JP2010210354A - 気象情報管理システム及び情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 局地的な降雨の変化を予測する。
【解決手段】太陽光発電装置１０に雨量計１６が付設されているため、太陽光発電装置１０に接続された発電データを情報処理装置２０に送信するための通信手段３０を介して、雨量データを送信することができる。この情報を受信した情報処理装置２０は、当該雨量データを送信してきた太陽光発電装置１０の位置情報と雨量データとを照合し、当該地点における現在の降雨の状況を把握することができる。また、少なくとも２地点の太陽光発電装置１０の雨量データを定期的に収集することにより、降雨地点を時系列に把握でき、局地的な降雨の今後の発生地点を予測することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽光発電装置を利用した気象情報管理システム及び情報処理装置に関する。

特許文献１には、太陽光発電装置の発電状態から天気情報を予測する技術が開示されている。これは、太陽光発電装置によって発電された電力のデータ（発電データ）を取得して、この発電データをもとに日照データを求め、その日照データから天気の変化を予測するものである。

特開２００３−１２１５５８号公報

特許文献１の技術は、太陽光発電装置の発電状態を利用することで、それ以前の技術である専用の照度検出計を用いた場合よりも、簡易かつ正確に日照の状態（快晴、晴れ、曇天等）を測定し、天気の変化の予測精度を上げようとするものである。基本的には、一般的な天気予報を太陽光発電装置から得られる情報を利用して実現しようとするものである。

一方、近年、特に都市部において局地的な集中豪雨の発生が多くなっている。これは夏場のヒートアイランド現象が要因の一つとして考えられているが、積乱雲が局地的に急激に発達して生じるため、予測が困難であることが指摘されている。

太陽光発電装置は、近年、省エネと環境保護の見地から関心が高まり、広大な敷地や工場施設の屋根等に多数の太陽光発電モジュール（パネル）を敷設したりすることが行われているほか、一般の住宅やオフィスビルなどの屋根、屋上への設置も著しく増加している。また、太陽光発電装置は、その発電量等のデータを管理者が把握するためそれらのデータを管理者側のコンピュータに送信するための通信手段が確保されている。従って、設置数が益々増加してきている各地の太陽光発電装置のデータを収集すれば、局地的な天気の状態の把握、予測が可能となる。しかるに、特許文献１の技術では、基本的に日照度合いを予測できるのみであり、雨量の把握や予測を直接行うことはできない。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、通信手段との接続環境が既に整っている太陽光発電装置に雨量計を設けることで、極めて容易に雨量を測定し、局地的な降雨の現在状況の把握、将来の雨量や降雨地域の変化予測を行うことができる技術を提供することを課題とする。また、本発明は、この局地的な降雨状況の把握、予測に加え、太陽光発電装置の発電データから日照データを求め、より正確な気象変化の予測を行うことができる技術を提供することを課題とする。

上記した課題を解決するため、本発明は、発電データを情報処理装置に送信する通信手段を備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置に付設される雨量計とを備えてなり、前記情報処理装置は、前記通信手段を介して送信される雨量データと、当該雨量データを送信した前記太陽光発電装置の位置情報とを受信し、局地的な降雨の状況を出力する降雨状況出力手段を備えている気象情報管理システムを提供する。

この気象情報管理システムは、前記太陽光発電装置が複数地点に設置され、前記情報処理装置は、通信手段を介して送信される少なくとも２地点における雨量データと、各雨量データを送信した各太陽光発電装置の位置情報とを受信し、受信した複数地点の雨量データと位置情報とを比較して、今後の局地的な降雨の発生地点を予測する降雨予測手段を備えている構成とすることが好ましい。

また、前記太陽光発電装置にさらに風向風速計が付設され、前記情報処理装置は、前記風向風速計で測定された風情報をさらに受信し、前記降雨予測手段が、この風情報を参照して今後の局地的な降雨の発生地点を予測する構成とすることが好ましい。

また、前記情報処理装置は、受信した前記太陽光発電装置の発電データから、当該発電データに対応した日照データを求める日照データ算出手段を更に備えている構成とすることができ、さらに、前記日照データ算出手段により算出した少なくとも２地点における日照データを参照して、今後の局地的な気象変化を予測する気象変化予測手段を備えている構成とすることが好ましい。

また、本発明は、雨量計が付設された太陽光発電装置と通信手段を介して接続された情報処理装置であって、前記通信手段を介して送信される雨量データと、当該雨量データを送信した前記太陽光発電装置の位置情報とを受信し、局地的な降雨の状況を出力する降雨状況出力手段を備えている情報処理装置を提供する。

