少なくともいずれかを含む収支金額を表す値との差分が、設定値になるまでの期間であることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、太陽光発電装置の発電能力を表す値と、収支金額を表す値との差分が設定値になるまでの期間が指標として表示され、表示された前記期間に基づいてユーザーの希望する太陽光発電装置を設計することが可能となる。このようにユーザーにとって把握し易い前記期間に基づいて、太陽光発電装置を設計できるので、太陽光発電装置を迅速に設計することができる。
【００２７】
また本発明は、指標表示手段は、
太陽光発電装置の発電能力を表す値と、太陽光発電装置に関する収支金額を表す値との少なくともいずれか一方と、
指標情報との対応関係を表示することを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、太陽光発電装置の発電能力を表す値と、太陽光発電装置に関する収支金額を表す値との少なくともいずれか一方と、指標情報との対応関係が、指標表示手段によって表示されるので、発電能力を表す値と収支金額を表す値との少なくともいずれか一方と、指標情報との対応関係を容易に把握することができる。したがってユーザーの希望する太陽光発電装置を迅速に設計することが可能となる。
【００２９】
また本発明は、レイアウト計算手段は、
予め設定されるモジュール枚数の上限値に基づいて、前記モジュール枚数が１以上上限値以下の各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、モジュール枚数が１以上上限値以下の各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、異なるモジュール枚数を含む複数のレイアウト情報を、もれなくかつ簡単に求めることができる。
【００３１】
また本発明は、レイアウト計算手段は、
設定される発電能力に基づいて、前記発電能力を満たすモジュール枚数のうち各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、設定される発電能力に基づいて、前記発電能力を満たすモジュール枚数のうち各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、たとえば複数種類の太陽電池モジュールから成り、かつ発電能力が異なるような条件を少なくとも満たす複数のレイアウト情報を、容易に求めることができる。
【００３３】
また本発明は、レイアウト計算手段は、
設定される太陽光発電装置に関する収支金額に基づいて、前記収支金額を満たすモジュール枚数のうち各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、設定される太陽光発電装置に関する収支金額に基づいて、前記収支金額を満たすモジュール枚数のうち各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、たとえば複数種類の太陽電池モジュールから成り、かつ収支金額が異なるような条件を少なくとも満たす複数のレイアウト情報を、容易に求めることができる。
【００３５】
また本発明は、複数の屋根面から成る屋根において、
レイアウト計算手段は、
屋根面毎に太陽電池モジュールを配置するか否かを決定し、
複数の屋根面のうち、太陽電池モジュールを配置すると決定した条件を満たす屋根面に関して、太陽電池モジュールの配置を求めることを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、屋根面毎に太陽電池モジュールを配置するか否かが決定され、複数の屋根面のうち、太陽電池モジュールを配置すると決定した条件を満たす屋根面に関して、太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、太陽電池モジュールを複数の屋根面にバランスよく配置することが可能となる。たとえば、屋根面の一部にのみ太陽電池モジュールが配置されているという美観上好ましくないレイアウト情報を排除することも可能となる。
【００３７】
また本発明は、複数の屋根面から成る屋根において、
レイアウト計算手段は、
日射量情報が示す日射量であって、予め設定される日射量以上の屋根面に関して、太陽電池モジュールの配置を求めることを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、予め設定される日射量以上の屋根面に関して、太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、限られた条件のなかで、発電能力の高いレイアウトを示すレイアウト情報だけを計算することができる。したがって太陽光発電装置を迅速にかつ簡単に設計することができる。
【００３９】
また本発明は、太陽電池モジュールを配置する屋根に関する情報を取得する屋根情報の取得工程と、
屋根情報が表す屋根に対する日射量を取得する日射量情報の取得工程と、
屋根情報と日射量情報とを用いて、屋根に対し太陽電池モジュールの配置を求める複数のレイアウト設計をして、各レイアウト設計における太陽電池モジュールのモジュール枚数を含むレイアウト情報を求めるレイアウト計算工程と、
レイアウト情報と、太陽電池モジュールの出力値を含むモジュール情報と、太陽光発電装置に関する収支金額を含むコスト情報とを用い、太陽電池モジュールが屋根にレイアウトされて成る太陽光発電装置の発電能力と、太陽光発電装置に関する収支金額との関係を対比して示す指標を表す指標情報を求める指標算出工程と、
前記指標を計算して表示する指標表示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レイアウト設計方法である。
【００４０】
本発明に従えば、屋根情報の取得工程において、太陽電池モジュールを配置する屋根情報を取得し、日射量情報の取得工程において、屋根情報が表す屋根に対する日射量情報を取得する。レイアウト計算工程において、これら屋根情報と日射量情報とを用いて、屋根に対し太陽電池モジュールの配置を求める複数のレイアウト設計をする。その後、各レイアウト設計における太陽電池モジュールのレイアウト情報を求める。指標算出工程において、求められたレイアウト情報とモジュール情報とコスト情報とを用い、太陽光発電装置の発電能力と、収支金額との関係を対比して示す指標を表す指標情報を求める。次に指標表示工程において、前記指標を表示する。このように各レイアウト設計におけるレイアウト情報を求め、その求められたレイアウト情報に関連した発電能力と収支金額とを対比する指標を表示することができる。これによってユーザーは、表示される複数の指標を確認して、ユーザーの希望に合致する太陽光発電装置を選択することが可能となる。
【００４１】
また本発明は、前記太陽電池モジュールのレイアウト設計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。
【００４２】
本発明に従えば、コンピュータに、太陽電池モジュールのレイアウト設計方法を実行させることができる。これによって、レイアウト設計時間の短縮を図ることが可能となる。
【００４３】
また本発明は、前記プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体である。
【００４４】
本発明に従えば、コンピュータ読取可能な記憶媒体に、前記プログラムを記憶しているので、記憶媒体をコンピュータに読み込ませることによって、太陽電池モジュールのレイアウト設計方法を実行させることができる。
【００４５】
【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レイアウト設計装置１を示すブロック図である。本発明の実施の一形態のレイアウト設計装置１は、ユーザーの要求に基づいて、太陽電池モジュールのレイアウト設計を含む太陽光発電装置（太陽光発電システムともいう）を設計し、設計結果を出力する設計装置である。本実施形態において「太陽電池モジュールのレイアウト設計をする」は、「太陽電池モジュールの配置を求める」と同義である。以下の説明は、太陽電池モジュールのレイアウト設計方法についての説明をも含む。太陽電池モジュールを単にモジュールという場合もある。
【００４６】
太陽光発電装置は、複数の太陽電池モジュールが電気的に接続されて組合わされて構成され、各太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが組合わされて構成される。太陽電池セルは、半導体素子から成り、光を受光することによって電流が流れる。太陽電池セルを含む太陽光発電装置は、太陽光を受けて発電する。このような太陽光発電装置は、後述する複数の種類の太陽電池モジュールが組合わされる。太陽光発電装置は、屋根の設置部分に応じて、形状の異なる数種類の太陽電池モジュールが複数枚組合わされる。
【００４７】
太陽電池モジュールのレイアウト設計をするための前記レイアウト設計装置１は、要求仕様取得手段２と、屋根情報取得手段３と、日射量情報取得手段４と、レイアウト計算手段５と、発電能力算出手段６と、費用算出手段７と、指標算出手段８と、レイアウト情報選択手段９と、指標表示手段１０とを有する。要求仕様取得手段２は、太陽光発電装置に対する後述する要求仕様を取得し、要求仕様情報１１として出力する。屋根情報取得手段３は、太陽電池モジュールを配置する住宅の屋根に関する情報である屋根情報１２を取得して、出力する。日射量情報取得手段４は、出力される屋根情報１２と日射量情報１３とに基づいて、屋根の各位置における日射量を求め、屋根面日射量情報１４として出力する。前記日射量情報１３は、日射量に関する情報を蓄積している。
【００４８】
レイアウト計算手段５は、屋根情報１２と日射量情報１３とモジュール情報１５とを用いて、１つの屋根情報１２に関して複数のレイアウト設計をして、各レイアウト設計における太陽電池モジュールのモジュール枚数を含むレイアウト情報１６を求める。前記モジュール情報１５は、太陽電池モジュールの出力値などの情報であって、太陽電池モジュールに関する情報を蓄積している。発電能力算出手段６は、求められたレイアウト情報１６とモジュール情報１５とに基づいて、レイアウト情報１６が表す太陽光発電装置の発電能力を算出し、発電能力情報として出力する。
【００４９】
費用算出手段７は、レイアウト情報１６とコスト情報１７とに基づいて、太陽光発電装置に関する収支金額としての費用を求め、費用情報として出力する。指標算出手段８は、前記発電能力情報と費用情報とに基づいて、発電能力と費用とを対比して示す指標を表す指標情報１８を求める。レイアウト情報選択手段９は、要求仕様情報１１を条件としてレイアウト情報１６を選択する。換言すれば、レイアウト情報選択手段９は、要求仕様情報１１が示す要求仕様に適合するレイアウト情報１６を選択する。指標表示手段１０は指標を表示する。
【００５０】
図２は、レイアウト設計装置１の制御系のブロック図である。レイアウト設計装置１は、たとえばコンピュータ１９によって実現される。具体的には、太陽電池モジュールのレイアウト設計方法をコンピュータ１９に実行させるためのプログラム（以後、レイアウト設計プログラムという場合もある）が、たとえばコンピュータ読取可能な記憶媒体としてのロム２０（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）に格納されている。コンピュータ１９は、中央演算処理装置２１（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と前記ロム２０とラム２２（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ　）とから成るマイクロコンピュータと、補助記憶装置２３と、バス２４と、入出力インタフェース２５と、駆動回路２６，２７とを有する。中央演算処理装置２１とロム２０とラム２２と補助記憶装置２３とは、バス２４を介して入出力インタフェース２５に電気的に接続されている。なおレイアウト設計プログラムは、中央演算処理装置２１にて実行される。
【００５１】
入出力インタフェース２５には、駆動回路２６，２７を介して指標表示手段としてのディスプレイ２８、プリンタ２９がそれぞれ電気的に接続されている。入出力インタフェース２５には、入力手段であるキーボード３０およびポインティングデバイス３１がそれぞれ電気的に接続されている。設計者は、このようなコンピュータ１９および周辺機器２８〜３１を用いて、ユーザーの希望する太陽光発電装置を、後述するように迅速にかつ簡単に設計することができる。
【００５２】
図３は、レイアウト設計装置１のプログラムの動作であって、本発明の太陽電池モジュールのレイアウト設計方法を段階的に示すフローチャートである。まずステップｓ０で、要求仕様、屋根情報および日射量情報を取得可能な状態となれば、ステップｓ１に進み、動作を開始する。ステップｓ１の要求仕様取得工程において、要求仕様取得手段２が要求仕様を取得し、要求仕様情報１１として出力する。ここで要求仕様とは、太陽光発電装置の必須条件である。要求仕様条件は、各レイアウト情報１６に対して、真または偽と判定できる条件式であればよい。たとえば、太陽光発電装置の購入、設置費用の範囲または発電能力の範囲を示す情報などは、各レイアウト情報１６に対して、真または偽と判定できるので、要求仕様情報１１として適切である。図４は要求仕様情報１１の例を示す図である。図４の要求仕様においては、「購入、設置費用」という項目に対して「２００万円以下」という条件が設定され、かつ、「発電能力」という項目に対して「３ｋＷ以上」という条件が設定されている。要求仕様における「購入、設置費用」という項目に対するたとえば「２００万円以下」という条件が、収支金額の上限値情報に相当する。要求仕様における「発電能力」という項目に対するたとえば「３ｋＷ以上」という条件が、発電能力の下限値に相当する。
【００５３】
次にステップｓ２の屋根情報取得工程において、屋根情報取得手段３が、太陽光発電装置の設置対象である屋根情報１２を取得し出力する。図５は、屋根情報１２の例を示す図である。図５に示す屋根情報１２は、太陽電池モジュールの設置場所と屋根形状とを備えている。設置場所としてたとえば「北緯３４度３７分、東経１３５度５０分」という値が与えられているが、設置場所を示す情報であれば、図５に示したような緯度経度による定義だけでなく、国名、都道府県名、市町村名などを用いた住所や郵便番号で定義してもよい。
【００５４】
また屋根形状として、第１の屋根面３２、第２の屋根面３３、第３の屋根面３４、第４の屋根面３５の４つの屋根面から構成される屋根形状が定義されている。また、各屋根面は、その形状と傾斜方位、傾斜角度が規定されている。具体的に、第１の屋根面３２は、底辺の長さＬの台形状で、傾斜方位は南、傾斜角はたとえば約３０度に規定されている。長さＬは、たとえば約２０ｍに規定されている。第２の屋根面３３は、底辺の長さＨの三角形状で、傾斜方位は東、傾斜角はたとえば約３０度に規定されている。第３の屋根面３４は、底辺の長さＬの台形状で、傾斜方位は北、傾斜角はたとえば約３０度に規定されている。第４の屋根面３５は、底辺の長さＨの三角形状で、傾斜方位は西、傾斜角はたとえば約３０に規定されている。長さＬは、たとえば約２０ｍに規定されている。長さＨは、たとえば約１０ｍに規定されている。図５では、屋根形状を屋根伏せ図として記載しているが、これは説明のためである。実際の屋根情報では、コンピュータ１９が記憶できる形式のデータとして屋根形状が定義されている。詳細なデータの形式については、たとえば建築用キャド（ＣＡＤ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）などで用いる公知のデータ形式で良いので、詳細な説明は省略する。
【００５５】
次にステップｓ３の日射量情報取得工程において、日射量情報取得手段４（日射量取得手段４ともいう）が、屋根情報１２が表す屋根に対する日射量を日射量情報１３から取得し、屋根面日射量情報１４として出力する。日射量情報１３には、各地域毎、各方位毎、各傾斜毎の日射量が記憶されている。日射量情報１３は、日本国内の情報であれば、新エネルギー・産業科学総合開発機構（略称ＮＥＤＯ：Ｎｅｗ　Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）などから入手可能である。屋根情報１２は、設置場所である地域情報（単に地域という場合もある）と、各屋根面３２〜３５の傾斜方位と、傾斜角度とを備えているので、前記地域および各屋根面３２〜３５の傾斜方位と傾斜角度に合致する日射量情報１３を抽出し、前記屋根面３２〜３５の日射量とすればよい。
【００５６】
前記地域および各屋根面３２〜３５の傾斜方位と傾斜角度に合致する日射量情報１３が存在しない場合には、地域、傾斜方位、傾斜角度が近い日射量情報１３で代用してもよい。また、地域、傾斜方位、傾斜角度が近い複数の日射量情報１３によって補完して求めてもよい。図６は、屋根面３２〜３５毎の日射量情報１３を示す図である。前記日射量情報１３は、図５に示した屋根面３２〜３５の各屋根面毎の日射量である。具体的に、屋根面３２の日射量はたとえば約３．７９ｋＷｈ／ｍ^２、屋根面３３および屋根面３４の日射量はたとえば約３．４２ｋＷｈ／ｍ^２、屋根面３５の日射量はたとえば「０」である。なお、陰や反射の影響によって、一つの屋根面３２〜３５の中にも日射量が多い所と少ない所とが混在する場合もある。この場合、屋根面毎の日射量でなく、一つの屋根面を複数の領域に分割し、各領域毎の日射量としてもよい。このように一つの屋根面を複数の領域に分割し、各領域毎の日射量を用いる場合には、日射量取得手段４は、より正確な日射量を取得することができる。
【００５７】
次に、ステップｓ４のレイアウト情報算出工程において、屋根情報１２と屋根面日射量情報１４とモジュール情報１５とを用いて、１つの屋根情報１２について複数のレイアウト情報１６を算出する。図７は、各太陽電池モジュールの出力値を含むモジュール情報１５を示す図である。図８は、モジュール枚数が１以上上限値以下の各枚数の太陽電池モジュールのレイアウト情報１６を求めるフローチャートである。複数のレイアウト情報１６を算出する具体例を、図８に基づいて説明すると、ステップａ１において、レイアウト設計における太陽電池モジュールのモジュール枚数を示す変数Ｎを「１」に初期化する。
【００５８】
ステップａ２において、レイアウト計算手段５が、屋根情報１２とモジュール情報１５とに基づいて、屋根情報１２が示す屋根外形に設置可能な最多のモジュール枚数ＭＭＡＸ．を算出する。前記最多のモジュール枚数ＭＭＡＸ．が、モジュール枚数の上限値に相当する。図７に示すように、モジュール情報１５は、モジュールの種類を示す複数の形番と、各形番毎の出力値およびモジュールの形状とを備えている。ここでいう出力値とは、予め定められた日射量を含む特定の条件下における各モジュールの発電能力である。
【００５９】
モジュール情報１５は、複数の形番として、Ｍ−１５５，Ｍ−７５，ＫＭ−４０Ｒという３つの形番を備えている。これら３つの形番のうち、形番Ｍ−１５５について、対応する出力値α（出力値αは、たとえば約１５５ｋＷｈ）、形状としてｘ１×ｙ１の矩形状の情報をそれぞれ備えている。ｘ１はたとえば約３ｍ、ｙ１はたとえば約１ｍに設定されている。形番Ｍ−７５について、対応する出力値β（出力値βは、たとえば約７５ｋＷｈ）、形状としてｘ２×ｙ２の矩形状の情報をそれぞれ備えている。ｘ２はたとえば約１．５ｍ、ｙ２はたとえば約１ｍに設定されている。形番ＫＭ−４０Ｒについて、対応する出力値γ（出力値γは、たとえば約４０ｋＷｈ）、形状としてｘ３×ｙ３の矩形状の一つの角部を切除した五角形状の情報をそれぞれ備えている。ｘ３はたとえば約１．２ｍ、ｙ３はたとえば約１ｍに設定されている。なお図８のフローチャートでは、使用するモジュールの種類は一種類としなければならないので、形番Ｍ−１５５のモジュールのみを使用することとして、以下の説明を行う。
【００６０】
ステップａ３において、変数Ｎが最多のモジュール枚数ＭＭＡＸ．以下であるか否か判定する。変数Ｎが最多のモジュール枚数ＭＭＡＸ．以下であれば、ステップａ４へ進む。このステップａ４において、レイアウト計算手段５が、屋根情報１２と屋根面日射量情報１４とを用いてモジュール枚数を変数Ｎとする太陽電池モジュールのレイアウト計算を行い、レイアウト情報１６を出力する。レイアウト情報１６とは、屋根面３２〜３５のどの位置に、どの形番の太陽電池モジュールを配置するかを示す情報である。
【００６１】
具体的にレイアウト情報１６は、屋根面３２〜３５および屋根面上の座標と、太陽電池モジュールの形番とを列挙したリストとなる。具体的なレイアウト計算方法は、Ｎ枚目の太陽電池モジュールに関するレイアウト情報１６の算出までを実施し、そこで終了すればよい。なお屋根面日射量情報１４に基づいて、日射量が多い屋根面３２〜３５に優先して太陽電池モジュールを配置するアルゴリズムとすれば、一定期間における発電量が多くなるのでより好ましい。この一定期間における発電量とは、たとえば１カ月あたりの発電量であり、単位ｋＷｈ／月で示される。
【００６２】
図９は、レイアウト情報１６を示す図である。このレイアウトは、屋根に対して「Ｎ＝２０」である場合の一例を示している。すなわち日射量が他の屋根面より多い屋根面３２にのみ、合計２０枚の太陽電池モジュール「形番Ｍ−１５５」を配置している。前記合計２０枚の太陽電池モジュールは、４×５に配列させている。さらに前記レイアウトである太陽光発電装置を設置するための部材の種類、設置場所、数量および設置方法の少なくともいずれか１つを決定してもよい。また太陽電池モジュールが出力する電気を、変換、蓄積、管理するパワーコンディショナの種類、設置場所、数量および設置方法の少なくともいずれか１つを決定してもよい。また前記モジュールまたはパワーコンディショナを電気的に接続する配線を決定し、レイアウト情報に添付してもよい。
【００６３】
ステップａ４の後、ステップａ５において、変数Ｎの値を１つ増やし、再度ステップａ３に戻る。ステップａ３において、変数Ｎが最多のモジュール枚数ＭＭＡＸ．より大きいと判定された場合には、ステップａ６に移行する。ステップａ６では、ステップａ３，ａ４，ａ５のサブルーチンを繰り返して算出した複数のレイアウト情報１６を、設計案情報として出力してフローを終了する。
【００６４】
ステップａ１において変数Ｎを「１」に初期化し、ステップａ５において変数Ｎに「１」を加算している理由は、１以上前記ＭＭＡＸ．以下の全ての変数Ｎについて、ステップａ４の工程を実施するためであるが、必ずしもこれに従わなくてもよい。たとえばレイアウト計算するまでもなく、要求仕様情報１１を満たさないような変数Ｎを計算しないような初期値を、ステップａ１において定めてもよい。前記要求仕様情報１１を満たさないような変数とは、たとえば、要求仕様情報１１が備える発電能力の範囲を下まわるような変数と同義である。また総計算時間を削減するため、ステップａ５において「２」以上の任意の整数を加算するようにしてもよい。要するに発電能力の異なる２つ以上のレイアウト情報１６を算出すればよい。
【００６５】
図１０および図１１は、出力値を満たす太陽電池モジュールのレイアウト情報を求めるフローチャートである。まずステップｂ１において、出力値を表す変数Ｐを予め定めた値に初期化する。前記初期化する値は、最も発電能力が小さい太陽光発電装置の発電能力すなわち出力値と同じ値にすることが望ましい。次に、ステップｂ２において、出力値の合計が、前記変数Ｐ以上となる必要十分なモジュールの組合わせを算出する。
【００６６】
図１２は、出力値を満たす太陽電池モジュールの組合せ例を示す図である。この組合せ例においては、形番Ｍ−１５５と形番Ｍ−７５とを用いるモジュールの組合せであって、出力値の合計が３００ｋＷｈ以上とするための必要十分なモジュールの組合せが示されている。この場合、形番Ｍ−１５５のモジュールが２枚かつ形番Ｍ−７５のモジュールが０枚の組合せと、形番Ｍ−１５５のモジュールが１枚かつ形番Ｍ−７５のモジュールが２枚の組合せと、形番Ｍ−１５５のモジュールが０枚かつ形番Ｍ−７５のモジュールが４枚の組合せとがある。前記「必要十分」とは、出力値の合計がＰ以上であり、かつモジュールを一枚減らすと出力値の合計がＰを下まわる状態である。
【００６７】
次にステップｂ３において、前記モジュールの組合せを屋根に配置するレイアウト情報１６を算出する。これは、屋根情報１２とモジュール情報１５とを用いて、屋根に配置可能なモジュールの配置位置を求めればよい。なお、屋根面日射量情報１４に基づいて、日射量が多い屋根面に優先して太陽電池モジュールを配置するアルゴリズムとすれば、発電量が多くなるのでより好ましい。なお上述したように、モジュールの組合せを、出力値Ｐに基づいて決定しているので、屋根面の面積と比較して出力値が大きすぎると、屋根面に全ての太陽電池モジュールを配置できない場合がある。この場合は「配置不可能」として次へ進む。
【００６８】
次にステップｂ４において、「配置不可能」なモジュールの組合せを除外し、配置可能すなわちステップｂ３においてレイアウト情報１６を算出できたものだけを残す。次にステップｂ５において、モジュールの組合せが残っているか否かを判定する。ここでモジュールの組合せが残っていると判定されると、ステップｂ６に進む。ステップｂ６において、各モジュールの組合せおよびレイアウト情報１６について費用を算出する。この費用の算出は、費用算出手段７が行なう。
【００６９】
次にステップｂ７において、最も費用が安いモジュールの組合せおよびレイアウト情報１６を選択する。次にステップｂ８において、出力値Ｐに、予め定めた値ΔＰを加算する。予め定めた値ΔＰを、最小の出力値である太陽電池モジュールの出力値とすると、出力値の異なる多数のレイアウト情報１６を算出できるので望ましい。また出力値Ｐを、最小の出力値である太陽電池モジュールの出力値より大きな値とすると、算出に要する計算量が減少するので、計算工数を減らすことができる。したがって、中央演算処理装置２１の負荷を軽減することができるうえ、レイアウト情報１６を迅速に出力することができる。ステップｂ８を実行した後、ステップｂ２に戻り、新たな出力値について同様の処理を行なう。
【００７０】
ステップｂ２〜ｂ８のサブルーチンを繰り返すことによって、各出力値Ｐ毎に、出力値Ｐを満たす必要十分なモジュール枚数を備えるレイアウト情報１６であって、屋根情報１２が表す屋根面に配置可能であり、かつ費用が安いレイアウト情報１６を算出することができる。ステップｂ５において、モジュールの組合せが残っていない場合にはステップｂ９に進む。つまりモジュールの組合せが残っていないと判定されると、すでにモジュールの枚数が多すぎて、屋根に全てのモジュールを配置できない状態である。したがってステップｂ２〜ｂ８のサブルーチンの繰り返しを終了し、ステップｂ９において、ステップｂ７で選択した出力値Ｐ毎のレイアウト情報１６を出力する。
【００７１】
本フローチャートを用いることによって、出力値を満たすレイアウトのうちで、最も費用が安いレイアウト情報１６を算出することができる。また初期値Ｐ、加算値△Ｐを適切な値とすることによって、任意の出力値Ｐを満たすレイアウト情報１６の算出を行なうことも容易である。また、複数種類の太陽電池モジュールからなるレイアウト情報１６を求めることができる。
【００７２】
図１３および図１４は、費用を満たす太陽電池モジュールのレイアウト情報１６を求めるフローチャートである。まずステップｃ１において、太陽電池モジュールの購入費などの費用を表す変数Ｃを予め定めた値に初期化する。前記初期化する値は、最も費用が安い太陽光発電装置についての費用と同じ値とすることが望ましい。次に、ステップｃ２において、費用の合計が変数Ｃ以下とするための必要十分なモジュールの組合せを算出する。図１５は、費用を満たす太陽電池モジュールの組合せ例であって、費用の合計が６万円以下となる必要十分なモジュールの組合せ例を示す図である。
【００７３】
形番Ｍ−１５５のモジュールの費用が３万円、形番Ｍ−７５のモジュールの費用が２万円の場合、形番Ｍ−１５５のモジュールが２枚かつ形番Ｍ−７５のモジュールが０枚の組合せと、形番Ｍ−１５５のモジュールが１枚かつ形番Ｍ−７５のモジュールが１枚の組合せと、形番Ｍ−１５５のモジュールが０枚かつ形番Ｍ−７５のモジュールが３枚の組合せとがある。前記「必要十分」とは、費用の合計が変数Ｃ以下であり、かつモジュールを１枚増やすと費用の合計が変数Ｃを上まわる状態である。
【００７４】
次にステップｃ３において、前記モジュールの組合せを屋根に配置するレイアウト情報１６を算出する。これは屋根情報１２とモジュール情報１５とを用いて、屋根に配置可能なモジュールの配置位置を求めればよい。なお、屋根面日射量情報４に基づいて、日射量が多い屋根面に優先して太陽電池モジュールを配置するアルゴリズムとすれば、発電量が多くなるのでより好ましい。なお、費用Ｃに基づいてモジュールの組合わせを決定しているので、屋根面の面積と比較して費用Ｃが大きすぎると、屋根面に全ての太陽電池モジュールを配置できない場合がある。この場合は「配置不可能」として次へ進む。
【００７５】
次にステップｃ４において、「配置不可能」なモジュールの組合せを除外し、配置可能すなわちステップｃ３においてレイアウト情報１６を算出できたものだけを残す。次にステップｃ５において、モジュールの組合せが残っているか否かを判定する。ここでモジュールの組合せが残っていると判定されると、ステップｃ６へ進む。ステップｃ６において、各モジュールの組合せおよびレイアウト情報１６について発電能力を算出する。この発電能力の算出は、発電能力算出手段６が行う。
【００７６】
次にステップｃ７において、最も発電能力が高いモジュールの組合せおよびレイアウト情報１６を選択する。次にステップｃ８において、費用Ｃに、予め定めた値ΔＣを加算する。この予め定めた値ΔＣを、最小の費用である太陽電池モジュールの費用とすると、費用の異なる多数のレイアウト情報１６を算出できるので望ましい。また費用Ｃを、最小の費用である太陽電池モジュールの費用より大きな値とすると、算出に要する計算量が減少するので、中央演算処理装置２１の負荷を軽減することができるうえ、レイアウト情報１６を迅速に出力することができる。ステップｃ８を実行した後、ステップｃ２に戻り、新たな費用Ｃについて同様の処理を行なう。
【００７７】
ステップｃ２〜ｃ８のサブルーチンを繰り返すことによって、各費用Ｃ毎に、費用Ｃを満たす必要十分なモジュール枚数を備えるレイアウト情報１６であって、屋根情報１２が表す屋根面に配置可能であり、かつ発電能力が高いレイアウト情報１６を算出することができる。ステップｃ５において、モジュールの組合せが残っていない場合にはステップｃ９に進む。つまりモジュールの組合せが残っていないと判定されると、すでにモジュールの枚数が多すぎて、屋根に全てのモジュールを配置できない状態である。したがってステップｃ２〜ｃ８のサブルーチンの繰り返しを終了し、ステップｃ９において、ステップｃ７で選択した費用Ｃ毎のレイアウト情報１６を出力する。
【００７８】
本フローチャートを用いることによって、費用Ｃを満たすレイアウトのうちで、最も発電能力が高いレイアウト情報１６を算出することができる。また費用Ｃ、加算値ΔＣを適切な値とすることによって、任意の費用Ｃを満たすレイアウトを、算出することも容易である。また複数種類の太陽電池モジュールから成るレイアウト情報１６を求めることができる。
【００７９】
図８、図１０および図１１、図１３および図１４に示したフローチャートと異なるレイアウト情報算出工程の方法として、太陽電池モジュールを屋根面毎に設置するか否か決定し、決定したレイアウトにおけるレイアウト情報１６を計算してもよい。たとえば図５に示した屋根は、東西南北計４面の屋根面３２〜３５を有するので、それぞれの屋根面３２〜３５に太陽電池モジュールを配置するか否かの二通りの選択肢があると、全ての組合せで２の４乗通りすなわち１６通りの組合せがある。
【００８０】
この１６通りの組合せについて、レイアウト情報１６を算出してもよい。この方法の場合、モジュールを配置するかしないかの判断は、屋根面単位である。したがって、たとえば屋根面の一部にのみモジュールが配置されているという美観上好ましくないレイアウト情報を排除することができる。また本方法によって算出されるレイアウト情報１６は、１つの屋根面に配置された各モジュールに対する日射量は略一様であること、またはモジュールを配置する屋根面毎に要する固定コストあたりの発電能力を大きくすることができるなどの理由によって、指標情報１８が特徴的な値となることが多く、モジュール枚数Ｎおよび出力値Ｐを満たすレイアウト情報１６を算出する方法と比較して、数少ないレイアウト計算によって、最もよいレイアウト設計をすることができる。前記特徴的な値は、その前後の条件と比較して優れるような値か、または劣るような値と同義である。
【００８１】
レイアウト設計をするまでもなく、明らかに発電能力が低い北面にモジュールを配置する組合せについては、レイアウト計算しなくてもよい。また発電能力の高い南面にモジュールを配置しない組合せについてはレイアウト計算しなくてもよい。これによって、配置するモジュールの出力値の合計に対して、発電能力が低いレイアウト情報１６を計算する工数を省略することができ、これによって計算工数を減らすことができる。したがって、中央演算処理装置２１の負荷を軽減することができるうえ、迅速にレイアウト計算することができる。以上説明したような方法によって、レイアウト情報算出工程において、レイアウト計算手段５は、複数のレイアウト情報１６を算出する。
【００８２】
次に、図３に示すように、レイアウト情報選択工程ｓ５において、レイアウト情報選択手段９は、要求仕様情報１１に適合するレイアウト情報１６を選択する。要求仕様情報１１は、各レイアウト情報１６に対して、真または偽の値となる条件式である。したがって、各レイアウト情報１６毎に、要求仕様情報１１が真または偽の値となるかどうかを計算し、偽の値となるレイアウト情報１６を除外し、真の値となるレイアウト情報１６を抽出すればよい。
【００８３】
要求仕様情報１１が真または偽の値となるかどうかを計算するには、条件式を演算子、関数、変数、定数などの要素に分割し、予め定められた文法に則って式を評価すればよい。これは、一般的なデータベースなどにある条件式によるデータ抽出と同様であるので、詳細な説明を省略する。なお、条件式のなかに発電能力を示す変数がある場合は、必要に応じて発電能力算出手段６を用いて、発電能力情報を算出してもよい。条件式のなかに費用を示す変数がある場合は、必要に応じて費用算出手段７を用いて費用情報を算出してもよい。
【００８４】
たとえば要求仕様情報１１が図４に示すように、「（購入、設置費用≦２００万円）ＡＮＤ（発電能力≧３ｋＷ）」である場合、レイアウト情報選択手段９が、費用算出手段７にレイアウト情報１６である太陽光発電装置の購入、設置費用を示す情報を算出させ、発電能力算出手段６に発電能力情報を算出させる。次に、「購入、設置費用≦２００万円」を評価し、真または偽の値を得る。次に、「発電能力≧３ｋＷ」を評価し、真または偽の値を得る。最後に、「購入、設置費用≦２００万円」の値と「発電能力≧３ｋＷ」の値との論理積を演算すれば、レイアウト情報１６における条件式の真偽を求めることができる。
【００８５】
発電能力算出手段６が、レイアウト情報１６が表す太陽光発電装置の発電能力情報を求める方法について詳細に説明すると、各太陽電池モジュール毎の発電能力は、屋根面日射量情報１４が備えるモジュールを設置する場所における日射量と、モジュール情報１５が備えるモジュールの出力値などとから求めることができる。次に各モジュールの発電能力を集計することによって、太陽光発電装置の発電能力を求める。この際、電気的配線およびパワーコンディショナなどの電気的配送路による発電能力の損失を算出し、前記損失を発電能力から減ずれば、さらに正確な太陽光発電装置の発電能力となるので、より好ましい。
【００８６】
費用算出手段７が、レイアウト情報１６が表す太陽光発電装置の費用情報を求める方法について詳細に説明すると、費用情報とは、太陽光発電装置の設置、維持、廃棄、電気の売買のうちの少なくともいずれかを含む費用を表す情報である。太陽光発電装置に関する収支金額としての費用は、設計費、設備購入費、設備の輸送および設置費用、保守費用、点検費用、管理費用、修理費用などがある。
【００８７】
