JP2011102740A

JP2011102740A - 日照量予測システム、日照量予測方法

Info

Publication number: JP2011102740A
Application number: JP2009257395A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Ueno; 知実上野; Yoshinori Hamada; 義則浜田; Osamu Kawada; 修河田; Masaru Watabe; 賢渡部; Hirohisa Mizuishi; 裕久水石
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2029-11-10
Also published as: JP5578541B2

Abstract

【課題】太陽光パネルに入射する日照量を正確に予測できるようにする。
【解決手段】太陽光パネルの設置予定地において、周囲の状況を撮影し（ＳＴＥＰ１００）、水平方向及び垂直方向に所定の角度間隔で複数の領域に区切られ、時期ごとに各時間の太陽の方向に対応する太陽軌道領域が記録されている判定用グリッドにおいて、撮影画像に基づき、太陽軌道領域における日照可能な日照領域を判定し（ＳＴＥＰ１０４）、判定用グリッドの各日照領域について、太陽光パネルの設置状況による日照量影響を表す影響係数を算出し（ＳＴＥＰ１０８、１１０）、各時期について、当該時期の各時間に対応する判定用グリッドの各日照領域の影響係数に基づいて、時期ごとの日照量を算出する。
【選択図】図８

Description

本発明は、太陽光パネルを設置する際に日照量を予測するシステムに関する。

従来より、環境対策として太陽光パネルを商業施設や個人邸宅などに設けることが行われている。このような太陽光パネルを導入を計画する際には、導入による効果、すなわち、太陽光パネルの発電量を予め予測できることが好ましい。

太陽光パネルの発電量を予測するためには、日照量を算出することが必要となる。このような日照に関する情報を取得する方法として、例えば、特許文献１には、現地において写真を撮影し、この写真に太陽の軌跡を重ね合わせることで、日照時間を求める方法が記載されている。

特開昭６３―５０７８４号公報

しかしながら、特許文献１記載の方法では、日照時間のみしか求めることができず、例えば、朝昼の日照の強さの差や、導入する場所の気象条件などが考慮されていないため、太陽光パネルに入射する日照量を正確に予測することが難しい。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、太陽光パネルに入射する日照量を正確に予測できるようにすることである。

本発明の日照量予測システムは、設置が予定される太陽光パネルに入射する日照量を予測するシステムであって、前記太陽光パネルの設置予定地において、周囲の状況を撮影した撮影画像を取得する画像取得手段と、前記設置予定地を基準とする方位と太陽高度との組み合わせに対応して複数の領域に区画され、太陽が通過する領域を太陽軌道領域として表す判定用グリッドにおいて、前記撮影画像に基づいて、前記太陽軌道領域のうち、前記設置予定地に日照可能な日照領域を判定する日照範囲判定部と、判定用グリッドの日照領域に含まれる各領域について、前記太陽光パネルの設置状況による日照量影響を表す影響係数を算出する係数算出部と、前記判定用グリッドの日照領域に含まれる各領域の前記係数算出部により算出された影響係数に基づいて、日照量を算出する日照量算出部と、を備えることを特徴とする。

上記の日照量予測システムにおいて、前記判定用グリッドには、時期ごとの太陽軌道領域が表されており、前記日照量算出部は、時期ごとに、当該時期に対応する太陽起動領域に含まれる領域の前記係数算出部により算出された影響係数に基づいて、時期ごとの日照量を算出してもよい。
また、前記太陽光パネルの設置角度の入力を受け付ける設置角度入力部を備え、前記係数算出部は、前記判定用グリッドの前記日照領域の各領域について、当該領域に対応する時期及び時間の太陽の角度と、前記太陽光パネルの設置角度とに基づき日照量への影響を表す設置角度係数を算出する設置状況係数算出部を含み、前記影響係数は前記設置状況係数算出部が算出した設置角度係数を含んでもよい。

