JP2022029818A - Cloud shadow behavior prediction system, generated-power amount prediction system, and environment monitoring system, and observation apparatus used therefor - Google Patents

Cloud shadow behavior prediction system, generated-power amount prediction system, and environment monitoring system, and observation apparatus used therefor Download PDF

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浩史 滝川
Hiroshi Takigawa
達 針谷
Toru Harigai
悠人 竹内
Yuto TAKEUCHI
宏規 小林
Hiroki Kobayashi
光男 爪
Mitsuo Tsume
勉 日▲び▼
Tsutomu Hibi
志郎 真木
Shiro Maki
元久 平塚
Motohisa Hiratsuka
浩希 小渕
Hiroki Obuchi
行弥 花田
Yukiya Hanada
和哉 根本
Kazuya Nemoto
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Abstract

To provide a cloud shadow behavior prediction system that can accurately predict an amount of solar radiation while reducing the number of pyranometers used for a prediction of cloud shadow behavior, and various systems using the prediction system and dedicated devices.SOLUTION: A cloud shadow behavior prediction system comprises: a solar radiation measurement network 1 which is constructed by distributing measurement points with some appropriate spacing for measuring solar radiation intensities; solar sensors 2Aa-2Ee which are composed of pyranometers, and each of which is arranged at each measurement point; all-sky cameras 3Ba-3De which acquire sky images; solar radiation state derivation means which derives the state of solar radiation at each measurement point based on a difference between the solar radiation intensities of the solar sensors; analysis means which analyzes a moving direction of cloud existing in the image based on the change of the sky images taken by sky image acquiring means; and prediction information creation means which creates prediction information on a change of an area affected by the cloud shadow, based on the moving direction of cloud analyzed by the analysis means and the state of solar radiation with reference to two or more measurement points derived from the solar radiation state derivation means.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、雲影の挙動予測システムに関し、さらに当該システムを利用した太陽光発電装置設置地点における発電量予測システムと、環境モニタリングシステムに関し、さらにこれらのシステムに使用する観測装置に関するものである。 The present invention relates to a cloud shadow behavior prediction system, a power generation amount prediction system at a solar power generation device installation point using the system, an environmental monitoring system, and an observation device used for these systems.

雲影の挙動予測は、日射量を予測することによって太陽光発電所等における発電量等の予測に利用されることがある。そこで、360度全方位カメラで撮影された全天の画像情報から雲の分布と動きを検出し、これらに基づいて撮影時以後の雲の分布を予測することが提案されていた(特許文献1参照)。ところが、前記のような画像による予測の場合には、雲の分布状態を予測し得るものであるが、日射量の予測には不十分であった。すなわち、雲の物理的性質は様々であり、また、雲による光の散乱に伴う日射量への影響について配慮さていなかったものであった。そこで、気象観測衛星または気象レーダによって把握される雲塊の画像情報に加えて、天空を撮影した画像データを参照し、雲塊の移動方向を予測するとともに、測定地点で計測される日射量に基づいて、当該雲塊による日射量の変化を予測する方法が提案されている(特許文献2参照)。 The cloud shadow behavior prediction may be used to predict the amount of power generation in a solar power plant or the like by predicting the amount of solar radiation. Therefore, it has been proposed to detect the distribution and movement of clouds from the image information of the whole sky taken by a 360-degree omnidirectional camera, and to predict the distribution of clouds after the time of shooting based on these (Patent Document 1). reference). However, in the case of the above-mentioned image prediction, although it is possible to predict the distribution state of clouds, it is insufficient for predicting the amount of solar radiation. That is, the physical properties of clouds were various, and the effect of light scattering by clouds on the amount of solar radiation was not taken into consideration. Therefore, in addition to the image information of the cloud mass grasped by the meteorological observation satellite or the weather radar, the image data of the sky is referred to to predict the moving direction of the cloud mass and the amount of solar radiation measured at the measurement point. Based on this, a method for predicting a change in the amount of solar radiation due to the cloud mass has been proposed (see Patent Document 2).

特開2007-184354号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-184354 特開2015-059821号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-059821 特開2019-086317号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-0863317

前掲の特許文献2に開示される技術は、天空を撮影する地点を測定地点として日射量を計測するとともに、当該測定地点での日射量に基づいて雲塊が日射に与える影響度を算出するものである。しかしながら、少ない観測点での日射量の測定結果に基づく日射量予測には誤差を生じさせやすく、想定される地域の日射量予測の精度が不十分とならざるを得なかった。 The technique disclosed in Patent Document 2 described above measures the amount of solar radiation at a point where the sky is photographed as a measurement point, and calculates the degree of influence of the cloud mass on the solar radiation based on the amount of solar radiation at the measurement point. Is. However, the estimation of the amount of solar radiation based on the measurement result of the amount of solar radiation at a small number of observation points tends to cause an error, and the accuracy of the prediction of the amount of solar radiation in the assumed area has to be insufficient.

そこで、本願の出願人らは、屋外設置型でありながら汚損等による計測結果の精度低下を防止する日射計を開発するとともに、この日射計によって雲影センサを構築し、雲影の挙動を予測できるシステムを開発するに至った(特許文献3)。ところが、日射計による雲影センサに基づく雲影挙動の予測精度は、日射計の数に依存することとなるため、多くに測定地点を設定する必要があり、また、各測定地点に複数の日射計を配置することから、使用される日射計の数が膨大なものとなっていた。その結果として、日射量の予測のために多額の費用が必要となり、システムの普及を阻害することとなっていた。 Therefore, the applicants of the present application have developed a pyranometer that prevents the accuracy of measurement results from deteriorating due to stains, etc., even though it is an outdoor installation type, and also constructs a cloud shadow sensor using this pyranometer to predict the behavior of cloud shadows. We have developed a system that can be used (Patent Document 3). However, the accuracy of predicting cloud shadow behavior based on the pyranometer's cloud shadow sensor depends on the number of pyranometers, so it is necessary to set many measurement points, and multiple solar radiation at each measurement point. Due to the placement of the pyranometers, the number of pyranometers used was enormous. As a result, a large amount of money was required to predict the amount of solar radiation, which hindered the spread of the system.

なお、上記各従来技術は、専ら日射量の予測のために雲影挙動を予測するものであるが、近時の不安定な気象環境に伴う集中豪雨その他の異常気象の状態をモニタリングし得るものではなかった。そのため観測地点を多く設定しながら、日射量のみの測定または予測に使用するのみであったため、これらの資源が有効に利用されていないものとなっていた。 In addition, although each of the above-mentioned conventional techniques predicts cloud shadow behavior exclusively for predicting the amount of solar radiation, it can monitor the state of torrential rain and other abnormal weather caused by the recent unstable weather environment. It wasn't. Therefore, these resources were not effectively used because they were only used for measuring or predicting the amount of solar radiation while setting many observation points.

本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、雲影挙動の予測に使用される日射計の数を少なくしつつ正確な日射量の予測を可能とするとともに、太陽光発電による発電量を予測し得るシステムを提供し、さらに他の要素とともに環境モニタリングシステムをも提供すること、および上記各システムに使用するための観測装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to enable accurate prediction of the amount of solar radiation while reducing the number of pyranometers used for predicting cloud shadow behavior. At the same time, it is to provide a system capable of predicting the amount of power generated by photovoltaic power generation, to provide an environmental monitoring system together with other elements, and to provide an observation device for use in each of the above systems.

そこで、雲影の挙動予測システムに係る本発明は、適宜間隔を有して日射強度の測定地点を分散配置して構築された日射測定網と、前記日射測定網の測定地点ごと設置され、日射計によって構成される日射センサと、前記日射センサとともに、または該日射センサとは異なる地点に設置され、空の画像を取得する空画像取得手段と、前記測定地点ごとに各日射センサによって測定される日射強度の差違に基づき、該測定地点ごとの日射の状態を導出する日射状態導出手段と、前記空画像取得手段によって取得される空の画像の変化により、該画像中に存在する雲の移動方向を解析する解析手段と、前記解析手段によって解析される雲の移動方向、および、前記日射状態導出手段によって導出される2以上の測定地点に係る日射の状態に基づき、雲影の影響を受ける領域の変化を予測情報として作成する予測情報作成手段とを備えることを特徴とする。 Therefore, the present invention relating to the cloud shadow behavior prediction system is installed for each solar radiation measurement network constructed by arranging the solar radiation intensity measurement points in a distributed manner at appropriate intervals, and for each measurement point of the solar radiation measurement network. A solar radiation sensor configured by a meter, an aerial image acquisition means installed together with the solar radiation sensor or at a point different from the solar radiation sensor, and an aerial image acquisition means for acquiring an image of the sky, and each measurement point is measured by each solar radiation sensor. The moving direction of clouds existing in the image due to the change of the solar radiation state deriving means for deriving the solar radiation state at each measurement point based on the difference in the solar radiation intensity and the sky image acquired by the aerial image acquisition means. Area affected by cloud shadows based on the analysis means for analyzing the It is characterized in that it is provided with a predictive information creating means for creating the change of the above as predictive information.

