JP2004227171A - 設計支援装置および設計支援方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】既存の設計情報のなかから適切な設計情報を容易に、かつ、短時間で抽出することができ、既存の太陽光発電装置の設計情報を有効に利用できる設計支援装置を提供する。
【解決手段】各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を含むレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得部１１と、取得したレイアウト情報に基づいて検索キーを作成する検索キー作成部１２と、既に設計された太陽光発電装置について当該太陽光発電装置に関する検索キーとレイアウト情報とを含む設計情報を関連付けて蓄積するデータベース部１５と、検索キー作成部１２により作成された検索キーを用いてデータベース部１５を検索する検索部１４と、検索の結果を表示する表示部３とを備えるようにする。
【選択図】 図１
【解決手段】各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を含むレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得部１１と、取得したレイアウト情報に基づいて検索キーを作成する検索キー作成部１２と、既に設計された太陽光発電装置について当該太陽光発電装置に関する検索キーとレイアウト情報とを含む設計情報を関連付けて蓄積するデータベース部１５と、検索キー作成部１２により作成された検索キーを用いてデータベース部１５を検索する検索部１４と、検索の結果を表示する表示部３とを備えるようにする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電装置のレイアウト情報を入力して設計を行う設計支援装置に関し、さらに詳細には過去に設計した太陽光発電装置のレイアウトを効率的に利用して新しい太陽光発電装置を設計することができる太陽光発電装置用の設計支援装置および方法に関する。本設計支援装置は、例えばＣＡＤ装置に組み込まれて用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
住宅用太陽光発電装置の一つに矩形型住宅用太陽光発電装置がある。この矩形型住宅用太陽光発電装置は、矩形かつ一定サイズの太陽電池モジュールを縦横に碁盤の目状に整列して屋根などに配置するようにした住宅用太陽光発電装置である。このように矩形型住宅用太陽光発電装置は矩形の太陽電池モジュールを縦横に碁盤の目状に整列して屋根に配置するようにしてあるので、一つの屋根面に設置する全ての太陽電池モジュールを合わせた形は矩形である。
【０００３】
太陽電池を設置する屋根の形状には、切妻型、寄棟型など多様な種類がある。屋根面の形状が矩形である切妻型の屋根は、太陽電池を設置できない屋根面の領域を小さくすることができるため、設置効率を高くすることができる。ここで「設置効率」とは、屋根面積に対して、太陽電池モジュールを設置する面積の比である。一般に、発電能力は太陽電池モジュールを設置した総面積に比例するので、屋根面の面積が住宅用太陽光発電装置の規模を制限する要素となっている場合、設置効率を高くするほど発電能力を向上させることができる。そのため、設置効率が高い切妻型の屋根は矩形型住宅用太陽光発電装置の設置には適している。
【０００４】
一方、寄棟型の屋根は、屋根の形状に台形、三角形、平行四辺形またはそれらの組み合せや変形四辺形など、矩形以外の形状が多数存在するので、矩形型住宅用太陽光発電装置を設置する場合に太陽電池が設置できない屋根面の領域が大きくなり、設置効率が低くなるという欠点がある。また、太陽電池を設置できない屋根面の領域は、住宅の美観を損ねるという欠点にもなる。
【０００５】
そこで、矩形以外の形状の屋根面にも効率良く太陽電池モジュールを設置するため、太陽電池モジュールを住宅の屋根等の配置する太陽光発電装置の設計を支援する「太陽光発電システム設計支援方法」が提案されている（特許文献１参照）。
この方法は、太陽電池モジュールの形態を表わす情報と、該太陽電池モジュールの配置対象となる面の形態を表わす情報と、太陽電池の配置条件を表わす情報とを取得し、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し、該配置情報算出手段で算出された配置情報を出力する方法である。
【０００６】
太陽光発電装置の設計の際には、屋根の形状の相違とともに、近隣の建物、木や電柱など周囲の環境条件の相違によりほとんどの場合、各設置面の条件に合わせて個別に設計する必要がある。さらに、前記の従来方法で設計した設計情報は、見積り依頼があるたびに新たに設計され、設計図面として紙またはコンピュータ内のデータとして逐次蓄積される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２０００−２９９２６号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
屋根の形状もしくは周囲の条件に多少の違いがあっても、設計結果として設置する太陽光発電装置のモジュール枚数や配列が同じになる場合がよくある。
また、設置する屋根の瓦葺工法により、設置するための部材構成が異なるが、モジュールのレイアウトが決定すれば、それら部材も決定する。
しかしながら、特許文献１に記載されるような従来方法によれば、太陽光発電装置を設計する場合に屋根の形状によりその都度設計が行われる。設計に際しては、「定められた規則に従い」配置情報を算出するようにしている。
【０００９】
しかしながら、注文主からの予期せぬ注文、特殊な建材の使用、定められた規則では対応不可能な特殊な配置面の形状など、わずか１通りの定められた規則に従うだけではレイアウト情報の算出が十分にできない場合が多々ある。そのような場合、定められた規則に依らずに、設計者が一つ一つの太陽電池モジュールを配置してレイアウト情報を作成したり、定められた規則にしたがって一旦レイアウト情報を算出してから別途設計者がレイアウト情報を修正したりする等の方法をとるようにしている。
【００１０】
また、前記方法では以前に設計したときの条件（太陽電池モジュールが配置される屋根面の形態等の条件）と類似する条件に基づいて設計を再度行うことがよくある。このような場合、以前に設計したときの設計情報に含まれるレイアウト情報を基本にしてこれを修正することによって設計を進めるようにすることができれば、新たに一から設計情報（レイアウト情報だけでなく見積情報などを含む情報を設計情報という）を作成するよりはるかに少ない手間で設計を完成することができる。
【００１１】
また、既に設計した設計情報は、設計のための知識がつまった具体例であって情報源として有用なものであり、この蓄積された情報を有効利用することが望まれる。しかしながら、設計数や設計者数が多く、かつ、情報の共有がなされていない場合、新たな設計において要求されている条件と類似する条件で作成された既存の設計情報を選び出す作業は容易なことではない。そのため、既存の設計情報を全く利用せずに新たにレイアウト情報から作成しなおして全設計をやり直すことが多く、無駄な作業を多く行っていた。
【００１２】
そこで、本発明は既存の太陽電池モジュールレイアウトの設計結果が有効に利用できるとともに、既存の設計情報のなかから適切な設計情報を容易に、かつ、短時間で抽出することができるようにした太陽光発電装置の設計支援装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明の設計支援装置は、複数の太陽電池モジュールを並べて配置する太陽光発電装置の設計を行う設計支援装置であって、各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を含むレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得部と、取得したレイアウト情報に基づいて検索キーを作成する検索キー作成部と、既に設計された太陽光発電装置について当該太陽光発電装置に関する検索キーとレイアウト情報とを含む設計情報とを関連付けて蓄積するデータベース部と、検索キー作成部により作成された検索キーを用いてデータベース部を検索する検索部と、検索の結果を表示する表示部とを備えるようにしている。
【００１４】
この装置によれば、レイアウト情報取得部は各太陽電池モジュールの形状情報および各太陽電池モジュールの位置情報を含む太陽光発電装置のレイアウト情報を取得する。必要に応じて、太陽電池モジュールの種類を特定するための情報も取得するようにしてもよい。
検索キー作成部は取得したレイアウト情報から検索キーを作成する。一方、データベース部には過去に設計した太陽光発電装置の設計情報が検索キーと関係付けられて蓄積されており、検索キーによって呼び出すことができるようにしてある。
そして検索部が新たに作成した検索キーによってデータベース部を検索することにより、検索結果が表示部に表示され、関連するレイアウト情報が蓄積されている場合には該当する設計情報が表示される。