この情報処理装置は、雨量計が付設された複数地点の太陽光発電装置と通信手段を介して接続されており、前記通信手段を介して送信される少なくとも２地点における雨量データと、各雨量データを送信した各太陽光発電装置の位置情報とを受信し、受信した複数地点の雨量データと位置情報とを比較して、今後の局地的な降雨の発生地点を予測する降雨予測手段を備えている構成とすることが好ましい。

また、前記降雨予測手段が、前記太陽光発電装置に付設された風向風速計により測定された風情報をさらに受信し、この風情報を参照して今後の局地的な降雨の発生地点を予測する構成であることが好ましい。

また、受信した前記太陽光発電装置の発電データから、当該発電データに対応した日照データを求める日照データ算出手段を更に備えている構成とすることができ、さらに、前記日照データ算出手段により算出した少なくとも２地点における日照データを参照して、今後の局地的な気象変化を予測する気象変化予測手段を備えている構成とすることが好ましい。

本発明によれば、太陽光発電装置に雨量計が付設されているため、太陽光発電装置に接続された、発電データを情報処理装置に送信するための通信手段を介して、雨量データを送信することができる。この情報を受信した情報処理装置は、当該雨量データを送信してきた太陽光発電装置の位置情報と雨量データとを照合し、当該地点における現在の降雨の状況を把握することができる。また、少なくとも２地点の太陽光発電装置の雨量データを定期的に収集することにより、降雨地点を時系列に把握でき、局地的な降雨の今後の発生地点を予測することができる。この場合、太陽光発電装置にさらに風向風速計を付設し、風情報を得ることで、降雨の発生地点をより正確に予測できる。さらに、太陽光発電装置の発電データから日照データが得られるため、日照データから快晴、晴れ、薄曇り、曇り等の日照度合いが各地点毎に判定でき、それらを比較することにより、局地的な気象変化の予測をより正確に行うことができる。

本発明の一の実施形態に係る気象情報管理システムの概要を説明するための図である。 上記実施形態の気象情報管理システムにおける情報処理装置の構成を説明するためのブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る気象情報管理システムは、図１に示したように、太陽光発電装置１０及び太陽光発電装置１０から送信されるデータを受信して処理する情報処理装置２０とを備えて構成される。

太陽光発電装置１０は、複数の太陽電池セル１２を平面上に配列した太陽光発電モジュール（パネル）１１のほか、その太陽光発電モジュール１１から得られる直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１３、発電量等を計測する電力計測装置１４、ＰＣＳの交流電力を受電して変電する受変電設備１５を備えて構成される。電力計測装置１４は、そのデータ送受信部から出力データである発電データ等を、本実施形態の気象情報管理システムにおいて管理を司る基地局の情報処理装置２０に通信手段３０を介して送信する。なお、太陽光発電モジュール（パネル）１１は、これらを複数枚組み合わせて直列接続してストリングとしたもの、さらに複数のストリングを並列接続してアレイにしたもの等であってもよい。また、通信手段３０としては、インターネット等の公衆通信回線、ＰＬＣ（電力線搬送通信）等が含まれ、また、有線、無線のいずれも含む。

太陽光発電モジュール１１は、一般家屋の屋根やオフィスビルの屋上等に設置されるが、この太陽光発電モジュール１１に隣接して雨量計１６が設けられる。太陽光発電モジュール１１が設置されている場所は、上部に障害物のない日当たりのよい場所であるため、雨量計１６の設置場所としても適する。雨量計１６としては自動計測可能なものが用いられ、例えば受水器に溜まった降水の嵩を測定する。雨量計１６は、太陽光発電装置１０の電力計測装置１４に電気的に接続され、降水の測定データは、雨量計１６の制御部から電力計測装置１４に、例えば、一定時間毎に送られ、通信手段３０を介して、発電データと共に情報処理装置２０に送信される。

情報処理装置２０は、一般家屋やオフィスビル等に複数設置される各太陽光発電装置１０に通信手段３０を介して接続され、太陽光発電装置１０のデータを管理する基地局に設置される。情報処理装置２０は、コンピュータから構成され、データ送受信部により、各太陽光発電装置１０から送信されるデータを受信可能となっている。

情報処理装置２０は、データ送受信部のほかに、コンピュータプログラムから構成される降雨状況出力手段２１、降雨予測手段２２、日照データ算出手段２３、気象変化予測手段２４等が設定されている。なお、これらのコンピュータプログラムは、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体へ記憶させて提供することもできるし、通信回線を通じて伝送することも可能である。

