JP2021012662A

JP2021012662A - 電力シミュレーション装置、および電力シミュレーション方法

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Publication number: JP2021012662A
Application number: JP2019127931A
Authority: JP
Inventors: 和寛山本; Kazuhiro Yamamoto
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-02-04

Abstract

【課題】複数の照射条件毎に、太陽電池を有する電源部と電子機器によるシステムが稼動可能か否かをシミュレーションすることができる。【解決手段】電力シミュレーション装置は、太陽電池を含む電源部と、該電源部から電力が供給される負荷回路とを有するシステムにおける電力のシミュレーションを行う電力シミュレーション装置であって、複数の太陽電池のうちから選択された１つの太陽電池の特性と、負荷回路の消費電力と、に基づいて、太陽電池に照射される光の照射量と照射時間との組み合わせ毎にシステムが稼働可能か否かを推定し、組み合わせ毎の推定結果を示す情報を表示させる演算部、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電力シミュレーション装置、および電力シミュレーション方法に関する。

近年、環境発電を行う発電機器（例えば、太陽電池）と、該発電機器で発電された電力によって動作する電子機器（例えば、ワイヤレスセンサ）とを有するシステムが注目されている。このようなシステムにおいて、電子機器を安定的に連続動作させるためには、設計段階で、発電機器から電子機器に供給される電力と、電子機器で消費される電力とのバランスを考慮することが重要視されている。以下の特許文献１には、太陽電池の発電量をシミュレータで演算する従来技術が開示されている。

特開２００３−００５８４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシミュレーション手法では、１つの照射条件における太陽電池の発電量をシミュレーションしている。このため、複数の照射条件（例えば、照射量、照射時間）のシミュレーションの結果を、１回のシミュレーションで得ることができないという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の照射条件毎に、太陽電池を有する電源部と電子機器によるシステムが稼動可能か否かをシミュレーションすることができる電力シミュレーション装置、および電力シミュレーション方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電力シミュレーション装置は、太陽電池を含む電源部と、該電源部から電力が供給される負荷回路とを有するシステムにおける電力のシミュレーションを行う電力シミュレーション装置であって、複数の前記太陽電池のうちから選択された１つの前記太陽電池の特性と、前記負荷回路の消費電力と、に基づいて、前記太陽電池に照射される光の照射量と照射時間との組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定し、前記組み合わせ毎の推定結果を示す情報を表示させる演算部、を備える。

この構成により、太陽電池の仕様にあわせてシステムが稼働可能か否かの目安を示すことにより、照度と照射時間から利用可能の目安を表示することができる。

また、本発明の一態様に係る電力シミュレーション装置において、前記演算部は、前記電源部によって前記負荷回路に供給可能な電力量の平均値と、前記電源部によって前記負荷回路に供給可能な電力量の最小値を用いて、前記組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定し、前記推定した結果を稼働可能か否かに基づいて区別し、前記区別した結果をそれぞれ異なる表示形態で表示させるようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る電力シミュレーション装置において、前記電源部は、一次電池をさらに備え、前記演算部は、前記一次電池の容量と、前記一次電池の有効活用可能な容量とを用いて、前記組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定し、前記推定した結果を稼働可能か否かに基づいて区別し、前記区別した結果をそれぞれ異なる表示形態で表示させるようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る電力シミュレーション装置において、前記演算部は、目標とする所定の稼動可能期間を取得し、取得した所定の稼動可能期間において、前記組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定し、前記推定した結果を稼働可能か否かに基づいて区別し、前記区別した結果をそれぞれ異なる表示形態で表示させるようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電力シミュレーション方法は、太陽電池を含む電源部と、該電源部から電力が供給される負荷回路とを有するシステムにおける電力のシミュレーションを行う電力シミュレーション装置における電力シミュレーション方法であって、演算部が、複数の前記太陽電池のうちから選択された１つの前記太陽電池の特性と、前記負荷回路の消費電力と、に基づいて、前記太陽電池に照射される光の照射量と照射時間との組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定する手順と、前記演算部が、前記組み合わせ毎の推定結果を示す情報を表示させる手順と、を含む。

本発明によれば、動作毎にシミュレーションすることができる。

実施形態に係る電力シミュレーション装置の概略構成例を示す図である。実施形態に係るセンサシステムの構成モデル例を示す図である。実施形態に係るセンサシステムが一次電池を備えていない場合の表示部上に表示される画像例を示す図である。第１実施形態に係る表示部上に表示される照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像を含む画像例を示す図である。第１実施形態に係る照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像を示す図である。第１実施形態に係る照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像の表示手順例を示すフローチャートである。第１実施形態に係る演算部、表示部が行う処理手順例を示すフローチャートである。第２実施形態に係る第１動作部と第２動作部の動作タイミングが異なる場合の表示部上に表示される画像例を示す図である。第２実施形態に係る第１動作部と第２動作部それぞれの消費電力の設定画像の例を示す図である。第２実施形態に係る第１動作部の動作状態や消費電力の表示画像の例を示す図である。第２実施形態に係る第２動作部の動作状態や消費電力の表示画像の例を示す図である。第２実施形態に係る第１動作部の消費エネルギーと第２動作部の消費エネルギーと待機時の消費エネルギーと総消費エネルギーを示す画像の例を示す図である。第２実施形態に係る照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像を示す図である。第２実施形態に係る演算部、表示部が行う処理手順例を示すフローチャートである。第３実施形態に係る一次電池を併用した場合の表示部上に表示される画像例を示す図である。第３実施形態に係る一次電池の情報を設定する画像の例を示す図である。第３実施形態に係る照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像を示す図である。第３実施形態に係る稼動可能期間を示す画像の例を示す図である。第３実施形態に係る稼動可能期間の画像、稼動可否の画像の表示手順例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［電力シミュレーション装置の構成］
図１は、本実施形態に係る電力シミュレーション装置１の概略構成例を示す図である。図１に示すように、電力シミュレーション装置１は、設定部１１、演算部１２、記憶部１３、および表示部１４（演算部）を備える。

設定部１１は、例えば、キーボード、マウス、表示部１４上に設けられたタッチパネルセンサ等である。設定部１１は、利用者が設定した情報を検出して、検出した設定情報を演算部１２に出力する。

演算部１２は、設定部１１が出力する設定情報を取得する。演算部１２は、取得した設定情報に応じて、記憶部１３が記憶する情報を参照して、発電される電力量と、消費される電力量のシミュレーションを行う。演算部１２は、シミュレーションした結果を表示部１４に出力する。なお、発電される電力量と、消費される電力量のシミュレーションについては、後述する。

記憶部１３は、演算部１２がシミュレーションの際に使用する数式を記憶する。記憶部１３は、シミュレーションの際に選択可能な太陽電池２１それぞれの特性（型番、セルサイズ、発電面積、最大動作点電力、動作電流、開放電圧等）を記憶する。記憶部１３は、シミュレーションの際に選択可能な蓄電池２３の仕様（充電上限電圧、放電下限電圧等）を記憶する。記憶部１３は、センサシステム２の構成モデル１３１を記憶する。

なお、記憶部１３が記憶する太陽電池２１の特性は、代表値と仕様値である。太陽電池２１の代表値とは、太陽電池２１の代表的な特性、例えば太陽電池２１の仕様書に記載されている定格の特性である。また、太陽電池２１の仕様値とは、太陽電池２１の仕様書に記載されている最低定格の特性である。