【００１５】
検索キー作成部は、取得したレイアウト情報を数値で表したマトリックス要素群からなるマトリックスデータを検索キーとして生成するとともに、データベース部に蓄積される各太陽光発電装置に関連付けられた検索キーは同様のマトリックスデータを検索キーとして有するようにしてもよい。
【００１６】
ここでマトリックスデータは、行方向および列方向に並ぶ要素群（各要素は数値データからなる）で構成されたデータである。この要素群により各太陽電池モジュールの形状および配置される位置の特徴を数値化して表すことができる。したがって、多数の太陽電池装置に関するレイアウト情報のデータがあったとしてもこれをマトリックスデータ（数値データ）として表現できるので簡単な計算により、既に設計され蓄積された情報のなかから必要なデータを簡単に取り出すことができ既存データの有効利用を図ることができる。
【００１７】
検索キー作成部により生成されるマトリックスデータは、太陽電池モジュールが配置されるすべての位置を含むようにして形成される矩形領域のレイアウト情報を数値で表現したマトリックス要素群で構成するようにしてもよい。
【００１８】
検索キー作成部は、取得したレイアウト情報に含まれる各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を数値で表したマトリックス要素群により作成したマトリックスデータを検索キーとして生成するようにしてもよい。
各太陽電池モジュールの形状情報、位置情報を数値で表すことにより、異なる形状の太陽電池モジュール（後述する矩形モジュール、五角モジュールなど）を配置する場合であっても形状と位置との情報を数値化して表現することができ、この数値を用いて検索することができる。
【００１９】
異なる形状の太陽電池モジュールに対応して異なるマトリックス要素用の数値が割り付けられた変換テーブルをさらに備えてもよい。
異なる形状の太陽電池モジュールに対応して異なるマトリックス要素用の数値が割り付けられた変換テーブルを持つことにより、これを参照することで自動的に各太陽電池モジュールを数値化してマトリックスデータにすることができ、検索キーを簡単に作成することができる。
【００２０】
検索キー作成部は、取得したレイアウト情報に含まれる各太陽電池モジュールの位置情報を数値で表したマトリックス要素群により作成したマトリックスデータを検索キーとして生成するようにしてもよい。
矩形モジュールのみを用いる場合などでは、形状情報は一つのみであるので位置情報を数値で表したマトリックス要素群により作成したマトリックスデータを検索キーとして生成することができる。
【００２１】
マトリックスデータは、各太陽電池モジュールの開始点と終端点の位置を表す情報を有するようにしてもよい。
モジュールサイズの異なる複数の太陽電池モジュールが用いられる場合であっても、すなわちマトリックスの１つの要素にモジュール１つの情報が対応しない場合であっても、マトリックスの各要素にモジュールの開始点と終端点の位置を表す情報を与えることにより、各モジュールの形状と配置とを特定することができるので、長さの異なるモジュールに対しても検索キーとしてマトリックス表現を利用することができる。
【００２２】
また、マトリックスデータは、各太陽電池モジュールの開始点の位置を表す情報と当該各太陽電池モジュールのサイズ情報とを有するようにしてもよい。
マトリックスの各要素にモジュールの開始点およびそのモジュールサイズを表す数値を与えることにより、各モジュールの形状と配置とを特定することができるので、長さの異なるモジュールに対しても検索キーとしてマトリックス表現を利用することができる。
【００２３】
また、マトリックスデータは、太陽電池モジュールが配置される各行または各列ごとの基準位置からのオフセット量を表す情報を有するようにしてもよい。
モジュールの配置の開始位置が各行（各列）ごとに異なる場合であっても、マトリックスの各行に、基準位置からのオフセット量を与えることにより各モジュールの位置を特定することができるので検索キーとしてマトリックス表現を利用することができる。
【００２４】
検索部は、検索キー作成部が作成したマトリックスデータの各要素と検索対象であるデータベース部のマトリックスデータの各要素との間の差分を算出してマトリックスデータ全体の各差分の合計が０のときに同一とみなすようにしてもよい。
【００２５】
また、検索部は、マトリックスデータの各行または各列を単位としてそれぞれの単位に含まれる要素群に基づいて各行または各列を表す数値を作成し、各行または各列を表す数値の差分の合計が０のときに同一とみなすようにしてもよい。
【００２６】
検索部は、検索キー作成部が作成したマトリックスデータと検索対象であるデータベース部のマトリックスデータとの各要素間の差分を算出し、差分の合計とあらかじめ設定した閾値とに基づいて類似度を識別し、類似度によりデータベース部から候補のレイアウト情報を検索するようにしてもよい。
これにより、マトリックスデータが完全に一致するものだけでなく、類似するマトリックスデータを有する既設計情報についても検索することができる。
【００２７】
また、本発明は別の観点から、複数の太陽電池モジュールが並んで配置される太陽光発電装置の設計を行う設計支援方法であって、各太陽電池モジュールの形状情報および各太陽電池モジュールの位置情報を含む太陽光発電装置のレイアウト情報を取得し、取得したレイアウト情報に基づいて検索キーを作成し、既に設計された太陽光発電装置について当該太陽光発電装置に関する検索キーと設計情報とを関連付けてデータベースに蓄積し、作成した検索キーを用いてデータベース部を検索し、作成した検索キーに関連する設計情報がデータベース部に蓄積されている場合にその設計情報を表示部表示することを特徴とする設計支援方法として捉えてもよい。
さらに、上記方法を記述したコンピュータ読取り可能なプログラムとして捉えてもよい。
さらに、このプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記憶媒体として捉えてもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の設計支援装置（設計支援方法）の実施形態について説明する。ただし、本発明はここで説明する具体例に限定されるものではない。
まず、設計支援装置のハードウェア構成について説明すると、この装置はコンピュータシステムにより構成される。すなわち、キーボードやマウスなどからなる入力装置２、液晶パネルやＣＲＴなどからなる表示装置３、ＣＰＵおよびＲＯＭおよびＲＡＭおよびＨＤＤおよびＩ／Ｏインタフェースなどからなるコンピュータ本体４で構成される。また、必要に応じて、プリンタなど表示装置以外の他の出力装置を備えたり、外部メモリであるＣＤＲＯＭ、フロッピディスク、ＩＣカード等の記録媒体読取装置を備えたり、ＬＡＮなどの通信機能を付設したりするようにしてプログラムや外部データ等の読込が必要な場合にデータの送受信ができるようにするのが望ましい。
【００２９】
図１は本発明の一実施形態である設計支援装置の構成を機能ごとに分けて説明する構成ブロック図である。この設計支援装置はレイアウト情報取得部１１、検索キー作成部１２、変換テーブル１３、検索部１４、データベース１５、データベース登録部１６、設計情報表示制御部１７とからなる。
【００３０】
レイアウト情報取得部１１は、屋根面に太陽電池モジュールをレイアウトしたモジュールレイアウト（レイアウト情報）を取得する。このデータには、屋根面上に配置された各太陽電池モジュールの形状を特定する各線分の開始座標・終点座標、モジュールの種類を表す機種名情報（部品属性を特定できる情報）などをデータ化したものが含まれ、これにより太陽光発電装置の太陽電池モジュールの種類を特定するための部品属性、形状寸法、位置寸法のデータが取得される。レイアウト情報取得部はこれらのデータを入力装置あるいはＬＡＮを経由して取得する。
【００３１】
検索キー作成部１２は、屋根面上に配置された各太陽電池モジュールを、格子状の境界により升目状の矩形領域が定義された「太陽電池モジュール格子」にあてはめる。
そして各太陽電池モジュールがあてはめられた升目をすべて含むようにして構成される太陽電池モジュール格子の（できるだけ小さい）矩形領域を抽出する。
抽出された矩形領域内の各升目を要素とするマトリックス（行列）を定義し、各太陽電池モジュールをマトリックスの要素に変換（数値化）して、モジュール形状とモジュール位置の情報を数値（太陽電池モジュールを特定する数値）として代入することでマトリックスデータを作成する。
【００３２】
太陽電池モジュール格子は、各太陽電池モジュールがあてはめられた升目をすべて含むようにした矩形領域を抽出するようにしているため、矩形領域の一部には屋根の外部もしくは出窓部分等のモジュール配置不可領域に相当する格子が存在する場合が生じる。
このときには太陽電池モジュールが設置されていない位置に対応するマトリックスの要素には空に相当する数値「０」を与える。このようにして太陽電池モジュールの配置に対応したマトリックスデータを作成する。なお、太陽電池モジュール格子の矩形領域を抽出する際に、抽出する太陽電池モジュール格子の矩形領域を小さくしておくほど「０」を与える升目を減らすことができる。