上記構成の発明によれば、空画像取得手段により取得される画像情報から雲の移動方向のみが解析され、現実に雲影の影響による日射量(日射強度)の変化は日射センサによる測定結果に基づくこととなる。日射量(日射強度)の変化は、異なる2以上の測定地点で観測されることにより、雲の移動方法とともに雲の移動の速さ(雲影の影響を受ける領域の移動の速さ)を求めることに利用される。さらに雲(具体的には雲影による影響を受ける領域)の移動の方向および速さが判明すれば、周辺の雲影の影響状態を予測することができる。この場合、雲影の影響を受ける領域の移動状態は、日射センサによって測定される日射強度の変化によって識別されることから、太陽と雲との相対的な位置関係を考慮することなく、雲影に着目した場合のその挙動に関する予測判定を瞬時に行い得る。また、画像情報に基づく解析内容が限定的となるため、取得データおよび解析データの量を僅少なものとすることができる。 According to the invention of the above configuration, only the moving direction of the cloud is analyzed from the image information acquired by the aerial image acquisition means, and the change in the amount of solar radiation (solar radiation intensity) due to the influence of the cloud shadow is actually measured by the solar radiation sensor. Will be based. By observing changes in the amount of solar radiation (solar radiation intensity) at two or more different measurement points, the speed of cloud movement (the speed of movement of the area affected by cloud shadows) is determined along with the cloud movement method. It is especially used. Furthermore, if the direction and speed of movement of the cloud (specifically, the area affected by the cloud shadow) is known, the influence state of the surrounding cloud shadow can be predicted. In this case, since the moving state of the region affected by the cloud shadow is identified by the change in the solar radiation intensity measured by the solar radiation sensor, the cloud shadow does not consider the relative positional relationship between the sun and the cloud. It is possible to instantly make a prediction determination regarding the behavior when paying attention to. Further, since the analysis content based on the image information is limited, the amount of acquired data and analysis data can be reduced.

上記の発明において、前記予測情報作成手段は、前記日射状態導出手段により導出される測定地点ごとの日射の状態に基づき、日射強度が変化した2以上の測定地点を抽出し、前記解析手段によって解析された雲の移動方向と抽出された前記2以上の測定地点の相互間の距離とに基づいて、雲影の移動速度を算出するものとすることができる。 In the above invention, the prediction information creating means extracts two or more measurement points whose illuminance intensity has changed based on the state of solar radiation at each measurement point derived by the means for deriving the solar radiation state, and analyzes the means by the analysis means. The moving speed of the cloud shadow can be calculated based on the moving direction of the cloud and the distance between the two or more measurement points extracted.

上記構成の発明の場合には、測定地点における日射の状態から、日射強度が変化する2以上の測定地点を抽出することにより、当該2以上の測定地点の距離と日射強度の変化時間(時刻)から雲の移動速度(雲影の影響を受ける領域の移動速度)が算出されることとなる。なお、抽出される2以上の測定地点の位置関係は、必ずしも雲の移動方向と一致するものではないことから、両者の距離は、雲の移動方向に一致する方向の距離に換算されたうえで移動速度が算出されるものである。なお、抽出すべき2以上の測定地点は、雲の移動方向が解析された直後に日射強度が変化した測定地点と、その周辺において隣り合う測定地点となる。また、雲の移動方向が解析された直後において、近接しない複数の測定地点の日射強度がほぼ同時に変化する場合は、それら全てを起点とする複数の速度計算を行ったうえで平均的な速度を算出してもよく、最先に変化した測定地点の1点を選択したうえで1つの測定地点を基点とし、その周辺の測定地点との間で距離を算出してもよい。いずれの場合においても、このような移動速度の算出により速やかな雲影挙動の予測が可能となる。 In the case of the invention having the above configuration, by extracting two or more measurement points where the solar radiation intensity changes from the state of solar radiation at the measurement points, the distance between the two or more measurement points and the change time (time) of the solar radiation intensity. The moving speed of the cloud (moving speed of the area affected by the cloud shadow) is calculated from. Since the positional relationship between the two or more measurement points to be extracted does not necessarily coincide with the moving direction of the cloud, the distance between the two is converted into the distance in the direction corresponding to the moving direction of the cloud. The moving speed is calculated. The two or more measurement points to be extracted are the measurement points where the solar radiation intensity changes immediately after the cloud movement direction is analyzed and the measurement points adjacent to each other in the vicinity thereof. In addition, if the solar radiation intensity of multiple measurement points that are not close to each other changes almost at the same time immediately after the movement direction of the cloud is analyzed, the average velocity is calculated after performing multiple velocity calculations starting from all of them. It may be calculated, or it may be possible to select one point of the measurement point that has changed first, and then use one measurement point as a base point and calculate the distance to the measurement points in the vicinity thereof. In any case, such calculation of the moving speed enables rapid prediction of cloud shadow behavior.

上記の各発明において、前記予測情報作成手段は、さらに、前記日射状態導出手段により導出される測定地点ごとの日射の状態に基づき、日射強度が低下した測定地点を抽出し、抽出された測定地点の範囲を特定することにより、雲影の広さを算出するものとして構成することができる。また、前記予測情報作成手段は、さらに、前記日射状態導出手段により導出される測定地点ごとの日射の状態に基づき、日射強度が低下した複数の測定地点を抽出し、日射強度の低下の割合に基づいて、雲影による日射の影響の程度を算出するものとして構成することができる。 In each of the above inventions, the predictive information creating means further extracts the measurement points where the solar illuminance intensity has decreased based on the solar radiation state for each measurement point derived by the solar radiation state derivation means, and the extracted measurement points. By specifying the range of, it can be configured to calculate the width of the cloud shadow. Further, the prediction information creating means further extracts a plurality of measurement points where the solar illuminance intensity has decreased based on the solar radiation state at each measurement point derived by the solar radiation state derivation means, and determines the rate of decrease in the solar radiation intensity. Based on this, it can be configured to calculate the degree of influence of solar radiation due to cloud shadows.

上記構成の発明の場合には、測定地点における日射強度は、測定地点ごとに日射センサによって計測されるものであることから、日射測定網が構築される予測対象地域の中に日射強度の高い測定地点と低い測定地点とが混在する場合、その両者を区分することが可能となる。そこで、日射強度が低い測定地点は、雲影の影響を受けている範囲であるため、その範囲をもって、雲の大きさ、すなわち雲影の広さとして算出することが可能となる。このように雲影の広さを算出した結果を、雲(雲影)の移動方向と組み合わせることにより、雲影の影響を受ける時間的長さを予測することが可能となる。また、雲影の影響を受ける場合の日射強度の低下の割合(低下率)は、雲の物理的特性等によって異なるものであり、雲影の影響を受けつつ日射強度の低下率が微少な場合もあれば、雲影の影響が大きく作用して日射強度の低下率が著しい場合もある。そこで、日射強度が低下した測定地点の日射強度を参照することにより、雲影による日射の影響(低下率)を算出することができる。このときの測定地点は、1箇所でも可能であるが、複数地点の日射強度を参照することにより平均的な影響(低下率)を得ることができる。なお、日射強度の低下の割合(低下率)は、理論日射を基準値とした場合の割合として算出することができ、雲影による日射の影響の程度は、例えば、太陽光発電装置に関連する場合には、当該日射強度の低下率から発電量の増減に関する影響の程度となり、農業生産地域に関連する場合には、農作物の生育状況に関する影響の程度となり得る。 In the case of the invention having the above configuration, since the solar illuminance at the measurement point is measured by the solar radiation sensor at each measurement point, the measurement with high solar radiation intensity is performed in the prediction target area where the solar radiation measurement network is constructed. When a point and a low measurement point coexist, it is possible to distinguish between the two. Therefore, since the measurement point where the solar radiation intensity is low is the range affected by the cloud shadow, it is possible to calculate the size of the cloud, that is, the width of the cloud shadow based on the range. By combining the result of calculating the width of the cloud shadow with the moving direction of the cloud (cloud shadow), it is possible to predict the time length affected by the cloud shadow. In addition, the rate of decrease in solar radiation intensity (decrease rate) when affected by cloud shadows varies depending on the physical characteristics of clouds, etc., and when the rate of decrease in solar radiation intensity is small while being affected by cloud shadows. In some cases, the influence of cloud shadows is large and the rate of decrease in solar radiation intensity is significant. Therefore, the effect of solar radiation due to cloud shadows (decrease rate) can be calculated by referring to the solar radiation intensity at the measurement point where the solar radiation intensity has decreased. At this time, the measurement point can be one point, but the average influence (decrease rate) can be obtained by referring to the solar radiation intensity at a plurality of points. The rate of decrease in solar radiation intensity (decrease rate) can be calculated as the rate when theoretical solar radiation is used as a reference value, and the degree of influence of solar radiation due to cloud shadows is related to, for example, a photovoltaic power generation device. In some cases, the rate of decrease in solar radiation intensity may be the degree of influence on the increase or decrease in the amount of power generation, and if it is related to the agricultural production area, it may be the degree of influence on the growth status of agricultural products.

上記の各構成による発明において、前記日射測定網は、雲影の挙動を予測すべき対象地域を平面視により、略円格子状、略四角格子状、略三角格子状または略幾何学形格子状の中から選択される形状または2以上を組み合わせてなる形状としたものであり、前記測定地点は、前記日射測定網を形成するいずれかの格子状の交点としたものとすることができる。このような構成の場合には、日射測定網は、例えば、太陽光発電装置における発電量観測のために設けられる場合には、当該太陽光発電装置を中心に、略同心円状を形成させつつ格子状とする略円格子として日射測定網を構築してもよい。また、一般的な格子状とされる四角格子状を基準に構築される略四角格子状としてもよいが、三角形を複数組み合わせ、または三角形と他の多角形を組み合わせた形状や、亀甲格子状などを基準に構築される略幾何学形状の格子状として日射測定網を構築することもできることから、予測対象地域の地理的形状に応じて適宜選択することができるものとなる。なお、特定形状の格子状を略としていることは、特定形状の格子状を基準に構築されていることを意味するものであり、地形の起伏または建築物等の存在により、日射測定網を正確な形状の格子状に構築することができないためである。 In the invention according to each of the above configurations, the solar radiation measuring network has a substantially circular grid shape, a substantially square grid shape, a substantially triangular grid shape, or a substantially geometric grid shape in a plan view of the target area for which the behavior of cloud shadows should be predicted. It is a shape selected from the above or a shape formed by combining two or more, and the measurement point can be any grid-like intersection forming the solar radiation measurement network. In the case of such a configuration, for example, when the solar radiation measuring network is provided for observing the amount of power generated by the photovoltaic power generation device, a grid is formed around the photovoltaic power generation device while forming a substantially concentric circle. A solar radiation measurement network may be constructed as a substantially circular grid having a shape. Further, it may be a substantially square grid shape constructed based on a square grid shape which is a general grid shape, but a shape in which a plurality of triangles are combined, a shape in which a triangle and another polygon are combined, a turtle grid shape, etc. Since the solar radiation measurement network can be constructed as a grid of substantially geometric shapes constructed based on the above, it can be appropriately selected according to the geographical shape of the prediction target area. In addition, the abbreviation of the grid pattern of a specific shape means that it is constructed based on the grid pattern of a specific shape, and the solar radiation measurement network is accurate due to the undulations of the terrain or the existence of buildings. This is because it cannot be constructed in a grid pattern with a unique shape.