表示部１４は、演算部１２が出力するシミュレーションされた結果を表、グラフ等の画像情報として生成し、生成した画像情報を表示する。なお、画像情報の例については、後述する。表示部１４は、画像表示装置を備える。画像表示装置は、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置等である。

［センサシステムの構成モデル］
ここで、センサシステム２の構成モデル例を説明する。
図２は、本実施形態に係るセンサシステム２の構成モデル例を示す図である。図２に示すように、センサシステム２は、電源モジュール２０（電源部）、一次電池２４（電源部）、および電子機器２５（負荷回路）を含んで構成される。電源モジュール２０は、太陽電池２１、電源回路２２、蓄電池２３を含んで構成される。また、電源回路２２は、昇圧回路２２１、降圧回路２２２を備える。なお、センサシステム２は、一次電池２４を備える場合と、備えない場合とがある。

太陽電池２１は、例えば、一般の太陽電池では十分な発電効率の得られない蛍光灯下などの光照度強度が低い（例えば１０［ｌｕｘ］）環境から、野外の太陽光下の光照度強度が高い（例えば１０万［ｌｕｘ］）環境まで、効率良く発電可能な例えば色素増感太陽電池である。太陽電池２１は、発電した電力を電源回路２２に供給する。

電源回路２２は、太陽電池２１によって発電された電力を蓄電池２３に蓄電させ、蓄電池２３に蓄電された電力を電子機器２５に供給する。

昇圧回路２２１は、太陽電池２１によって発電された電圧値を蓄電池２３に応じた電圧値に昇圧するＤＣ／ＤＣ（直流−直流）コンバータである。昇圧回路２２１は、昇圧した電圧値の電力を蓄電池２３に蓄電させる。

降圧回路２２２は、蓄電池２３に蓄電された電力を、電子機器２５に供給する電圧値に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータである。降圧回路２２２は、降圧した電圧値の電力を電子機器２５に供給する。

蓄電池２３は、太陽電池２１によって発電され昇圧回路２２１によって昇圧された電力を蓄電する。蓄電池２３は、蓄電した電力を降圧回路２２２に供給する。蓄電池２３は、例えばリチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）である。

一次電池２４は、例えば通常時の電圧値が３．０Ｖの電池である。

電子機器２５は、例えば、第１動作部２５１、第２動作部２５２、および制御部（不図示）等を備える。第１動作部２５１は、例えばセンサである。第２動作部２５２は、例えば通信部である。電子機器２５には、蓄電池２３に蓄電されている電力が供給される。または、電子機器２５には、蓄電池２３に蓄電されている電力が供給されるか、一次電池２４から電力が供給される。電子機器２５がセンサを備える場合、電子機器２５は、センサが計測した計測値を、設定部１１（図１）で設定された設定情報に含まれるタイミングで、他の機器へ送信する。

なお、上述したセンサシステム２の構成は一例であり、これに限らない。センサシステム２は、例えば、電圧検出部、充放電制御部、一次電池２４と蓄電池２３との切り換えスイッチ等を備えていてもよい。

次に、電力シミュレーション装置１の演算部１２が行うシミュレーションについて説明する。
演算部１２は、設定部１１によって設定された設定情報を用いて、太陽電池２１によって発電される電力量、電子機器２５によって消費される電力量の収支をシミュレーションする。演算部１２は、図２に示したセンサシステム２の各構成要素について、待機時の消費電力、動作時の消費電力、昇圧効率、降圧効率、電子機器の動作する時間と周期等を用いて、シミュレーションを行う。これらの項目は、従来の設計では考慮されなかった項目も含まれる。

［設定項目と、シミュレーション結果の表示例］
次に、設定項目と、シミュレーション結果の例を説明する。
図３は、本実施形態に係るセンサシステム２が一次電池２４を備えていない場合の表示部１４上に表示される画像例を示す図である。

図３に示すように、センサシステム２が一次電池２４を備えていない場合の表示部１４上に表示される画像ｇ１００は、設定項目として、電源モジュールの構成画像ｇ１０１、センサシステム２が設置される環境の光の状態の設定画像ｇ１０２、太陽電池２１の選択画像ｇ１０３、ｇ１０４、電力管理画像ｇ１０５、蓄電池２３の設定画像ｇ１０６、電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７、および電子機器２５の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８を備える。

画像ｇ１００は、シミュレーション結果として、電子機器２５に供給可能な電力を示す情報の画像ｇ１１１、総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２、蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３、発電量と消費電力のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４を含む。

［設定項目］
次に、設定項目について説明する。
電源モジュールの構成画像ｇ１０１には、センサシステム２が設置される環境に照射される光量に関する情報画像、選択された太陽電池２１に関する情報画像が含まれる。センサシステム２が設置される環境に照射される光量に関する情報画像は、センサシステム２が設置される環境の光の状態の設定画像ｇ１０２の設定が更新される毎に更新される。また、選択された太陽電池に関する情報画像は、太陽電池の選択画像ｇ１０４の設定が更新される毎に更新される。

センサシステム２が設置される環境の光の状態の設定画像ｇ１０２には、照度［ｌｕｘ］、１日に光がセンサシステム２に照射される時間である光照射時間［ｈｒ／ｄａｙ］が含まれる。利用者は、センサシステム２が設置される環境の光の状態の設定画像ｇ１０２の各欄を、設定部１１を操作して選択し、各欄の値を選択または入力する。演算部１２は、この設定に応じて、電源モジュールの構成画像ｇ１０１において、照度と光照射時間を更新する。

電源モジュールの選択画像ｇ１０３には、太陽電池型番、数量［ｐｃｓ（パッケージ）］、外形サイズ［ｍｍ］、発電面積［ｃｍ^２］が含まれる。利用者は、太陽電池２１の選択画像ｇ１０３の各欄を、設定部１１を操作して選択し、各欄の値を選択または入力する。演算部１２は、設定に応じて、記憶部１３が記憶する太陽電池２１の情報を読み出し、外形サイズを変更する。さらに、演算部１２は、この設定に応じて、電源モジュールの構成画像ｇ１０１において、太陽電池型番と数量を更新する。

電源モジュールの選択画像ｇ１０４には、選択可能な太陽電池２１の外形図、寸法図が表示される。なお、利用者は、太陽電池２１の選択画像ｇ１０４に表示される各太陽電池の画像を、設定部１１を操作して選択するようにしてもよい。

電力管理画像ｇ１０５には、昇圧効率［％］、降圧効率［％］、静止電流［ｎＡ］、出力電圧［Ｖ］が含まれる。利用者は、電力管理画像ｇ１０５の各欄を、設定部１１を操作して選択し、各欄の値を選択または入力する。

蓄電池２３の設定画像ｇ１０６には、容量［Ｆ］、初期電圧［Ｖ］、充電上限電圧［Ｖ］、放電下限電圧［Ｖ］、自己放電電流［μＡ］が含まれる。利用者は、蓄電池２３の設定画像ｇ１０６の各欄を、設定部１１を操作して選択し、各欄の値を選択または入力する。演算部１２は、この設定に応じて、記憶部１３が記憶する充電上限電圧値と放電下限電圧を更新する。なお、充電上限電圧値と放電下限電圧は、蓄電池２３に関わらず、固定値であってもよい。