【００３３】
変換テーブル１３は、太陽電池モジュールに対応したマトリックスデータを作成する際に、各太陽電池モジュールを数値に変換するために参照することができるテーブルである。変換テーブル１３には太陽電池モジュールの形状ごとに異なる数値が関連付けられている。図３は変換テーブルの一例を示す図である。ここでは矩形モジュールか五角モジュールかにより、さらには五角モジュールの置き方により異なる数値が定義されている。
【００３４】
検索部１４は、既設計情報を記憶したデータベース１５（後述する）から、マトリックスデータを検索キーとして既設計情報を検索する。
【００３５】
データベース１５は既設計情報を格納しており、検索部１４による既設計情報に対する利用要求があるときに、必要なデータが取り出せるようにしてある。
データベース１５に蓄積されている既設計情報の例を図４に示す。既設計情報としては、太陽電池モジュールのレイアウトからマトリックスデータを作成した際のマトリックスの行と列の数（レイアウトサイズ４１）、レイアウト４２そのもの（またはイメージデータ）、検索キー４３（行列式Ａ１などとして表される）、太陽光発電装置の種類を特定するためのモジュール機種名情報（システム名４４）と、部材を特定するための工法情報（工法４５）と、レイアウトを含む電気設計情報や見積書情報（見積書ＩＤ４６）が関連付けて登録される。
なお検索キー４３は、該当する太陽光発電装置を以前設計したときに検索キー作成部により作成されたものである。
ここでの設計情報には、太陽電池モジュールのレイアウト、システム名、工法、見積書ＩＤが含まれている。
データベース１５は、すべての既設計情報を１つのデータベースとして格納するようにしてもよいし、太陽光発電装置の種類（システム名４４）ごと、もしくは工法（工法４５）ごとにデータベース１５を分割して複数のデータベースに格納してもよい。
【００３６】
データベース登録部１６は、データベース１５に蓄積してある既設計情報に関連付けられたマトリックスデータと、入力したレイアウト情報から作成された検索キーであるマトリックスデータとの各要素の差分を求め、差分の合計が０であるかを判断し、もしくはある閾値によって類似度を判断し、該当するデータが未蓄積データであった場合、そのデータについて設計を進めることにより、新たにデータベース１５に登録するようにして順次データを増加させていく。
設計情報表示制御部１７は、検索キーにより抽出された既設計情報を表示装置の表示画面に表示する制御を行う。
【００３７】
次に、この設計支援装置による動作について説明する。
（実施形態１）
図２は本発明の一実施形態である設計支援装置による動作手順の一例を説明するフローチャートである。
【００３８】
ＳＴＥＰ１では、モジュールレイアウト（レイアウト情報）を入力（取得）する。屋根面へのモジュールレイアウトの入力は、コンピュータシステム（ＣＡＤシステム）を用いた自動設計のほか、手動によっても行うことができる。屋根面上に配置された各太陽電池モジュールの形状を記述する各線分の開始点座標・終点座標、太陽電池モジュールの種類を表す機種名情報などがデータ化され、これらがレイアウト情報としてレイアウト情報取得部１１から入力される。
【００３９】
図５は、屋根面に太陽電池モジュールをレイアウトした配置図の例である。配置図５１は、屋根を形成する複数の屋根面を展開した状態で描いたものであり、その一部の屋根面に太陽電池モジュールが配置されている。
図６は、各屋根面単位に太陽電池モジュールがレイアウトされた配置例６１、６２を示す図である。使用される太陽電池モジュールは、矩形モジュールの他に、端部に用いられる五角形モジュールなども含まれている。続いてＳＴＥＰ２に進む。
【００４０】
ＳＴＥＰ２では、入力されたレイアウト情報から太陽光発電装置の種類を特定する太陽電池モジュールの機種名を呼び出す。続いてＳＴＥＰ３に進む。
ＳＴＥＰ３では、入力されたレイアウト情報から各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を呼び出す。本実施形態では、全ての太陽電池モジュールの縦・横の単位サイズを同一（ただし矩形か五角かの形状は異なる）にしてあり、または隣接する上下左右のモジュールとの距離を同一にしてある。
縦、横の単位サイズまたは距離は、形状情報、位置情報としてレイアウト情報に含まれており、検索キー作成部１２によって呼び出される。続いてＳＴＥＰ４に進む。
【００４１】
ＳＴＥＰ４では、呼び出した形状情報と位置情報とからモジュール格子を作成してレイアウト配置図に重ねるように配置する。図７はモジュール格子の一例を示す図である。このモジュール格子７１の縦横に並ぶ各升目は、屋根面に並ぶ各太陽電池モジュールに対応する。升目の縦、横のサイズは、形状情報、位置情報に含まれるモジュール縦、横の単位サイズまたは隣接する上下左右のモジュールとの距離と同一のサイズであって、各モジュールと各升目とが一致するように（レイアウト配置図上に）モジュール格子を配置する。続いてＳＴＥＰ５に進む。
【００４２】
ＳＴＥＰ５では、レイアウト情報からレイアウトサイズを確定する。ここでいうレイアウトサイズとは、レイアウトされた全ての太陽電池モジュールを含むことができる最小の矩形領域内に含まれるモジュール格子の縦、横に並ぶ升目の数である。図７の例では、レイアウトサイズは、横が１０、縦が３である。続いてＳＴＥＰ６に進む。
【００４３】
ＳＴＥＰ６では、レイアウトサイズに基づいてマトリックス（行列）を作成する。図７の例では、レイアウトサイズは、横１０、縦３であるので、１０行３列マトリックス７２を作成する。続いてＳＴＥＰ７に進む。
【００４４】
ＳＴＥＰ７では、マトリックス７２の各要素７４を決定する。マトリックス７２の要素はモジュール格子７１の各升目７３に対応する各太陽電池モジュールに相当する数値を図３の変換テーブル１３から抽出した値である。
この変換テーブルには太陽電池モジュールの形状を表す形状データ３１と名称３２と数値３３とが関連付けられて記憶してある。
図７の例では、各太陽電池モジュールの形状を抽出し、変換テーブル１３を参照して各モジュールの形状に対応する変換テーブル１３の数値３３をモジュール格子７１のマトリックス７２の各要素７４としてある。続いてＳＴＥＰ８に進む。
【００４５】
ＳＴＥＰ８では、作成したマトリックス７２を検索キーとして、データベース１５から既設計情報が既に登録済であるかどうかを検索する。
データベース１５が複数に分割されている場合は、まず太陽光発電装置を特定するための太陽電池モジュールの機種名および部材セットを特定する工法種類から対応するデータベース１５を選択する。
次に、選択したデータベース１５に蓄積されているレイアウト情報の検索キーと入力された検索キーとを照合するようにして検索する。検索ではマトリックスアレイの等しい要素（行と列の位置が等しいもの）どうしを抽出し、各要素間の差分を求める。
【００４６】
今、新規に作成したマトリックス７２をＡとして、その各要素をＡｉｊとする。一方、データベース１５から取出した比較対象となるレイアウト情報に関連付けられた検索キーマトリックスをＢとし、各要素をＢｉｊとする。差分をＤとすると、各要素の差分Ｄの合計を次式で求める。
ΣＤｉｊ＝｜Ａｉｊ−Ｂｉｊ｜ （式１）
マトリックスサイズがＮ＊Ｍならば、０≦ｉ＜Ｎ、０≦ｊ＜Ｍ
【００４７】
計算の結果、合計ΣＤｉｊが０になるマトリックスがデータベース１５内に存在しなければ、既設計情報が存在しないと判断され、ＳＴＥＰ９に進む。合計ΣＤｉｊが０になるマトリックスが存在すれば既設計情報が存在すると判断されてＳＴＥＰ１１に進む。
【００４８】
ＳＴＥＰ９では、利用できる既設計情報がないので（見積りデータ作成などのための）設計作業を継続する。続いてＳＴＥＰ１０に進む。
ＳＴＥＰ１０では、新たに完成した設計情報（レイアウト情報、検索キーも含まれる）をデータベース１５に登録する。続いてＳＴＥＰ１１に進む。
【００４９】
ＳＴＥＰ１１では、データベース１５に蓄積された（あるいはＳＴＥＰ１０で新しく登録した）設計情報を表示装置に表示する。
このようにして、モジュールレイアウトがデータベース１５中に存在するかどうかを高速に検索することができ、既設定情報が存在するときはそれを有効に利用することができる。
【００５０】
（実施形態２）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。ここでは、太陽電池モジュールとして、縦・横のサイズ、または隣接する上下左右のモジュールとの距離が異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いる。なお、太陽電池モジュールの形状は矩形モジュールとする。この実施形態で実行される動作手順では、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ３以外は基本的に図２と同じである。
【００５１】
ＳＴＥＰ１では、モジュールレイアウトが入力されるが、縦・横のサイズ、または隣接する上下左右のモジュールとの距離が異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いたモジュールレイアウトが入力される。続くＳＴＥＰ２で、入力されたモジュールレイアウトのレイアウト情報から太陽光発電装置の種類を特定する太陽電池モジュールの機種名が呼び出される。