第三者つまり他人が所有する土地、建築物など、太陽光発電装置を設置、使用する権利を有しない場所に、太陽光発電装置を設置する場合は、太陽光発電装置に関する費用として、その土地、建築物を利用する使用料または賃貸料などがある。太陽光発電装置をリースした場合は、太陽光発電装置に関する費用として、リース料がある。太陽光発電装置を売却するときは、太陽光発電装置に関する費用として、売却利益、売却手数料がある。
【００８８】
太陽光発電装置が固定資産である場合は、太陽光発電装置に関する費用として固定資産税がある。上述した諸費用に係る消費税、太陽光発電装置に保険をかける場合は、保険料などが太陽光発電装置に関する費用として必要となる。発電した電気を、使用権を有しない送電路によって送電する場合は、太陽光発電装置に関する費用として送電料がある。電気を売却する場合は、太陽光発電装置に関する費用として売却手数料がある。政府、地方自治体などによる補助金がある場合は、太陽光発電装置に関する費用として補助金がある。金銭の授受に係る消費税、将来にこの太陽光発電装置を解体、廃棄するときにかかる解体費、廃棄費、その際にかかる税金などが、太陽光発電装置に関する費用としてある。
【００８９】
図１６はコスト情報１７を示す図である。図１６に記載のコスト情報１７は、設計費、設備、施工および解体基本料、設備輸送料、土地建物利用料、保険料、補助金および税金、売電経費についての購入、維持、廃棄にかかる金額を示している。設計費用は、施工方法が屋根材一体形であるか既設屋根に増設する形式かによって分類されている。屋根材一体形のものは発電能力の違いによってさらに分類され、既設屋根に増設する形式のものも発電能力の違いによってさらに分類されている。
【００９０】
設備は、太陽電池モジュールの型番毎に費用が設定され、かつ、各部材毎に費用が設定されている。ただし上述した設備がリースの場合には、リース費用として算出してもよい。設備の導入費は、設備の購入費と設置費とを含む。設備の廃棄費は、解体費と、設備の廃棄または売却費用と、（売却できるときは）売却益とを含む。設備輸送量は、輸送する設備の費用であり、輸送先からさらに輸送する場合には別途見積もることとする。土地建物利用料は戸別に入力するものとする。保険料は、設備費、事故リスクなどに基づいて算出するものとする。補助金および税金は、法律、制度などに基づいて算出するものとする。売電経費は、売電量などに基づいて算出するものとする。
【００９１】
なお図１６では、コスト情報１７として多くの項目があるが、費用の大部分は設備の購入費であることが多いので、コスト情報１７のなかに少なくとも設備の購入費があれば、費用の概略を算出することができる。それ故、必ずしも上述した全ての情報を計上する必要はない。しかし、総費用に関わる多くの費用を計上した方がより正確であるので、より望ましい。
【００９２】
次に、指標算出工程ｓ６において、指標算出手段８は指標情報１８を算出する。指標情報１８は、この太陽光発電装置の設置に関するメリットを表す値と、デメリットを表す値とを対比する指標である。指標算出手段８は、必要に応じて発電能力算出手段６に発電能力情報を算出させ、この発電能力情報に基づいて指標情報１８を算出してもよい。また、指標算出手段８は、必要に応じて費用算出手段７に費用情報を算出させ、前記費用情報に基づいて指標情報１８を算出してもよい。
【００９３】
前記メリットを表す値とは、発電能力またはこの発電能力から算出することができる値であり、この発電能力から算出することができる値が、太陽光発電装置の発電能力を表す値に相当する。このようなメリットを表す値は、すなわち、一定期間における発電量または前記発電した電気を売った場合の売価、前記発電量を二酸化炭素削減量に換算した値、発電量が所定量に達する期間、および前記売価が一定価格に達する期間、前記二酸化炭素削減量が一定量に達する期間のうちの少なくともいずれかを含む。これらの値のうち多くの値は、発電能力に略比例または略反比例する値である。前記デメリットを表す値とは、この太陽光発電装置を少なくとも設置、維持、廃棄、電気の売買のうちの少なくともいずれかに関わる費用である。またデメリットを表す値は、前記費用がある一定金額に達する期間であってもよい。
【００９４】
指標情報１８は、この太陽光発電装置の設置に関するメリットを表す値と、デメリットを表す値とを対比する指標である。たとえば指標として、太陽光発電装置の導入時の合計費用あたりの発電能力などがある。つまり、太陽光発電装置の設置に関し、メリットとデメリットとを対比する指標であればよい。また指標は、レイアウトである太陽光発電装置の発電能力または前記発電能力から算出することができる値と、少なくともこの太陽光発電装置の設置費用、維持費用、廃棄費用、および前記太陽光発電装置を用いて発電した電気の売買代金のうちの少なくともいずれかを含む収支金額を表す値との差分が、設定値になるまでの期間であってもよい。前記設定値になるまでの期間は、たとえば投資回収期間、すなわち投資金額と売電金額とが同じになるまでの期間などである。
【００９５】
最後に、指標表示工程ｓ７において、指標表示手段１０が指標を表示する。ユーザーは、各レイアウト情報１６に関する指標を知ることができるので、指標の値を参考にしつつ、自らの希望するレイアウト情報１６を選択することができる。このとき、太陽光発電装置のメリットを表す値、デメリットを表す値、指標情報１８のうちの２つの対応関係をグラフでもって表示すると、前記２つの相関性が理解しやすいので、より好ましい。図１７は、指標情報１８の表示例を示す図である。
【００９６】
すなわち図１７は、費用情報である導入時費用を一方の軸とし、指標情報１８である発電効率と投資回収期間とをグラフにプロットした図である。前記投資回収期間は、初期投資額（円）を、一定期間における発電量（ｋＷｈ／月）と売電価格（円／ｋＷｈ）とを乗じた値で除した値である。前記発電効率は、発電能力（ｋＷ）を初期投資額（円）で除した値である。前記グラフは、上述したディスプレイ２８およびプリンタ２９の少なくともいずれか１つに表示される。
【００９７】
したがって、一定期間における発電効率および投資回収期間と、導入時費用との対応関係がグラフによって表示されるので、これら発電効率および投資回収期間と、導入時費用との対応関係を容易に把握することができる。したがってユーザーの希望する太陽光発電装置を迅速に設計することが可能となる。
【００９８】
以上説明した太陽電池モジュールのレイアウト設計装置１によれば、特に、指標算出手段８は、求められたレイアウト情報１６とモジュール情報１５とコスト情報１７とを用い、太陽光発電装置の発電能力と、収支金額との関係を対比して示す指標を表す指標情報１８を求める。指標表示手段１０は前記指標を表示する。このように各レイアウト設計におけるレイアウト情報１６を求め、その求められたレイアウト情報１６に関連した発電能力と収支金額とを対比する指標を表示することができる。これによってユーザーは、表示される複数の指標を確認して、ユーザーの希望に合致する太陽光発電装置を選択することができる。
【００９９】
また上述した収支金額の上限値情報および発電能力の下限値情報を、ユーザーの要求する情報として取得することができるうえ、これら情報によって求めたレイアウト情報１６を必然的に選択することができるので、ユーザーは、各レイアウト情報１６が要求する条件に合致するか否かを確認または判断する必要がなく、ユーザーの希望に合致する太陽光発電装置を選択することができる。
【０１００】
発電能力は、一定期間における発電量または発電した電気を売った場合の売価、前記発電量を二酸化炭素削減量に換算した値、発電量が所定量に達する期間、および前記売価が一定価格に達する期間、前記二酸化炭素削減量が一定量に達する期間のうちの少なくともいずれかを含み、これらのうちの少なくともいずれかを元に、指標情報を求めるので、この指標情報をユーザーにとって把握し易い指標とすることができる。このような把握し易い指標を、ユーザーが確認したうえで、所望の太陽光発電装置を選択することができる。
【０１０１】
太陽光発電装置に関する費用は、設計費、設備購入費、設備の輸送および設置費用、保守費用、点検費用、管理費用、修理費用などがある。第三者が所有する土地、建築物など、太陽光発電装置を設置、使用する権利を有しない場所に、太陽光発電装置を設置する場合は、太陽光発電装置に関する費用として、その土地、建築物を利用する使用料または賃貸料などがある。太陽光発電装置をリースした場合は、太陽光発電装置に関する費用として、リース料がある。太陽光発電装置を売却するときは、太陽光発電装置に関する費用として、売却利益、売却手数数がある。
【０１０２】
太陽光発電装置が固定資産である場合は、太陽光発電装置に関する費用として固定資産税がある。上述した諸費用に係る消費税、太陽光発電装置に保険をかける場合は、保険料などが太陽光発電装置に関する費用として必要になる。発電した電気を、使用権を有しない送電路によって送電する場合は、太陽光発電装置に関する費用として送電料がある。電気を売却する場合は、太陽光発電装置に関する費用として売却手数料がある。政府、地方自治体などによる補助金がある場合は、太陽光発電装置に関する費用として補助金がある。金銭の授受に係る消費税、将来にこの太陽光発電装置を解体、廃棄するときにかかる解体費、廃棄費、その際にかかる税金などが、太陽光発電装置に関する費用としてある。
【０１０３】
これら複数の太陽光発電装置に関する費用を、必要に応じて合計して求めるので、費用計算を正確に求めることが可能となる。この費用の合計金額または前記合計金額がある一定金額に達するまでの期間、または、各時刻毎の合計金額に基づいて、指標情報１８を算出するので、この指標情報１８を、ユーザーにとって把握し易い指標とすることができる。このような把握し易い指標をユーザーが確認したうえで、所望の太陽光発電装置を選択することができる。
【０１０４】
また指標は、太陽光発電装置の発電能力または前記発電能力から算出することができる値と、少なくともこの太陽光発電装置の設置費用、維持費用、廃棄費用、および前記太陽光発電装置を用いて発電した電気の売買代金のうちの少なくともいずれかを含む収支金額を表す値との差分が、設定値になるまでの期間であってもよいので、前記期間が表示され、この表示された期間に基づいてユーザーの希望する太陽光発電装置を設計することが可能となる。このようにユーザーにとって把握し易い前記期間に基づいて、太陽光発電装置を設計できるので、太陽光発電装置を迅速に設計することができる。
【０１０５】
またモジュール枚数が１以上上限値以下の各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、異なるモジュール枚数を含む複数のレイアウト情報１６を、もれなくかつ簡単に求めることができる。レイアウト計算手段５は、設定される発電能力に基づいて、前記発電能力を満たすモジュール枚数のうち各枚数太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、たとえば複数種類の太陽電池モジュールから成り、かつ発電能力が異なるような条件を少なくとも満たす複数のレイアウト情報１６を、容易に求めることができる。
【０１０６】
設定される太陽光発電装置に関する費用に基づいて、前記費用を満たすモジュール枚数のうち各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、たとえば複数種類の太陽電池モジュールから成り、かつ費用が異なるような条件を少なくとも満たす複数のレイアウト情報１６を、容易に求めることができる。屋根面毎に太陽電池モジュールを配置するか否かが決定され、複数の屋根面のうち、太陽電池モジュールを配置すると決定した条件を満たす屋根面に関して、太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、太陽電池モジュールを複数の屋根面にバランスよく配置することが可能となる。たとえば、屋根面の一部にのみ太陽電池モジュールが配置されているという美観上好ましくないレイアウト情報１６を排除することも可能となる。
【０１０７】
予め設定される日射量以上の屋根面に関して、太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、限られた条件のなかで、発電能力の高いレイアウトを示すレイアウト情報１６だけを計算することができる。したがって太陽光発電装置を迅速にかつ簡単に設計することができる。また上述したコンピュータ１９に、太陽電池モジュールのレイアウト設計方法を実行させることができるので、レイアウト設計時間の短縮を図ることができる。コンピュータ読取可能なロム２０に、レイアウト設計プログラムを記憶しているので、ロム２０をコンピュータ１９に読み込ませることによって、太陽電池モジュールのレイアウト設計方法を実行させることができる。
【０１０８】
本発明の実施の他の形態として、一定期間における発電量は、必ずしも１カ月あたりの発電量に限定されるものではなく、様々な一定期間における発電量に規定する場合もあり得る。つまり一定期間を、たとえば１日に設定することも可能であり、たとえば３カ月に設定することも可能である。本実施形態においては、収支金額の上限値情報と発電能力の下限値情報とを含む要求仕様情報を求めているが、収支金額の上限値情報だけを含む要求仕様情報を求めてもよい。また発電能力の下限値だけを含む要求仕様情報を求めてもよい。その他、前記実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。
【０１０９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、指標算出手段は、求められたレイアウト情報とモジュール情報とコスト情報とを用い、太陽光発電装置の発電能力と、収支金額との関係を対比して示す指標を表す指標情報を求め、指標表示手段は前記指標を表示する。このように各レイアウト設計におけるレイアウト情報を求め、その求められたレイアウト情報に関連した発電能力と収支金額とを対比する指標を表示することができる。これによってユーザーは、表示される複数の指標を確認して、ユーザーの希望に合致する太陽光発電装置を選択することが可能となる。ユーザーの希望に基づいて、設計者は、たとえば収支金額に対して発電量の多い太陽光発電装置を容易に設計することができる。
【０１１０】
また本発明によれば、収支金額の上限値情報および発電能力の下限値情報の少なくともいずれか１つを、ユーザーの要求する情報として取得することができるうえ、前記情報によって求めたレイアウト情報を必然的に選択することができるので、ユーザーは、各レイアウト情報が要求する条件に合致するか否かを確認または判断する必要がなく、ユーザーの希望に合致する太陽光発電装置を選択することができる。
【０１１１】
また本発明によれば、発電能力、一定期間における発電量、この発電量を売却した売価、発電量を二酸化炭素削減量に換算した値、発電量が所定量に達する期間、および前記売価が一定価格に達する期間、前記二酸化炭素削減量が一定量に達する期間のうちの少なくともいずれかを元に、指標情報を求めるので、この指標情報をユーザーにとって把握し易い指標とすることができる。
【０１１２】
また本発明によれば、太陽光発電装置の設備費用、維持費用、廃棄費用、および前記太陽光発電装置を用いて発電した電気の売買代金のうちの少なくともいずれかと、これら収支金額の合計金額がある一定の金額に達するまでの期間とを含んで、太陽光発電装置に関する収支金額が求められている。したがって、前記収支金額を正確に求めることが可能となる。少なくとも収支金額の合計金額がある一定の金額に達するまでの期間に基づいて、指標情報を求めるので、この指標情報をユーザーにとって把握し易い指標とすることができる。
【０１１３】
また本発明によれば、太陽光発電装置の発電能力を表す値と、収支金額を表す値との差分が設定値になるまでの期間が指標として表示され、表示された前記期間に基づいてユーザーの希望する太陽光発電装置を設計することが可能となる。ユーザーにとって把握し易い前記期間に基づいて、太陽光発電装置を設計することができるので、太陽光発電装置を迅速に設計することができる。
【０１１４】
また本発明によれば、太陽光発電装置の発電能力を表す値と、太陽光発電装置に関する収支金額を表す値との少なくともいずれか一方と、指標情報との対応関係が、指標表示手段によって表示されるので、発電能力を表す値と収支金額を表す値との少なくともいずれか一方と、指標情報との対応関係を容易に把握することができる。したがってユーザーの希望する太陽光発電装置を迅速に設計することが可能となる。
【０１１５】
また本発明によれば、モジュール枚数が１以上上限値以下の各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、異なるモジュール枚数を含む複数のレイアウト情報を、もれなくかつ簡単に求めることができる。
【０１１６】
また本発明によれば、設定される発電能力に基づいて、前記発電能力を満たすモジュール枚数のうち各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、たとえば複数種類の太陽電池モジュールから成り、かつ発電能力が異なるような条件を少なくとも満たす複数のレイアウト情報を、容易に求めることができる。
【０１１７】
また本発明によれば、設定される太陽光発電装置に関する収支金額に基づいて、前記収支金額を満たすモジュール枚数のうち各枚数の太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、たとえば複数種類の太陽電池モジュールから成り、かつ収支金額が異なるような条件を少なくとも満たす複数のレイアウト情報を、容易に求めることができる。
【０１１８】
また本発明によれば、屋根面毎に太陽電池モジュールを配置するか否かが決定され、複数の屋根面のうち、太陽電池モジュールを配置すると決定した条件を満たす屋根面に関して、太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、太陽電池モジュールを複数の屋根面にバランスよく配置することが可能となる。たとえば、屋根面の一部にのみ太陽電池モジュールが配置されているという美観上好ましくないレイアウト情報を排除することも可能となる。
【０１１９】
また本発明によれば、予め設定される日射量以上の屋根面に関して、太陽電池モジュールの配置を求めることができるので、限られた条件のなかで、発電能力の高いレイアウトを示すレイアウト情報だけを計算することができる。したがって太陽光発電装置を迅速にかつ簡単に設計することができる。
【０１２０】
また本発明によれば、各レイアウト設計におけるレイアウト情報を求め、その求められたレイアウト情報に関連した発電能力と収支金額とを対比する指標を表示することができる。これによってユーザーは、表示される複数の指標を確認して、ユーザーの希望に合致する太陽光発電装置を選択することが可能となる。ユーザーの希望に基づいて、設計者は、たとえば収支金額に対して発電量の多い太陽光発電装置を容易に設計することができる。
【０１２１】
また本発明によれば、コンピュータに、太陽電池モジュールのレイアウト設計方法を実行させることができる。これによって、レイアウト設計時間の短縮を図ることが可能となる。
【０１２２】
また本発明によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体が、コンピュータに読み込まれることによって、コンピュータに上述するレイアウト設計方法を実現させることができ、ユーザーの希望する太陽光発電装置を短時間で容易に設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である太陽電池モジュールのレイアウト設計装置１を示すブロック図である。
【図２】レイアウト設計装置１の制御系のブロック図である。
【図３】レイアウト設計装置１のプログラムの動作を段階的に示すフローチャートである。
【図４】要求仕様情報１１の例を示す図である。
【図５】屋根情報１２の例を示す図である。
【図６】屋根面３２〜３５毎の日射量情報１３を示す図である。
【図７】各太陽電池モジュールの出力値を含むモジュール情報１５を示す図である。
【図８】モジュール枚数が１以上上限値以下の各枚数の太陽電池モジュールのレイアウト情報１６を求めるフローチャートである。
【図９】レイアウト情報１６を示す図である。
【図１０】出力値を満たす太陽電池モジュールのレイアウト情報１６を求めるフローチャートである。
【図１１】出力値を満たす太陽電池モジュールのレイアウト情報１６を求めるフローチャートである。
【図１２】出力値を満たす太陽電池モジュールの組合せ例を示す図である。
【図１３】費用を満たす太陽電池モジュールのレイアウト情報１６を求めるフローチャートである。
【図１４】費用を満たす太陽電池モジュールのレイアウト情報１６を求めるフローチャートである。
【図１５】費用を満たす太陽電池モジュールの組合せ例であって、費用の合計が６万円以下となる必要十分なモジュールの組合せ例を示す図である。
【図１６】コスト情報１７を示す図である。
【図１７】指標情報１８の表示例を示す図である。
【符号の説明】
１　レイアウト設計装置
２　要求仕様取得手段
３　屋根情報取得手段
４　日射量情報取得手段
８　指標算出手段
９　レイアウト情報選択手段
１０　指標表示手段
１１　要求仕様情報
１２　屋根情報
１３　日射量情報
１５　モジュール情報
１６　レイアウト情報
１７　コスト情報
１８　指標情報
２０　ロム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a layout design apparatus and a layout design method for a solar cell module applied to, for example, a photovoltaic power generator arranged on a roof of a house.
[0002]
[Prior art]
A photovoltaic power generation device is a device that directly converts light energy into electric power by receiving irradiated sunlight. A solar power generation device does not generate carbon dioxide or the like at the time of power generation, has less influence on the surrounding environment than other power generation devices, and is used as a clean power generation device. With increasing awareness of environmental issues, solar power generation devices are being installed not only in public buildings but also in ordinary houses.
[0003]
The photovoltaic power generator is configured by combining several to several tens of solar cell modules. Further, a solar cell module used in a solar power generation device is configured by combining several tens of solar cells composed of semiconductor elements. The solar cell module is conveyed to a construction site in a state configured in advance in a manufacturing factory. A plurality of solar cell modules are combined at a construction site according to the shape of a building to be installed to form a solar power generation device.
[0004]
When installing solar power generators on the roof of a house, all roof surfaces except for the solar roof with low sunlight, for example, the northern roof surface (provided that the solar cell module is installed in the northern hemisphere and at a certain latitude or higher) , To maximize the solar cell module. This is because the relative position of the northern hemisphere of the earth and the sun, or the trajectory of the sun, does not provide enough sunlight on the northern roof surface without measuring or predicting the amount of sunlight. It is. In addition to excluding the arrangement of solar cell modules on the northern roof surface from the beginning, how to arrange as many solar cell modules as possible on other roof surfaces depends on which roof surface This is because the method is simpler than a method of determining whether to arrange a certain number of solar cell modules or not, and the largest amount of power can be generated in a house. Thus, a method of arranging as many solar cell modules as possible on the roof of a house is a desirable method for a solar cell module manufacturer because it is possible to sell as many solar cell modules as possible.
[0005]
As described above, there are the following design support methods for determining an arrangement position when providing a solar cell module on a roof. This solar power generation device design support method includes a first step of acquiring information representing a form of a solar cell module, a second step of acquiring information representing a form of a surface on which the solar cell module is arranged, and a solar cell. And a third step of acquiring information representing the arrangement condition of the module, and calculating arrangement information for arranging the solar cell module in the area to be arranged based on the information acquired in the first and second steps. And a fifth step of outputting the arrangement information calculated in the fourth step. In addition, in order to arrange as many solar cell modules as possible on the roof surface, the maximum number of arranged modules is calculated for each row in which the solar cell modules are aligned, and the modules are arranged in continuous rows having the same maximum number of arranged modules. Solar cell modules are classified into solar cell module groups (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-29926 (pages 8-9, FIG. 6)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The prior art disclosed in Patent Literature 1 is a technique for arranging the maximum number of solar cell modules that can be arranged on a roof surface, and it is possible to maximize the amount of power generation in a house. When the solar cell module is arranged, for example, the cost for purchasing and installing the solar cell module becomes high. In other words, there is a problem that the cost burden on the user increases as the number of solar cell modules to be arranged increases.
[0008]
Users need not only maximize the amount of power they generate, but also maximize their return on investment, that is, to obtain as much power as possible at the lowest possible cost. To obtain as much power generation as possible within a predetermined budget range, to obtain a specific power generation amount with a minimum investment amount, and the like. Others value performance related to the global environment, such as energy savings and carbon dioxide reductions.
[0009]
The conventional technology for arranging solar cell modules on the roof is a technology for calculating arrangement information for arranging as many solar cell modules as possible on the roof surface. The amount of investment in power generation, the amount of energy saved, the amount of carbon dioxide reduced, and the like could not be determined, and the demands of users could not be sufficiently met.
[0010]
The reason why the prior art of arranging as many solar cell modules as possible on the roof surface cannot design a photovoltaic power generator that maximizes the return on investment will be described. On one roof, there is a so-called sunny place where the sunlight is irradiated without being blocked, and a so-called sunny place where the sunlight is blocked. Normally, at the latitudes above a certain level in the Northern Hemisphere, the southern roof surface (sometimes simply referred to as the south surface) has the best sunshine and the most power generation per unit area. The roofs on the east and west sides are less sunny than the roofs on the south side and generate less electricity per unit area.
[0011]
Therefore, by arranging the solar cell module preferentially in a sunny place, it is possible to obtain a solar power generation device having a high power generation capacity per quantity of the solar cell module. When the number of the solar cell modules is small, all the solar cell modules can be arranged on the sunny south side, so that the power generation capacity per the number of the solar cell modules can be increased. Conversely, if the number of PV modules is large, it is not possible to place all PV modules on the sunny southern surface alone. I have no choice. In order to further increase the number of solar cell modules to be installed, install solar cell modules in places where sunlight is blocked and shade is long, and on the northern roof surface, where solar cell modules are not normally arranged. become. Therefore, the power generation capacity per quantity of the solar cell module is reduced.