電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７には、電子機器２５の動作電圧［Ｖ］、動作時間［ｍｓｅｃ］、動作インターバル［ｓｅｃ］、動作電流［ｍＡ］、待機電流［μＡ］が含まれる。

電子機器２５の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８には、動作状態の画像ｇ１０８ａと、動作電圧［Ｖ］、動作時間［ｍｓｅｃ］、動作インターバル［ｓｅｃ］、動作電流［ｍＡ］、待機電流［μＡ］が含まれる。

利用者は、設定画像ｇ１０７の各欄を、設定部１１を操作して選択し、各欄の値を選択または入力する。この場合、演算部１２は、設定された情報に応じて電子機器２５の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８を更新する。
または、利用者は、設定画像ｇ１０８の波形の幅や高さを、設定部１１を操作して選択する。この場合、演算部１２は、設定された情報に応じて電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７を更新する。

［設定に使用する画面の説明］
次に、シミュレーション結果の画面について説明する。
電子機器２５に供給可能な電力を示す情報の画像ｇ１１１には、１日あたり供給可能な電力量の平均値［μＷｈ／ｄａｙ］（ｔｙｐ）と、１日あたり供給可能な電力量の最小値［μＷｈ／ｄａｙ］（ｍｉｎ）が含まれる。なお、電子機器２５に供給可能な電力は、太陽電池２１に照射された光によって単位時間（１日）あたりの発電される発電電力である。表示部１４は、演算部１２が求めた単位時間あたりの発電される発電電力の数値を、テキスト形式で表示する。

総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２は、円グラフで示されている。総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２には、電子機器２５が動作している期間の１日あたりの消費電力の総和［μＷｈ／ｄａｙ］を表す領域画像ｇ１１２１、電子機器２５が待機状態の期間の１日あたりの消費電力の総和［μＷｈ／ｄａｙ］を表す領域画像ｇ１１２２、および電子機器２５の１日あたりの消費電力の総和［μＷｈ／ｄａｙ］を表す領域画像ｇ１１２３が含まれている。なお、総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２を円グラフで表示する例を示したが、グラフは棒グラフ等であってもよい。

演算部１２は、記憶部１３が記憶する式と、設定部１１の操作によって設定された設定値を用いて、電子機器２５が動作している期間の１日あたりの消費電力の総和、電子機器２５が待機状態の期間の１日あたりの消費電力の総和、電子機器２５の１日あたりの消費電力の総和それぞれを求める。なお、記憶部１３が記憶する式については、後述する。

表示部１４は、演算部１２が求めた電子機器２５が動作している期間の１日あたりの消費電力の総和、電子機器２５が待機状態の期間の１日あたりの消費電力の総和、電子機器２５の１日あたりの消費電力の総和を用いてグラフを生成して、生成したグラフを表示する。

また、表示部１４は、演算部１２が求めた電子機器２５が動作している期間の１日あたりの消費電力の総和、電子機器２５が待機状態の期間の１日あたりの消費電力の総和、電子機器２５の１日あたりの消費電力の総和をテキスト形式で、グラフの各要素に対応付けて表示する。

蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３には、１日あたり供給可能な電力量が平均値の際の蓄電池２３の電圧対時間の変化を示す画像ｇ１１３１、１日あたり供給可能な電力量が最小時の蓄電池２３の電圧対時間の変化を示す画像ｇ１１３２、太陽電池２１によって発電が行われている期間を示す画像ｇ１１３３を含む。蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３において、横軸は時刻（時）、左の縦軸は蓄電池２３の電圧値（Ｖ）、右に縦軸は照度（ｌｕｘ）である。

また、蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３は、放電下限電圧（下限電圧；Ｕｎｄｅｒｖｏｌｔａｇｅ）を表す鎖線、充電上限電圧（Ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ）を表す鎖線、蓄電池２３に蓄電された電力を再出力する電圧値を表す鎖線を含む。蓄電池２３に蓄電された電力を再出力する電圧値は、放電下限電圧と充電上限電圧との間の鎖線である。蓄電池２３の電圧値が、蓄電池２３に蓄電された電力を再出力する電圧値に達したとき、蓄電池２３の電力の放電を開始する。

蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３は、演算部１２が、少なくとも電子機器２５（負荷回路）の消費電力と、太陽電池２１に対して光が照射されることによって発電される電力に基づいて蓄電池の電圧の変化を演算し、表示部１４が経過時間に対する蓄電池の電圧の変化をグラフ化した結果である。また、蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３は、表示部１４が、設定部１１によって設定された太陽電池２１に対して照射される照度と照射時間に基づいて、経過時間に対する照度の変化をグラフ化し、経過時間に対する蓄電池の電圧の変化をグラフに関連付けて表示した結果である。

また、蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３は、演算部１２が、求めた時間変化に対する前記蓄電池の電圧の変化に基づいて、電子機器２５（負荷回路）を駆動可能な期間および前記負荷回路を駆動できない期間のうち少なくとも１つを求めたものである。また、蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３は、表示部１４が、演算部１２が求めた電子機器２５を駆動可能な期間および電子機器２５を駆動できない期間のうち少なくとも１つを、グラフ化した蓄電池２３の電圧の変化のグラフに関連付けて表示した結果である。

発電量と消費電力のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４には、単位時間あたり供給可能な電力量が平均値の場合のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４１、および単位時間あたり供給可能な電力量が最小値の場合のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４２が含まれている。また、発電量と消費電力のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４には、発電された発電電力量に対する総消費エネルギーの比が１００％、すなわちバランスが取れているラインを表す鎖線が含まれている。発電量と消費電力のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４において、縦軸は、発電された発電電力量に対する総消費エネルギーの比である。なお、発電量と消費電力のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４は、表示部１４が、演算部１２が求めた結果に基づいてグラフを生成して表示する。

＜第１実施形態＞
本実施形態では、太陽電池２１が選択された際、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否をシミュレーション結果として、さらに表示させる例を説明する。

なお、電力シミュレーション装置１の構成は図１と同じである。また、センサシステム２の構成モデルは図２と同様である。

［設定項目と、シミュレーション結果の表示例］
図４は、本実施形態に係る表示部１４上に表示される照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像を含む画像例を示す図である。
図４に示すように、表示部１４上に表示される画像ｇ１００Ａは、設定項目として、電源モジュールの構成画像ｇ１０１、センサシステム２が設置される環境の光の状態の設定画像ｇ１０２、太陽電池２１の選択画像ｇ１０３、ｇ１０４、電力管理画像ｇ１０５、蓄電池２３の設定画像ｇ１０６、電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７、および電子機器２５が備える第１動作部の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８を備える。

また、画像ｇ１００Ａは、シミュレーション結果として、電子機器２５に供給可能な電力を示す情報の画像ｇ１１１、総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２、蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３、発電量と消費電力のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４、および照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａを含む。

まず、設定項目について説明する。
図４において、各設定項目の画像ｇ１０１〜ｇ１０８は図３と同様である。

次に、シミュレーション結果について説明する。
なお、図４において、シミュレーション結果の画像ｇ１１１〜ｇ１１４は図３と同様である。

図５は、本実施形態に係る照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａを示す図である。図５に示すように、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａには、選択された太陽電池２１を示す画像ｇ１１５１、および照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５２Ａが含まれている。画像ｇ１１５２Ａにおいて、横の項目は一日当たりの照射時間［ｈｒ／ｄａｙ］であり、縦の項目は照射量［ｌｕｘ］である。