降雨状況出力手段２１は、通信手段３０を介して送信され、データ送受信部により受信した雨量計１６の雨量データと、当該雨量データを送信した太陽光発電装置１０の位置情報（すなわち、当該雨量計１６の位置情報）とを用いて、現在の降雨の状況を求めて出力する。例えば、「中央区ＸＸ町１−２−３、降水量２０ｍｍ」というように出力する。また、地図上にプロットした太陽光発電装置１０の設置地点上に降水量を棒グラフ等により表示して出力するなどしてもよい。

降雨予測手段２２は、降雨状況出力手段２１において用いられた雨量データと太陽光発電装置１０の位置情報を、少なくとも２地点分、好ましくはより多数地点分収集して、今後の局地的な降雨の発生地点を予測する。また、この複数地点の雨量データは、好ましくは、同一地点における情報を、所定時間毎に複数データ取得する。

日照データ算出手段２３は、データ送受信部において受信した太陽光発電装置１０の発電データを用いて日照データを求める。発電データは、電力計測装置１４により求められるが、日照データ算出手段２３は、予め、例えば、当該太陽光発電装置１０の設置地点の経度、緯度を参照して、理論出力値を求めておく。この理論出力値を、発電データとして受信した実際の出力値と比較する。理論出力値が所定時期の快晴時の日照強度に相当すると仮定すると、実際の出力値が理論出力値とどの程度の差があるかで、日照強度（日照データ）がどの程度であるかが求められる。日照データ算出手段２３は、得られた日照強度から、快晴時の値と比較し、晴天、曇天、雨天等を推定する。

気象変化予測手段２４は、日照データ算出手段２３により算出した少なくとも２地点における日照データ、好ましくはより多数地点における日照データを用いて、今後の局地的な気象変化を予測する。また、好ましくは、降雨予測手段２２と同様に、各地点における日照データを時系列に比較する。これにより、より正確な気象予測が可能となる。

本実施形態によれば、各地点に設置された太陽光発電装置１０の電力計測装置１４から通信手段３０を介して、例えば、３０分おきに、発電データと共に、雨量計１６により計測される雨量データが情報処理装置２０に送信されてくる。例えば、１５：００の情報として、「千代田区のＡ地点、降水量４０ｍｍ」、「千代田区のＢ地点、降水量２０ｍｍ」、「中央区のＣ地点、降水量１ｍｍ」、「中央区のＤ地点、降水量０ｍｍ」等の雨量データがデータ送受信部において受信される。すると、降雨状況出力手段２１がその情報を棒グラフ等にして出力する。

ここで、千代田区のＡ地点、千代田区のＢ地点、中央区のＣ地点、中央区のＤ地点は、西側から東側に数ｋｍおきに順に位置している場所と仮定し、さらに、降雨状況出力手段２１が、１５：３０に、「千代田区のＡ地点、降水量５ｍｍ」、「千代田区のＢ地点、降水量３０ｍｍ」、「中央区のＣ地点、降水量５ｍｍ」、「中央区のＤ地点、降水量５ｍｍ」というデータを受信し、出力したとする。すると、降雨予測手段２２は、１５：３０以降１６：００前後に、降水量２０〜４０ｍｍ前後の降雨が中央区を中心として発生する可能性があると予測する。この情報は、例えば、本実施形態の気象情報管理システムの運営主体と契約したユーザに、情報処理装置２０からインターネット等を通じて提供され、局地的な降雨の発生を知らせることができる。

また、上記の雨量データと同様に、例えば、１５：００に、１４：３０〜１５：００の間の３０分間の太陽光発電装置１０の発電データが情報処理装置２０に送られてくるとする。日照データ算出手段２３は、この発電データをもとに日照強度（日照データ）を求め、基準となる快晴時点の日照強度と比較し、各地点における天気（快晴、晴天、曇天、雨天等）を相対的に判断する。それにより、例えば、「千代田区のＡ地点、雨天」、「千代田区のＢ地点、雨天」、「中央区のＣ地点、曇天」、「中央区のＤ地点、晴天」等の判断がなされ、さらにその３０分後のデータとして、「千代田区のＡ地点、曇天」、「千代田区のＢ地点、雨天」、「中央区のＣ地点、曇天」、「中央区のＤ地点、曇天」等と判断された場合、気象変化予測手段２４は、１６：００前後に中央区が雨天になることを予測する。