[0012]
On the other hand, for example, there is almost no difference in the cost required for installing the solar cell module between the south side, the east side, and the west side. Therefore, it may be possible to obtain a higher return on investment by arranging fewer solar cell modules only in a sunny place than by arranging the maximum number of solar cell modules on a conventional roof surface. Then, the return on investment could not always be maximized.
[0013]
The reason why the prior art cannot design a photovoltaic power generation device that can meet the demands of the user will be described in more detail. It is also affected by the inclination angle of the surface and the presence of a shield that casts a shadow on the roof surface. Therefore, even on one roof surface, the sunlight differs depending on the location, and a place suitable for photovoltaic power generation and a place not suitable for photovoltaic power generation are mixed, and the power generation efficiency is different from each other.
[0014]
In addition, when installing a photovoltaic power generation device, a user needs not only the cost of installing individual solar cell modules, but also the cost of research and design, the cost of a power conditioner, and the like. Therefore, even if the solar cell module is arranged only in a place where investment and power generation efficiency are good, the best investment and power generation efficiency for the entire photovoltaic power generator is not always obtained. In other words, if a photovoltaic power generator that more or less strictly evaluates the index for evaluating the photovoltaic power generator is designed, the cost is different based on the above-described many conditions, and the power generation capacity is highest at the cost. A plurality of design plans are designed for the photovoltaic power generation device considered to be. Then, after calculating an index for evaluating the photovoltaic power generator for each design plan, it is necessary to compare the indexes and select one plan from a plurality of design plans.
[0015]
Therefore, an object of the present invention is to first design a photovoltaic power generation device having a high power generation capability easily with respect to the cost required for the photovoltaic power generation device. Third, to easily design a photovoltaic power generation device with high power generation capability within the cost of the device, and thirdly, to easily design a low-cost photovoltaic power generation device with a predetermined power generation capability. Fourth, a solar power generation apparatus that can be installed on an arbitrary roof surface, the cost is different, and a plurality of design proposals are designed for the solar power generation apparatus having the highest power generation capacity at the cost, and To provide a layout design apparatus and a layout design method for a solar cell module that calculate and display an index for evaluating a desired solar power generation device and select any one of the plurality of design plans. A.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a roof information acquisition unit that acquires roof information for arranging a solar cell module,
Solar radiation information acquisition means for acquiring solar radiation information for the roof represented by the roof information,
Using the roof information and the solar radiation information, performing a plurality of layout designs to determine the arrangement of the solar cell modules with respect to the roof, layout calculation means for obtaining layout information including the number of modules of the solar cell module in each layout design,
Using the layout information, module information including the output value of the solar cell module, and cost information including the amount of money related to the solar power generation apparatus, the power generation capacity of the solar power generation apparatus in which the solar cell module is laid out on the roof, An index calculating unit that obtains index information indicating an index indicating a relationship between the amount of the solar power generation device and the balance,
A layout design apparatus for a solar cell module, comprising: index display means for displaying the index.
[0017]
According to the present invention, the roof information obtaining means obtains roof information for arranging the solar cell modules, and the solar radiation information obtaining means obtains solar radiation information for the roof represented by the roof information. The layout calculating means uses the roof information and the solar radiation information to design a plurality of layouts for obtaining the arrangement of the solar cell modules on the roof. Thereafter, the layout calculation means obtains layout information of the solar cell module in each layout design.
[0018]
The index calculation means uses the obtained layout information, module information, and cost information to obtain index information representing an index indicating the relationship between the power generation capacity of the photovoltaic power generation device and the amount of money. The index display means displays the index. As described above, the layout information in each layout design is obtained, and an index for comparing the power generation capacity and the income and expenditure related to the obtained layout information can be displayed. This allows the user to check the displayed indices and select a photovoltaic power generation device that meets the user's wishes.
[0019]
Further, the present invention provides a required specification obtaining means for obtaining required specification information including at least one of upper limit information of a balance amount and lower limit information of a power generation capacity of a solar power generation device,
Layout information selecting means for selecting the layout information calculated by the layout calculating means on condition of the required specification information,
The index display means displays index information relating to the selected layout information.
[0020]
According to the present invention, the required specification obtaining means obtains required specification information including at least one of the upper limit information of the balance and the lower limit information of the power generation capacity. The layout information selecting means selects the layout information on condition of the acquired required specification information. Thereafter, the index display means displays index information regarding the selected layout information. Therefore, at least one of the upper limit value information of the income and expenditure and the lower limit value information of the power generation capacity can be obtained as information requested by the user, and the layout information obtained by the information is necessarily selected. Therefore, the user does not need to confirm or judge whether or not each layout information satisfies the required conditions, and can select a solar power generation device that meets the user's desire.
[0021]
In the present invention, the power generation capacity is a power generation capacity, a power generation amount for a certain period, a selling price of the power generation amount, a value obtained by converting the power generation amount into a carbon dioxide reduction amount, a period in which the power generation amount reaches a predetermined amount, and It is characterized by including at least one of a period in which the selling price reaches a certain price and a period in which the carbon dioxide reduction amount reaches a certain amount.
[0022]
According to the present invention, the power generation capacity, the power generation amount for a certain period, the selling price of this power generation amount, the value obtained by converting the power generation amount into the amount of carbon dioxide reduction, the period in which the power generation amount reaches a predetermined amount, and the selling price being a constant price , The index information is obtained based on at least one of the periods during which the carbon dioxide reduction amount reaches a certain amount, and thus the index information can be an index that can be easily grasped by the user.
[0023]
Also, the present invention provides a
At least one of the installation cost of the solar power generation device, the maintenance cost, the disposal cost, and at least one of the trading value of electricity generated using the solar power generation device,
It is characterized by including a period until the total amount of these income and expenditure amounts reaches a certain amount.
[0024]
According to the present invention, there is at least one of the facility cost, the maintenance cost, the disposal cost of the photovoltaic power generator, and the trading value of the electricity generated by using the photovoltaic power generator, and the total amount of these revenues and expenditures. There is a demand for a revenue and expenditure for the photovoltaic power generator, including a period until a certain amount is reached. Therefore, it is possible to accurately calculate the balance. Since the index information is obtained based on at least the period until the total amount of the income and expenditure reaches a certain amount, the index information can be an index that can be easily grasped by the user.
[0025]
Further, the present invention provides an index,
A value representing the power generation capacity of the solar power generator,
The difference between at least the installation cost of the photovoltaic power generation device, the maintenance cost, the disposal cost, and the value representing the income and expenditure amount including at least one of the trading value of the electricity generated by using the photovoltaic power generation device is a set value. It is a period until it becomes.
[0026]
According to the present invention, a period until the difference between the value indicating the power generation capacity of the photovoltaic power generation device and the value indicating the balance amount reaches a set value is displayed as an index, and based on the displayed period, the user's It is possible to design a desired solar power generation device. As described above, the photovoltaic power generation device can be designed based on the period that is easy for the user to grasp, so that the photovoltaic power generation device can be quickly designed.
[0027]
Further, according to the present invention, the index display means includes:
At least one of a value representing the power generation capacity of the photovoltaic device and a value representing the amount of money paid for the photovoltaic device,
It is characterized by displaying the correspondence with the index information.
[0028]
According to the present invention, a correspondence relationship between the index information and at least one of a value representing the power generation capacity of the photovoltaic power generation device and a value representing the amount of money for the photovoltaic power generation device is displayed by the index display means. Therefore, the correspondence between the index information and at least one of the value representing the power generation capacity and the value representing the balance can be easily grasped. Therefore, it is possible to quickly design a solar power generation device desired by the user.
[0029]
Further, according to the present invention, the layout calculation means includes:
Based on a preset upper limit value of the number of modules, the arrangement of the solar cell modules in which the number of modules is equal to or more than 1 and equal to or less than the upper limit is obtained.
[0030]
According to the present invention, it is possible to determine the arrangement of the solar cell modules in which the number of modules is equal to or more than 1 and equal to or less than the upper limit value. Therefore, a plurality of layout information including different numbers of modules can be easily and completely obtained.
[0031]
Further, according to the present invention, the layout calculation means includes:
Based on the set power generation capacity, the arrangement of each number of solar cell modules among the number of modules satisfying the power generation capacity is obtained.
[0032]
According to the present invention, the arrangement of each number of solar cell modules among the number of modules satisfying the power generation capacity can be determined based on the set power generation capacity. A plurality of pieces of layout information satisfying at least the condition that the power generation capacity differs can be easily obtained.
[0033]
Further, according to the present invention, the layout calculation means includes:
The arrangement of each of the number of solar cell modules among the number of modules satisfying the balance is determined based on the set balance of the solar power generation device.
[0034]
According to the present invention, it is possible to determine the arrangement of each number of solar cell modules among the number of modules satisfying the income and expenditure based on the income and expenditure associated with the set solar power generation device. A plurality of pieces of layout information, which are composed of modules and satisfy at least the condition that the balance amount differs, can be easily obtained.
[0035]
The present invention also provides a roof comprising a plurality of roof surfaces,
The layout calculation means
Decide whether to arrange solar cell modules for each roof surface,
Among the plurality of roof surfaces, the arrangement of the solar cell modules is determined for the roof surface that satisfies the condition for determining the arrangement of the solar cell modules.
[0036]
According to the present invention, it is determined whether or not to arrange the solar cell module for each roof surface, and among the plurality of roof surfaces, the arrangement of the solar cell module is determined with respect to the roof surface that satisfies the condition determined to arrange the solar cell module. Therefore, it is possible to arrange the solar cell modules on a plurality of roof surfaces in a well-balanced manner. For example, it is also possible to eliminate layout information that is not aesthetically pleasing in that the solar cell modules are arranged only on a part of the roof surface.
[0037]
The present invention also provides a roof comprising a plurality of roof surfaces,
The layout calculation means
The arrangement of the solar cell modules is obtained with respect to the roof surface which is the solar radiation amount indicated by the solar radiation amount information and is equal to or greater than the preset solar radiation amount.
[0038]
According to the present invention, it is possible to determine the arrangement of the solar cell modules with respect to the roof surface having a solar radiation amount set in advance or more, so that only layout information indicating a layout having a high power generation capacity is calculated under limited conditions. can do. Therefore, the photovoltaic power generator can be designed quickly and easily.
[0039]
The present invention also provides a roof information acquisition step of acquiring information on a roof on which a solar cell module is arranged,
A process of acquiring solar radiation information for acquiring the amount of solar radiation for the roof represented by the roof information;
Using the roof information and the solar radiation information, performing a plurality of layout designs to determine the arrangement of the solar cell modules on the roof, a layout calculation step of obtaining layout information including the number of solar cell modules in each layout design,