また、前記係数算出部は、前記判定用グリッドの前記日照領域の各領域について、当該領域に対応する時期及び時間における大気の伝播損失に応じた伝播損失係数を算出する伝播損失係数算出部を含み、前記影響係数は、前記伝播損失係数算出部が算出した前記伝播損失係数を含んでもよい。

また、前記太陽光パネルの設置地域の入力を受け付ける設置地域入力部と、地域ごとの時期に対応した日照率が記録された日照率データベースと、を備え、前記日照量算出部は、前記日照率データベースを参照して前記設置地域の時期ごとの日照率を取得し、前記影響係数と、前記時期ごとの日照率とに基づいて、時期ごとの日照量を算出してもよい。

また、前記設置が予定される太陽光パネルの発電容量の入力を受け付ける発電容量入力部と、時期ごとに各時間の電気料金が記録された電気料金データベースと、前記電気料金データベースを参照して取得した時期ごとの各時間の電気料金と、前記係数算出部が算出した時期ごとの各時間に対応する領域の影響係数と、に基づき、前記太陽光パネルを設置することで節約可能な電気料金を算出する電気料金評価部と、を備えてもよい。

また、前記係数算出部により算出した影響係数と、前記太陽軌道領域が全て前記日照領域であるとして前記係数算出部により算出した仮定係数と、に基づき周囲の建物の日照影響を示す稼働率を算出する稼働率評価部を備えてもよい。

また、本発明の日照量予測方法は、設置が予定される太陽光パネルに入射する日照量を予測する方法であって、前記太陽光パネルの設置予定地において、周囲の状況を撮影し、前記設置予定地を基準とする方位と太陽高度との組み合わせに対応して複数の領域に区画され、太陽が通過する領域を太陽軌道領域として表す判定用グリッドにおいて、前記撮影画像に基づいて、前記太陽軌道領域のうち、前記設置予定地に日照可能な日照領域を判定し、判定用グリッドの日照領域に含まれる各領域について、前記太陽光パネルの設置状況による日照量影響を表す影響係数を算出し、前記判定用グリッドの日照領域に含まれる各領域の前記係数算出部により算出された影響係数に基づいて、日照量を算出することを特徴とする。

本発明によれば、撮影手段により撮影された撮影画像により周囲の状況を撮影し、この撮影画像に基づき判定用グリッドの太陽軌道領域において日照可能な領域を判定しているため、周囲の建物等の影響を考慮して日照量を算出することができる。また、判定用グリッドの各日照領域について太陽光パネルの設置状況による日照量に対する影響を表す影響係数を算出して、この影響係数に基づき日照量を算出するため、太陽光パネルの設置角度や太陽高度による日照の強弱等を考慮した予測が可能となる。

本実施形態の日照量予測システムの構成を示す図である。日照率情報データベースに記録されている日照率情報の内容の一例を示す図である。電気料金データベースに記録されている電気料金情報の内容を示す図である。判定用グリッドを示す図である。垂直方向係数α及び水平方向係数βを説明するための図であり、（Ａ）は立面図、（Ｂ）は平面図である。（Ａ）は夏冬の伝播損失の差を説明するための図であり、同図（Ｂ）は日の出、日の入時の伝播損失の差を説明するための図である。判定用グリッドの各領域に対する係数ａｎを示す図である。日照量予測システムにより発電量を予測する流れを示すフローチャートである。判定用グリッドの各領域の日照可能係数を示す図である。判定用グリッドにおいて算出したパフォーマンス値を示す図である。算出した各月の時間ごとのパフォーマンス値を示す表である。日照率を考慮した各月の時間ごとのパフォーマンス値を示す表である。節約可能な電気代を示す表である。

以下、本発明の太陽光発電装置の日照量予測システムの一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、太陽光パネルとして太陽光発電パネルを設置する場合を例として説明する。
図１は、本実施形態の日照量予測システム１の構成を示す図である。同図に示すように、日照量予測システム１は、撮影装置１０と、撮影装置１０の広角カメラ１２と接続された予測端末２０とにより構成される。