また、符号ｇ１１５３Ａは、太陽電池２１の出力が代表値、仕様値いずれの想定でも一次電池２４を用いないでセンサシステム２を稼動可能な照射量と照射時間の組み合わせを表形式で表したものである。符号ｇ１１５４Ａは、太陽電池２１の出力が代表値想定で一次電池２４を用いないでセンサシステム２を稼動可能な照射量と照射時間の組み合わせである。符号ｇ１１５５Ａは、太陽電池２１の出力が代表値、仕様値いずれの想定でも一次電池２４を用いないでセンサシステム２を稼動不可能な照射量と照射時間の組み合わせである。

なお、図５に示した照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａは、設定部１１の操作に応じて、図３のように非表示にすることもできる。

［照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否のシミュレーション手順］
まず、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａの表示手順例を説明する。
図６は、本実施形態に係る照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａの表示手順例を示すフローチャートである。

（ステップＳ１０１）演算部１２は、利用者が設定部１１を操作して設定、選択した設定情報を取得する。なお、設定情報には、少なくとも電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７、または電子機器２５の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８で設定された情報が含まれている。

（ステップＳ１０２）演算部１２は、取得した設定情報に応じたパラメータを、記憶部１３から読み出す。続けて、演算部１２は、記憶部１３からシミュレーションに使用する数式を読み出す。

（ステップＳ１０３）演算部１２は、太陽電池２１が選択済みであるか否かを判別する。なお、太陽電池２１は、初期値として１つが選択済みであってもよい。演算部１２は、太陽電池２１が選択済みであると判別した場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、ステップＳ１０４の処理に進める。演算部１２は、太陽電池２１が選択済みではないと判別した場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、ステップＳ１０３の処理を繰り返す。

（ステップＳ１０４）演算部１２は、稼動可否の表示がオン状態であるか否かを判別する。なお、稼動可否の表示がオン状態とオフ状態の切り替えは、例えば稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａの近傍または内部に設置されている。演算部１２は、稼動可否の表示がオン状態であると判別した場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、ステップＳ１０５の処理に進める。演算部１２は、稼動可否の表示がオン状態ではないと判別した場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、ステップＳ１０４の処理を繰り返す。

（ステップＳ１０５）演算部１２は、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を推定する。
（ステップＳ１０６）表示部１４は、推定された稼動可否を表形式で表示する。

［照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否の推定方法］
次に、稼動可否の推定方法例を説明する。
演算部１２は、選択された太陽電池２１の特性（代表値、仕様値）を記憶部１３から読み出す。また、演算部１２は、電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７、または電子機器２５の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８で設定された設定情報を取得する。

演算部１２は、太陽電池２１の代表値と仕様値それぞれに対して、照射量と照射時間との組み合わせ毎に、発電エネルギーＥ_ｉｎを算出する。照射量と照射時間との組み合わせは、例えば図５に示したように、照射量が１００，２００，…，６０００，１００００以上それぞれと、照射時間が２，４，８，１２，２４時間それぞれの組み合わせである。

演算部１２は、設定情報を用いて電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔを求める。なお、発電エネルギーＥ_ｉｎ、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔの算出方法については後述する。なお、電力管理画像ｇ１０５、蓄電池２３の設定画像ｇ１０６の設定値が取得できない場合、演算部１２は、例えば初期値を用いて照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否の推定を行うようにしてもよい。

演算部１２は、算出した照射量と照射時間との組み合わせの発電エネルギーＥ_ｉｎで、算出した電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえるか否か判別する。演算部１２は、発電エネルギーＥ_ｉｎで電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえるか否か判別する。

演算部１２は、代表値または仕様値の発電エネルギーＥ_ｉｎでも、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせに対して、図５の符号ｇ１１５３Ａのように例えば丸形印で表示する。

演算部１２は、代表値の発電エネルギーＥ_ｉｎで電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせに対して、図５の符号ｇ１１５４Ａのように例えば三角形印で表示する。

演算部１２は、代表値、仕様値のいずれの発電エネルギーＥ_ｉｎでも、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえないと区別した組み合わせに対して、図５の符号ｇ１１５５Ａのように例えば菱形印で表示する。

なお、演算部１２は、図５において、代表値または仕様値の発電エネルギーＥ_ｉｎでも、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせの範囲ｇ１１５３１Ａを第１色（例えば緑色）で表示させる。また、演算部１２は、代表値の発電エネルギーＥ_ｉｎで電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせの範囲ｇ１１５４１Ａを第１色と異なる第２色（例えば黄色）で表示させる。また、演算部１２は、代表値、仕様値のいずれの発電エネルギーＥ_ｉｎでも、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえないと区別した組み合わせの範囲ｇ１１５５１Ａを第１色と第２色と異なる第３色（例えば赤色）で表示させる。

［他のシミュレーション結果の表示方法］
次に、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否以外のシミュレーション結果の表示方法について説明する。
図７は、本実施形態に係る演算部１２、表示部１４が行う処理手順例を示すフローチャートである。

（ステップＳ２０１）演算部１２は、利用者が設定部１１を操作して設定、選択した設定情報を取得する。
（ステップＳ２０２）演算部１２は、取得した設定情報に応じたパラメータを、記憶部１３から読み出す。続けて、演算部１２は、記憶部１３からシミュレーションに使用する数式を読み出す。

以下、演算部１２と表示部１４は、ステップＳ２０３〜Ｓ２０４の処理、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７の処理、ステップＳ２０８の処理、ステップＳ２１０〜Ｓ２１１の処理のうち、少なくとも１つを行う。

（ステップＳ２０３）演算部１２は、設定情報、パラメータ、数式を用いて、経過時間に対する蓄電池２３の電圧の変化を求める。処理後、演算部１２は、ステップＳ２０４に処理を進める。
（ステップＳ２０４）表示部１４は、経過時間に対する蓄電池２３の電圧の変化をグラフ化して画像情報を生成する。処理後、表示部１４は、ステップＳ２０９に処理を進める。

（ステップＳ２０５）演算部１２は、設定情報、パラメータ、数式を用いて、電子機器２５を駆動可能な期間を求める。処理後、演算部１２は、ステップＳ２０６に処理を進める。なお、シミュレーションに用いる数式については後述する。

（ステップＳ２０６）演算部１２は、設定情報、パラメータ、数式を用いて、電子機器２５を駆動できない期間を求める。処理後、演算部１２は、ステップＳ２０７に処理を進める。なお、シミュレーションに用いる数式については後述する。

（ステップＳ２０７）表示部１４は、電子機器２５を駆動可能な期間、電子機器２５を駆動できない期間をグラフ化して画像情報を生成する。処理後、表示部１４は、ステップＳ２０９に処理を進める。

（ステップＳ２０８）演算部１２は、取得した設定情報に含まれる照度の情報を表示部１４に出力する。なお、照度の情報には、少なくとも照度が含まれ、光照射時間が含まれている。続けて、表示部１４は、演算部１２が出力する照度の情報をグラフ化する。処理後、表示部１４は、ステップＳ２０９に処理を進める。

（ステップＳ２０９）表示部１４は、ステップＳ２０４、ステップＳ２０７、ステップＳ２０８でグラフ化されたグラフを合成する。処理後、表示部１４は、ステップＳ２１２に処理を進める。