Using the layout information, module information including the output value of the solar cell module, and cost information including the amount of money related to the solar power generation apparatus, the power generation capacity of the solar power generation apparatus in which the solar cell module is laid out on the roof, An index calculation step of obtaining index information representing an index indicating a relationship between the income and expenditure on the solar power generation device,
And an index display step of calculating and displaying the index.
[0040]
According to the present invention, in the roof information obtaining step, roof information for arranging the solar cell modules is obtained, and in the solar radiation information obtaining step, solar radiation information for the roof represented by the roof information is obtained. In the layout calculation step, a plurality of layout designs for obtaining the arrangement of the solar cell modules with respect to the roof are performed using the roof information and the solar radiation information. After that, the layout information of the solar cell module in each layout design is obtained. In the index calculation step, index information indicating an index indicating the relationship between the power generation capacity of the photovoltaic power generator and the amount of income and expenditure is obtained using the obtained layout information, module information, and cost information. Next, in the index display step, the index is displayed. As described above, the layout information in each layout design is obtained, and an index for comparing the power generation capacity and the income and expenditure related to the obtained layout information can be displayed. This allows the user to check the displayed indices and select a photovoltaic power generation device that meets the user's wishes.
[0041]
The present invention is also a program for causing a computer to execute the layout design method for a solar cell module.
[0042]
According to the present invention, a computer can execute a layout design method of a solar cell module. This makes it possible to reduce the layout design time.
[0043]
The present invention is also a computer-readable storage medium storing the program.
[0044]
According to the present invention, since the program is stored in a computer-readable storage medium, a layout design method for a solar cell module can be executed by reading the storage medium into a computer.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a layout design apparatus 1 for a solar cell module according to an embodiment of the present invention. A layout design apparatus 1 according to an embodiment of the present invention designs a photovoltaic power generation device (also referred to as a photovoltaic power generation system) including a layout design of a photovoltaic module based on a user request, and outputs a design result. It is a design device. In the present embodiment, “designing the layout of the solar cell module” is synonymous with “determining the arrangement of the solar cell module”. The following description includes a description of a layout design method of the solar cell module. A solar cell module may be simply referred to as a module.
[0046]
The photovoltaic power generation device is configured by combining a plurality of solar cell modules electrically, and each solar cell module is configured by combining a plurality of solar cells. A solar cell is made of a semiconductor element, and receives a light to cause a current to flow. A solar power generation device including a solar battery cell generates power by receiving sunlight. In such a solar power generation device, a plurality of types of solar cell modules described later are combined. In a solar power generation device, a plurality of types of solar cell modules having different shapes are combined in accordance with an installation portion of a roof.
[0047]
The layout design apparatus 1 for designing the layout of the solar cell module includes a required specification acquisition unit 2, a roof information acquisition unit 3, a solar radiation amount information acquisition unit 4, a layout calculation unit 5, and a power generation capacity calculation unit 6. And a cost calculation means 7, an index calculation means 8, a layout information selection means 9, and an index display means 10. The required specification acquisition means 2 acquires a required specification described later for the photovoltaic power generation device, and outputs it as required specification information 11. The roof information obtaining means 3 obtains and outputs roof information 12 which is information relating to a roof of a house in which the solar cell modules are arranged. The solar radiation amount information obtaining means 4 obtains the solar radiation amount at each position of the roof based on the roof information 12 and the solar radiation amount information 13 which are outputted, and outputs it as roof surface solar radiation amount information 14. The solar radiation amount information 13 stores information on the amount of solar radiation.
[0048]
The layout calculation means 5 performs a plurality of layout designs for one roof information 12 using the roof information 12, the solar radiation information 13 and the module information 15, and includes a layout including the number of solar cell modules in each layout design. Information 16 is requested. The module information 15 is information such as an output value of the solar cell module, and stores information on the solar cell module. The power generation capacity calculation means 6 calculates the power generation capacity of the photovoltaic power generation device represented by the layout information 16 based on the obtained layout information 16 and module information 15, and outputs the calculated power generation capacity information.
[0049]
The cost calculation means 7 calculates a cost as a balance of the photovoltaic power generation device based on the layout information 16 and the cost information 17 and outputs the cost as cost information. The index calculating means 8 obtains index information 18 representing an index indicating the power generation capacity and the cost based on the power generation capacity information and the cost information. The layout information selecting means 9 selects the layout information 16 on condition of the required specification information 11. In other words, the layout information selecting means 9 selects the layout information 16 that conforms to the required specification indicated by the required specification information 11. The index display means 10 displays the index.
[0050]
FIG. 2 is a block diagram of a control system of the layout design device 1. The layout design device 1 is realized by, for example, a computer 19. Specifically, a program for causing the computer 19 to execute the layout design method of the solar cell module (hereinafter, also referred to as a layout design program) is, for example, a ROM 20 (ROM: Read Only) as a computer-readable storage medium. Memory). The computer 19 includes a microcomputer including a central processing unit 21 (CPU: Central Processing Unit), the ROM 20 and the ram 22 (RAM: Random Access Memory), an auxiliary storage device 23, a bus 24, and an input / output interface. 25 and drive circuits 26 and 27. The central processing unit 21, ROM 20, ram 22, and auxiliary storage device 23 are electrically connected to an input / output interface 25 via a bus 24. The layout design program is executed by the central processing unit 21.
[0051]
The input / output interface 25 is electrically connected to a display 28 and a printer 29 as index display means via drive circuits 26 and 27, respectively. A keyboard 30 and a pointing device 31 as input means are electrically connected to the input / output interface 25, respectively. Using such a computer 19 and the peripheral devices 28 to 31, the designer can quickly and easily design a solar power generation device desired by the user as described later.
[0052]
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the program of the layout design apparatus 1, which shows the layout design method of the solar cell module of the present invention step by step. First, in step s0, if the required specifications, roof information, and solar radiation amount information can be obtained, the process proceeds to step s1, and the operation is started. In the required specification acquiring step of step s1, the required specification acquiring means 2 acquires the required specification and outputs it as the required specification information 11. Here, the required specification is an essential condition of the photovoltaic power generator. The required specification condition may be any conditional expression that can be determined as true or false for each layout information 16. For example, information indicating the purchase of the photovoltaic power generator, the range of the installation cost, or the range of the power generation capacity can be determined as true or false with respect to each layout information 16, and thus is appropriate as the required specification information 11. FIG. 4 is a diagram showing an example of the required specification information 11. In the required specifications of FIG. 4, a condition of "2 million yen or less" is set for the item of "purchase and installation cost", and a condition of "3 kW or more" is set for the item of "power generation capacity". Have been. For example, a condition of “2 million yen or less” for the item of “purchase and installation cost” in the required specifications corresponds to the upper limit information of the amount of income and expenditure. For example, the condition of “3 kW or more” for the item of “power generation capacity” in the required specifications corresponds to the lower limit of the power generation capacity.
[0053]
Next, in the roof information acquisition step of step s2, the roof information acquisition means 3 acquires and outputs the roof information 12 on which the photovoltaic power generator is to be installed. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the roof information 12. The roof information 12 shown in FIG. 5 includes an installation location of the solar cell module and a roof shape. As the installation location, for example, a value of “34 ° 37 minutes north latitude, 135 ° 50 minutes east longitude” is given, but if the information indicates the installation location, not only the definition by latitude and longitude as shown in FIG. It may be defined by an address or zip code using a country name, a prefecture name, a municipal name, or the like.
[0054]
As the roof shape, a roof shape including four roof surfaces, a first roof surface 32, a second roof surface 33, a third roof surface 34, and a fourth roof surface 35, is defined. In addition, each roof surface has its shape, tilt azimuth, and tilt angle defined. Specifically, the first roof surface 32 has a trapezoidal shape with a base length L, and the tilt direction is defined as south, and the tilt angle is specified as, for example, about 30 degrees. The length L is specified to be, for example, about 20 m. The second roof surface 33 has a triangular shape with a base length H, and the inclination direction is set to the east, and the inclination angle is set to, for example, about 30 degrees. The third roof surface 34 has a trapezoidal shape with a base length L, and the inclination direction is defined as north, and the inclination angle is, for example, about 30 degrees. The fourth roof surface 35 has a triangular shape with a base length H, and the inclination direction is set to west, and the inclination angle is set to, for example, about 30. The length L is specified to be, for example, about 20 m. The length H is specified, for example, to be about 10 m. In FIG. 5, the roof shape is described as a roof plan view, but this is for explanation. In the actual roof information, the roof shape is defined as data in a format that the computer 19 can store. A detailed data format may be a known data format used for, for example, a CAD (Computer Aided Design) for a building, and a detailed description thereof will be omitted.
[0055]
Next, in the solar radiation information acquisition step of step s3, the solar radiation information acquiring means 4 (also referred to as solar radiation acquiring means 4) acquires the solar radiation for the roof represented by the roof information 12 from the solar radiation information 13, and acquires the roof solar radiation. Output as quantity information 14. The solar radiation information 13 stores the solar radiation for each region, each azimuth, and each inclination. The solar radiation information 13 can be obtained from the New Energy and Industrial Science and Technology Development Organization (NEDO: New Energy and Industrial Technology Development Organization) as long as it is information in Japan. The roof information 12 includes area information (may be simply referred to as an area) as an installation location, an inclination direction of each of the roof surfaces 32 to 35, and an inclination angle. It is sufficient to extract the solar radiation information 13 that matches the inclination azimuth and the inclination angle of the roof surface 32 to 35 as the solar radiation amounts of the roof surfaces 32 to 35.
[0056]
If there is no solar radiation information 13 that matches the area and the inclination azimuth and the inclination angle of each of the roof surfaces 32 to 35, the solar radiation information 13 having a similar area, inclination azimuth, and inclination angle may be substituted. Alternatively, it may be obtained by complementing with a plurality of pieces of solar radiation information 13 in which the area, the tilt direction, and the tilt angle are close. FIG. 6 is a diagram showing the solar radiation information 13 for each of the roof surfaces 32 to 35. The solar radiation amount information 13 is the solar radiation amount for each of the roof surfaces 32 to 35 shown in FIG. Specifically, the amount of solar radiation on the roof surface 32 is, for example, about 3.79 kWh / m. ² , The amount of solar radiation on the roof surface 33 and the roof surface 34 is, for example, about 3.42 kWh / m. ² The amount of solar radiation on the roof surface 35 is, for example, “0”. Due to the influence of shadows and reflections, there may be a case where one roof surface 32 to 35 has a large amount of solar radiation and a small amount of solar radiation. In this case, one roof surface may be divided into a plurality of regions and the amount of solar radiation may be set for each region instead of the amount of solar radiation for each roof surface. When one roof surface is divided into a plurality of regions and the amount of solar radiation for each region is used, the solar radiation acquiring unit 4 can acquire a more accurate amount of solar radiation.
[0057]
Next, in the layout information calculation step of step s4, a plurality of layout information 16 is calculated for one piece of roof information 12, using the roof information 12, the roof surface solar radiation amount information 14, and the module information 15. FIG. 7 is a diagram showing module information 15 including output values of each solar cell module. FIG. 8 is a flowchart for obtaining the layout information 16 of each of the solar cell modules whose number of modules is equal to or greater than 1 and equal to or less than the upper limit. A specific example of calculating the plurality of layout information 16 will be described with reference to FIG. 8. In step a1, a variable N indicating the number of solar cell modules in the layout design is initialized to “1”.
[0058]