撮影装置１０は、台座部１１と、台座部１１により所定高さに支持された広角カメラ１２とにより構成される。台座部１１には方位磁石１１Ｂが取り付けられており、予測を行う際には、広角カメラ１２の撮影範囲の水平方向中央が真南を向くように台座部１１を設置する。なお、台座部１１を構成するポール１１Ａは伸縮可能である。広角カメラ１２としては、画角が後述する太陽軌道領域を撮影可能なものを使用する。

予測端末２０は、入力部２１と、日照範囲判定部２２と、設置状況係数算出部２３と、伝播損失係数算出部２４と、日照量算出部２５と、評価部２６、表示部２７と、日照率情報データベース３０と、電気料金情報データベース３１とを備える。

図２は、日照率情報データベース３０に記録されている日照率情報の内容の一例を示す図である。同図に示すように、日照率情報データベース３０には、地方毎に、各月の日照率及び年間日照率が記録されている。なお、日照率とは、日照時間と可照時間との比率である。

図３は、電気料金データベース３１に記録されている電気料金プラン情報の内容を示す図である。同図に示すように、電気料金プラン情報は、電気料金プランごとに各月における各時間と電気料金が対応付けられて記録されている。

日照範囲判定部２２には、予め、図４に示すような、水平方向及び上下方向に複数のグリッド（以下、判定用グリッドという）がデータ化して記憶されている。判定用グリッドの横軸は、真南を中心とした水平方向角度を示し、縦軸は、水平面からの仰角である太陽高度を示す。判定用グリッドにおいて、縦方向のグリッドは、真南を中心とした東西に所定の角度範囲（本実施形態では１２０°）の間で所定の角度（本実施形態では１０°）ごとに設定されており、横方向のグリッドは、水平方向（０°）から鉛直方向（９０°）までの角度範囲で、所定の角度（本実施形態では５°）ごとに位置するように設定されている。そして、この判定用グリッドには、同図に濃淡を付けて示すように、各月の太陽の軌道が通過する領域（以下、太陽軌道領域という）が設定されている。そして、日照範囲判定部２２は、広角カメラ１２により撮影された撮影画像と、上記のグリッドとを重ね合わせて画像出力し、この出力画像は、表示部２７により画面表示される。

また、日照範囲判定部２２は、作業員による判定用グリッドの各領域について、撮影画像の対応する領域において空が見えるか否かの判定結果の入力を受け付ける。そして、日照範囲判定部２２は、判定結果において空が見えると判定された領域を日照領域として、判定用グリッドの各領域の日照可能係数を、当該領域が日照領域に含まれる場合には１、含まれない場合には０として決定する。

設置状況係数算出部２３は、判定用グリッドの各領域について太陽光パネルの設置角度による影響を示す値である垂直方向係数α及び水平方向係数βを算出する。
図５は、垂直方向係数α及び水平方向係数βを説明するための図であり、（Ａ）は立面図、（Ｂ）は平面図である。同図に示すように、太陽光パネルを、太陽光パネルの垂直方向が、水平方向に対してθ_ＨＰ［ｒａｄ］、真南より反時計回りにθ_ＷＰ［ｒａｄ］の角度に設置したとする。この時、太陽が水平方向に対してθ_Ｈ［ｒａｄ］、真南より反時計回りにθ_Ｗ［ｒａｄ］の方向に位置した場合には、太陽光パネルに入射する太陽光の鉛直方向成分Ｃ_Ｈは、太陽光の強さをＣとすると、以下の式（１）〜（３）で算出される。
Ｃ_Ｈ＝αβＣ …（１）
α＝ｃｏｓΔθ_Ｈ＝ｃｏｓ（θ_ＨＰ−θ_Ｈ） …（２）
β＝ｃｏｓΔθ_Ｗ＝ｃｏｓ（θ_ＷＰ−θ_Ｗ） …（３）