（ステップＳ２１０）演算部１２は、設定情報、パラメータ、数式を用いて、少なくとも電子機器２５の消費電力を求める。処理後、演算部１２は、ステップＳ２１１に処理を進める。
（ステップＳ２１１）表示部１４は、経過時間に対する消費電力の変化をグラフ化して画像情報を生成する。処理後、表示部１４は、ステップＳ２１２に処理を進める。

（ステップＳ２１２）表示部１４は、ステップＳ２０９で合成された画像、ステップＳ２１１で生成されたグラフ等の画像を更新して表示する。処理後、表示部１４は、ステップＳ２０１に処理を戻す。

これにより、本実施形態によれば、太陽電池２１の仕様にあわせて判定結果を示すことにより、照射量と照射時間から利用可能の目安を表示することができる。

照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａを表示することで、利用者は、光の状態の設定画像ｇ１０２の設定を変更することなく、照射量と照射時間との組み合わせによるセンサシステム２を稼動可否の推定結果を知ることができる。利用者は、この推定結果を見て、選択した太陽電池２１の発電量が十分であるのか不足しているのか等を知ることができる。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、負荷の電子機器２５（図２）が備える第１動作部２５１（図２）の動作タイミングと第２動作部２５２（図２）の動作タイミングが異なる場合のシミュレーション方法と、表示される画像例を説明する。

［設定項目と、シミュレーション結果の表示例］
図８は、本実施形態に係る第１動作部２５１と第２動作部２５２の動作タイミングが異なる場合の表示部１４上に表示される画像例を示す図である。
図８に示すように、第１動作部２５１と第２動作部２５２の動作タイミングが異なる場合の表示部１４上に表示される画像ｇ１００Ｂは、設定項目として、電源モジュールの構成画像ｇ１０１、センサシステム２が設置される環境の光の状態の設定画像ｇ１０２、太陽電池２１の選択画像ｇ１０３、ｇ１０４、電力管理画像ｇ１０５、蓄電池２３の設定画像ｇ１０６、電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７Ｂ、電子機器２５が備える第１動作部の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８Ｂ、および電子機器２５が備える第２動作部の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０９Ｂを備える。

また、画像ｇ１００Ｂは、シミュレーション結果として、電子機器２５に供給可能な電力を示す情報の画像ｇ１１１、総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２Ｂ、蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３、発電量と消費電力のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４、および照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｂを含む。

まず、設定項目について説明する。
なお、図８において、各設定項目の画像ｇ１０１〜ｇ１０６は図３と同様である。
図９は、本実施形態に係る第１動作部２５１と第２動作部２５２それぞれの消費電力の設定画像ｇ１０７Ｂの例を示す図である。図９に示すように、第１動作部２５１と第２動作部２５２それぞれの消費電力の設定画像ｇ１０７Ｂには、電子機器２５の動作電圧［Ｖ］、待機電流［μＡ］、第１動作部２５１の設定画像、および第２動作部２５２の設定画像が含まれている。

また、第１動作部２５１の設定画像ｇ１０７１Ｂには、第１動作時間［ｍｓｅｃ］、第１動作インターバル［ｓｅｃ］、および第１動作電流［ｍＡ］が含まれる。
また、第２動作部２５２の設定画像ｇ１０７２Ｂには、第２動作部の設定切替、第２動作時間［ｍｓｅｃ］、第２動作インターバル［ｓｅｃ］、および第２動作電流［ｍＡ］が含まれる。

なお、第２動作部２５２の設定切替がオフ状態の場合、表示部１４は、図３の設定画像ｇ１０７のように、電子機器２５の動作電圧、待機電流、動作時間、動作インターバル、および動作電流を表示させる。

図１０は、本実施形態に係る第１動作部２５１の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８Ｂの例を示す図である。図１０において、横軸は時刻［ｍｉｎ］であり、縦軸は電流値［ｍＡ］である。すなわち、第１動作部２５１の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８Ｂは、第１軸が時刻であり第２軸が電流値のグラフである。図１０に示す例では、待機電流が１０［μＡ］であり、第１動作時間が５０［ｍｓｅｃ］であり、第１動作電流が２０［ｍＡ］であり、第１動作インターバルが５［ｍｉｎ］の例である。

図１１は、本実施形態に係る第２動作部２５２の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０９Ｂの例を示す図である。図１１において、横軸は時刻［ｓｅｃ］であり、縦軸は電流値［ｍＡ］である。すなわち、第２動作部２５２の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０９Ｂは、第１軸が時刻であり第２軸が電流値のグラフである。図１１に示す例では、待機電流が１０［μＡ］であり、第２動作時間が１０［ｍｓｅｃ］であり、第２動作電流が１０［ｍＡ］であり、第２動作インターバルが１０［ｓｅｃ］の例である。

利用者は、設定画像ｇ１０７Ｂの各欄を、設定部１１を操作して選択し、各欄の値を選択または入力する。この場合、演算部１２は、設定された情報に応じて第１動作部２５１の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８Ｂと、第２動作部２５２の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０９Ｂを更新する。

または、利用者は、第１動作部の設定画像ｇ１０８Ｂの波形の幅や高さと第２動作部の設定画像ｇ１０８Ｂの波形の幅や高さを、設定部１１を操作して選択するようにしてもよい。この場合、演算部１２は、設定された情報に応じて設定画像ｇ１０７Ｂを更新する。

次に、シミュレーション結果について説明する。
なお、図８において、シミュレーション結果の画像ｇ１１１、ｇ１１３、ｇ１１４は図３と同様である。

図１２は、本実施形態に係る第１動作部２５１の消費エネルギーと第２動作部２５２の消費エネルギーと待機時の消費エネルギーと総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２Ｂの例を示す図である。図１２に示す例では、総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２Ｂは、円グラフで示されている。

符号ｇ１１２１Ｂが示す領域は、第１動作部２５１が動作している期間の１日あたりの消費電力の総和［μＷｈ／ｄａｙ］を表す画像領域である。符号ｇ１１２４Ｂが示す領域は、第２動作部２５２が動作している期間の１日あたりの消費電力の総和［μＷｈ／ｄａｙ］を表す画像領域である。符号ｇ１１２２Ｂが示す領域は、電子機器２５が待機状態の期間の１日あたりの消費電力の総和［μＷｈ／ｄａｙ］である。符号ｇ１１２３Ｂが示す領域は、電子機器２５の１日あたりの消費電力の総和［μＷｈ／ｄａｙ］である。

図１２に示す例では、第１動作部２５１が動作している期間の１日あたりの消費電力の総和が２４０［μＷｈ／ｄａｙ］であり、第２動作部２５２が動作している期間の１日あたりの消費電力の総和が７２０［μＷｈ／ｄａｙ］であり、電子機器２５が待機状態の期間の１日あたりの消費電力の総和が７１９．９［μＷｈ／ｄａｙ］であり、総和が１．７［ｍＷｈ／ｄａｙ］である。

また、図１２に示すように、演算部１２は、各消費電力が総消費電力に占める割合を算出し、算出した各割合を、例えば百分率で表示する。なお、各消費電力に対する百分率は表示しなくてもよい。