In step a2, based on the roof information 12 and the module information 15, the layout calculating means 5 determines the maximum number of modules MMAX. Is calculated. The maximum number of modules MMAX. Corresponds to the upper limit of the number of modules. As shown in FIG. 7, the module information 15 includes a plurality of model numbers indicating the type of module, an output value for each model number, and a module shape. The output value here is the power generation capacity of each module under specific conditions including a predetermined amount of solar radiation.
[0059]
The module information 15 has three model numbers M-155, M-75, and KM-40R as a plurality of model numbers. Among these three model numbers, a model number M-155 has a corresponding output value α (the output value α is, for example, about 155 kWh) and rectangular information of x1 × y1 as the shape. x1 is set to, for example, about 3 m, and y1 is set to, for example, about 1 m. For the model number M-75, a corresponding output value β (the output value β is, for example, about 75 kWh) and rectangular information of x2 × y2 as the shape are provided. x2 is set to, for example, about 1.5 m, and y2 is set to, for example, about 1 m. For the model number KM-40R, the corresponding output value γ (the output value γ is, for example, about 40 kWh) and information of a pentagonal shape obtained by removing one corner of a rectangular shape of x3 × y3 are provided. x3 is set to, for example, about 1.2 m, and y3 is set to, for example, about 1 m. In the flowchart of FIG. 8, since only one type of module must be used, the following description will be made assuming that only the model number M-155 is used.
[0060]
In step a3, the number of modules MMAX. It is determined whether or not: The number of modules MMAX. If it is below, proceed to step a4. In step a4, the layout calculation means 5 performs a layout calculation of the solar cell module with the number of modules as a variable N using the roof information 12 and the roof surface solar radiation amount information 14, and outputs the layout information 16. The layout information 16 is information indicating which model number of the solar cell module is arranged at which position on the roof surfaces 32 to 35.
[0061]
Specifically, the layout information 16 is a list listing the coordinates of the roof surfaces 32 to 35 and the roof surface, and the model numbers of the solar cell modules. A specific layout calculation method may be performed up to the calculation of the layout information 16 relating to the N-th solar cell module, and the processing may be ended there. It is more preferable to use an algorithm for arranging the solar cell modules preferentially on the roof surfaces 32 to 35 having a large solar radiation amount based on the roof solar radiation amount information 14, since the power generation amount in a certain period increases. The power generation amount during the certain period is, for example, a power generation amount per month, and is indicated in a unit of kWh / month.
[0062]
FIG. 9 is a diagram showing the layout information 16. This layout shows an example where “N = 20” for the roof. That is, a total of 20 solar cell modules "model number M-155" are arranged only on the roof surface 32 where the amount of solar radiation is larger than the other roof surfaces. The total of 20 solar cell modules are arranged in 4 × 5. Furthermore, at least one of the type, location, quantity, and installation method of the members for installing the photovoltaic power generation device having the layout may be determined. Further, at least one of a type, an installation place, a quantity, and an installation method of the power conditioner for converting, storing, and managing the electricity output by the solar cell module may be determined. Further, a wiring for electrically connecting the module or the power conditioner may be determined and attached to the layout information.
[0063]
After step a4, in step a5, the value of the variable N is increased by one, and the process returns to step a3 again. In step a3, the number of modules MMAX. If it is determined that the value is larger, the process proceeds to step a6. In step a6, a plurality of layout information 16 calculated by repeating the subroutine of steps a3, a4, and a5 is output as design plan information, and the flow ends.
[0064]
The reason why the variable N is initialized to “1” in step a1 and “1” is added to the variable N in step a5 is that one or more of the MMAX. This is for performing the process of step a4 for all the variables N described below, but it is not always necessary to follow this. For example, an initial value that does not calculate the variable N that does not satisfy the required specification information 11 without calculating the layout may be determined in step a1. The variable that does not satisfy the required specification information 11 is, for example, synonymous with a variable that falls below the range of the power generation capability provided in the required specification information 11. In order to reduce the total calculation time, an arbitrary integer equal to or more than “2” may be added in step a5. In short, it is sufficient to calculate two or more pieces of layout information 16 having different power generation capacities.
[0065]
FIG. 10 and FIG. 11 are flowcharts for obtaining layout information of a solar cell module satisfying the output value. First, in step b1, a variable P representing an output value is initialized to a predetermined value. The value to be initialized is desirably set to the same value as the power generation capacity, that is, the output value of the photovoltaic power generator having the smallest power generation capacity. Next, in step b2, a combination of necessary and sufficient modules for which the sum of the output values is equal to or larger than the variable P is calculated.
[0066]
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of combinations of solar cell modules that satisfy output values. In this combination example, a combination of modules using model numbers M-155 and M-75 is shown, which is a necessary and sufficient module combination for making the total output value 300 kWh or more. In this case, a combination of two modules of the model number M-155 and zero modules of the model number M-75 is a combination of one module of the model number M-155 and two modules of the model number M-75. There are combinations and combinations of 0 modules of model number M-155 and 4 modules of model number M-75. The “necessary and sufficient” is a state in which the sum of the output values is equal to or more than P, and when the number of the modules is reduced by one, the sum of the output values falls below P.
[0067]
Next, in step b3, layout information 16 for arranging the module combination on the roof is calculated. This can be done by using the roof information 12 and the module information 15 to determine the arrangement position of modules that can be arranged on the roof. It is more preferable to use an algorithm for arranging the solar cell modules preferentially on the roof surface having a large amount of solar radiation based on the roof surface solar radiation amount information 14 because the amount of power generation increases. As described above, since the combination of modules is determined based on the output value P, if the output value is too large compared to the area of the roof surface, if all the solar cell modules cannot be arranged on the roof surface There is. In this case, it is determined that "disposition is impossible" and the process proceeds to the next step.
[0068]
Next, in step b4, the combination of modules that cannot be arranged is excluded, and only those that can be arranged, that is, those for which the layout information 16 has been calculated in step b3, remain. Next, in step b5, it is determined whether or not a combination of modules remains. If it is determined that the module combination remains, the process proceeds to step b6. In step b6, the cost is calculated for each module combination and layout information 16. The cost is calculated by the cost calculating means 7.
[0069]
Next, in step b7, the combination of the module with the lowest cost and the layout information 16 are selected. Next, in step b8, a predetermined value ΔP is added to the output value P. It is desirable that the predetermined value ΔP be the minimum output value of the solar cell module, since a large number of layout information 16 having different output values can be calculated. Further, when the output value P is set to a value larger than the output value of the solar cell module which is the minimum output value, the amount of calculation required for calculation is reduced, so that the number of calculation steps can be reduced. Therefore, the load on the central processing unit 21 can be reduced, and the layout information 16 can be output quickly. After executing Step b8, the process returns to Step b2, and the same processing is performed for a new output value.
[0070]
By repeating the subroutine of steps b2 to b8, for each output value P, the layout information 16 includes a necessary and sufficient number of modules that satisfy the output value P, and can be arranged on the roof surface represented by the roof information 12. In addition, the layout information 16 which is inexpensive can be calculated. If no module combination remains in step b5, the process proceeds to step b9. That is, if it is determined that there is no remaining combination of modules, the number of modules is already too large and all the modules cannot be arranged on the roof. Therefore, the repetition of the subroutine of steps b2 to b8 is completed, and in step b9, the layout information 16 for each output value P selected in step b7 is output.
[0071]
By using this flowchart, it is possible to calculate the layout information 16 with the lowest cost among the layouts that satisfy the output values. Further, by setting the initial value P and the added value ΔP to appropriate values, it is easy to calculate the layout information 16 that satisfies an arbitrary output value P. Further, layout information 16 including a plurality of types of solar cell modules can be obtained.
[0072]
FIG. 13 and FIG. 14 are flowcharts for obtaining the layout information 16 of the solar cell module satisfying the cost. First, in step c1, a variable C representing a cost such as a purchase cost of a solar cell module is initialized to a predetermined value. The value to be initialized is desirably the same value as the cost for the photovoltaic power generator with the lowest cost. Next, in Step c2, a necessary and sufficient combination of modules for calculating the total cost to be equal to or less than the variable C is calculated. FIG. 15 is a diagram showing an example of a combination of solar cell modules that satisfies the cost, that is, an example of a combination of necessary and sufficient modules whose total cost is 60,000 yen or less.
[0073]
If the cost of the model number M-155 is 30,000 yen and the cost of the model number M-75 is 20,000 yen, the number of the module number M-155 is 2 and the model number M-75 is 0. A combination of one module, one module of model number M-155 and one module of model number M-75, a combination of zero modules of model number M-155 and three modules of model number M-75 There are combinations of sheets. The “necessary and sufficient” is a state in which the total cost is equal to or less than the variable C, and when one module is added, the total cost exceeds the variable C.
[0074]
Next, in step c3, layout information 16 for arranging the module combination on the roof is calculated. This can be done by using the roof information 12 and the module information 15 to determine the arrangement position of modules that can be arranged on the roof. It is more preferable to use an algorithm for arranging the solar cell modules preferentially on the roof surface having a large amount of solar radiation based on the roof surface solar radiation amount information 4 because the amount of power generation increases. Since the combination of modules is determined based on the cost C, if the cost C is too large compared to the area of the roof surface, it may not be possible to arrange all the solar cell modules on the roof surface. In this case, it is determined that "disposition is impossible" and the process proceeds to the next step.
[0075]
Next, in step c4, a combination of modules that cannot be arranged is excluded, and only the arrangement possible, that is, the one for which the layout information 16 has been calculated in step c3 remains. Next, in step c5, it is determined whether or not a combination of modules remains. If it is determined that the module combination remains, the process proceeds to step c6. In step c6, the power generation capacity is calculated for each module combination and layout information 16. The calculation of the power generation capacity is performed by the power generation capacity calculation means 6.
[0076]
Next, in step c7, the module combination and layout information 16 having the highest power generation capacity are selected. Next, in step c8, a predetermined value ΔC is added to the cost C. It is desirable that the predetermined value ΔC be the minimum cost of the solar cell module, because a large number of layout information 16 having different costs can be calculated. Further, when the cost C is set to a value larger than the cost of the solar cell module which is the minimum cost, the amount of calculation required for calculation is reduced, so that the load on the central processing unit 21 can be reduced and the layout information 16 can be It can output quickly. After executing Step c8, the process returns to Step c2, and the same processing is performed for the new cost C.
[0077]
By repeating the subroutine of steps c2 to c8, the layout information 16 including the necessary and sufficient number of modules satisfying the cost C for each cost C, can be arranged on the roof surface represented by the roof information 12, and can generate power. It is possible to calculate the layout information 16 having high ability. If no module combination remains in step c5, the process proceeds to step c9. That is, if it is determined that there is no remaining combination of modules, the number of modules is already too large and all the modules cannot be arranged on the roof. Therefore, the repetition of the subroutine of steps c2 to c8 is completed, and in step c9, the layout information 16 for each cost C selected in step c7 is output.
[0078]
By using this flowchart, it is possible to calculate the layout information 16 having the highest power generation capability among the layouts satisfying the cost C. Further, by setting the cost C and the added value ΔC to appropriate values, it is easy to calculate a layout satisfying an arbitrary cost C. Further, layout information 16 including a plurality of types of solar cell modules can be obtained.
[0079]
As a method of a layout information calculating step different from the flowcharts shown in FIGS. 8, 10 and 11, 13 and 14, it is determined whether or not a solar cell module is installed for each roof surface, and layout information in the determined layout is determined. 16 may be calculated. For example, since the roof shown in FIG. 5 has a total of four roof surfaces 32 to 35 in the north, south, east and west, if there are two choices as to whether to arrange the solar cell module on each of the roof surfaces 32 to 35, All combinations have 2 4 powers, or 16 combinations.
[0080]