設置状況係数算出部２３は、判定用グリッドの各領域について、垂直方向角度を上記の式（２）のθ_Ｈに、水平方向角度を上記の式（２）のθ_ＷＰに代入することで、各領域の垂直方向係数α及び水平方向係数βを算出する。

伝播損失係数算出部２４は、以下に説明するように、夏冬及び朝夕の日差しの差を考慮するための夏冬差係数σ及び朝夕差係数γを算出する。
図６（Ａ）は夏冬の伝播損失の差を説明するための図であり、同図（Ｂ）は日の出、日の入時の伝播損失の差を説明するための図である。同図（Ａ）に示すように、太陽光は、夏冬で入射角度が異なるため、大気圏内の通過距離も異なる。同図に示すように、大気圏の厚さを１２０ｋｍとすると、夏及び冬の正午における大気通過距離ｄ_{夏（６月）}、ｄ_{冬（１２月）}はそれぞれ、以下の式（４）、（５）で算出される。
ｄ_{夏（６月）}＝１２０／ｓｉｎ８０°＝１２２ｋｍ …（４）
ｄ_{冬（１２月）}＝１２０／ｓｉｎ６０°＝１３９ｋｍ …（５）

また、図６（Ｂ）に示すように、季節を問わず、日の出、日の入り時には、太陽が地平線方向となる。この時の大気通過距離ｄ_出入は、以下の式（６）で算出される。
太陽光が大気中を通過する際の伝播損失（自由空間損失）Ｌは、マイクロ波の自由空間損失式を準用して、以下の式（７）で表される。
Ｌ（ｄＢ）＝３２．４＋２０ｌｏｇｄ＋２０ｌｏｇｆ …（７）
なお、式中のｄは距離［ｋｍ］、ｆは周波数［ＭＨｚ］を表す。

太陽光発電で利用される光の波長は、おおむね２２５ｎｍ〜１．２μｍであるため、中間値の７００ｎｍを使って伝播損失を算出すると、以下の式（８）のようになる。
周波数ｆ＝３×１０^８／（７００×１０^−９）＝４．２９×１０^１４＝４．２９×１０^８ＭＨｚ …（８）
これにより、夏及び冬の正午、日の出・日の入り時における自由空間損失（ｄ_６月、ｄ_１２月、ｄ_出入）は、以下（９）〜（１１）のように算出される。
ｄ_６月＝３２．４＋ｌｏｇ１２２＋ｌｏｇ４．２９×１０^８＝４３．１ｄＢ …（９）
ｄ_１２月＝３２．４＋ｌｏｇ１３９＋ｌｏｇ４．２９×１０^８＝４３．２ｄＢ …（１０）
ｄ_出入＝３２．４＋ｌｏｇ１２４３＋ｌｏｇ４．２９×１０^８＝４４．１ｄＢ …（１１）

また、自由空間損失前の太陽光エネルギーを１とした場合の、損失後のエネルギー（Ｅ_６月、Ｅ_１２月、Ｅ_出入）は、以下（１２）〜（１４）の通り算出される。
Ｅ_６月＝１０^{−４３．１／１０}＝４．９０×１０^−５ …（１２）
Ｅ_１２月＝１０^{−４３．２／１０}＝４．７９×１０^−５ …（１３）
Ｅ_出入＝１０^{−４４．１／１０}＝３．８９×１０^−５ …（１４）

式（１２）、（１３）より夏（６月正午）に対する、冬（１２月正午）の太陽光エネルギーの割合は、４．７９／４．９０＝９８％となる。
また、式（１２）、（１４）より夏（６月正午）に対する、日の出日の入り時の太陽光エネルギーの割合は、３．８９／４．９０＝７９％となる。
また、式（１３）、（１４）より冬（１２月正午）に対する、日の出日の入り時の太陽光エネルギーの割合は、３．８９／４．７９＝８１％となる。