上記各構成の発明において、前記日射センサもしくは前記空画像取得手段またはその双方は、短時間駆動電源、送信手段、データ保存手段、位置情報取得手段および方位検出手段から選択される1または2以上をさらに備えるものとすることができる。 In the invention of each of the above configurations, the solar radiation sensor, the aerial image acquisition means, or both of them are selected from one or more selected from a short-time drive power source, a transmission means, a data storage means, a position information acquisition means, and a direction detection means. It can be further prepared.

このような構成においては、第1に、電源として商用電源を使用することもできるが、停電時における短時間駆動電源により停電情報を送信させることができる。短時間駆動電源としては、二次電池、キャパシタ、電気二重層キャパシタなどがある。第2に、有線による伝送のほかに、送信手段を備えることにより無線送信を可能とする。第3に、データ保存手段を備えることにより、測定地点における取得データを保存させることができる。保存手段としては、データロガのほか、圧縮機能を有する記憶装置などがある。第4に、位置情報取得手段および方位情報取得手段を備えることにより、測定情報と関連付けてデータ解析に使用できる。位置情報取得手段としては、GPS受信機を使用することができ、水準器または高度計などを同時に備えることにより、地形を含めた詳細な位置情報をえることができる。また、方位情報取得手段としては、電子コンパスなどを使用することができる。なお、これらのほかに位置情報または方位情報の補正機能や時計機能などを備える構成であってもよい。 In such a configuration, first, a commercial power source can be used as a power source, but power failure information can be transmitted by a short-time drive power source at the time of a power failure. Examples of the short-time drive power source include a secondary battery, a capacitor, and an electric double layer capacitor. Secondly, in addition to wired transmission, wireless transmission is possible by providing a transmission means. Thirdly, by providing the data storage means, the acquired data at the measurement point can be stored. As the storage means, in addition to the data logger, there is a storage device having a compression function and the like. Fourth, by providing the position information acquisition means and the orientation information acquisition means, it can be used for data analysis in association with the measurement information. A GPS receiver can be used as the position information acquisition means, and detailed position information including the terrain can be obtained by simultaneously providing a leveling device or an altitude meter. Further, as the direction information acquisition means, an electronic compass or the like can be used. In addition to these, the configuration may include a correction function for position information or direction information, a clock function, and the like.

太陽光発電装置設置地点における発電量予測システムに係る本発明は、上記に示すいずれかの構成による雲影の挙動予測システムを利用するものであって、前記予測情報作成手段は、さらに、前記日射センサにより測定される日射強度から算出される太陽光発電による発電量を換算するものであって、太陽光発電装置が設置される地点における雲影の影響の有無を判定するとともに、雲影の影響を受ける場合の時間帯および該時間帯における発電量を演算するものであることを特徴とする。 The present invention relating to the power generation amount prediction system at the installation point of the photovoltaic power generation device utilizes a cloud shadow behavior prediction system having any of the configurations shown above, and the prediction information creating means further comprises the solar radiation. It converts the amount of power generated by photovoltaic power generation calculated from the solar radiation intensity measured by the sensor. It is characterized in that it calculates the time zone when receiving and the amount of power generation in the time zone.

上記構成の太陽光発電装置設置地点における発電量予測システムに係る発明によれば、雲影の挙動予測システムに基づいて雲影の挙動が予測されたうえ、日射センサによって、日射強度の変化が検出することに加えて、変化の前後における日射強度が検出されていることから、雲影の影響による具体的な日射強度の状態、特に低下後の日射強度の状態を取得することができる。そして、当該センサの情報に基づき、雲影の影響を受けない場合の日射強度に基づく太陽光発電装置による発電量を予測できることはもちろんのこと、雲影の影響を受ける場合には、日射強度の低下の程度とともに、雲の大きさ(雲影の影響を受ける範囲)などが算出されることにより、雲影の影響を受ける時間の算定をも可能にし得ることとなる。これにより、太陽光発電装置の設置地点に対する日射状況の予測が可能となり、発電量を推定することも可能となる。なお、太陽光発電装置による発電量は、当該太陽光発電装置の効率などを予め取得することにより、日射強度から換算させるものであり、この換算された発電量に基づいて発電能力(発電時間等)を予測情報作成手段により演算可能となる。 According to the invention relating to the power generation amount prediction system at the installation point of the photovoltaic power generation device having the above configuration, the behavior of the cloud shadow is predicted based on the behavior prediction system of the cloud shadow, and the change in the solar radiation intensity is detected by the solar radiation sensor. In addition to this, since the solar intensity before and after the change is detected, it is possible to obtain a specific solar intensity state due to the influence of cloud shadows, particularly a state of the solar intensity after the decrease. Then, based on the information of the sensor, it is possible to predict the amount of power generated by the photovoltaic power generation device based on the solar radiation intensity when it is not affected by the cloud shadow, and when it is affected by the cloud shadow, the solar radiation intensity is of course. By calculating the size of the cloud (the range affected by the cloud shadow) as well as the degree of decrease, it is possible to calculate the time affected by the cloud shadow. As a result, it is possible to predict the solar radiation situation at the installation point of the photovoltaic power generation device, and it is also possible to estimate the amount of power generation. The amount of power generated by the photovoltaic power generation device is converted from the solar radiation intensity by acquiring the efficiency of the photovoltaic power generation device in advance, and the power generation capacity (power generation time, etc.) is calculated based on the converted power generation amount. ) Can be calculated by the prediction information creation means.

他方、環境モニタリングシステムに係る本発明は、上記に示すいずれかの構成による雲影の挙動予測システムを利用するものであって、前記測定地点ごとに、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、風向センサ、風速センサ、感雨センサ、雨量センサ、積雪センサ、吹雪センサ、水位センサ、音センサ、光センサ、視程センサ、煙センサ、炎センサ、振動センサ、微粒子センサ、光量子センサ、分光光量子センサ、一酸化炭素量センサ、二酸化炭素センサおよび窒素酸化物センサの中から選択される1以上の環境センサと、前記環境センサによって測定される測定値に対する1または複数の閾値を基準とする屋外環境レベルを、その良否または複数の段階評価として判定する判定手段とを備えることを特徴する。 On the other hand, the present invention relating to the environmental monitoring system utilizes a cloud shadow behavior prediction system having any of the configurations shown above, and a temperature sensor, a humidity sensor, a pressure sensor, and a wind direction sensor are used for each measurement point. , Wind speed sensor, rain sensitive sensor, rain amount sensor, snow cover sensor, snowstorm sensor, water level sensor, sound sensor, optical sensor, visibility sensor, smoke sensor, flame sensor, vibration sensor, fine particle sensor, optical quantum sensor, spectral optical quantum sensor, monoxide One or more environmental sensors selected from carbon content sensors, carbon dioxide sensors and nitrogen oxide sensors, and outdoor environmental levels based on one or more thresholds for the measured values measured by the environmental sensors. It is characterized by comprising a determination means for determining pass / fail or a plurality of graded evaluations.