【００５２】
ＳＴＥＰ３では、瓦の大きさ、または大きさが異なる太陽電池モジュールの縦どうしあるいは横どうしのサイズ、隣接する上下左右の太陽電池モジュールとの距離の最大公約数を算出して、この最大公約数をモジュール格子の升目のサイズ（モジュール格子の単位）として用いる。
この実施形態によれば、太陽電池モジュールごとに縦・横のサイズ、または隣接する上下左右のモジュールとの距離が異なる複数種類のモジュールを用いたモジュールレイアウトであっても、マトリックスデータによる検索キーを作成し、これを用いて設計情報を検索することができる。
【００５３】
本実施形態においては、１つの太陽電池モジュールが升目より大きく、一つの太陽電池モジュールが複数の升目にわたって配置されることになる。複数の升目のうち右端ないし左端の位置にある升目に該当するマトリックスの要素に、各太陽電池モジュールの右端ないし左端であることを示す数値を代入して太陽電池モジュール間の境界を示してもよい。このときの具体例を図８に示す。
【００５４】
図８の例では、横方向の長さが４対３対２の割合で異なる３種類の太陽電池モジュールの横方向の長さの最大公約数をモジュール格子の横のサイズとする。そして各太陽電池モジュールの右端の位置にある升目には「２」を、各太陽電池モジュールの左端の位置にある升目には「１」を与え、端以外の升目には「０」を与えるようにしてマトリックスの各要素を求めたものである。
【００５５】
また、各太陽電池モジュールに含まれる升目の左端または右端のいずれかに、各モジュールが占める横方向の升目の数を表す数値を代入してもよい。このときの具体例を図９に示す。
【００５６】
図９の例ではモジュールの左端に位置する升目の値をそのモジュールの長さを表す数値とした例であり、４升からなる太陽電池モジュールには「４」、３升からなる太陽電池モジュールには「３」、２升からなる太陽電池モジュールには「２」が与えられる。そして端以外の升目には「０」を与える。また右端、左端に替えて、上端、下端としてもよく、横方向の升目の数に替えて、縦方向の升目の数としてもよい。
【００５７】
（実施形態３）
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。ここでは、太陽電池モジュールは各行ごとに段違いに配置される。なお、太陽電池モジュールは矩形モジュールとする。この実施形態で実行される動作手順では、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ３以外は基本的に図２と同じである。
【００５８】
ＳＴＥＰ１において、モジュールレイアウトが入力されるが、各行ごとにモジュールの左端（または右端）の位置が異なる段違い配置がなされたモジュールレイアウト、または、各列ごとにモジュールの上端（または下端）の位置が異なる段違い配置がなされたモジュールレイアウトが入力される。続いてＳＴＥＰ２で、入力されたモジュールレイアウトのレイアウト情報から太陽光発電装置の種類を特定する太陽電池モジュールの機種名が呼び出される。
【００５９】
ＳＴＥＰ３において、マトリックスの各行（各列）方向の先頭にモジュール格子の左端（上端）からのオフセット量を表す数値を要素の値として代入する。このときの具体例を図１０に示す。
【００６０】
図１０の例では、各行の左端にオフセット値が代入されている。このオフセット値に相当する升目数だけ右側に移動した位置に太陽電池モジュールの端がくることになる。このようにオフセット値を用いることによって段違いの配置がなされる場合であっても、小さな行列で表現することができる。
【００６１】
（実施形態４）
実施形態１から３では検索キーをマトリックスデータとしたが、行単位ないし列単位の要素群から各行または各列を表す数値に変換し、検索キーとしてもよい。このときの具体例を図１１に示す。
【００６２】
図１１の例では入力したレイアウト情報１１１に対して実施形態１と同様の手順でモジュール格子１１２を作成し、さらにモジュール格子の各升目に対応する太陽電池モジュールを数値に変換してマトリックス要素とし、これによりマトリックス１１３を作成する（マトリックスを作成するまでの手順は実施形態１の手順の代えて実施形態２、実施携帯３の手順でマトリックスを作成してもよい）。
【００６３】
続いて、マトリックス１１３の各行（または各列）を単位として、各行（または各列）の要素群から１つの行（または列）全体を表す数値１１４に変換する。
ここではマトリックス１１３の各行の各要素を単純に並べてできる数値を、そのまま１行を表す１０進数の数値１１４としている。
すなわち、マトリックスの列（または行）の数をＮとして、マトリックス中の１つの行（または列）の要素の数値が左（上）からａ０、ａ１、・・・・、ａＮであるときに、次式で表す値Ａを行（または列）を表す数値１１４としている。
Ａ＝ａ０＊１０＾（Ｎ−１）＋・・・・＋ａＮ＊１０＾０ （式２）
【００６４】
検索部１４において、各行（各列）ごとに行（列）数分の比較検索を行い、全ての行（列）について差分が０またはある閾値との類似度で既設計情報を検索する。例えば、行列Ａ１を行ごとに２１３０と、２１１１３とに変換し、これら２つの数値のうち一方または両方を用いて検索を行なう。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、既存の設計情報のなかから適切な設計情報を容易に、かつ、短時間で抽出することができるので、既存の太陽電池モジュールレイアウトの設計結果を有効に利用できる。
新しく設計する太陽光発電装置のレイアウト情報を数値化して表すようにしたので、多数の既設計のなかから最も適した既存情報を的確に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である設計支援装置の構成を示す構成ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態である設計支援装置の処理手順を説明するフローチャート。
【図３】変換テーブルの内容を説明する図。
【図４】データベースに蓄積された設計情報を説明する図。
【図５】モジュールレイアウトの例を示す図。
【図６】モジュールレイアウトの例を示す図。
【図７】検索キー作成の一実施例を示す図。
【図８】検索キー作成の他の一実施例を示す図。
【図９】検索キー作成の他の一実施例を示す図。
【図１０】検索キー作成の他の一実施例を示す図。
【図１１】検索キー作成の他の一実施例を示す図。
【符号の説明】
１１：レイアウト情報取得部
１２：検索キー作成部
１３：変換テーブル
１４：検索部
１５：データベース
１６：データベース登録部
１７：設計情報表示部
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電装置のレイアウト情報を入力して設計を行う設計支援装置に関し、さらに詳細には過去に設計した太陽光発電装置のレイアウトを効率的に利用して新しい太陽光発電装置を設計することができる太陽光発電装置用の設計支援装置および方法に関する。本設計支援装置は、例えばＣＡＤ装置に組み込まれて用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
住宅用太陽光発電装置の一つに矩形型住宅用太陽光発電装置がある。この矩形型住宅用太陽光発電装置は、矩形かつ一定サイズの太陽電池モジュールを縦横に碁盤の目状に整列して屋根などに配置するようにした住宅用太陽光発電装置である。このように矩形型住宅用太陽光発電装置は矩形の太陽電池モジュールを縦横に碁盤の目状に整列して屋根に配置するようにしてあるので、一つの屋根面に設置する全ての太陽電池モジュールを合わせた形は矩形である。
【０００３】
太陽電池を設置する屋根の形状には、切妻型、寄棟型など多様な種類がある。屋根面の形状が矩形である切妻型の屋根は、太陽電池を設置できない屋根面の領域を小さくすることができるため、設置効率を高くすることができる。ここで「設置効率」とは、屋根面積に対して、太陽電池モジュールを設置する面積の比である。一般に、発電能力は太陽電池モジュールを設置した総面積に比例するので、屋根面の面積が住宅用太陽光発電装置の規模を制限する要素となっている場合、設置効率を高くするほど発電能力を向上させることができる。そのため、設置効率が高い切妻型の屋根は矩形型住宅用太陽光発電装置の設置には適している。
【０００４】
一方、寄棟型の屋根は、屋根の形状に台形、三角形、平行四辺形またはそれらの組み合せや変形四辺形など、矩形以外の形状が多数存在するので、矩形型住宅用太陽光発電装置を設置する場合に太陽電池が設置できない屋根面の領域が大きくなり、設置効率が低くなるという欠点がある。また、太陽電池を設置できない屋根面の領域は、住宅の美観を損ねるという欠点にもなる。
【０００５】
そこで、矩形以外の形状の屋根面にも効率良く太陽電池モジュールを設置するため、太陽電池モジュールを住宅の屋根等の配置する太陽光発電装置の設計を支援する「太陽光発電システム設計支援方法」が提案されている（特許文献１参照）。