そして、上記算出した夏及び冬に対する、日の出日の入り時の太陽光エネルギーの割合に基づき、一日の中における太陽光エネルギーの変化割合である朝夕差係数γを算出する。上記のように、夏及び冬における正午に対する日の出日の入り時の太陽エネルギーの強度は、それぞれ７９％、８１％である。そこで、本実施形態では、年間を通して、正午に対する日の出日の入り時の太陽エネルギーの強度を８０％として、図７に示すように、各月ごとに太陽の軌道に合わせて、正午（すなわち真南において１００％）においてγ＝１００％となり、日の出日の入り時においてγ＝８０％となるように、判定用グリッドの各領域に対して下記の式（１５）における係数ａｎを決定した。
朝夕差係数γ＝ａ＋（１−ａ）／ａｎ_ｍａｘ×ａｎ …（１５）

また、上記算出した夏（６月正午）に対する、冬（１２月正午）の太陽光エネルギーの割合に基づき、以下の式（１６）に示すように、６月に１００％、１２月の係数が９８％となるように、季節による太陽光エネルギーの変化割合である夏冬差係数σを算出する。なお、１２〜６月、６〜１２月の間は段階的にその強度が変化するものと仮定している。
夏冬差係数σ＝ｂ＋（１−ｂ）／６×ｂｎ …（１６）
ｂｎの値：６月＝６、５月・７月＝５、４月・８月＝４、３月・９月＝３、２月・１０月＝２、１月・１１月＝１、１２月＝０

日照量算出部２５は、太陽光パネルを設置した場合の各月の各時間におけるパフォーマンス値を算出する。すなわち、判定用グリッドの各月の各時間に対応する領域（すなわち、太陽軌道領域）について、上記算出した日照可能係数、垂直方向係数α、水平方向係数β、朝夕差係数γ、及び夏冬差係数σを積算する。これにより、各月の時間ごとのパフォーマンス値を算出することができる。

そして、日照量算出部２５は、上記算出した各月の時間ごとのパフォーマンス値と、日照率情報データベース２０を参照して取得した太陽光パネルの設置予定地の日照率とを積算することにより、各月の日照率を考慮した時間毎のパフォーマンス値を算出する。
また、日照量算出部２５は、後に詳述するように、太陽光を遮るものがないとした場合のパフォーマンス値を算出することができる。

評価部２６は、上記算出した各月の日照率を考慮した時間ごとのパフォーマンス値と、設置を予定する太陽光パネルの発電用量と、電気代単価とを積算することで、各月の各単位時間あたりの節約可能な電気代を算出する。

また、評価部２６は、日照量算出部２５が算出した太陽光を遮るものがある場合と無い場合のパフォーマンス値に基づき、日照率及び周囲の障害物の影響を示す年間稼働率を算出する。

以下、日照量予測システム１により発電量を予測する流れを図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。
同図に示すように、まず、ＳＴＥＰ１００において、撮影装置１０を広角カメラ１２による撮影範囲の中心が真南を向くように設置する。そして、広角カメラ１２が太陽光パネルの設置位置の高さとなるように台座部１１のポール１１Ａを伸縮させる。
次に、ＳＴＥＰ１０２において、広角カメラ１２により太陽光パネルの設置位置の周囲の撮影を行う。

次に、ＳＴＥＰ１０４において、日照範囲判定部２２により、広角カメラ１２から受信した撮影画像と、判定用グリッドを重ね合わせて画像出力し、この画像を表示部２５により画面表示する。作業員は表示部２５に表示された判定用グリッドの各領域について、空が見えるか否かを判定し、判定結果を日照範囲判定部２２に入力する。日照範囲判定部２２は、作業員による入力を受け付けると、図９に示すように、判定結果において空が見えると判定された領域については１、空が見えないと判定された領域については０として、判定用グリッドの各領域に対応した日照可能係数を求める。