上記の発明によれば、日射センサを単位として、温度、湿度その他の環境に関するデータを取得することができ、これを総合して環境データとしてモニタリングすることができる。環境のモニタリングとは、雲影の挙動に伴う各種の気象上の変化を観測することを意味するほか、屋外環境を観測する意味を含むものであり、温度および湿度は気象の変化を知るうえで重要な要素であり、気圧は台風などの大型かつ急速な天候変化を知る要素となり、風向および風速は、気象の変化に伴う天候悪化の大きさを知る要素となり得る。また、悪化した気象条件を直接的に取得するため、感雨センサ、雨量センサ、積雪センサ、吹雪センサまたは水位センサにより取得してもよい。また、音および光は落雷等の検出を可能とし、視程センサ、煙センサまたは炎センサなどにより、気象以外の二次的原因による外部環境の状況をデータ化して取得することができ、振動センサまたは微粒子センサにより気象以外の情報として地震やPM値の低い微粒子飛来などの状況を取得できる。光量子センサまたは分光光量子センサを備える場合には、農業分野における植物の育成を予測する場合に有用となる。特に、分光光量子センサによって、特定帯域の波長を有する光の光量子束密度に関する情報を得ることにより、植物の生長過程に応じた光の照射状態を観測し予測し得る。二酸化炭素量は、温室効果ガスの長期間の累積値を得ることができ、一酸化炭素検出器および窒素酸化物検出器は火災などの検出を可能とするものである。なお、上記のセンサを集合させることにより複合気象センサとして具備することも可能であり、現在天気センサとして機能させることも可能である。 According to the above invention, it is possible to acquire data on temperature, humidity and other environments in units of a solar radiation sensor, and it is possible to monitor the data as environmental data in a comprehensive manner. Environmental monitoring means observing various meteorological changes associated with the behavior of cloud shadows, and also includes observing the outdoor environment, and temperature and humidity are used to know the changes in the weather. Atmospheric pressure is an important factor, and air pressure can be a factor to know large and rapid weather changes such as typhoons, and wind direction and speed can be a factor to know the magnitude of weather deterioration due to weather changes. Further, in order to directly acquire the deteriorated weather conditions, it may be acquired by a rain sensor, a rainfall sensor, a snow cover sensor, a snowstorm sensor or a water level sensor. In addition, sound and light can detect lightning strikes, etc., and visibility sensors, smoke sensors, flame sensors, etc. can be used to digitize and acquire the status of the external environment due to secondary causes other than weather, such as vibration sensors or vibration sensors. The fine particle sensor can acquire the situation such as an earthquake or the arrival of fine particles with a low PM value as information other than the weather. If a photon sensor or a spectroscopic photon sensor is provided, it is useful for predicting the growth of plants in the agricultural field. In particular, by obtaining information on the photon flux density of light having a wavelength in a specific band by a spectroscopic photon sensor, it is possible to observe and predict the irradiation state of light according to the growth process of the plant. The amount of carbon dioxide can be a long-term cumulative value of greenhouse gases, and carbon monoxide detectors and nitrogen oxide detectors enable detection of fires and the like. By assembling the above sensors, it is possible to equip it as a composite weather sensor, and it is also possible to make it function as a current weather sensor.

上記構成の環境モニタリングシステムに係る発明においては、さらに、前記測定地点ごとに、下向き画像取得手段もしくは横向き画像取得手段のいずれか一方またはその双方を備える構成とすることができる。 In the invention relating to the environmental monitoring system having the above configuration, it is possible to further configure each measurement point to include either or both of the downward image acquisition means and the sideways image acquisition means.

上記構成によれば、下向き画像取得手段により地上観察が可能となり、路面状態の確認等のほか防犯用として機能させることができる。また、横向き画像取得手段により、前記環境センサによる測定結果を補完させることができる。特に、視程センサなどにより視界の程度を測定可能であるが、その状態を目視によっても判定できることとなる。なお、下向き画像とは、各測定地点において環境モニタが設置される位置よりも下方(水平よりも下向き)の画像であり、横向き画像とは、環境モニタが設置される位置から水平方向へ向かった状態の画像を意味する。これらの画像を取得する手段としては、一般的なデジタルカメラのほか、赤外線カメラ、波長分割カメラなどを使用することができ、またカメラにバンドパスフィルタを設置した構成としてもよい。波長分割カメラは植生指標カメラとして機能させることができる。 According to the above configuration, the downward image acquisition means enables ground observation, and can be used not only for checking the road surface condition but also for crime prevention. Further, the horizontal image acquisition means can complement the measurement result by the environment sensor. In particular, the degree of visibility can be measured by a visibility sensor or the like, but the state can also be visually determined. The downward image is an image below the position where the environmental monitor is installed (downward from the horizontal) at each measurement point, and the horizontal image is a horizontal image from the position where the environmental monitor is installed. Means an image of the state. As a means for acquiring these images, a general digital camera, an infrared camera, a wavelength division camera, or the like can be used, or a bandpass filter may be installed in the camera. The wavelength division camera can function as a vegetation index camera.

上記構成の発明において、さらに、前記環境センサは、通電状態感知センサを含むものであり、前記判定手段は、前記通電感知センサによる通電状態の有無に基づき、屋外環境レベルを判定するものとすることができる。 In the invention of the above configuration, the environment sensor further includes an energization state sensing sensor, and the determination means determines the outdoor environment level based on the presence or absence of the energization state by the energization sensing sensor. Can be done.

上記の発明によれば、気象条件に対する間接的な要素である導電状態を検出することができる。これは、気象条件の悪化に伴って停電状態に陥った状態を検知することができる。この停電状態をエリアごとに検出できれば、現地を見聞することなく復旧の手順を策定する手助けとなり得る。なお、この場合のデータ送信のために、短時間駆動電源を備える必要があるが、前述の雲影の挙動予測システムに短時間駆動電源が備えられている場合には、当該電源を兼用してもよい。 According to the above invention, it is possible to detect a conductive state which is an indirect element with respect to meteorological conditions. This can detect a state of being in a power outage state due to deterioration of weather conditions. If this power outage state can be detected for each area, it can help to formulate recovery procedures without visiting the site. In addition, in order to transmit data in this case, it is necessary to provide a short-time drive power supply, but if the above-mentioned cloud shadow behavior prediction system is equipped with a short-time drive power supply, the power supply is also used. May be good.

上記の各発明において、さらに、前記環境センサよる測定値、および、前記判定手段による屋外環境レベルを判定した判定結果を、それぞれ関連づけつつ累積的に記憶する記憶手段と、前記環境センサによる測定値の変化と前記記憶手段に記憶される屋外環境レベルを判定したときの判定結果に至る測定値の変化とを比較する比較手段と、屋外環境の悪化を報知する報知手段とを備え、前記判定手段は、前記比較手段による比較の結果が前記記憶手段に記憶される屋外環境レベルの低下を判定したときの測定値の変化の傾向と一致するとき、前記報知手段に報知信号を出力するものとすることができる。 In each of the above inventions, further, the storage means for cumulatively storing the measured value by the environmental sensor and the determination result for determining the outdoor environment level by the determination means while associating them with each other, and the measured value by the environment sensor. The determination means includes a comparison means for comparing the change with the change in the measured value leading to the determination result when the outdoor environment level stored in the storage means is determined, and a notification means for notifying the deterioration of the outdoor environment. When the result of the comparison by the comparison means matches the tendency of the change in the measured value when the decrease in the outdoor environment level stored in the storage means is determined, the notification signal shall be output to the notification means. Can be done.

上記構成の発明によれば、適度な期間(例えば複数年)にわたってモニタリングされた場合には、記憶手段には当該モニタリングされた気象状態その他の環境データが記憶されることとなり、現在進行中の気象条件等の変化を記憶データと比較することで、屋外環境レベルの低下を想定することが可能となる。この場合、報知手段により報知されることにより、屋外環境レベルの低下に備えた対応の要否の指針として利用することができる。なお、記憶手段に記憶するモニタリング情報は、過去の情報を予め教師データとして記憶させたものを含めてもよい。 According to the invention of the above configuration, when monitored for an appropriate period (for example, a plurality of years), the monitored meteorological condition and other environmental data will be stored in the storage means, and the meteorological condition currently in progress. By comparing changes in conditions with stored data, it is possible to assume a decline in the outdoor environment level. In this case, by being notified by the notification means, it can be used as a guideline for the necessity of dealing with a decrease in the outdoor environment level. The monitoring information stored in the storage means may include past information stored as teacher data in advance.

さらに、上記の各発明において、前記判定手段は、前記比較手段による比較の結果が、前記記憶手段に記憶される環境センサによる測定値の平均的な値との間に閾値を超える範囲で相違するとき、前記報知手段に報知信号を出力するものとすることができる。 Further, in each of the above inventions, the determination means differs in the range in which the result of the comparison by the comparison means exceeds the threshold value with the average value of the measured values by the environment sensor stored in the storage means. At that time, the notification signal may be output to the notification means.

上記構成の発明によれば、数年に1度または数十年に1度という稀少頻度に発生する想定外の気象条件等の悪化を報知手段による報知によって知ることも可能となる。ここでの閾値とは、例えば風速の変化の割合、雨量の増加の割合、気圧の変化の割合などが想定される。これらの割合を閾値として、これを超える極端な風速等の変化が生じた場合には、極端な気象条件の悪化を知ることができる。 According to the invention of the above configuration, it is also possible to know the deterioration of unexpected weather conditions and the like that occur at a rare frequency of once every several years or once every several decades by notification by a notification means. As the threshold value here, for example, the rate of change in wind speed, the rate of increase in rainfall, the rate of change in atmospheric pressure, and the like are assumed. With these ratios as the threshold values, when an extreme change in wind speed or the like occurs that exceeds this, it is possible to know the extreme deterioration of the weather conditions.

観測装置に係る本発明は、前記各構成の雲影の挙動予測システム、発電量予測システムまたは環境モニタリングシステムに使用する観測装置であって、前記日射センサおよび前記空画像取得手段を保持する保持部を備え、該保持部には、前記日射センサおよび前記空画像取得手段が設置できる適宜範囲の設置領域が形成されており、該設置領域には、複数の日射センサが相互に適宜間隔を有して設けられるとともに、前記空画像取得手段が該日射センサのそれぞれから適宜間隔を有して設けられていることを特徴とする。 The present invention relating to the observation device is an observation device used for the cloud shadow behavior prediction system, the power generation amount prediction system, or the environment monitoring system of each configuration, and is a holding unit that holds the solar radiation sensor and the aerial image acquisition means. The holding portion is formed with an installation area of an appropriate range in which the solar radiation sensor and the aerial image acquisition means can be installed, and a plurality of solar radiation sensors are appropriately spaced from each other in the installation area. The aerial image acquisition means is provided at appropriate intervals from each of the solar radiation sensors.