降雨予測手段２２及び気象変化予測手段２４の両方の予測結果から、上記の例では、１６：００前後に中央区における局地的な降雨が予測されることになる。このように、雨量計１６を用いて直接測定した雨量データと太陽光発電装置１０から得られる発電データという複数の指標を用いて降雨予測と気象変化の予測を行うことで、降雨の発生地点、雨量等をより正確に予測することができる。従って、本実施形態の予測結果に基づいて降雨警報等を発する場合には、降雨予測手段２２及び気象変化予測手段２４の両方の予測結果が一致した地域にのみ発するようにすることもできる。両者の予測結果が異なる地域に関しては、警戒レベルの低い降雨予測情報を提供するようにしてもよいが、本発明では、雨量計１６により雨量を直接測定しているため、この雨量データに基づいて予測した降雨予測手段２２の予測結果を優先することが好ましい。

なお、太陽光発電装置１０には、さらに風向風速計も併設し、風向、風速等の風情報も電力計測装置１４及び通信手段３０を介して情報処理装置２０に送信される構成とすることが好ましい。風情報を得ることにより、雨雲の位置変化の予測が容易かつ正確になるため、降雨予測手段２２及び気象変化予測手段２４の予測精度が向上する。また、温度計、湿度計などを併設し、温度情報及び湿度情報も情報処理装置２０において取得する構成とすると、予測精度がさらに向上することが期待できる。

１０ 太陽光発電装置
１１ 太陽光発電モジュール
１２ 太陽電池セル
１４ 電力計測装置
２０ 情報処理装置
２１ 降雨状況出力手段
２２ 降雨予測手段
２３ 日照データ算出手段
２４ 気象変化予測手段
３０ 通信手段

Claims (10)

1. 発電データを情報処理装置に送信する通信手段を備えた太陽光発電装置と、
   前記太陽光発電装置に付設される雨量計とを備えてなり、
   前記情報処理装置は、前記通信手段を介して送信される雨量データと、当該雨量データを送信した前記太陽光発電装置の位置情報とを受信し、局地的な降雨の状況を出力する降雨状況出力手段を備えている気象情報管理システム。
2. 前記太陽光発電装置が複数地点に設置され、
   前記情報処理装置は、通信手段を介して送信される少なくとも２地点における雨量データと、各雨量データを送信した各太陽光発電装置の位置情報とを受信し、受信した複数地点の雨量データと位置情報とを比較して、今後の局地的な降雨の発生地点を予測する降雨予測手段を備えている請求項１記載の気象情報管理システム。
3. 前記太陽光発電装置にさらに風向風速計が付設され、
   前記情報処理装置は、前記風向風速計で測定された風情報をさらに受信し、前記降雨予測手段が、この風情報を参照して今後の局地的な降雨の発生地点を予測する請求項２記載の気象情報管理システム。
4. 前記情報処理装置は、受信した前記太陽光発電装置の発電データから、当該発電データに対応した日照データを求める日照データ算出手段を更に備えている請求項１〜３のいずれか１に記載の気象情報管理システム。
5. 前記情報処理装置は、さらに、前記日照データ算出手段により算出した少なくとも２地点における日照データを参照して、今後の局地的な気象変化を予測する気象変化予測手段を備えている請求項４記載の気象情報管理システム。
6. 雨量計が付設された太陽光発電装置と通信手段を介して接続された情報処理装置であって、
   前記通信手段を介して送信される雨量データと、当該雨量データを送信した前記太陽光発電装置の位置情報とを受信し、局地的な降雨の状況を出力する降雨状況出力手段を備えている情報処理装置。
7. 雨量計が付設された複数地点の太陽光発電装置と通信手段を介して接続されており、
   前記通信手段を介して送信される少なくとも２地点における雨量データと、各雨量データを送信した各太陽光発電装置の位置情報とを受信し、受信した複数地点の雨量データと位置情報とを比較して、今後の局地的な降雨の発生地点を予測する降雨予測手段を備えている請求項６記載の情報処理装置。
8. 前記降雨予測手段が、前記太陽光発電装置に付設された風向風速計により測定された風情報をさらに受信し、この風情報を参照して今後の局地的な降雨の発生地点を予測する請求項７記載の情報処理装置。
9. 受信した前記太陽光発電装置の発電データから、当該発電データに対応した日照データを求める日照データ算出手段を更に備えている請求項６〜８のいずれか１に記載の情報処理装置。
10. さらに、前記日照データ算出手段により算出した少なくとも２地点における日照データを参照して、今後の局地的な気象変化を予測する気象変化予測手段を備えている請求項９記載の情報処理装置。

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