この方法は、太陽電池モジュールの形態を表わす情報と、該太陽電池モジュールの配置対象となる面の形態を表わす情報と、太陽電池の配置条件を表わす情報とを取得し、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し、該配置情報算出手段で算出された配置情報を出力する方法である。
【０００６】
太陽光発電装置の設計の際には、屋根の形状の相違とともに、近隣の建物、木や電柱など周囲の環境条件の相違によりほとんどの場合、各設置面の条件に合わせて個別に設計する必要がある。さらに、前記の従来方法で設計した設計情報は、見積り依頼があるたびに新たに設計され、設計図面として紙またはコンピュータ内のデータとして逐次蓄積される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２０００−２９９２６号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
屋根の形状もしくは周囲の条件に多少の違いがあっても、設計結果として設置する太陽光発電装置のモジュール枚数や配列が同じになる場合がよくある。
また、設置する屋根の瓦葺工法により、設置するための部材構成が異なるが、モジュールのレイアウトが決定すれば、それら部材も決定する。
しかしながら、特許文献１に記載されるような従来方法によれば、太陽光発電装置を設計する場合に屋根の形状によりその都度設計が行われる。設計に際しては、「定められた規則に従い」配置情報を算出するようにしている。
【０００９】
しかしながら、注文主からの予期せぬ注文、特殊な建材の使用、定められた規則では対応不可能な特殊な配置面の形状など、わずか１通りの定められた規則に従うだけではレイアウト情報の算出が十分にできない場合が多々ある。そのような場合、定められた規則に依らずに、設計者が一つ一つの太陽電池モジュールを配置してレイアウト情報を作成したり、定められた規則にしたがって一旦レイアウト情報を算出してから別途設計者がレイアウト情報を修正したりする等の方法をとるようにしている。
【００１０】
また、前記方法では以前に設計したときの条件（太陽電池モジュールが配置される屋根面の形態等の条件）と類似する条件に基づいて設計を再度行うことがよくある。このような場合、以前に設計したときの設計情報に含まれるレイアウト情報を基本にしてこれを修正することによって設計を進めるようにすることができれば、新たに一から設計情報（レイアウト情報だけでなく見積情報などを含む情報を設計情報という）を作成するよりはるかに少ない手間で設計を完成することができる。
【００１１】
また、既に設計した設計情報は、設計のための知識がつまった具体例であって情報源として有用なものであり、この蓄積された情報を有効利用することが望まれる。しかしながら、設計数や設計者数が多く、かつ、情報の共有がなされていない場合、新たな設計において要求されている条件と類似する条件で作成された既存の設計情報を選び出す作業は容易なことではない。そのため、既存の設計情報を全く利用せずに新たにレイアウト情報から作成しなおして全設計をやり直すことが多く、無駄な作業を多く行っていた。
【００１２】
そこで、本発明は既存の太陽電池モジュールレイアウトの設計結果が有効に利用できるとともに、既存の設計情報のなかから適切な設計情報を容易に、かつ、短時間で抽出することができるようにした太陽光発電装置の設計支援装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明の設計支援装置は、複数の太陽電池モジュールを並べて配置する太陽光発電装置の設計を行う設計支援装置であって、各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を含むレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得部と、取得したレイアウト情報に基づいて検索キーを作成する検索キー作成部と、既に設計された太陽光発電装置について当該太陽光発電装置に関する検索キーとレイアウト情報とを含む設計情報とを関連付けて蓄積するデータベース部と、検索キー作成部により作成された検索キーを用いてデータベース部を検索する検索部と、検索の結果を表示する表示部とを備えるようにしている。
【００１４】
この装置によれば、レイアウト情報取得部は各太陽電池モジュールの形状情報および各太陽電池モジュールの位置情報を含む太陽光発電装置のレイアウト情報を取得する。必要に応じて、太陽電池モジュールの種類を特定するための情報も取得するようにしてもよい。
検索キー作成部は取得したレイアウト情報から検索キーを作成する。一方、データベース部には過去に設計した太陽光発電装置の設計情報が検索キーと関係付けられて蓄積されており、検索キーによって呼び出すことができるようにしてある。
そして検索部が新たに作成した検索キーによってデータベース部を検索することにより、検索結果が表示部に表示され、関連するレイアウト情報が蓄積されている場合には該当する設計情報が表示される。
【００１５】
検索キー作成部は、取得したレイアウト情報を数値で表したマトリックス要素群からなるマトリックスデータを検索キーとして生成するとともに、データベース部に蓄積される各太陽光発電装置に関連付けられた検索キーは同様のマトリックスデータを検索キーとして有するようにしてもよい。
【００１６】
ここでマトリックスデータは、行方向および列方向に並ぶ要素群（各要素は数値データからなる）で構成されたデータである。この要素群により各太陽電池モジュールの形状および配置される位置の特徴を数値化して表すことができる。したがって、多数の太陽電池装置に関するレイアウト情報のデータがあったとしてもこれをマトリックスデータ（数値データ）として表現できるので簡単な計算により、既に設計され蓄積された情報のなかから必要なデータを簡単に取り出すことができ既存データの有効利用を図ることができる。
【００１７】
検索キー作成部により生成されるマトリックスデータは、太陽電池モジュールが配置されるすべての位置を含むようにして形成される矩形領域のレイアウト情報を数値で表現したマトリックス要素群で構成するようにしてもよい。
【００１８】
検索キー作成部は、取得したレイアウト情報に含まれる各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を数値で表したマトリックス要素群により作成したマトリックスデータを検索キーとして生成するようにしてもよい。
各太陽電池モジュールの形状情報、位置情報を数値で表すことにより、異なる形状の太陽電池モジュール（後述する矩形モジュール、五角モジュールなど）を配置する場合であっても形状と位置との情報を数値化して表現することができ、この数値を用いて検索することができる。
【００１９】
異なる形状の太陽電池モジュールに対応して異なるマトリックス要素用の数値が割り付けられた変換テーブルをさらに備えてもよい。
異なる形状の太陽電池モジュールに対応して異なるマトリックス要素用の数値が割り付けられた変換テーブルを持つことにより、これを参照することで自動的に各太陽電池モジュールを数値化してマトリックスデータにすることができ、検索キーを簡単に作成することができる。
【００２０】
検索キー作成部は、取得したレイアウト情報に含まれる各太陽電池モジュールの位置情報を数値で表したマトリックス要素群により作成したマトリックスデータを検索キーとして生成するようにしてもよい。
矩形モジュールのみを用いる場合などでは、形状情報は一つのみであるので位置情報を数値で表したマトリックス要素群により作成したマトリックスデータを検索キーとして生成することができる。
【００２１】
マトリックスデータは、各太陽電池モジュールの開始点と終端点の位置を表す情報を有するようにしてもよい。
モジュールサイズの異なる複数の太陽電池モジュールが用いられる場合であっても、すなわちマトリックスの１つの要素にモジュール１つの情報が対応しない場合であっても、マトリックスの各要素にモジュールの開始点と終端点の位置を表す情報を与えることにより、各モジュールの形状と配置とを特定することができるので、長さの異なるモジュールに対しても検索キーとしてマトリックス表現を利用することができる。
【００２２】
また、マトリックスデータは、各太陽電池モジュールの開始点の位置を表す情報と当該各太陽電池モジュールのサイズ情報とを有するようにしてもよい。
マトリックスの各要素にモジュールの開始点およびそのモジュールサイズを表す数値を与えることにより、各モジュールの形状と配置とを特定することができるので、長さの異なるモジュールに対しても検索キーとしてマトリックス表現を利用することができる。
【００２３】
また、マトリックスデータは、太陽電池モジュールが配置される各行または各列ごとの基準位置からのオフセット量を表す情報を有するようにしてもよい。
モジュールの配置の開始位置が各行（各列）ごとに異なる場合であっても、マトリックスの各行に、基準位置からのオフセット量を与えることにより各モジュールの位置を特定することができるので検索キーとしてマトリックス表現を利用することができる。
【００２４】