上記構成によれば、予め保持部の設置領域に相互の適宜間隔を有する状態で複数の日射センサおよび空画像取得手段を設置することができ、当該保持部によって、これらを一体型とする観測装置を構成することができる。このとき、設置領域が平滑な平面または相互に平行な複数の平面で構成される場合、この設置領域を基準として、日射センサの受光面および空画像取得手段の画像取得面の向きを予め調整することにより、当該設置領域を所定の向き(例えば水平状態)に維持させれば、これらの日射センサ等を所定の状態で設置することが可能となる。従って、この観測装置を所定の観測地点において所定の状態で設置することにより、空の画像と日射強度とを同地点かつ同時に計測することができる。すなわち、この観測装置は、日射のみを測定する場合、または空の画像のみを取得する場合に用いられるものではなく、日射強度の測定地点と同じ位置において空の画像を取得する場合に使用することが可能となるものである。 According to the above configuration, a plurality of solar radiation sensors and aerial image acquisition means can be installed in advance in the installation area of the holding portion at appropriate intervals from each other, and the holding portion integrates these with an observation device. Can be configured. At this time, when the installation area is composed of a smooth plane or a plurality of planes parallel to each other, the orientations of the light receiving surface of the solar radiation sensor and the image acquisition surface of the aerial image acquisition means are adjusted in advance with reference to this installation area. As a result, if the installation area is maintained in a predetermined direction (for example, a horizontal state), these solar radiation sensors and the like can be installed in a predetermined state. Therefore, by installing this observation device at a predetermined observation point in a predetermined state, it is possible to measure the sky image and the solar radiation intensity at the same point and at the same time. That is, this observation device is not used when measuring only solar radiation or when acquiring only an image of the sky, but when acquiring an image of the sky at the same position as the measurement point of the intensity of solar radiation. Is possible.

上記構成の観測装置に係る発明において、前記保持部は、中央付近に空画像取得手段が設けられ、該空画像取得手段の周辺において該空画像取得手段によって日射が遮られない位置および高さに受光面を有する状態で複数の日射センサが配置されているものとすることができる。 In the invention relating to the observation device having the above configuration, the holding portion is provided with an aerial image acquisition means near the center, and is located at a position and height around the aerial image acquisition means so that the solar radiation is not blocked by the aerial image acquisition means. It is possible that a plurality of solar radiation sensors are arranged with the light receiving surface.

上記構成によれば、1または少数のカメラによって構成される空画像取得手段を保持部の中央付近に設け、その周辺に放射状に複数の日射センサを配置することにより、限定的な設置領域に効率よく日射センサ等を配置させることができる。 According to the above configuration, an aerial image acquisition means composed of one or a small number of cameras is provided near the center of the holding portion, and a plurality of solar radiation sensors are arranged radially around the center of the holding portion, thereby efficiency in a limited installation area. It is possible to arrange a solar radiation sensor or the like well.

また、上記構成の観測装置に係る発明において、さらに、前記設置領域の全体または一部について水平を確認するための機器、方位を確認するための機器、位置情報を取得するための機器、時刻を確認するための機器および前記環境センサとして機能させるための適宜な機器の中から任意に選択される1以上の機器を備えるものとして構成することができる。 Further, in the invention relating to the observation device having the above configuration, further, an apparatus for confirming the horizontality of the whole or a part of the installation area, an apparatus for confirming the orientation, an apparatus for acquiring position information, and a time are used. It can be configured to include one or more devices arbitrarily selected from a device for checking and an appropriate device for functioning as the environment sensor.

上記構成によれば、日射センサおよび空画像取得手段のほかに、環境センサとして機能させる各種の機器を設けることにより環境モニタリングシステムとして使用可能な一体型の観測装置を構成できる。また、環境センサとして機能する機器以外の他の機器を備えることにより、観測装置を設置する際の補助として使用することができる。例えば、水平を確認するための機器は、設置領域の全部または一部が水平状態であることを確認し、空画像取得手段を構成するカメラ等が例えば鉛直方向へ向かって設置されるかどうかを確認するために使用でき、位置情報の検知機器は、測定地点を特定するために使用でき、方位の検知機器は日射センサ等の設置される向きを確認するために使用することができるものである。 According to the above configuration, an integrated observation device that can be used as an environmental monitoring system can be configured by providing various devices that function as environmental sensors in addition to the solar radiation sensor and aerial image acquisition means. In addition, by providing equipment other than the equipment that functions as an environment sensor, it can be used as an aid when installing an observation device. For example, as a device for confirming the level, it is confirmed that all or a part of the installation area is in a horizontal state, and whether or not a camera or the like constituting the aerial image acquisition means is installed in the vertical direction, for example. It can be used for confirmation, the position information detection device can be used to identify the measurement point, and the orientation detection device can be used to confirm the direction in which the solar radiation sensor etc. is installed. ..

さらに、上記の各構成による観測装置に係る発明において、前記保持部は、支持部によって適宜状態に支持されるものであり、前記保持部もしくは前記支持部のいずれか一方または双方は、内部に空間部を有して構成され、該空間部に前記機器の全部または一部が内蔵されるように構成することができる。 Further, in the invention relating to the observation device having each of the above configurations, the holding portion is appropriately supported by the supporting portion, and either or both of the holding portion and the supporting portion has a space inside. It is configured to have a portion, and can be configured so that all or a part of the device is built in the space portion.

上記構成によれば、保持部は支持部によって支持されることから、当該支持部を使用して観測装置を所定状態に設置することにより、保持部(設置領域)を好適に配置させることができる。このとき、保持部および支持部(特に支持部)は、各種センサ等または機器類を保持するために用いられることから、内部を中空に形成することが可能であり、設置領域に設置する必要ない機器類については、当該空間部に収納させることが可能となる。 According to the above configuration, since the holding portion is supported by the supporting portion, the holding portion (installation area) can be suitably arranged by installing the observation device in a predetermined state using the supporting portion. .. At this time, since the holding portion and the supporting portion (particularly the supporting portion) are used for holding various sensors or the like, the inside can be formed hollow and does not need to be installed in the installation area. The equipment can be stored in the space.

雲影の挙動予測システムに係る本発明によれば、画像情報と測定値とを相補的に使用することから、複数の日射センサは相互に大きく離れて設置でき、個々の日射センサを構成する日射計の総数を少なくすることができる。空画像取得手段による画像データを使用することにより、雲の移動方向に関する情報を正確に取得できることから、日射計の数は少ないながらも、日射計測の精度、特に雲影の挙動の測定精度を向上させることができる。このような精度のよい測定結果により、予測の精度を担保させることができる。 According to the present invention relating to the cloud shadow behavior prediction system, since the image information and the measured value are used in a complementary manner, a plurality of solar radiation sensors can be installed at a large distance from each other, and the solar radiation that constitutes each solar radiation sensor can be installed. The total number can be reduced. By using the image data obtained by the aerial image acquisition means, it is possible to accurately acquire information on the direction of cloud movement, which improves the accuracy of solar radiation measurement, especially the measurement accuracy of cloud shadow behavior, even though the number of pyranometers is small. Can be made to. With such accurate measurement results, the accuracy of prediction can be guaranteed.

また、太陽光発電装置設置地点における発電量予測システムに係る本発明によれば、日射センサによって、雲影による実際の影響の程度、すなわち実際の日射強度の低下の程度を測定値として得ることができることから、これを太陽光発電による発電量に換算し得ることによって、発電量を高精度に予測することができる。 Further, according to the present invention relating to the power generation amount prediction system at the installation point of the photovoltaic power generation device, the degree of the actual influence of the cloud shadow, that is, the degree of the actual decrease in the solar radiation intensity can be obtained as the measured value by the solar radiation sensor. Since this can be converted into the amount of power generated by photovoltaic power generation, the amount of power generation can be predicted with high accuracy.

さらに、環境モニタリングシステムに係る本発明によれば、測定地域に分散設置される日射センサの設置地点において、気象等に関する各種のセンサによる観測を行うことができることから、気象条件などの悪化の状況、回復の状況をリアルタイムでモニタリングでき、さらに、モニタリング情報を記憶させることにより、過去のデータとの比較による将来予測も可能となり得る。 Further, according to the present invention relating to the environmental monitoring system, since it is possible to perform observation by various sensors related to the weather etc. at the installation points of the solar radiation sensors distributed in the measurement area, the situation of deterioration of the weather conditions etc. The recovery situation can be monitored in real time, and by storing the monitoring information, it may be possible to predict the future by comparing with past data.

雲影の挙動予測システムに係る実施形態の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of embodiment which concerns on the behavior prediction system of a cloud shadow. 雲影の挙動予測システムに係る実施形態の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of embodiment which concerns on the behavior prediction system of a cloud shadow. 雲の移動方向を検出する実験例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the experimental example which detects the moving direction of a cloud. 雲影の移動速度を測定する実験例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the experimental example which measures the moving speed of a cloud shadow. 雲影の挙動を予測する実験例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the experimental example which predicts the behavior of a cloud shadow. 環境モニタリングシステムに係る実施形態の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the embodiment which concerns on the environmental monitoring system. 光電変換センサを使用した日射センサを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the illuminance sensor which used the photoelectric conversion sensor. 光電変換センサを使用した場合のカバーの形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the form of the cover when the photoelectric conversion sensor is used. 観測装置の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the embodiment of an observation apparatus. 観測装置の使用態様の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the use mode of an observation apparatus. 日射測定網の構築例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the construction example of the solar radiation measurement network.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
<雲影の挙動予測システム>
雲影の挙動予測システムに係る本発明の実施形態について、図1に概略を示し、図2にシステムの構成を示す。なお、図1(a)は、雲影の挙動を予測すべき地域Aに対する太陽Sによる日射と雲Cによって形成される雲影Csとの関係を示し、図1(b)は、当該対象地域Aを平面視(上空から見た状態)における日射測定網1、日射センサ2および空画像取得部(空画像取得手段)3を示すものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Cloud shadow behavior prediction system>
The embodiment of the present invention relating to the cloud shadow behavior prediction system is outlined in FIG. 1 and the system configuration is shown in FIG. Note that FIG. 1 (a) shows the relationship between the solar radiation by the sun S and the cloud shadow Cs formed by the cloud C with respect to the region A for which the behavior of the cloud shadow should be predicted, and FIG. 1 (b) shows the target area. It shows A a solar radiation measuring network 1, a solar radiation sensor 2, and an aerial image acquisition unit (aerial image acquisition means) 3 in a plan view (state seen from the sky).