The layout information 16 may be calculated for these 16 combinations. In the case of this method, the determination as to whether or not to dispose the module is made on a roof surface basis. Therefore, it is possible to eliminate layout information that is not aesthetically pleasing, for example, that modules are arranged only on a part of the roof surface. The layout information 16 calculated by this method indicates that the amount of solar radiation for each module arranged on one roof surface is substantially uniform, or the power generation capacity per fixed cost required for each roof surface on which the module is arranged. The index information 18 often has a characteristic value due to the reason that the index information 18 can be increased. For example, compared with a method of calculating the layout information 16 that satisfies the number of modules N and the output value P, the layout information can be calculated by a small number of layout calculations. You can do the best layout design. The characteristic value is synonymous with a value that is superior or inferior to the conditions before and after the characteristic.
[0081]
It is not necessary to calculate the layout for the combination in which the modules are arranged on the north side where the power generation capacity is obviously low, without designing the layout. Also, the layout calculation need not be performed for a combination in which the module is not arranged on the south surface having a high power generation capacity. Thus, the number of steps for calculating the layout information 16 having a low power generation capacity can be omitted from the total output values of the modules to be arranged, thereby reducing the number of calculation steps. Therefore, the load on the central processing unit 21 can be reduced, and the layout can be calculated quickly. In the layout information calculation step, the layout calculation means 5 calculates a plurality of pieces of layout information 16 by the method described above.
[0082]
Next, as shown in FIG. 3, in a layout information selecting step s5, the layout information selecting means 9 selects the layout information 16 conforming to the required specification information 11. The required specification information 11 is a conditional expression that is a true or false value for each layout information 16. Therefore, it is necessary to calculate whether or not the required specification information 11 has a true or false value for each layout information 16, exclude the layout information 16 having a false value, and extract the layout information 16 having a true value. Just fine.
[0083]
To calculate whether the requirement specification information 11 is a true or false value, the conditional expression is divided into elements such as operators, functions, variables, and constants, and the expression is evaluated according to a predetermined grammar. Just fine. This is the same as data extraction using a conditional expression in a general database or the like, and a detailed description thereof will be omitted. If there is a variable indicating the power generation capacity in the conditional expression, the power generation capacity calculation means 6 may be used to calculate the power generation capacity information as needed. When there is a variable indicating the cost in the conditional expression, the cost information may be calculated using the cost calculating means 7 as necessary.
[0084]
For example, if the required specification information 11 is “(purchase, installation cost ≦ 2,000,000 yen) AND (power generation capacity ≧ 3 kW)” as shown in FIG. 4, the layout information selecting means 9 sends the layout information to the cost calculating means 7. Information indicating the purchase and installation costs of the photovoltaic power generation device 16 is calculated, and the power generation capability calculation means 6 calculates the power generation capability information. Next, “purchase and installation cost ≦ 2,000,000 yen” is evaluated to obtain a true or false value. Next, “power generation capacity ≧ 3 kW” is evaluated to obtain a true or false value. Finally, if the logical product of the value of “purchase and installation cost ≦ 2 million yen” and the value of “power generation capacity ≧ 3 kW” is calculated, the truth of the conditional expression in the layout information 16 can be obtained.
[0085]
A detailed description will be given of a method in which the power generation capacity calculation means 6 obtains the power generation capacity information of the photovoltaic power generation device represented by the layout information 16. The power generation capacity of each solar cell module is determined by installing the module provided in the roof solar radiation information 14. It can be obtained from the amount of solar radiation at the place where the information is to be written, the output value of the module included in the module information 15, and the like. Next, the power generation capacity of each photovoltaic power generation device is obtained by totalizing the power generation capacity of each module. At this time, the power generation capacity loss due to electrical distribution paths such as electrical wiring and a power conditioner is calculated, and if the loss is reduced from the power generation capacity, the power generation capacity of the photovoltaic power generator becomes more accurate. preferable.
[0086]
The method in which the cost calculation means 7 obtains the cost information of the photovoltaic power generation device represented by the layout information 16 will be described in detail. The cost information is at least one of installation, maintenance, disposal, and electricity trading of the photovoltaic power generation device. This is information representing the cost including any of them. Expenses related to the photovoltaic power generation system include design costs, equipment purchase costs, equipment transportation and installation costs, maintenance costs, inspection costs, management costs, repair costs, and the like.
[0087]
If you install a photovoltaic device in a place where you do not have the right to install and use the photovoltaic device, such as land or buildings owned by a third party, another person, the cost of the photovoltaic device is There is a rental fee or rent for using a building. When a photovoltaic power generator is leased, there is a lease fee as a cost related to the photovoltaic power generator. When selling a solar power generation device, there are a sales profit and a sales commission as costs related to the solar power generation device.
[0088]
If the photovoltaic device is a fixed asset, there is a property tax as a cost related to the photovoltaic device. In the case of insuring the consumption tax and the photovoltaic power generator related to the above-mentioned various expenses, insurance premiums and the like are required as expenses relating to the photovoltaic power generator. In the case where the generated electricity is transmitted through a transmission line having no right to use, there is a transmission fee as a cost related to the solar power generation device. When selling electricity, there is a sale commission as a cost related to the solar power generator. If there is a subsidy from the government, local government, etc., there is a subsidy as a cost for solar power generation equipment. The consumption tax related to the transfer of money, the disassembly cost for dismantling and disposing of the solar power generation device in the future, the disposal cost, and the tax on that occasion are the costs for the solar power generation device.
[0089]
FIG. 16 is a diagram showing the cost information 17. The cost information 17 shown in FIG. 16 includes purchase, maintenance, and disposal of design costs, equipment, construction and demolition basic charges, equipment transportation charges, land and building usage charges, insurance charges, subsidies and taxes, and electricity sales expenses. Indicates the amount. The design cost is classified according to whether the construction method is a roof material integrated type or an extension type to an existing roof. Roof-integrated types are further classified according to the difference in power generation capacity, and types that are added to existing roofs are further classified according to the difference in power generation capacity.
[0090]
In the equipment, the cost is set for each model number of the solar cell module, and the cost is set for each member. However, when the above-mentioned equipment is a lease, it may be calculated as a lease cost. The installation cost of the equipment includes the purchase cost and the installation cost of the equipment. Equipment disposal costs include demolition costs, equipment disposal or sale costs, and (if available) sale gains. The equipment transportation volume is the cost of the equipment to be transported, and will be separately estimated when transporting further from the destination. Land and building usage fees shall be entered for each door. The insurance premium shall be calculated based on equipment costs, accident risk, and the like. Subsidies and taxes shall be calculated based on laws, systems, etc. The power selling cost is calculated based on the amount of power sold.
[0091]
In FIG. 16, there are many items as the cost information 17, but most of the cost is often the purchase cost of the equipment. Therefore, if at least the purchase cost of the equipment is included in the cost information 17, the outline of the cost is shown. Can be calculated. Therefore, it is not necessary to account for all the information described above. However, it is more desirable to account for many costs related to the total cost, as it is more accurate.
[0092]
Next, in the index calculating step s6, the index calculating means 8 calculates the index information 18. The index information 18 is an index for comparing a value indicating a merit regarding installation of the photovoltaic power generator with a value indicating a demerit. The index calculation means 8 may cause the power generation capacity calculation means 6 to calculate power generation capacity information as needed, and may calculate the index information 18 based on the power generation capacity information. Further, the index calculating means 8 may cause the cost calculating means 7 to calculate the cost information as needed, and calculate the index information 18 based on the cost information.
[0093]
The value representing the merit is a power generation capacity or a value that can be calculated from this power generation capacity, and a value that can be calculated from this power generation capacity corresponds to a value that indicates the power generation capacity of the solar power generation device. The value representing such an advantage is, that is, the selling price when selling the generated power or the generated power for a certain period, a value obtained by converting the generated power into a carbon dioxide reduction amount, a period in which the generated power reaches a predetermined amount, And at least one of a period in which the selling price reaches a certain price and a period in which the carbon dioxide reduction amount reaches a certain amount. Many of these values are values that are approximately proportional or approximately inversely proportional to the power generation capacity. The value indicating the demerit is a cost related to at least one of installation, maintenance, disposal, and sales of electricity of the solar power generation device. Further, the value indicating the disadvantage may be a period during which the cost reaches a certain amount.
[0094]
The index information 18 is an index for comparing a value indicating a merit regarding installation of the photovoltaic power generator with a value indicating a demerit. For example, as an index, there is a power generation capacity per total cost when a photovoltaic power generation device is introduced. That is, any index may be used as long as it is an advantage and a disadvantage in relation to the installation of the photovoltaic power generator. In addition, the index is a value that can be calculated from the power generation capacity of the photovoltaic power generator or the power generation capacity that is a layout, and at least the installation cost, maintenance cost, disposal cost, and the photovoltaic power generation device of the photovoltaic power generation device. The difference from the value representing the income and expenditure including at least one of the trading value of the electricity generated by the use may be a period until it reaches the set value. The period until the set value is reached is, for example, an investment recovery period, that is, a period until the investment amount becomes equal to the power sale amount.
[0095]
Finally, in the index display step s7, the index display means 10 displays the index. Since the user can know the index related to each layout information 16, the user can select his / her desired layout information 16 while referring to the value of the index. At this time, it is more preferable to display two correspondences of the value indicating the merit, the value indicating the demerit, and the index information 18 of the photovoltaic power generator in a graph because the two correlations can be easily understood. FIG. 17 is a diagram illustrating a display example of the index information 18.
[0096]
That is, FIG. 17 is a diagram in which the power generation efficiency and the investment recovery period, which are the index information 18, are plotted on a graph, with the introduction time, which is the cost information, as one axis. The investment recovery period is a value obtained by dividing the initial investment amount (yen) by a value obtained by multiplying a power generation amount (kWh / month) and a power selling price (yen / kWh) in a certain period. The power generation efficiency is a value obtained by dividing the power generation capacity (kW) by the initial investment amount (yen). The graph is displayed on at least one of the display 28 and the printer 29 described above.
[0097]
Therefore, the relationship between the power generation efficiency and investment recovery period and the cost at the time of introduction for a certain period is displayed in a graph, so it is easy to grasp the correspondence between these power generation efficiency and investment recovery period and the cost at the time of introduction. Can be. Therefore, it is possible to quickly design a solar power generation device desired by the user.
[0098]
According to the solar cell module layout design device 1 described above, in particular, the index calculating means 8 uses the obtained layout information 16, module information 15, and cost information 17 to determine the power generation capacity of the solar power generation device, Index information 18 indicating an index indicating the relationship with the balance is calculated. The index display means 10 displays the index. As described above, the layout information 16 in each layout design is obtained, and an index for comparing the power generation capacity and the income and expenditure related to the obtained layout information 16 can be displayed. Thus, the user can check the displayed plurality of indices and select a photovoltaic power generator that meets the user's desire.
[0099]
In addition, the above-described upper limit information of the balance and the lower limit information of the power generation capacity can be obtained as information requested by the user, and the layout information 16 obtained based on these information can be necessarily selected. The user does not need to confirm or judge whether or not each layout information 16 meets the required condition, and can select a photovoltaic power generator that meets the user's desire.
[0100]
The power generation capacity is a selling price when selling the amount of generated power or generated electricity for a certain period, a value obtained by converting the amount of generated power into a carbon dioxide reduction amount, a period when the amount of generated power reaches a predetermined amount, and the selling price reaches a certain price Period, including at least one of the periods when the carbon dioxide reduction amount reaches a certain amount, based on at least one of these, the index information is obtained, so that the index information is an index that is easy for the user to grasp. can do. The user can select a desired photovoltaic power generation device after confirming such easy-to-understand indices.