また、上記のＳＴＥＰ１００〜１０４と並行して、ＳＴＥＰ１０６において、入力部２１により、太陽光パネルの設置角度θ_ＨＰ、θ_ＷＰに関する設置角度情報、設置する地域に関する設置地域情報、設置予定の太陽光発電機容量及び電気料金プランの識別情報の入力を受け付ける。

次に、ＳＴＥＰ１０８において、設置状況係数算出部２３により、判定用グリッドの各領域の垂直方向係数α及び水平方向係数βを算出する。
すなわち、入力部２１が受け付けた太陽光パネルの設置角度θ_ＨＰ、θ_ＷＰを式（２）、（３）に代入し、判定用グリッドの各領域について、対応する垂直方向角度をθ_Ｈに、水平方向角度をθ_Ｗに代入することで、各領域の垂直方向係数α及び水平方向係数βを算出する。

次に、ＳＴＥＰ１１０において、伝播損失係数算出部２４により、夏夕及び朝夕の日差しの差を考慮するため、各領域の朝夕差係数γ及び夏冬差係数σを算出する。
本実施形態では、上記のように、年間を通じて正午に対する日の出日の入り時の太陽エネルギーの強度を８０％とし、また、各月ごとに正午（すなわち真南において１００％）においてγ＝１００％となり、日の出、日の入り時においてγ＝８０％となるように、図７に示すように各領域に対する式（１５）における係数ａｎを決定している。このため、各領域に対する係数ａｎ及びａ＝８０％を代入することで、判定用グリッドの各領域に対する朝夕差係数γを算出することができる。

また、季節による太陽光エネルギーの変化割合である夏冬差係数σを式（１６）に示すように、６月に１００％、１２月の係数が９８％となるように、各月に対応する季節による太陽光エネルギーの変化割合である夏冬差係数σを決定する。なお、この夏冬差係数σは、判定用グリッドの各領域に対して一定の値としている。

次に、ＳＴＥＰ１１２において、日照量算出部２５により、各月のパフォーマンス値を算出する。すなわち、図１０に示すように、各月について、判定用グリッドの当該月の太陽光の軌道に含まれる各領域の日照可能係数、垂直方向係数α、水平方向係数β、朝夕差係数γ、及び当該月の夏冬差係数σを積算する。これにより、図１１に示すように各月の時間ごとのパフォーマンス値を算出することができる。また、日照率算出部２５により、上記算出した各太陽軌跡領域のパフォーマンス値の合計値（以下、パフォーマンス合計値という）を算出する。

次に、ＳＴＥＰ１１４において、日照率情報データベース３０を参照して、太陽光パネルの設置予定地における月ごとの日照率を取得し、日照量算出部２５により、上記算出した各月の時間ごとのパフォーマンス値と、取得した日照率とを積算することにより、図１２に示すように各月の日照率を考慮した時間毎のパフォーマンス値を算出する。また、日照率算出部２５により、上記算出した各太陽軌跡領域の日照率を考慮したパフォーマンス合計値を算出する。

また、上記のＳＴＥＰ１１２、１１４と並行して、ＳＴＥＰ１１６において、日照量算出部２５により、太陽光を遮る障害物がない場合のパフォーマンス値（以下、仮定パフォーマンス値という）を算出する。すなわち、日照可能係数の太陽軌道領域の各領域の値を１とした仮定日照可能係数と、垂直方向係数α、水平方向係数β、朝夕差係数γ、及び夏冬差係数σを積算し、各月の時間ごとの仮定パフォーマンス値を算出する。

次に、ＳＴＥＰ１１８において、日照量算出部２５により、上記算出した太陽軌道領域の各領域の仮定パフォーマンス値の合計値（以下、仮定パフォーマンス合計値という）を算出する。そして、この仮定パフォーマンス合計値に年間日照率を積算し、日照率を考慮した仮定パフォーマンス値を算出する。