図1(a)に示されるように、太陽Sから照射される日光は、雲Cによって遮られることにより雲影となり、日射強度(日射量)が減少することが知られている。そして、雲Cが移動することにより、雲影Csも移動することから、当該雲Cの挙動予測ができれば、雲影Csの挙動も予測できることとなる。 As shown in FIG. 1 (a), it is known that the sunlight emitted from the sun S becomes a cloud shadow by being blocked by the cloud C, and the solar radiation intensity (solation amount) decreases. Then, as the cloud C moves, the cloud shadow Cs also moves. Therefore, if the behavior of the cloud C can be predicted, the behavior of the cloud shadow Cs can also be predicted.

ところが、周知のとおり、雲Cは、同じ形状で移動するものではないうえ、単に雲Cといっても様々な物理的性質を有し、その大きさや層厚も異なるため、日射の多くを遮断するもののほかに、日射に影響を与えないものも存在し、さらに、光の散乱を生じさせるものなどがある。そして、一般的には、地上5000m~13000mの高さを移動する上層雲、2000m~7000mの高さを移動する中層雲、2000m未満を移動する下層雲に区別され、上層雲は専ら日射に影響を与えないが、中層雲および下層雲に属する雲には日射を遮断する性質のものが存在する。このように、日射を遮断するような雲によって生じる雲影について挙動を予測することが、日射強度(日射量)の変化を予測するために重要となる。換言すると、単に雲の挙動を予測する場合は、雲の種類が選別されておらず、日射に大きな影響を及ぼす雲影に限定した挙動の予測とはなり得ないこととなる。 However, as is well known, cloud C does not move in the same shape, and even if it is simply cloud C, it has various physical properties, and its size and layer thickness are different, so it blocks most of the solar radiation. In addition to those that do, there are those that do not affect the illuminance, and there are also those that cause light scattering. Generally, it is classified into upper clouds moving at a height of 5000 m to 13000 m above the ground, middle clouds moving at a height of 2000 m to 7000 m, and lower clouds moving at a height of less than 2000 m, and the upper clouds exclusively affect solar radiation. However, some clouds belonging to the middle and lower clouds have the property of blocking solar radiation. In this way, it is important to predict the behavior of cloud shadows caused by clouds that block solar radiation in order to predict changes in solar radiation intensity (solation amount). In other words, when simply predicting the behavior of clouds, the types of clouds have not been selected, and it is not possible to predict the behavior limited to cloud shadows that have a large effect on solar radiation.

また、画像処理のみによって雲の挙動を予測しようとする場合、雲の種類を選別すること、特に現実に日射に対する影響がどの程度であるかを判別することが困難である。そのうえ、日射を遮る雲によって雲影が生じる初期と、その後では遮断される日射の程度も異なる場合もある。そのため、雲による日射の遮断の程度、すなわち雲影による日射強度の影響を反映した雲影挙動の予測は極めて困難なものである。他方、日射計などによる日射センサのみによって雲影挙動を予測する場合は、雲影による日射の影響を数十m~百m単位で観測しなければ正確に把握できず、膨大な数の日射センサの設置が必要となっていた。 Further, when trying to predict the behavior of a cloud only by image processing, it is difficult to select the type of cloud, and in particular, to determine the actual degree of influence on solar radiation. Moreover, the degree of sunshine that is blocked may differ from the initial stage when the cloud shadow is created by the clouds that block the illuminance. Therefore, it is extremely difficult to predict the degree of blocking of solar radiation by clouds, that is, the behavior of cloud shadows that reflects the influence of solar radiation intensity due to cloud shadows. On the other hand, when predicting cloud shadow behavior using only a pyranometer or other solar radiation sensor, the effects of cloud shadows cannot be accurately grasped unless they are observed in units of tens of meters to hundreds of meters, resulting in a huge number of solar radiation sensors. Was required to be installed.

そこで、本実施形態では、図1(b)に示すように、予め日射強度の測定地点を設定した日射測定網1を構築しておき、当該測定地点に日射センサ2(2Aa~2Ee)を設置する(丸印で示す)ほか、当該測定地点の一部(二重の丸印で示す)に全天球型カメラ(空画像取得手段)3(3Ba~3De)を設置するものとしている。本実施形態では、日射測定網1を四角格子状として構築しており、格子の交点を測定地点として分散配置したものを例示している。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1 (b), a solar radiation measurement network 1 in which a measurement point of solar illuminance intensity is set in advance is constructed, and a solar radiation sensor 2 (2Aa to 2Ee) is installed at the measurement point. In addition to this (indicated by a circle), an all-sky camera (sky image acquisition means) 3 (3Ba to 3De) shall be installed in a part of the measurement point (indicated by a double circle). In this embodiment, the solar radiation measuring network 1 is constructed as a square grid, and the intersections of the grids are distributed and arranged as measurement points.

なお、図において、上記日射測定網1による測定地点は、25箇所としており、その測定地点に日射センサ2Aa~2Eeを配置した状態を示しているが、この個数は例示であって、計測対象地域の広狭によって増減されることとなる。また、全天球型カメラ3Ba~3Deは、日射センサ群2Aa~2Eeの中から選択される一部と同じ位置に設置しているが、他の基準によって異なる位置に分散配置してもよく、その間隔も適宜変更できるものである。 In the figure, the number of measurement points by the solar radiation measurement network 1 is 25, and the state in which the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee are arranged at the measurement points is shown. It will be increased or decreased depending on the width of. Further, although the spherical cameras 3Ba to 3De are installed at the same positions as a part selected from the solar radiation sensor groups 2Aa to 2Ee, they may be distributed and arranged at different positions according to other criteria. The interval can also be changed as appropriate.

本実施形態では、図中の日射センサ2Aa~2Eeは、図示のような日射測定網1に沿って(四角格子の交点)に配置され、縦横(南北方向および東西方向)に等間隔としており、縦横それぞれに近接する相互の間隔L1を、1km以上を目安として設置することができる。さらに、全天球型カメラ3Ba~3Deの間隔L2は、日射センサ群の間隔L1の整数倍(図は2倍)とすることにより、日射センサ2Aa~2Eeの一部が設置される地点に併せて設けることができる。 In the present embodiment, the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee in the figure are arranged along the solar radiation measurement network 1 (intersection of square grids) as shown in the figure, and are evenly spaced in the vertical and horizontal directions (north-south direction and east-west direction). The mutual distance L1 close to each of the vertical and horizontal directions can be set with a guideline of 1 km or more. Further, the distance L2 between the spherical cameras 3Ba to 3De is set to an integral multiple of the distance L1 of the solar radiation sensor group (double in the figure), so that the distance L2 is aligned with the point where a part of the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee is installed. Can be provided.

例えば、日射センサ2Aa~2Eeの間隔L1を2.5kmとすれば、図示のような25個により縦横(南北方向および東西方向に)それぞれ10kmにおける観測が可能となり、雲影挙動の測定範囲を拡大させる場合は、縦横方向(南北方向および東西方向)に増設すれば良いものである。また、全天球型カメラ3Ba~3Deの間隔L2を日射センサ2Aa~2Eeの間隔L2の2倍とする場合には、当該間隔L2を5kmとして設置することができる。なお、全天球型カメラ3Ba~3Deの間隔L2が5kmの場合は、近いとの評価もあり得るが、近隣の建物などの建造物や看板・標識等の構築物が存在する地域での画像取得には適当な間隔と評価できるものである。なお、全天球型カメラ3Ba~3Deは、空画像取得手段の一形態として示したものであり、一般的なカメラを使用してもよく、広角レンズを使用したカメラでもよい(このことは以下においても同様である)。上記のような5km程度の間隔で複数設置し、直上画像を中心に取得する場合は、全天球型カメラでなくとも空画像の取得は可能となるからである。 For example, if the distance L1 between the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee is 2.5 km, it is possible to observe at 10 km in each of the vertical and horizontal directions (north-south direction and east-west direction) with 25 as shown in the figure, expanding the measurement range of cloud shadow behavior. If you want to make it, you can add it in the vertical and horizontal directions (north-south direction and east-west direction). Further, when the interval L2 between the spherical cameras 3Ba to 3De is twice the interval L2 between the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee, the interval L2 can be set to 5 km. If the distance L2 between the spherical cameras 3Ba and 3De is 5 km, it may be evaluated as close, but image acquisition in an area where there are buildings such as neighboring buildings and structures such as signs and signs. Can be evaluated as an appropriate interval. The spherical cameras 3Ba to 3De are shown as one form of the aerial image acquisition means, and a general camera may be used or a camera using a wide-angle lens may be used (this is described below). The same applies to). This is because when a plurality of images are installed at intervals of about 5 km as described above and the image directly above is mainly acquired, it is possible to acquire an aerial image even if the camera is not an omnidirectional camera.

上記のような各センサ等によって取得される画像および計測される日射強度の変化の値を処理することにより、雲影の挙動を予測することとなる。そこで、そのための構成について説明する。 By processing the image acquired by each sensor or the like as described above and the value of the change in the measured solar radiation intensity, the behavior of the cloud shadow can be predicted. Therefore, the configuration for that purpose will be described.