[0101]
The costs related to the photovoltaic power generator include design costs, equipment purchase costs, equipment transportation and installation costs, maintenance costs, inspection costs, management costs, repair costs, and the like. If you install a photovoltaic device in a place where you do not have the right to install and use the photovoltaic device, such as a land or building owned by a third party, the land, building There are usage fees or rents for using things. When a photovoltaic power generator is leased, there is a lease fee as a cost related to the photovoltaic power generator. When selling a photovoltaic power generation device, the costs related to the photovoltaic power generation device include a sales profit and the number of sales.
[0102]
If the photovoltaic device is a fixed asset, there is a property tax as a cost related to the photovoltaic device. When insurance is applied to the consumption tax and the photovoltaic power generation device relating to the above-mentioned various costs, insurance premiums and the like are required as costs relating to the photovoltaic power generation device. In the case where the generated electricity is transmitted through a transmission line having no right to use, there is a transmission fee as a cost related to the solar power generation device. When selling electricity, there is a sale commission as a cost related to the solar power generator. If there is a subsidy from the government, local government, etc., there is a subsidy as a cost for solar power generation equipment. The consumption tax related to the transfer of money, the disassembly cost for dismantling and disposing of the solar power generation device in the future, the disposal cost, and the tax on that occasion are the costs for the solar power generation device.
[0103]
Since the costs related to the plurality of photovoltaic power generators are calculated as needed, the cost calculation can be accurately calculated. Since the index information 18 is calculated based on the total amount of the cost, the period until the total amount reaches a certain amount, or the total amount at each time, the index information 18 is easy for the user to grasp. It can be an index. The user can select a desired photovoltaic power generation device after confirming such easy-to-understand indices.
[0104]
The index is a power generation capacity of the photovoltaic power generator or a value that can be calculated from the power generation capacity, and at least an installation cost, a maintenance cost, a disposal cost, and a power generation using the photovoltaic power generator. Since the difference from the value representing the amount of money including at least one of the electricity trading value may be a period until the set value is reached, the period is displayed, and based on the displayed period, It is possible to design a solar power generation device desired by the user. As described above, the photovoltaic power generation device can be designed based on the period that is easy for the user to grasp, so that the photovoltaic power generation device can be quickly designed.
[0105]
In addition, since it is possible to determine the arrangement of each of the solar cell modules in which the number of modules is equal to or more than 1 and equal to or less than the upper limit, a plurality of layout information 16 including different numbers of modules can be easily and completely obtained. The layout calculation means 5 can determine the arrangement of each of the solar cell modules among the number of modules satisfying the power generation capacity based on the set power generation capacity. A plurality of pieces of layout information 16 satisfying at least conditions having different capabilities can be easily obtained.
[0106]
Based on the set cost of the photovoltaic power generation device, it is possible to determine the arrangement of each number of the solar cell modules among the number of modules satisfying the cost. A plurality of layout information 16 that satisfies at least such a condition can be easily obtained. It is determined whether or not to arrange the solar cell module for each roof surface, and among the plurality of roof surfaces, the arrangement of the solar cell module can be obtained for the roof surface that satisfies the condition determined to arrange the solar cell module. In addition, the solar cell modules can be arranged on a plurality of roof surfaces in a well-balanced manner. For example, it is also possible to eliminate layout information 16 that is not aesthetically pleasing in that the solar cell modules are arranged only on a part of the roof surface.
[0107]
Since the arrangement of the solar cell modules can be obtained for a roof surface having a solar radiation amount equal to or greater than a preset solar radiation amount, it is possible to calculate only layout information 16 indicating a layout having a high power generation capacity under limited conditions. Therefore, the photovoltaic power generator can be designed quickly and easily. Further, since the computer 19 can execute the layout design method of the solar cell module, the layout design time can be reduced. Since the computer-readable ROM 20 stores the layout design program, the computer 20 can read the ROM 20 to execute the layout design method of the solar cell module.
[0108]
As another embodiment of the present invention, the amount of power generated in a certain period is not necessarily limited to the amount of power generated per month, but may be defined as the amount of power generated in various fixed periods. That is, the fixed period can be set to, for example, one day, and can be set to, for example, three months. In the present embodiment, the required specification information including the upper limit value information of the income and expenditure and the lower limit information of the power generation capacity is obtained. However, the required specification information including only the upper limit information of the income and expenditure may be obtained. The required specification information including only the lower limit of the power generation capacity may be obtained. In addition, various partial changes may be made to the embodiment without departing from the scope of the claims.
[0109]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the index calculating unit uses the obtained layout information, module information, and cost information to compare and show the relationship between the power generation capacity of the photovoltaic power generation device and the balance. Is obtained, and the index display means displays the index. As described above, the layout information in each layout design is obtained, and an index for comparing the power generation capacity and the income and expenditure related to the obtained layout information can be displayed. This allows the user to check the displayed indices and select a photovoltaic power generation device that meets the user's wishes. Based on the user's wishes, the designer can easily design a photovoltaic power generator that generates a large amount of power, for example, with respect to the amount of money.
[0110]
Further, according to the present invention, at least one of the upper limit value information of the income and expenditure and the lower limit information of the power generation capacity can be acquired as the information requested by the user, and the layout information obtained from the information is inevitably obtained. The user can select a photovoltaic power generation device that meets the user's wish without having to confirm or judge whether each layout information meets the required conditions. .
[0111]
Further, according to the present invention, the power generation capacity, the amount of power generation in a certain period, the selling price of this power generation, the value obtained by converting the amount of power generation into the amount of carbon dioxide reduction, the period in which the amount of power generation reaches a predetermined amount, and the selling price being constant Since the index information is obtained based on at least one of the period during which the price reaches the price and the period in which the carbon dioxide reduction amount reaches the predetermined amount, the index information can be an index that can be easily grasped by the user.
[0112]
Further, according to the present invention, at least one of the facility cost, the maintenance cost, the disposal cost of the photovoltaic power generation device, and the trading value of the electricity generated by using the photovoltaic power generation device, and the total amount of these revenues and expenditures is There is a demand for a revenue and expenditure for the photovoltaic power generator, including a period until a certain amount is reached. Therefore, it is possible to accurately calculate the balance. Since the index information is obtained based on at least the period until the total amount of the income and expenditure reaches a certain amount, the index information can be an index that can be easily grasped by the user.
[0113]
Further, according to the present invention, a period until a difference between the value indicating the power generation capacity of the photovoltaic power generation device and the value indicating the amount of the income and expenditure reaches a set value is displayed as an index, and the user is provided based on the displayed period. Can design a desired solar power generation device. Since the photovoltaic power generation device can be designed based on the period that is easy for the user to grasp, the photovoltaic power generation device can be quickly designed.
[0114]
Further, according to the present invention, a correspondence relationship between the index information and at least one of a value indicating the power generation capacity of the solar power generation device and a value indicating the amount of money related to the solar power generation device is displayed by the index display means. Therefore, it is possible to easily grasp the correspondence relationship between the index information and at least one of the value representing the power generation capacity and the value representing the balance. Therefore, it is possible to quickly design a solar power generation device desired by the user.
[0115]
Further, according to the present invention, since the arrangement of the solar cell modules having the number of modules equal to or more than 1 and equal to or less than the upper limit can be obtained, a plurality of layout information including the number of different modules can be easily and completely obtained. .
[0116]
According to the present invention, the arrangement of each number of solar cell modules among the number of modules satisfying the power generation capacity can be obtained based on the set power generation capacity. Further, a plurality of pieces of layout information satisfying at least the condition that the power generation capacity is different can be easily obtained.
[0117]
Further, according to the present invention, the arrangement of each number of the solar cell modules among the number of modules satisfying the balance can be obtained based on the set balance of the solar power generation device. A plurality of pieces of layout information, which are composed of battery modules and satisfy at least the condition that the balance amount differs, can be easily obtained.
[0118]
Further, according to the present invention, it is determined whether or not to arrange the solar cell module for each roof surface, and among the plurality of roof surfaces, regarding the roof surface that satisfies the condition determined to arrange the solar cell module, Since the arrangement can be determined, the solar cell modules can be arranged on a plurality of roof surfaces in a well-balanced manner. For example, it is also possible to eliminate layout information that is not aesthetically pleasing in that the solar cell modules are arranged only on a part of the roof surface.
[0119]
Further, according to the present invention, it is possible to determine the arrangement of the solar cell modules with respect to a roof surface having a solar radiation amount equal to or greater than a preset solar radiation amount. Can be calculated. Therefore, the photovoltaic power generator can be designed quickly and easily.
[0120]
Further, according to the present invention, it is possible to obtain layout information in each layout design, and to display an index for comparing the power generation capacity and the income and expenditure related to the obtained layout information. This allows the user to check the displayed indices and select a photovoltaic power generation device that meets the user's wishes. Based on the user's wishes, the designer can easily design a photovoltaic power generator that generates a large amount of power, for example, with respect to the amount of money.
[0121]
Further, according to the present invention, it is possible to cause a computer to execute a layout design method of a solar cell module. This makes it possible to reduce the layout design time.
[0122]
Further, according to the present invention, a computer-readable storage medium storing a program to be executed by a computer is read by the computer, whereby the layout design method described above can be realized by the computer. The solar power generation device can be easily designed in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a layout design apparatus 1 for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a control system of the layout design device 1.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of a program of the layout design apparatus 1 in a stepwise manner.
FIG. 4 is a diagram showing an example of required specification information 11;
FIG. 5 is a diagram showing an example of roof information 12.
FIG. 6 is a diagram showing solar radiation amount information 13 for each of roof surfaces 32-35.
FIG. 7 is a diagram showing module information 15 including an output value of each solar cell module.
FIG. 8 is a flowchart for obtaining layout information 16 of each of the number of solar cell modules whose number of modules is equal to or greater than 1 and equal to or less than an upper limit.
FIG. 9 is a diagram showing layout information 16;
FIG. 10 is a flowchart for obtaining layout information 16 of a solar cell module satisfying an output value.
FIG. 11 is a flowchart for obtaining layout information 16 of a solar cell module satisfying an output value.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a combination of solar cell modules satisfying an output value.
FIG. 13 is a flowchart for obtaining layout information 16 of a solar cell module satisfying a cost.
FIG. 14 is a flowchart for obtaining layout information 16 of a solar cell module that satisfies a cost.
FIG. 15 is a diagram showing an example of a combination of solar cell modules that satisfies the cost, that is, a combination of necessary and sufficient modules whose total cost is 60,000 yen or less.
FIG. 16 is a diagram showing cost information 17;
FIG. 17 is a diagram showing a display example of index information 18;
[Explanation of symbols]
1 Layout design equipment
2 Requirements specification acquisition means
3 Roof information acquisition means
4 Solar radiation information acquisition means
8 Index calculation means
9 Layout information selection means
10 Indicator display means
11 Required specification information
12 Roof information
13 Solar radiation information
15 Module information
16 Layout information
17 Cost information
18 Index information
20 roms