次に、ＳＴＥＰ１２０において、電気料金情報データベース３１を参照して、入力部２１が受け付けた電気料金プランの識別情報に該当する電気料金プランの各月の時間ごとの電気代単価を取得する。

次に、ＳＴＥＰ１２２において、評価部２６により、年間に節約可能な電気代を算出する。すなわち、まず、図１３に示すように、上記算出した各月の日照率を考慮した時間ごとのパフォーマンス値と、設置予定の太陽光パネルの発電用量と、電気代単価とを積算することで、各月の各単位時間あたりの節約可能な電気代を算出する。そして、各月の各単位時間あたりの節約可能な電気代を一日分合計して一日当たりの節約可能な電気代を算出し、さらに、一日分の節約可能な電気代と各月の日数を積算することで、月ごとの節約可能な電気代を算出し、さらに、各月の節約可能な電気代を合計することで、年間に節約可能な電気代を算出する。

また、ＳＴＥＰ１２０、１２２と並行して、ＳＴＥＰ１２４において、評価部２６により、パフォーマンス合計値を日照率を考慮した仮定パフォーマンス合計値で除算して、日照率及び周囲の障害物の影響を示す年間稼働率を算出する。

また、ＳＴＥＰ１２０〜１２４と並行して、ＳＴＥＰ１２６において、パフォーマンス合計値を仮定パフォーマンス合計値で除算して、日照率を考慮しない年間稼働率を算出する。

そして、ＳＴＥＰ１２８において、上記算出した年間に節約可能な電気代、年間稼働率、日照率を考慮しない年間稼働率を表示部２７に表示する。
この表示部２７に表示された節約可能な電気代、年間稼働率、日照率を考慮しない年間稼働率に基づき、太陽光パネルの設置計画、すなわち、太陽光パネルの設置位置、設置角度、太陽光パネルの種類などを検討することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、周囲の建物などの状況を広角カメラ１２により撮影し、撮影画像に基づき日照可能範囲を判定し、この判定結果を年間稼働率などを算出する際に考慮に入れているため、周囲の建物などの影響を考慮に入れた正確な予測が可能となる。

また、判定グリッドの各領域について、垂直方向係数α、水平方向係数βを算出し、これらの数値を年間稼働率などを算出する際に考慮に入れているため、太陽光パネルの設置角度を考慮に入れた正確な予測が可能となる。

また、判定グリッドの各領域について朝夕差係数γを算出するとともに、月ごとの夏冬差係数σを算出して、これらの数値を年間稼働率などを算出する際に考慮に入れているため、時間による日照の強度の影響及び月ごとの日照の強度の影響を考慮に入れた正確な予測が可能となる。

また、各地方の月ごとの日照率が記録された日照率情報データベース３０を備え、この日照率情報データベース３０を参照して、太陽光パネルの設置を予定する地域の月ごとの日照率を取得し、この日照率を考慮に入れて年間稼働率を算出するため、より正確な予測が可能となる。

なお、上記実施形態では、月ごとに各種係数等を算出しているが、算出期間は問わない。
また、本実施形態では、太陽光パネルとして太陽光発電パネルを設置する場合について説明したが、これに限らず、太陽光温水器パネルの加熱効率を算出する場合にも本発明を適用できる。

１日照量予測システム１０撮影装置
１１台座部１２広角カメラ
２０予測端末２１入力部
２２日照範囲判定部２３設置状況係数算出部
２４伝播損失係数算出部２５日照量算出部
２６評価部２７表示部
３０日照率情報データベース３１電気料金情報データベース