図１３は、本実施形態に係る照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｂを示す図である。図１３に示すように、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｂには、選択された太陽電池２１を示す画像ｇ１１５１、および照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５２Ｂが含まれている。画像ｇ１１５２Ｂにおいて、横の項目は一日当たりの照射時間［ｈｒ／ｄａｙ］であり、縦の項目は照射量［ｌｕｘ］である。

また、符号ｇ１１５３Ｂは、太陽電池２１の出力が代表値、仕様値いずれの想定でも一次電池２４を用いないでセンサシステム２を稼動可能な照射量と照射時間の組み合わせを表形式で表したものである。符号ｇ１１５４Ｂは、太陽電池２１の出力が代表値想定で一次電池２４を用いないでセンサシステム２を稼動可能な照射量と照射時間の組み合わせである。符号ｇ１１５５Ｂは、太陽電池２１の出力が代表値、仕様値いずれの想定でも一次電池２４を用いないでセンサシステム２を稼動不可能な照射量と照射時間の組み合わせである。

照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｂを表示することで、利用者は、光の状態の設定画像ｇ１０２の設定を変更することなく、照射量と照射時間との組み合わせによるセンサシステム２を稼動可否の推定結果を知ることができる。利用者は、この推定結果を見て、選択した太陽電池２１の発電量が十分であるのか不足しているのか等を知ることができる。

なお、図１３に示した照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｂは、設定部１１の操作に応じて、図３のように非表示にすることもできる。なお、照射量と照射時間の推定方法、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像の生成方法については、第１実施形態と同様である。

［シミュレーション手順］
次に、演算部１２、表示部１４が行う処理手順例を説明する。
図１４は、本実施形態に係る演算部１２、表示部１４が行う処理手順例を示すフローチャートである。なお、第１実施形態の図７と同様の処理については同じ符号を用いて説明を省略する。

（ステップＳ２０１〜Ｓ２０２）演算部１２は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０２の処理を行う。処理後、演算部１２は、ステップＳ３０１の処理に進める。

（ステップＳ３０１）演算部１２は、設定画像ｇ１０７Ｂにおいて、第２動作部２５２の設定切り替えがオン状態になっているか否かを判別する。演算部１２は、第２動作部２５２の設定切り替えがオン状態になっていないと判別した場合（ステップＳ３０１；ＮＯ）、ステップＳ３０２の処理に進める。演算部１２は、第２動作部２５２の設定切り替えがオン状態になっていると判別した場合（ステップＳ３０１；ＹＥＳ）、ステップＳ３０３の処理に進める。

（ステップＳ３０２）演算部１２は、電子機器２５が備える構成において、設定画像ｇ１０７で設定された動作電圧、動作電流、動作時間、動作インターバル、および動作電流に基づいて以下の処理を行う。この場合、表示部１４上には、画像ｇ１０９Ｂは表示されない。また、表示部１４上には、設定画像ｇ１０７が表示され、第２動作部の設定が表示されない。なお、表示部１４上には、第１動作部と第２動作部とを有する場合に照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｂが表示されないが、第１動作部を有する場合の照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ａ（図５）を表示することができる。

（ステップＳ３０３）演算部１２は、電子機器２５が備える構成において、設定画像ｇ１０７Ｂで設定された動作電圧、待機電流、第１動作時間、第１動作インターバル、第１動作電流、第２動作時間、第２動作インターバル、および第２動作電流に基づいて以下の処理を行う。この場合、表示部１４上には、画像ｇ１０９Ｂ、ｇ１１５Ｂは表示される。また、表示部１４上には、設定画像ｇ１０７Ｂが表示され、第１動作部と第２動作部の設定が表示される。

ステップＳ３０２またはＳ３０３の処理終了後、処理後、演算部１２と表示部１４は、ステップＳ２０３〜Ｓ２０４の処理、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７の処理、ステップＳ２０８の処理、ステップＳ２１０〜Ｓ２１１の処理のうち、少なくとも１つを行う。

以下、演算部１２と表示部１４は、ステップＳ２０３〜Ｓ２１２の処理を行う。

これにより、本実施形態によれば、複数の動作部に対して別々に入力することができるので、例えばセンシングと送信など別々の動作に分けてシミュレーションし、それぞれの結果を表示することができる。

なお、上述した例では、電子機器２５が備える２つの動作部について設定してシミュレーションする例を説明したが、設定とシミュレーションを行う対象の動作部は３つ以上であってもよい。設定画像は、例えば、温度センサ、気圧センサ、送信部それぞれに対して設定可能であってもよい。そして、演算部１２は、これら３つの設定毎にシミュレーションを行った結果を、総消費エネルギーを示す画像として表示させるようにしてもよい。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、一次電池を併用した場合のシミュレーション方法と、表示される画像例を説明する。

［設定項目と、シミュレーション結果の表示例］
図１５は、本実施形態に係る一次電池を併用した場合の表示部１４上に表示される画像例を示す図である。
図１５に示すように、一次電池を併用した場合の表示部１４上に表示される画像ｇ１００Ｃは、設定項目として、電源モジュールの構成画像ｇ１０１、センサシステム２が設置される環境の光の状態の設定画像ｇ１０２、太陽電池２１の選択画像ｇ１０３、ｇ１０４、電力管理画像ｇ１０５、蓄電池２３の設定画像ｇ１０６、電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７、および電子機器２５の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８、および一次電池の情報を設定する画像ｇ２０１を備える。

また、画像ｇ１００は、シミュレーション結果として、電子機器２５に供給可能な電力を示す情報の画像ｇ１１１、総消費エネルギーを示す画像ｇ１１２、蓄電池２３の電圧対時間の変化を示すグラフの画像ｇ１１３、発電量と消費電力のエネルギー収支を表す画像ｇ１１４、稼動可能期間（ＢａｔｔｅｒｙＬｉｆｅｔｉｍｅｓ）を示す画像ｇ２１１、および照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｃを含む。

まず、設定項目について説明する。
なお、図１５において、各設定項目の画像ｇ１０１〜ｇ１０８は図３と同様である。
図１６は、本実施形態に係る一次電池２４の情報を設定する画像ｇ２０１の例を示す図である。図１６に示すように、一次電池２４の情報を設定する画像ｇ２０１には、一次電池の使用状態（Ｈｙｂｒｉｄｏｐｅｒａｔｉｎｇ）、一次電池の最大容量［ｍＡｈ］、および標準容量比（Ａｃｔｕｅｌｃａｐａｃｉｔｙｒａｔｉｏ）［％］が含まれる。なお、標準容量比とは、最大容量に対する有効活用できる容量の比である。なお、有効活用できる容量とは、例えば一定期間一次電池を保存後、規定した条件で数回充電を繰り返した時に得られる容量である。

利用者は、一次電池２４の容量を設定する画像ｇ２０１の各欄を、設定部１１を操作して選択し、各欄の値を選択または入力する。図１６に示す例では、一次電池２４の使用状態がオン状態（ＯＮ）、一次電池２４の最大容量が２３０［ｍＡｈ］、標準容量比が５０［％］として設定された例である。

次に、シミュレーション結果について説明する。
なお、図１５において、シミュレーション結果の画像ｇ１１１〜ｇ１１４は図３と同様である。

図１７は、本実施形態に係る照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｃを示す図である。図１７に示すように、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｃには、選択された太陽電池２１を示す画像ｇ１１５１、および照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５２Ｃ、目標稼動年数の設定画像ｇ１１５７が含まれている。画像ｇ１１５２Ｃにおいて、横の項目は一日当たりの照射時間［ｈｒ／ｄａｙ］であり、縦の項目は照射量［ｌｕｘ］である。