Claims

Roof information acquisition means for acquiring roof information for arranging solar cell modules,
Solar radiation information acquisition means for acquiring solar radiation information for the roof represented by the roof information,
Using the roof information and the solar radiation information, performing a plurality of layout designs to determine the arrangement of the solar cell modules with respect to the roof, layout calculation means for obtaining layout information including the number of modules of the solar cell module in each layout design,
Using the layout information, module information including the output value of the solar cell module, and cost information including the amount of money related to the solar power generation apparatus, the power generation capacity of the solar power generation apparatus in which the solar cell module is laid out on the roof, An index calculating unit that obtains index information indicating an index indicating a relationship between the amount of the solar power generation device and the balance,
A layout design apparatus for a solar cell module, comprising: index display means for displaying the index.

Required specification acquisition means for obtaining required specification information including at least one of upper limit information of the amount of money for the solar power generation device and lower limit information of the power generation capacity;
Layout information selecting means for selecting the layout information calculated by the layout calculating means on condition of the required specification information,
The layout design apparatus for a solar cell module according to claim 1, wherein the index display means displays index information regarding the selected layout information.

The power generation capacity is a power generation capacity, a power generation amount for a certain period of time, a selling price of this power generation amount, a value obtained by converting the power generation amount into a carbon dioxide reduction amount, a period in which the power generation amount reaches a predetermined amount, and the selling price being a constant price. The layout design apparatus for a solar cell module according to claim 1, further comprising at least one of a period during which the carbon dioxide reduction amount reaches a fixed amount, and a period during which the carbon dioxide reduction amount reaches a predetermined amount.

For the solar power generation equipment,
At least one of the installation cost of the solar power generation device, the maintenance cost, the disposal cost, and at least one of the trading value of electricity generated using the solar power generation device,
2. The layout design apparatus for a solar cell module according to claim 1, further comprising a period until the total amount of the balance amounts reaches a certain amount.

The indicator is
A value representing the power generation capacity of the solar power generator,
The difference between at least the installation cost of the photovoltaic power generation device, the maintenance cost, the disposal cost, and the value representing the income and expenditure amount including at least one of the trading value of the electricity generated by using the photovoltaic power generation device is a set value. The solar cell module layout design apparatus according to claim 1, wherein the period is a period until the solar cell module layout becomes.

The indicator display means,
At least one of a value representing the power generation capacity of the photovoltaic device and a value representing the amount of money paid for the photovoltaic device,
The layout design apparatus for a solar cell module according to claim 1, wherein a correspondence relationship with the index information is displayed.

The layout calculation means
2. The layout design of the solar cell module according to claim 1, wherein the arrangement of each of the solar cell modules whose number of modules is equal to or more than 1 and equal to or less than the upper limit is obtained based on a preset upper limit of the number of modules. apparatus.

The layout calculation means
The layout design apparatus for a solar cell module according to claim 1, wherein the arrangement of each of the solar cell modules among the number of modules satisfying the power generation capacity is obtained based on the set power generation capacity.

The layout calculation means
The layout design of the solar cell module according to claim 1, wherein the arrangement of each of the number of solar cell modules out of the number of modules satisfying the income and expenditure is determined based on the set amount of money for the solar power generation device. apparatus.

In a roof consisting of multiple roof surfaces,
The layout calculation means
Decide whether to arrange solar cell modules for each roof surface,
The solar cell module layout design apparatus according to claim 1, wherein the solar cell module arrangement is determined for a roof surface that satisfies a condition determined to arrange the solar cell module among a plurality of roof surfaces.

In a roof consisting of multiple roof surfaces,
The layout calculation means
2. The solar cell module layout design apparatus according to claim 1, wherein the arrangement of the solar cell modules is obtained with respect to a roof surface that is the amount of solar radiation indicated by the amount of solar radiation and is equal to or greater than a preset amount of solar radiation.

An acquisition process of roof information for acquiring information on a roof on which the solar cell module is to be arranged,
A process of acquiring solar radiation information for acquiring the amount of solar radiation for the roof represented by the roof information;
Using the roof information and the solar radiation information, performing a plurality of layout designs to determine the arrangement of the solar cell modules on the roof, a layout calculation step of obtaining layout information including the number of solar cell modules in each layout design,
Using the layout information, module information including the output value of the solar cell module, and cost information including the amount of money related to the solar power generation apparatus, the power generation capacity of the solar power generation apparatus in which the solar cell module is laid out on the roof, An index calculation step of obtaining index information representing an index indicating a relationship between the income and expenditure on the solar power generation device,
An index display step of calculating and displaying the index. A layout design method for a solar cell module, comprising:

A program for causing a computer to execute the solar cell module layout design method according to claim 12.

A computer-readable storage medium storing the program according to claim 13.