図2は、雲影の挙動予測システムの構成を示すものである。この図に示されるように、このシステムは、処理装置4を備えるものであり、処理装置4には、前述のセンサ等が検出した情報等が入力される。そこで、処理装置4には入力解析モジュール41を有しており、空画像に関する情報と、日射強度に関する情報とを解析分離しつつ、記憶部42に一時的に記憶させている。処理装置4には演算部43を備えており、入力された情報から予測情報を作成する。そのため、演算部43は予測情報処理手段として機能することとなる。また、演算部43によって演算処理された結果(予測情報)は、出力部44から出力できるとともに、記憶部42にも記憶できるものである。記憶部42に記憶される作成情報は、時間ごとの雲影挙動の変化情報として保存されるものである。なお、演算結果の出力は、モニタ5に出力できるとともに、無線を介して携帯端末6などにも出力できるものとすることができる。従って、個別の情報として利用するほか、広く公共に報知させることも可能なものとなっている。 FIG. 2 shows the configuration of a cloud shadow behavior prediction system. As shown in this figure, this system includes a processing device 4, and information or the like detected by the above-mentioned sensor or the like is input to the processing device 4. Therefore, the processing device 4 has an input analysis module 41, and the information regarding the aerial image and the information regarding the solar radiation intensity are analyzed and separated, and are temporarily stored in the storage unit 42. The processing device 4 includes a calculation unit 43, and creates prediction information from the input information. Therefore, the calculation unit 43 functions as a predictive information processing means. Further, the result (prediction information) processed by the calculation unit 43 can be output from the output unit 44 and can also be stored in the storage unit 42. The created information stored in the storage unit 42 is stored as change information of cloud shadow behavior over time. The calculation result can be output to the monitor 5 and also to the mobile terminal 6 or the like via wireless communication. Therefore, in addition to being used as individual information, it is also possible to widely publicize it.

日射センサ2Aa,2Ab,・・・によって測定される日射強度は、有線により送信させてもよいが、本実施形態では無線を介して処理装置4に送信されるものを例示している。有線の場合には、専用回線を使用することもできるが、インターネット回線等の公衆回線を使用することができ、また、無線の場合には携帯電話回線を使用するほか、LPWAなどの長距離通信可能な通信技術によって送信することができる。個々の日射センサ2Aa,2Ab,・・・では、日射強度の変化を解析することはなく、単純に測定された日射強度を数値として、位置情報とともに送信するものである。従って、個別の日射センサ2Aa,2Ab,・・・ごとの日射状態は処理装置4の演算部43によって処理されるものである。そのため、処理装置4の演算部43は、さらに日射状態導出手段としても機能するように構成されている。なお、送信のための送信装置(図示せず)および電源(図示せず)を備える構成としている。電源は、商用電源を使用してよいが、バッテリ等の個別電源を備えるものでもよく、商用電源を使用する場合は、非常用として短時間駆動電源を備える構成とすることが好ましい。短時間駆動電源には、二次電池、キャパシタおよび電気二重層キャパシタなどを使用することができる。 The solar illuminance intensity measured by the solar radiation sensors 2Aa, 2Ab, ... May be transmitted by wire, but in the present embodiment, the one transmitted to the processing device 4 via wireless is exemplified. In the case of wired, a dedicated line can be used, but a public line such as an internet line can be used, and in the case of wireless, a mobile phone line can be used, and long-distance communication such as LPWA can be used. It can be transmitted by possible communication technology. The individual solar radiation sensors 2Aa, 2Ab, ... Do not analyze the change in the solar radiation intensity, but simply transmit the measured solar radiation intensity as a numerical value together with the position information. Therefore, the solar radiation state for each of the individual solar radiation sensors 2Aa, 2Ab, ... Is processed by the calculation unit 43 of the processing device 4. Therefore, the arithmetic unit 43 of the processing device 4 is configured to further function as a solar radiation state derivation means. It should be noted that the configuration is provided with a transmission device (not shown) and a power supply (not shown) for transmission. As the power source, a commercial power source may be used, but an individual power source such as a battery may be provided. When using a commercial power source, it is preferable to provide a short-time drive power source for emergency use. A secondary battery, a capacitor, an electric double layer capacitor, or the like can be used as the short-time drive power source.

他方、全天球型カメラ3Ba,・・・は、画像情報取得部30Ba,30Bc・・・の一部として構成されるものである。この画像情報取得部30Ba,30Bc・・・は、全天球型カメラ3Ba,・・・のほかに記憶部31,演算部(解析手段)32および出力部33が設けられ、全天球型カメラ3Ba,・・・によって取得される空画像を、一時的に記憶部31に記憶させ、演算部(解析手段)32によって時間経過による画像の変化が解析される。 On the other hand, the spherical cameras 3Ba, ... Are configured as a part of the image information acquisition units 30Ba, 30Bc ... The image information acquisition units 30Ba, 30Bc ... Are provided with a storage unit 31, a calculation unit (analysis means) 32, and an output unit 33 in addition to the spherical cameras 3Ba, ... The sky image acquired by 3Ba, ... Is temporarily stored in the storage unit 31, and the change in the image with the passage of time is analyzed by the calculation unit (analysis means) 32.

画像情報取得部30Ba,30Bc・・・の演算部(解析手段)32による画像解析は、複雑なものではなく、撮影される画像から雲を特定することと、予め定めた時間ごとに撮影される画像の前後を比較して、雲の移動方向を決定することである。雲の移動方向の決定は、具体的には、画像中央部近傍において、撮影されている二種類の物体の境界が移動した方向を検出することである。二種類の物体の境界であるから、雲の移動方向前方側の場合もあれば、後方側の場合もある。また、雲の隙間による境界の場合、多層に存在する他の雲との境界の場合もあり得る。しかし、演算部(解析手段)32では、これらの状況を分析することなく、移動方向(境界の移動方向)のみを検出するものであり、その方向のみを方位(例えば、北方向に対する角度)として、処理装置4に送信されるものである。方位の決定は、予め定めた向きにカメラをセットする(例えば画面上の上方を北向きとする)ことによってもよいが、電子コンパスなどを備える構成とする場合には、方位情報に関連付けて雲の移動方向を同定させる構成としてもよい。なお、処理情報4への送信は、日射センサ2Aa,2Ab,・・・と同様に有線によるものでもよいが、本実施形態では無線を介して送信する構成を例示している。 The image analysis by the calculation unit (analysis means) 32 of the image information acquisition units 30Ba, 30Bc ... is not complicated, and the clouds are identified from the images to be captured and the clouds are captured at predetermined time intervals. It is to determine the direction of movement of clouds by comparing the front and back of the image. Specifically, the determination of the moving direction of the cloud is to detect the moving direction of the boundary between the two types of objects being photographed in the vicinity of the center of the image. Since it is the boundary between two types of objects, it may be on the front side or the rear side in the direction of cloud movement. Moreover, in the case of the boundary due to the gap between clouds, it may be the boundary with other clouds existing in multiple layers. However, the arithmetic unit (analysis means) 32 detects only the moving direction (moving direction of the boundary) without analyzing these situations, and only that direction is used as the direction (for example, the angle with respect to the north direction). , Is transmitted to the processing device 4. The orientation may be determined by setting the camera in a predetermined orientation (for example, the upper part of the screen faces north), but in the case of a configuration equipped with an electronic compass or the like, clouds are associated with the orientation information. It may be configured to identify the moving direction of. Note that the transmission to the processing information 4 may be performed by wire as in the case of the solar radiation sensors 2Aa, 2Ab, ..., But in this embodiment, a configuration in which transmission is performed via wireless is exemplified.

ところで、上述のように、画像情報取得部30Ba,30Bc・・・の演算部(解析手段)32による画像解析は、取得画像(空画像)の中央部近傍における境界部の移動を解析するものであるが、雲の移動による雲影の影響を受ける(日射強度が変化する)領域は、上記の雲の移動を検出した画像情報取得部30Ba,30Bc・・・(全天球型カメラ3Ba,・・・)の設置されている地点ではない。また、雲影による受ける影響の大小も画像情報取得部30Ba,30Bc・・・(全天球型カメラ3Ba,・・・)は検出しないものである。 By the way, as described above, the image analysis by the calculation unit (analysis means) 32 of the image information acquisition units 30Ba, 30Bc ... analyzes the movement of the boundary portion in the vicinity of the central portion of the acquired image (sky image). However, in the region affected by cloud shadows due to cloud movement (sunlight intensity changes), the image information acquisition units 30Ba, 30Bc ... (All-sky camera 3Ba ,.・ ・) Is not installed. Further, the image information acquisition units 30Ba, 30Bc ... (omnidirectional camera 3Ba, ...) do not detect the magnitude of the influence of the cloud shadow.