なお、演算部１２は、一次電池２４の使用状態で設定された電池容量、標準容量比を用いて図１７の稼動可否を算出する。

また、符号ｇ１１５３Ｃは、太陽電池２１の出力が代表値、仕様値いずれの想定でも一次電池２４を用いないでセンサシステム２を稼動可能な照射量と照射時間の組み合わせを表形式で表したものである。符号ｇ１１５４Ｃは、太陽電池２１の出力が代表値、仕様値いずれの想定でも所定の稼動可能期間以上、センサシステム２を稼動可能な照射量と照射時間の組み合わせである。

符号ｇ１１５５Ｃは、太陽電池２１の出力が代表値想定で所定の稼動可能期間以上、センサシステム２を稼動可能な照射量と照射時間の組み合わせである。符号ｇ１１５６Ｃは、太陽電池２１の出力が代表値、仕様値いずれの想定でも所定の稼動可能期間以上、センサシステム２を稼動できない照射量と照射時間の組み合わせである。

目標稼動年数の設定画像ｇ１１５７は、所定の稼動可能期間を設定する画像である。演算部１２は、例えば稼動可能期間の設定画像ｇ１１５７の右上を利用者が設定部１１によって操作された操作結果に応じて所定の稼動可能期間を設定する。図１７に示す例では、所定の稼動可能期間が５年の例である。

なお、図１７に示した照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を示す画像ｇ１１５Ｃは、設定部１１の操作に応じて、図３のように非表示にすることもできる。

図１８は、本実施形態に係る稼動可能期間を示す画像ｇ２１１の例を示す図である。図１８に示すように、稼動可能期間を示す画像ｇ２１１には、１日あたり供給可能な電力量が平均値の場合のセンサシステム２の稼動可能期間［ｙｅａｒｓ］（ｔｙｐ）、単位時間あたり供給可能な電力量が最小値の場合のセンサシステム２の稼動可能期間［ｙｅａｒｓ］（ｍｉｎ）、電源モジュール２０を併用しない場合のセンサシステム２の稼動可能期間（ｗｉｔｈｏｕｔＥＨ）が含まれる。

図１８に示す例では、一次電池２４を併用した場合、１日あたり供給可能な電力量が平均値の場合のセンサシステム２の稼動可能期間が１０年以上であることを示している。また、図１８に示す例では、一次電池２４を併用した場合、１日あたり供給可能な電力量が最小値の場合のセンサシステム２の稼動可能期間が５年であることを示している。図１８に示す例では、電源モジュール２０を併用しない場合、センサシステム２の稼動可能期間は１年であることを示している。

図１８に示す例では、選択した太陽電池２１に選択した一次電池２４を併用することで、最低でも５年間、センサシステム２の稼動を継続することができることを示している。

演算部１２は、太陽電池２１の代表値と仕様値それぞれに対して、照射量と照射時間との組み合わせ毎に、発電エネルギーＥ_ｉｎを算出する。演算部１２は、設定情報を用いて電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔを求める。なお、発電エネルギーＥ_ｉｎ、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔの算出方法については後述する。なお、電力管理画像ｇ１０５、蓄電池２３の設定画像ｇ１０６の設定値が取得できない場合、演算部１２は、例えば初期値を用いて照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否の推定を行うようにしてもよい。

演算部１２は、算出した照射量と照射時間との組み合わせの発電エネルギーＥ_ｉｎで、算出した電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえるか否か判別する。また、演算部１２は、所定の稼動可能期間以上、発電エネルギーＥ_ｉｎで電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえるか否か判別する。

演算部１２は、一次電池２４を用いないで、代表値または仕様値の発電エネルギーＥ_ｉｎでも、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせに対して、図１７の符号ｇ１１５３Ｃのように例えば塗りつぶし無し丸形印で表示する。

演算部１２は、一次電池２４を用いることにより、代表値または仕様値の発電エネルギーＥ_ｉｎで、所定の稼動可能期間以上、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせに対して、図１７の符号ｇ１１５４Ｃのように例えば塗りつぶし有り丸形印で表示する。

演算部１２は、一次電池２４を用いることにより、代表値の発電エネルギーＥ_ｉｎで、所定の稼動可能期間以上、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせに対して、図１７の符号ｇ１１５５Ｃのように例えば三角形印で表示する。

演算部１２は、一次電池２４を用いたとしても、代表値、仕様値のいずれの発電エネルギーＥ_ｉｎでも、所定の稼動可能期間以上、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえないと区別した組み合わせに対して、図１７の符号ｇ１１５６Ｃのように例えば菱形印で表示する。

なお、演算部１２は、図１７において、一次電池２４を用いないで、代表値または仕様値の発電エネルギーＥ_ｉｎでも、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせの範囲ｇ１１５３１Ｃを第１色（例えば緑色）で表示させる。また、演算部１２は、一次電池２４を用いることにより、代表値または仕様値の発電エネルギーＥ_ｉｎでも、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせの範囲ｇ１１５４１Ｃを第１色と異なる第２色（例えば濃い緑色）で表示させる。また、演算部１２は、一次電池２４を用いることにより、代表値の発電エネルギーＥ_ｉｎで、所定の稼動可能期間以上、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえると区別した組み合わせの範囲ｇ１１５５１Ｃを第１色と第２色と異なる第３色（例えば黄色）で表示させる。また、演算部１２は、一次電池２４を用いたとしても、代表値、仕様値のいずれの発電エネルギーＥ_ｉｎで、所定の稼動可能期間以上、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔをまかなえないと区別した組み合わせの範囲ｇ１１５６１Ｃを第１色と第２色と第３色と異なる第４色（例えば赤色）で表示させる。

［稼動可能期間、稼動可否のシミュレーション手順］
次に、稼動可能期間の画像ｇ２１１、稼動可否の画像ｇ１１５Ｃの表示手順例を説明する。図１９は、本実施形態に係る稼動可能期間の画像ｇ２１１、稼動可否の画像ｇ１１５Ｃの表示手順例を示すフローチャートである。

（ステップＳ４０１）演算部１２は、利用者が設定部１１を操作して設定、選択した設定情報を取得する。なお、設定情報には、少なくとも電子機器２５の消費電力の設定画像ｇ１０７、または電子機器２５の動作状態や消費電力の設定画像ｇ１０８で設定された情報が含まれている。

（ステップＳ４０２）演算部１２は、取得した設定情報に応じたパラメータを、記憶部１３から読み出す。続けて、演算部１２は、記憶部１３からシミュレーションに使用する数式を読み出す。

（ステップＳ４０３）演算部１２は、一次電池２４を併用するか否かを判別する。演算部１２は、一次電池２４を併用すると判別した場合（ステップＳ４０３；ＹＥＳ）、ステップＳ１０４の処理に進める。演算部１２は、一次電池２４を併用しないと判別した場合（ステップＳ４０３；ＮＯ）、一次電池２４を併用しない場合の処理（図６のステップＳ１０３〜Ｓ１０６を行う（ステップＳ４０７）。