検索部は、検索キー作成部が作成したマトリックスデータの各要素と検索対象であるデータベース部のマトリックスデータの各要素との間の差分を算出してマトリックスデータ全体の各差分の合計が０のときに同一とみなすようにしてもよい。
【００２５】
また、検索部は、マトリックスデータの各行または各列を単位としてそれぞれの単位に含まれる要素群に基づいて各行または各列を表す数値を作成し、各行または各列を表す数値の差分の合計が０のときに同一とみなすようにしてもよい。
【００２６】
検索部は、検索キー作成部が作成したマトリックスデータと検索対象であるデータベース部のマトリックスデータとの各要素間の差分を算出し、差分の合計とあらかじめ設定した閾値とに基づいて類似度を識別し、類似度によりデータベース部から候補のレイアウト情報を検索するようにしてもよい。
これにより、マトリックスデータが完全に一致するものだけでなく、類似するマトリックスデータを有する既設計情報についても検索することができる。
【００２７】
また、本発明は別の観点から、複数の太陽電池モジュールが並んで配置される太陽光発電装置の設計を行う設計支援方法であって、各太陽電池モジュールの形状情報および各太陽電池モジュールの位置情報を含む太陽光発電装置のレイアウト情報を取得し、取得したレイアウト情報に基づいて検索キーを作成し、既に設計された太陽光発電装置について当該太陽光発電装置に関する検索キーと設計情報とを関連付けてデータベースに蓄積し、作成した検索キーを用いてデータベース部を検索し、作成した検索キーに関連する設計情報がデータベース部に蓄積されている場合にその設計情報を表示部表示することを特徴とする設計支援方法として捉えてもよい。
さらに、上記方法を記述したコンピュータ読取り可能なプログラムとして捉えてもよい。
さらに、このプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記憶媒体として捉えてもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の設計支援装置（設計支援方法）の実施形態について説明する。ただし、本発明はここで説明する具体例に限定されるものではない。
まず、設計支援装置のハードウェア構成について説明すると、この装置はコンピュータシステムにより構成される。すなわち、キーボードやマウスなどからなる入力装置２、液晶パネルやＣＲＴなどからなる表示装置３、ＣＰＵおよびＲＯＭおよびＲＡＭおよびＨＤＤおよびＩ／Ｏインタフェースなどからなるコンピュータ本体４で構成される。また、必要に応じて、プリンタなど表示装置以外の他の出力装置を備えたり、外部メモリであるＣＤＲＯＭ、フロッピディスク、ＩＣカード等の記録媒体読取装置を備えたり、ＬＡＮなどの通信機能を付設したりするようにしてプログラムや外部データ等の読込が必要な場合にデータの送受信ができるようにするのが望ましい。
【００２９】
図１は本発明の一実施形態である設計支援装置の構成を機能ごとに分けて説明する構成ブロック図である。この設計支援装置はレイアウト情報取得部１１、検索キー作成部１２、変換テーブル１３、検索部１４、データベース１５、データベース登録部１６、設計情報表示制御部１７とからなる。
【００３０】
レイアウト情報取得部１１は、屋根面に太陽電池モジュールをレイアウトしたモジュールレイアウト（レイアウト情報）を取得する。このデータには、屋根面上に配置された各太陽電池モジュールの形状を特定する各線分の開始座標・終点座標、モジュールの種類を表す機種名情報（部品属性を特定できる情報）などをデータ化したものが含まれ、これにより太陽光発電装置の太陽電池モジュールの種類を特定するための部品属性、形状寸法、位置寸法のデータが取得される。レイアウト情報取得部はこれらのデータを入力装置あるいはＬＡＮを経由して取得する。
【００３１】
検索キー作成部１２は、屋根面上に配置された各太陽電池モジュールを、格子状の境界により升目状の矩形領域が定義された「太陽電池モジュール格子」にあてはめる。
そして各太陽電池モジュールがあてはめられた升目をすべて含むようにして構成される太陽電池モジュール格子の（できるだけ小さい）矩形領域を抽出する。
抽出された矩形領域内の各升目を要素とするマトリックス（行列）を定義し、各太陽電池モジュールをマトリックスの要素に変換（数値化）して、モジュール形状とモジュール位置の情報を数値（太陽電池モジュールを特定する数値）として代入することでマトリックスデータを作成する。
【００３２】
太陽電池モジュール格子は、各太陽電池モジュールがあてはめられた升目をすべて含むようにした矩形領域を抽出するようにしているため、矩形領域の一部には屋根の外部もしくは出窓部分等のモジュール配置不可領域に相当する格子が存在する場合が生じる。
このときには太陽電池モジュールが設置されていない位置に対応するマトリックスの要素には空に相当する数値「０」を与える。このようにして太陽電池モジュールの配置に対応したマトリックスデータを作成する。なお、太陽電池モジュール格子の矩形領域を抽出する際に、抽出する太陽電池モジュール格子の矩形領域を小さくしておくほど「０」を与える升目を減らすことができる。
【００３３】
変換テーブル１３は、太陽電池モジュールに対応したマトリックスデータを作成する際に、各太陽電池モジュールを数値に変換するために参照することができるテーブルである。変換テーブル１３には太陽電池モジュールの形状ごとに異なる数値が関連付けられている。図３は変換テーブルの一例を示す図である。ここでは矩形モジュールか五角モジュールかにより、さらには五角モジュールの置き方により異なる数値が定義されている。
【００３４】
検索部１４は、既設計情報を記憶したデータベース１５（後述する）から、マトリックスデータを検索キーとして既設計情報を検索する。
【００３５】
データベース１５は既設計情報を格納しており、検索部１４による既設計情報に対する利用要求があるときに、必要なデータが取り出せるようにしてある。
データベース１５に蓄積されている既設計情報の例を図４に示す。既設計情報としては、太陽電池モジュールのレイアウトからマトリックスデータを作成した際のマトリックスの行と列の数（レイアウトサイズ４１）、レイアウト４２そのもの（またはイメージデータ）、検索キー４３（行列式Ａ１などとして表される）、太陽光発電装置の種類を特定するためのモジュール機種名情報（システム名４４）と、部材を特定するための工法情報（工法４５）と、レイアウトを含む電気設計情報や見積書情報（見積書ＩＤ４６）が関連付けて登録される。
なお検索キー４３は、該当する太陽光発電装置を以前設計したときに検索キー作成部により作成されたものである。
ここでの設計情報には、太陽電池モジュールのレイアウト、システム名、工法、見積書ＩＤが含まれている。
データベース１５は、すべての既設計情報を１つのデータベースとして格納するようにしてもよいし、太陽光発電装置の種類（システム名４４）ごと、もしくは工法（工法４５）ごとにデータベース１５を分割して複数のデータベースに格納してもよい。
【００３６】
データベース登録部１６は、データベース１５に蓄積してある既設計情報に関連付けられたマトリックスデータと、入力したレイアウト情報から作成された検索キーであるマトリックスデータとの各要素の差分を求め、差分の合計が０であるかを判断し、もしくはある閾値によって類似度を判断し、該当するデータが未蓄積データであった場合、そのデータについて設計を進めることにより、新たにデータベース１５に登録するようにして順次データを増加させていく。
設計情報表示制御部１７は、検索キーにより抽出された既設計情報を表示装置の表示画面に表示する制御を行う。
【００３７】
次に、この設計支援装置による動作について説明する。
（実施形態１）
図２は本発明の一実施形態である設計支援装置による動作手順の一例を説明するフローチャートである。
【００３８】
ＳＴＥＰ１では、モジュールレイアウト（レイアウト情報）を入力（取得）する。屋根面へのモジュールレイアウトの入力は、コンピュータシステム（ＣＡＤシステム）を用いた自動設計のほか、手動によっても行うことができる。屋根面上に配置された各太陽電池モジュールの形状を記述する各線分の開始点座標・終点座標、太陽電池モジュールの種類を表す機種名情報などがデータ化され、これらがレイアウト情報としてレイアウト情報取得部１１から入力される。
【００３９】
図５は、屋根面に太陽電池モジュールをレイアウトした配置図の例である。配置図５１は、屋根を形成する複数の屋根面を展開した状態で描いたものであり、その一部の屋根面に太陽電池モジュールが配置されている。
図６は、各屋根面単位に太陽電池モジュールがレイアウトされた配置例６１、６２を示す図である。使用される太陽電池モジュールは、矩形モジュールの他に、端部に用いられる五角形モジュールなども含まれている。続いてＳＴＥＰ２に進む。
【００４０】
ＳＴＥＰ２では、入力されたレイアウト情報から太陽光発電装置の種類を特定する太陽電池モジュールの機種名を呼び出す。続いてＳＴＥＰ３に進む。
ＳＴＥＰ３では、入力されたレイアウト情報から各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を呼び出す。本実施形態では、全ての太陽電池モジュールの縦・横の単位サイズを同一（ただし矩形か五角かの形状は異なる）にしてあり、または隣接する上下左右のモジュールとの距離を同一にしてある。