Claims

設置が予定される太陽光パネルに入射する日照量を予測するシステムであって、
前記太陽光パネルの設置予定地において、周囲の状況を撮影した撮影画像を取得する画像取得手段と、
前記設置予定地を基準とする方位と太陽高度との組み合わせに対応して複数の領域に区画され、太陽が通過する領域を太陽軌道領域として表す判定用グリッドにおいて、前記撮影画像に基づいて、前記太陽軌道領域のうち、前記設置予定地に日照可能な日照領域を判定する日照範囲判定部と、
判定用グリッドの日照領域に含まれる各領域について、前記太陽光パネルの設置状況による日照量影響を表す影響係数を算出する係数算出部と、
前記判定用グリッドの日照領域に含まれる各領域の前記係数算出部により算出された影響係数に基づいて、日照量を算出する日照量算出部と、
を備えることを特徴とする日照量予測システム。
請求項１記載の日照量予測システムであって、
前記判定用グリッドには、時期ごとの太陽軌道領域が表されており、
前記日照量算出部は、時期ごとに、当該時期に対応する太陽起動領域に含まれる領域の前記係数算出部により算出された影響係数に基づいて、時期ごとの日照量を算出することを特徴とする日照量予測システム。
請求項２記載の日照量予測システムであって、
前記太陽光パネルの設置角度の入力を受け付ける設置角度入力部を備え、
前記係数算出部は、
前記判定用グリッドの前記日照領域の各領域について、当該領域に対応する時期及び時間の太陽の角度と、前記太陽光パネルの設置角度とに基づき日照量への影響を表す設置角度係数を算出する設置状況係数算出部を含み、
前記影響係数は前記設置状況係数算出部が算出した設置角度係数を含むことを特徴とする日照量予測システム。
請求項２又は３記載の日照量予測システムであって、
前記係数算出部は、
前記判定用グリッドの前記日照領域の各領域について、当該領域に対応する時期及び時間における大気の伝播損失に応じた伝播損失係数を算出する伝播損失係数算出部を含み、
前記影響係数は、前記伝播損失係数算出部が算出した前記伝播損失係数を含むことを特徴とする日照量予測システム。
請求項２から４のうち何れか１項に記載の日照量予測システムであって、
前記太陽光パネルの設置地域の入力を受け付ける設置地域入力部と、
地域ごとの時期に対応した日照率が記録された日照率データベースと、を備え、
前記日照量算出部は、前記日照率データベースを参照して前記設置地域の時期ごとの日照率を取得し、前記影響係数と、前記時期ごとの日照率とに基づいて、時期ごとの日照量を算出することを特徴とする日照量予測システム。
請求項２から５のうち何れか１項に記載の日照量予測システムであって、
前記設置が予定される太陽光パネルの発電容量の入力を受け付ける発電容量入力部と、
時期ごとに各時間の電気料金が記録された電気料金データベースと、
前記電気料金データベースを参照して取得した時期ごとの各時間の電気料金と、前記係数算出部が算出した時期ごとの各時間に対応する領域の影響係数と、に基づき、前記太陽光パネルを設置することで節約可能な電気料金を算出する電気料金評価部と、を備えることを特徴とする日照量予測システム。
請求項１から６のうち何れか１項に記載の日照量予測システムであって、
前記係数算出部により算出した影響係数と、前記太陽軌道領域が全て前記日照領域であるとして前記係数算出部により算出した仮定係数と、に基づき周囲の建物の日照影響を示す稼働率を算出する稼働率評価部を備えることを特徴とする日照量予測システム。
設置が予定される太陽光パネルに入射する日照量を予測する方法であって、
前記太陽光パネルの設置予定地において、周囲の状況を撮影し、
前記設置予定地を基準とする方位と太陽高度との組み合わせに対応して複数の領域に区画され、太陽が通過する領域を太陽軌道領域として表す判定用グリッドにおいて、前記撮影画像に基づいて、前記太陽軌道領域のうち、前記設置予定地に日照可能な日照領域を判定し、
判定用グリッドの日照領域に含まれる各領域について、前記太陽光パネルの設置状況による日照量影響を表す影響係数を算出し、
前記判定用グリッドの日照領域に含まれる各領域の前記係数算出部により算出された影響係数に基づいて、日照量を算出することを特徴とする日照量予測方法。