（ステップＳ４０４）演算部１２は、１日あたり供給可能な電力量が平均値の場合のセンサシステム２の稼動可能期間、単位時間あたり供給可能な電力量が最小値の場合のセンサシステム２の稼動可能期間、一次電池２４を併用しない場合のセンサシステム２の稼動可能期間を推定する。

（ステップＳ４０５）演算部１２は、照射量と照射時間の関係に基づく稼動可否を推定する。
（ステップＳ４０６）表示部１４は、推定した各稼動可能期間を示す画像ｇ２１１と、推定された稼動可否の画像ｇ１１５Ｃを表示する。

なお、演算部１２は、第１実施形態の図７と同様の処理によって、他の各シミュレーションを行って、シミュレーション結果を表示する。

これにより、本実施形態によれば、一次電池２４に関する項目を入力することができるので、太陽電池２１に一次電池２４を併用した場合のシミュレーションを行い、結果を表示できる。

本実施形態によれば、太陽電池２１に一次電池２４を併用してセンサシステム２を構築する際、例えば５年間継続して稼動した場合に、どの太陽電池２１を選択すれば実現できるかを利用者が知ることができる。

＜シミュレーション方法＞
次に、上述した各実施形態で演算部１２が行うシミュレーションについて説明する。まず、演算部１２がシミュレーションに用いる符号を以下のように定義する。

［１］電子機器２５の消費エネルギー側
・動作電圧（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＶｏｌｔａｇｅ）；Ｖ_ｏｐｅ（Ｖ）
・動作時間（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＴｉｍｅ）；Ｔ_ｏｐｅ（ｍｓｅｃ）
・動作インターバル（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＩｎｔｅｒｖａｌ）；Ｔ_ｉｎｔ（ｓｅｃ）
・動作電流（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＣｕｒｒｅｎｔ）；Ａ_ｏｐｅ（ｍＡ）
・待機電流（ＳｔａｎｄｂｙＣｕｒｒｅｎｔ）；Ａ_ｓｂ（μＡ）

［２］供給エネルギー側
・電子機器２５への供給エネルギー；Ｅ_ｃｈｇ（Ｊ／ｄａｙ）
・蓄電池２３で消費される自己消費エネルギー；Ｅ_ｓｄ（Ｊ／ｄａｙ）
・電源回路２２で消費される自己消費エネルギー；Ｅ_ｉｃ（Ｊ／ｄａｙ）
・発電エネルギー；Ｅ_ｉｎ（Ｊ／ｄａｙ）
・発電電力（ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＰｏｗｅｒ）；Ｗ_ｉｎ（μＷ）
・光照射時間（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎｔｉｍｅ）；Ｔ_{ｌｉｇｈｔ}（ｈｒ／ｄａｙ）
・電源回路２２の変換効率（昇圧回路２２１の昇圧効率）；η_ｉｎ（％）
・電源回路２２の変換効率（降圧回路２２２の降圧効率）；η_ｏｕｔ（％）
・電源回路２２の自己消費電力（昇圧回路２２１の自己消費電力）；Ａ_ｉｎ（ｎＡ）
・電源回路２２の自己消費電力（降圧回路２２２の自己消費電力）；Ａ_ｏｕｔ（ｎＡ）
・蓄電池２３の容量（Ｃａｐａｃｉｔｙ）；Ｃ（Ｆ）
・蓄電池２３の電圧（Ｓｔｏｒａｇｅｄｅｖｉｃｅｖｏｌｔａｇｅ）；Ｖ_ｓｄ（Ｖ）
・蓄電池２３の自己消費電流（ＬｅａｋａｇｅＣｕｒｒｅｎｔ）；Ａ_ｓｄ（μＡ）

演算部１２は、［１］電子機器２５の消費エネルギー、［２］供給エネルギーを用いて、１日あたりの電力量に対して、供給と消費のエネルギーを比較する演算を以下のように行う。
演算部１２は、電子機器２５の駆動時の消費エネルギーＥ_ｏｐｅを、次式（１）を用いて求める。

次に、演算部１２は、電子機器２５の待機時の消費エネルギーＥ_ｓｂを、次式（２）を用いて求める。

次に、演算部１２は、電子機器２５の総消費エネルギーＥ_ｏｕｔを、次式（３）を用いて求める。

次に、演算部１２は、発電エネルギーＥ_ｉｎを、次式（４）を用いて求める。

次に、演算部１２は、電源回路２２で消費される自己消費エネルギーＥ_ｉｃを、次式（５）を用いて求める。

次に、演算部１２は、蓄電池２３で消費される自己消費エネルギーＥ_ｓｄを、次式（６）を用いて求める。

次に、演算部１２は、電子機器２５への供給エネルギーＥ_ｃｈｇを、次式（７）を用いて求める。

そして、演算部１２は、次式（８）が成り立たつ場合に、エナジーハーベスティングの連続駆動できると判断するようにしてもよい。

なお、本発明における電力シミュレーション装置１の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより電力シミュレーション装置１が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

１…電力シミュレーション装置、１１…設定部、１２…演算部、１３…記憶部、１４…表示部、１３１…センサシステムの構成モデル、２…センサシステム、２０…電源モジュール、２４…一次電池、２５…電子機器、２１…太陽電池、２２…電源回路、２３…蓄電池、２２１…昇圧回路、２２２…降圧回路

Claims

太陽電池を含む電源部と、該電源部から電力が供給される負荷回路とを有するシステムにおける電力のシミュレーションを行う電力シミュレーション装置であって、
複数の前記太陽電池のうちから選択された１つの前記太陽電池の特性と、前記負荷回路の消費電力と、に基づいて、前記太陽電池に照射される光の照射量と照射時間との組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定し、前記組み合わせ毎の推定結果を示す情報を表示させる演算部、
を備える電力シミュレーション装置。
前記演算部は、
前記電源部によって前記負荷回路に供給可能な電力量の平均値と、前記電源部によって前記負荷回路に供給可能な電力量の最小値を用いて、前記組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定し、前記推定した結果を稼働可能か否かに基づいて区別し、前記区別した結果をそれぞれ異なる表示形態で表示させる、請求項１に記載の電力シミュレーション装置。
前記電源部は、一次電池をさらに備え、
前記演算部は、
前記一次電池の容量と、前記一次電池の有効活用可能な容量とを用いて、前記組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定し、前記推定した結果を稼働可能か否かに基づいて区別し、前記区別した結果をそれぞれ異なる表示形態で表示させる、請求項１または請求項２に記載の電力シミュレーション装置。
前記演算部は、
目標とする所定の稼動可能期間を取得し、取得した所定の稼動可能期間において、前記組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定し、前記推定した結果を稼働可能か否かに基づいて区別し、前記区別した結果をそれぞれ異なる表示形態で表示させる、請求項３に記載の電力シミュレーション装置。
太陽電池を含む電源部と、該電源部から電力が供給される負荷回路とを有するシステムにおける電力のシミュレーションを行う電力シミュレーション装置における電力シミュレーション方法であって、
演算部が、複数の前記太陽電池のうちから選択された１つの前記太陽電池の特性と、前記負荷回路の消費電力と、に基づいて、前記太陽電池に照射される光の照射量と照射時間との組み合わせ毎に前記システムが稼働可能か否かを推定する手順と、
前記演算部が、前記組み合わせ毎の推定結果を示す情報を表示させる手順と、
を含む電力シミュレーション方法。