縦、横の単位サイズまたは距離は、形状情報、位置情報としてレイアウト情報に含まれており、検索キー作成部１２によって呼び出される。続いてＳＴＥＰ４に進む。
【００４１】
ＳＴＥＰ４では、呼び出した形状情報と位置情報とからモジュール格子を作成してレイアウト配置図に重ねるように配置する。図７はモジュール格子の一例を示す図である。このモジュール格子７１の縦横に並ぶ各升目は、屋根面に並ぶ各太陽電池モジュールに対応する。升目の縦、横のサイズは、形状情報、位置情報に含まれるモジュール縦、横の単位サイズまたは隣接する上下左右のモジュールとの距離と同一のサイズであって、各モジュールと各升目とが一致するように（レイアウト配置図上に）モジュール格子を配置する。続いてＳＴＥＰ５に進む。
【００４２】
ＳＴＥＰ５では、レイアウト情報からレイアウトサイズを確定する。ここでいうレイアウトサイズとは、レイアウトされた全ての太陽電池モジュールを含むことができる最小の矩形領域内に含まれるモジュール格子の縦、横に並ぶ升目の数である。図７の例では、レイアウトサイズは、横が１０、縦が３である。続いてＳＴＥＰ６に進む。
【００４３】
ＳＴＥＰ６では、レイアウトサイズに基づいてマトリックス（行列）を作成する。図７の例では、レイアウトサイズは、横１０、縦３であるので、１０行３列マトリックス７２を作成する。続いてＳＴＥＰ７に進む。
【００４４】
ＳＴＥＰ７では、マトリックス７２の各要素７４を決定する。マトリックス７２の要素はモジュール格子７１の各升目７３に対応する各太陽電池モジュールに相当する数値を図３の変換テーブル１３から抽出した値である。
この変換テーブルには太陽電池モジュールの形状を表す形状データ３１と名称３２と数値３３とが関連付けられて記憶してある。
図７の例では、各太陽電池モジュールの形状を抽出し、変換テーブル１３を参照して各モジュールの形状に対応する変換テーブル１３の数値３３をモジュール格子７１のマトリックス７２の各要素７４としてある。続いてＳＴＥＰ８に進む。
【００４５】
ＳＴＥＰ８では、作成したマトリックス７２を検索キーとして、データベース１５から既設計情報が既に登録済であるかどうかを検索する。
データベース１５が複数に分割されている場合は、まず太陽光発電装置を特定するための太陽電池モジュールの機種名および部材セットを特定する工法種類から対応するデータベース１５を選択する。
次に、選択したデータベース１５に蓄積されているレイアウト情報の検索キーと入力された検索キーとを照合するようにして検索する。検索ではマトリックスアレイの等しい要素（行と列の位置が等しいもの）どうしを抽出し、各要素間の差分を求める。
【００４６】
今、新規に作成したマトリックス７２をＡとして、その各要素をＡｉｊとする。一方、データベース１５から取出した比較対象となるレイアウト情報に関連付けられた検索キーマトリックスをＢとし、各要素をＢｉｊとする。差分をＤとすると、各要素の差分Ｄの合計を次式で求める。
ΣＤｉｊ＝｜Ａｉｊ−Ｂｉｊ｜ （式１）
マトリックスサイズがＮ＊Ｍならば、０≦ｉ＜Ｎ、０≦ｊ＜Ｍ
【００４７】
計算の結果、合計ΣＤｉｊが０になるマトリックスがデータベース１５内に存在しなければ、既設計情報が存在しないと判断され、ＳＴＥＰ９に進む。合計ΣＤｉｊが０になるマトリックスが存在すれば既設計情報が存在すると判断されてＳＴＥＰ１１に進む。
【００４８】
ＳＴＥＰ９では、利用できる既設計情報がないので（見積りデータ作成などのための）設計作業を継続する。続いてＳＴＥＰ１０に進む。
ＳＴＥＰ１０では、新たに完成した設計情報（レイアウト情報、検索キーも含まれる）をデータベース１５に登録する。続いてＳＴＥＰ１１に進む。
【００４９】
ＳＴＥＰ１１では、データベース１５に蓄積された（あるいはＳＴＥＰ１０で新しく登録した）設計情報を表示装置に表示する。
このようにして、モジュールレイアウトがデータベース１５中に存在するかどうかを高速に検索することができ、既設定情報が存在するときはそれを有効に利用することができる。
【００５０】
（実施形態２）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。ここでは、太陽電池モジュールとして、縦・横のサイズ、または隣接する上下左右のモジュールとの距離が異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いる。なお、太陽電池モジュールの形状は矩形モジュールとする。この実施形態で実行される動作手順では、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ３以外は基本的に図２と同じである。
【００５１】
ＳＴＥＰ１では、モジュールレイアウトが入力されるが、縦・横のサイズ、または隣接する上下左右のモジュールとの距離が異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いたモジュールレイアウトが入力される。続くＳＴＥＰ２で、入力されたモジュールレイアウトのレイアウト情報から太陽光発電装置の種類を特定する太陽電池モジュールの機種名が呼び出される。
【００５２】
ＳＴＥＰ３では、瓦の大きさ、または大きさが異なる太陽電池モジュールの縦どうしあるいは横どうしのサイズ、隣接する上下左右の太陽電池モジュールとの距離の最大公約数を算出して、この最大公約数をモジュール格子の升目のサイズ（モジュール格子の単位）として用いる。
この実施形態によれば、太陽電池モジュールごとに縦・横のサイズ、または隣接する上下左右のモジュールとの距離が異なる複数種類のモジュールを用いたモジュールレイアウトであっても、マトリックスデータによる検索キーを作成し、これを用いて設計情報を検索することができる。
【００５３】
本実施形態においては、１つの太陽電池モジュールが升目より大きく、一つの太陽電池モジュールが複数の升目にわたって配置されることになる。複数の升目のうち右端ないし左端の位置にある升目に該当するマトリックスの要素に、各太陽電池モジュールの右端ないし左端であることを示す数値を代入して太陽電池モジュール間の境界を示してもよい。このときの具体例を図８に示す。
【００５４】
図８の例では、横方向の長さが４対３対２の割合で異なる３種類の太陽電池モジュールの横方向の長さの最大公約数をモジュール格子の横のサイズとする。そして各太陽電池モジュールの右端の位置にある升目には「２」を、各太陽電池モジュールの左端の位置にある升目には「１」を与え、端以外の升目には「０」を与えるようにしてマトリックスの各要素を求めたものである。
【００５５】
また、各太陽電池モジュールに含まれる升目の左端または右端のいずれかに、各モジュールが占める横方向の升目の数を表す数値を代入してもよい。このときの具体例を図９に示す。
【００５６】
図９の例ではモジュールの左端に位置する升目の値をそのモジュールの長さを表す数値とした例であり、４升からなる太陽電池モジュールには「４」、３升からなる太陽電池モジュールには「３」、２升からなる太陽電池モジュールには「２」が与えられる。そして端以外の升目には「０」を与える。また右端、左端に替えて、上端、下端としてもよく、横方向の升目の数に替えて、縦方向の升目の数としてもよい。
【００５７】
（実施形態３）
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。ここでは、太陽電池モジュールは各行ごとに段違いに配置される。なお、太陽電池モジュールは矩形モジュールとする。この実施形態で実行される動作手順では、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ３以外は基本的に図２と同じである。
【００５８】
ＳＴＥＰ１において、モジュールレイアウトが入力されるが、各行ごとにモジュールの左端（または右端）の位置が異なる段違い配置がなされたモジュールレイアウト、または、各列ごとにモジュールの上端（または下端）の位置が異なる段違い配置がなされたモジュールレイアウトが入力される。続いてＳＴＥＰ２で、入力されたモジュールレイアウトのレイアウト情報から太陽光発電装置の種類を特定する太陽電池モジュールの機種名が呼び出される。
【００５９】
ＳＴＥＰ３において、マトリックスの各行（各列）方向の先頭にモジュール格子の左端（上端）からのオフセット量を表す数値を要素の値として代入する。このときの具体例を図１０に示す。
【００６０】
図１０の例では、各行の左端にオフセット値が代入されている。このオフセット値に相当する升目数だけ右側に移動した位置に太陽電池モジュールの端がくることになる。このようにオフセット値を用いることによって段違いの配置がなされる場合であっても、小さな行列で表現することができる。
【００６１】
（実施形態４）
実施形態１から３では検索キーをマトリックスデータとしたが、行単位ないし列単位の要素群から各行または各列を表す数値に変換し、検索キーとしてもよい。このときの具体例を図１１に示す。
【００６２】
図１１の例では入力したレイアウト情報１１１に対して実施形態１と同様の手順でモジュール格子１１２を作成し、さらにモジュール格子の各升目に対応する太陽電池モジュールを数値に変換してマトリックス要素とし、これによりマトリックス１１３を作成する（マトリックスを作成するまでの手順は実施形態１の手順の代えて実施形態２、実施携帯３の手順でマトリックスを作成してもよい）。
【００６３】
続いて、マトリックス１１３の各行（または各列）を単位として、各行（または各列）の要素群から１つの行（または列）全体を表す数値１１４に変換する。
ここではマトリックス１１３の各行の各要素を単純に並べてできる数値を、そのまま１行を表す１０進数の数値１１４としている。
すなわち、マトリックスの列（または行）の数をＮとして、マトリックス中の１つの行（または列）の要素の数値が左（上）からａ０、ａ１、・・・・、ａＮであるときに、次式で表す値Ａを行（または列）を表す数値１１４としている。
Ａ＝ａ０＊１０＾（Ｎ−１）＋・・・・＋ａＮ＊１０＾０ （式２）
【００６４】
検索部１４において、各行（各列）ごとに行（列）数分の比較検索を行い、全ての行（列）について差分が０またはある閾値との類似度で既設計情報を検索する。例えば、行列Ａ１を行ごとに２１３０と、２１１１３とに変換し、これら２つの数値のうち一方または両方を用いて検索を行なう。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、既存の設計情報のなかから適切な設計情報を容易に、かつ、短時間で抽出することができるので、既存の太陽電池モジュールレイアウトの設計結果を有効に利用できる。
新しく設計する太陽光発電装置のレイアウト情報を数値化して表すようにしたので、多数の既設計のなかから最も適した既存情報を的確に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である設計支援装置の構成を示す構成ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態である設計支援装置の処理手順を説明するフローチャート。
【図３】変換テーブルの内容を説明する図。
【図４】データベースに蓄積された設計情報を説明する図。
【図５】モジュールレイアウトの例を示す図。
【図６】モジュールレイアウトの例を示す図。
【図７】検索キー作成の一実施例を示す図。
【図８】検索キー作成の他の一実施例を示す図。
【図９】検索キー作成の他の一実施例を示す図。
【図１０】検索キー作成の他の一実施例を示す図。
【図１１】検索キー作成の他の一実施例を示す図。
【符号の説明】
１１：レイアウト情報取得部
１２：検索キー作成部
１３：変換テーブル
１４：検索部
１５：データベース
１６：データベース登録部
１７：設計情報表示部
Claims (14)
- 複数の太陽電池モジュールを並べて配置する太陽光発電装置の設計を行う設計支援装置であって、
各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を含むレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得部と、
取得したレイアウト情報に基づいて検索キーを作成する検索キー作成部と、
既に設計された太陽光発電装置について当該太陽光発電装置に関する検索キーとレイアウト情報とを含む設計情報とを関連付けて蓄積するデータベース部と、
検索キー作成部により作成された検索キーを用いてデータベース部を検索する検索部と、
検索の結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする設計支援装置。 - 検索キー作成部は、取得したレイアウト情報を数値で表したマトリックス要素群からなるマトリックスデータを検索キーとして生成するとともに、データベース部に蓄積される各太陽光発電装置に関連付けられた検索キーは同様のマトリックスデータを検索キーとして有することを特徴とする請求項１に記載の設計支援装置。
- 検索キー作成部は、取得したレイアウト情報に含まれる各太陽電池モジュールの形状情報および位置情報を数値で表したマトリックス要素群により作成したマトリックスデータを検索キーとして生成することを特徴とする請求項２に記載の設計支援装置。
- 異なる形状の太陽電池モジュールに対応して異なるマトリックス要素用の数値が割り付けられた変換テーブルをさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の設計支援装置。
- 検索キー作成部は、取得したレイアウト情報に含まれる各太陽電池モジュールの位置情報を数値で表したマトリックス要素群により作成したマトリックスデータを検索キーとして生成することを特徴とする請求項２に記載の設計支援装置。
- マトリックスデータは、各太陽電池モジュールの開始点と終端点の位置情報を有することを特徴とする請求項５に記載の設計支援装置。
- マトリックスデータは、各太陽電池モジュールの開始点の位置を表す情報と当該各太陽電池モジュールのサイズ情報とを有することを特徴とする請求項５に記載の設計支援装置。
- マトリックスデータは、太陽電池モジュールが配置される各行または各列ごとの基準位置からのオフセット量を表す情報を有することを特徴とする請求項５に記載の設計支援装置。
- 検索部は、検索キー作成部が作成したマトリックスデータの各要素と検索対象であるデータベース部のマトリックスデータの各要素との間の差分を算出してマトリックスデータ全体の各差分の合計が０のときに同一とみなすことを特徴とする請求項２に記載の設計支援装置。
- 検索部は、マトリックスデータの各行または各列を単位としてそれぞれの単位に含まれる要素群に基づいて各行または各列を表す数値を作成し、各行または各列を表す数値の差分の合計が０のときに同一とみなすことを特徴とする請求項２に記載の設計支援装置。
- 検索部は、検索キー作成部が作成したマトリックスデータと検索対象であるデータベース部のマトリックスデータとの各要素間の差分を算出し、差分の合計とあらかじめ設定した閾値とに基づいて類似度を判別し、類似度によりデータベース部から候補の設計情報を検索することを特徴とする請求項２に記載の設計支援装置。
- 複数の太陽電池モジュールが並んで配置される太陽光発電装置の設計を行う設計支援方法であって、
各太陽電池モジュールの形状情報および各太陽電池モジュールの位置情報を含む太陽光発電装置のレイアウト情報を取得し、
取得したレイアウト情報に基づいて検索キーを作成し、
既に設計された太陽光発電装置について当該太陽光発電装置に関する検索キーと設計情報とを関連付けてデータベースに蓄積し、
作成した検索キーを用いてデータベース部を検索し、
作成した検索キーに関連する設計情報がデータベース部に蓄積されている場合にその設計情報を表示部表示することを特徴とする設計支援方法。 - 請求項１２に記載の設計支援方法を記述したコンピュータ読取り可能なプログラム。
- 請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003012567A JP4027808B2 (ja) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | 設計支援装置および設計支援方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003012567A JP4027808B2 (ja) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | 設計支援装置および設計支援方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004227171A true JP2004227171A (ja) | 2004-08-12 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4027808B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008117004A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Toshiba Corp | 配管部品の配置データと仕様データの流用装置およびその流用方法 |
| JP2011081459A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Gs Yuasa Corp | 部品発注支援装置 |
| JP2011086129A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Sharp Corp | 配置設計装置および配置設計方法ならびにプログラムおよびこれを記録した記録媒体 |
-
2003
- 2003-01-21 JP JP2003012567A patent/JP4027808B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP4027808B2 (ja) | 2007-12-26 |
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