そこで、処理装置4の演算部(日射状態導出手段)43は、各日射センサ2Aa,2Ab,・・・によって測定される日射強度の変化の状態を算出(導出)しつつ、前記画像情報取得部30Ba,30Bc・・・から出力される雲の移動方向に係る情報を契機に、日射センサ2Aa,2Ab,・・・の中から日射強度が変化したもの、または変化するものを抽出する。具体的には、日射測定網1を構築する測定地点の中から日射強度が変化した地点または変化する地点を合わせて2以上の地点を抽出するのである。抽出される測定地点は、雲の移動方向が検出された直前直後に日射強度が変化した地点を基準に、隣接する1地点以上とされる。基準とする1地点と少なくとも他の1地点との位置の相違(距離)、および変化時刻の差(時間)により雲影の影響を受ける速度(雲の移動速度)が算出される。なお、日射強度が変化する状態とは、高い日射強度から低下する場合のほか、低下した日射強度が回復して上昇する場合がある。 Therefore, the calculation unit (solar radiation state derivation means) 43 of the processing device 4 calculates (derives) the state of the change in the solar radiation intensity measured by the solar radiation sensors 2Aa, 2Ab, ..., And the image information acquisition unit. Taking the information related to the moving direction of the clouds output from 30Ba, 30Bc ... As an opportunity, the solar illuminance sensors 2Aa, 2Ab, ... Are extracted from the solar radiation sensors 2Aa, 2Ab, ... Specifically, two or more points are extracted from the measurement points for constructing the solar radiation measurement network 1 by combining the points where the solar radiation intensity changes or the points where the solar radiation intensity changes. The extraction measurement points are set to one or more adjacent points based on the points where the solar radiation intensity changes immediately before and after the cloud movement direction is detected. The speed affected by the cloud shadow (cloud movement speed) is calculated by the difference in position (distance) between one reference point and at least another one point, and the difference in change time (time). In addition, the state in which the solar radiation intensity changes may be a case where the solar radiation intensity decreases from a high solar radiation intensity, or a case where the decreased solar radiation intensity recovers and increases.

さらに、同時に、変化した日射強度の変化後の数値により、雲影の影響を判断することができる。当該移動が雲影の前方側である場合は、変化後の日射強度が雲影により日射が遮断されている状態における日射強度となり、後方側である場合は、雲影による日射の遮断が終了した後の回復した日射強度して判断される。また、日射強度が低下した時刻から日射強度が上昇した時刻までを記憶させておくことにより、雲影による日射に影響を及ぼす時間の長さ(雲の広さまたは雲影の影響を受ける領域)を算出することができる。なお、雲の前方側における雲影の影響を測定した場合には、雲影の移動速度(方向および速さ)によって、雲影の挙動を認定することができることから、このときの移動方向および移動の速さをもって挙動ベクトルと称する。この挙動ベクトルにより、当該挙動を予測することができる。すなわち、ベクトルの向き(移動方向)と大きさ(速さ)を参照して、特定地点に雲影が到達する時刻を予測することができるのである。 Furthermore, at the same time, the influence of cloud shadow can be judged from the numerical value after the change of the insolation intensity. When the movement is on the front side of the cloud shadow, the solar radiation intensity after the change is the solar radiation intensity in the state where the solar radiation is blocked by the cloud shadow, and when it is on the rear side, the solar radiation is blocked by the cloud shadow. It is judged by the intensity of the later recovered solar radiation. In addition, by memorizing the time from the time when the solar radiation intensity decreased to the time when the solar radiation intensity increased, the length of time that the cloud shadow affects the solar radiation (the size of the cloud or the area affected by the cloud shadow). Can be calculated. When the influence of the cloud shadow on the front side of the cloud is measured, the behavior of the cloud shadow can be determined by the moving speed (direction and speed) of the cloud shadow. Therefore, the moving direction and movement at this time. The speed of is called the behavior vector. The behavior can be predicted from this behavior vector. That is, it is possible to predict the time when the cloud shadow will reach a specific point by referring to the direction (movement direction) and magnitude (speed) of the vector.

また、画像情報取得部30Ba,30Bc・・・(全天球型カメラ3Ba,・・・)によって雲の移動を解析したとしても、日射強度が変化しない場合、または変化しても極めて僅少(誤差程度)の場合もあり得る。これは、上層雲のように、日射に影響を与えないものとして、または雲の存在による雲影が予測対象地域(日射測定網1の範囲)に影響を及ぼさないものとして、雲影挙動の予測から除外させることができる。この場合、特定の閾値を設け、当該閾値よりも日射強度が低下する場合のみを雲影の影響を受ける状態とみなすことができる。この閾値を理論日射(最高日射強度)約1000(W/m)に対する所定割合(約75%)として雲影判断レベルとすることができる。 Further, even if the movement of clouds is analyzed by the image information acquisition units 30Ba, 30Bc ... (omnidirectional camera 3Ba, ...), the solar radiation intensity does not change, or even if it changes, it is extremely small (error). Degree) is also possible. This predicts cloud shadow behavior as if it does not affect solar radiation, such as upper clouds, or if cloud shadows due to the presence of clouds do not affect the prediction target area (range of solar radiation measurement network 1). Can be excluded from. In this case, a specific threshold value is set, and only when the solar radiation intensity is lower than the threshold value can be regarded as a state affected by cloud shadow. This threshold value can be set as a cloud shadow judgment level as a predetermined ratio (about 75%) to the theoretical solar radiation (maximum solar radiation intensity) of about 1000 (W / m 2 ).

<予測例>
例えば、図1(a)に示した日射センサ2Aa~2Eeの間隔L1を2.5kmとする日射測定網1を構築し、全天球型カメラ(空画像取得手段)3Ba~3Deの間隔L2を5kmとして配置した場合を想定する。そして、全天球型カメラ(空画像取得手段)3Ba~3Deによる空画像の撮影時間の間隔は1分とし、個々の日射センサ2Aa~2Eeは、1秒間隔での測定値を検出するものとする。
<Forecast example>
For example, a solar radiation measuring network 1 having an interval L1 of the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee shown in FIG. 1 (a) of 2.5 km is constructed, and an interval L2 of the spherical camera (sky image acquisition means) 3Ba to 3De is established. It is assumed that the distance is 5 km. Then, the interval of the shooting time of the sky image by the spherical camera (sky image acquisition means) 3Ba to 3De is set to 1 minute, and the individual solar radiation sensors 2Aa to 2Ee detect the measured value at the interval of 1 second. do.

上記の条件で、図3(a)に示すように、南西方向から北東方向へ雲Cが移動する場合、例えば、最も近くに設置された全天球型カメラ(空画像取得手段)3Baが、雲の画像を検出したとする。その時の雲の画像は、例えば、図3(b)および(c)に示すように、1分の間に変化した画像から、雲Cの移動方向を解析することとなる。このときの移動方向は、北方向を基準にθの角度で移動することが情報として処理装置に送られることとなる。 Under the above conditions, as shown in FIG. 3A, when the cloud C moves from the southwest direction to the northeast direction, for example, the nearest spherical camera (sky image acquisition means) 3Ba is used. Suppose that an image of clouds is detected. For the cloud image at that time, for example, as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the moving direction of the cloud C is analyzed from the image changed in one minute. As for the moving direction at this time, moving at an angle of θ with respect to the north direction is sent to the processing device as information.

上記のように、雲Cの移動が検出されると、雲影Csによる影響も同じ方向に作用することから、雲影Csが到来する直前直後に日射強度が変化した1地点が抽出される。例えば、図3(d)に示すように、検出直前または直後に変化する1地点(例えば、日射センサ2Aaが設置される地点)を抽出し、その隣接する他の地点(日射センサ2Ab,2Ba,2Bbなどが設置される地点)のうち、次に日射強度が変化する地点(例えば北方向に隣接する日射センサ2Baが設置されている地点)を抽出する。第1の地点(日射センサ2Aaの地点)と第2の地点(日射センサ2Baの地点)は、2.5kmの距離に位置するため、両者の日射強度が変化する時刻の差(時間T)とで、両者間の移動の速さは、2.5km/Tにより算出可能となる。なお、雲影Csの移動方向は、雲Cの移動方向と同じであり、北方向からθだけ傾斜した方向となるから、前記速さ2.5km/Tを1/cosθとすれば、雲Cの移動方向(すなわち雲影Csの移動方向)への速さに換算することができる。この2地点による算出によって速さを導き出してもよいが、順次影響を受けることとなる他の2地点(2Ab,2Bbの地点)との関係においても同様に速さを導き出したうえ、それらを平均した速さをもって最終的な速さとみなしてもよい。これらの算出結果により雲影の挙動ベクトルが導出され、雲影Csの挙動予測として出力することができることとなる。 As described above, when the movement of the cloud C is detected, the influence of the cloud shadow Cs also acts in the same direction, so that one point where the solar radiation intensity changes immediately before and after the arrival of the cloud shadow Cs is extracted. For example, as shown in FIG. 3D, one point (for example, the point where the solar radiation sensor 2Aa is installed) that changes immediately before or after the detection is extracted, and other points adjacent to the point (for example, the solar radiation sensor 2Ab, 2Ba, From the points where 2Bb and the like are installed), the points where the illuminance intensity changes next (for example, the points where the solar radiation sensor 2Ba adjacent to the north direction is installed) are extracted. Since the first point (point of the solar radiation sensor 2Aa) and the second point (point of the solar radiation sensor 2Ba) are located at a distance of 2.5 km, the difference in time (time T) between the two points where the solar radiation intensity changes. Therefore, the speed of movement between the two can be calculated by 2.5 km / T. The moving direction of the cloud shadow Cs is the same as the moving direction of the cloud C, and the direction is inclined by θ from the north direction. Therefore, if the speed of 2.5 km / T is 1 / cos θ, the cloud C Can be converted into the speed in the moving direction of (that is, the moving direction of the cloud shadow Cs). The speed may be derived by the calculation from these two points, but the speed is also derived in relation to the other two points (points 2Ab and 2Bb) that will be affected sequentially, and they are averaged. The speed may be regarded as the final speed. From these calculation results, the cloud shadow behavior vector is derived and can be output as the behavior prediction of the cloud shadow Cs.

また、図4(a)に示すように、雲Cが移動することにより、他の全天球型カメラ(空画像取得手段)も雲の画像を取得することとなる。図では3Dcにより雲の画像を取得し得る。そして、この場合においても、雲影Csによる日射強度の変化を測定する地点が発生する(例えば、2Dc,2Dd,2Ec,2Eeが設置される地点)。このような場合においても、上記と同様に、その都度、雲Cの移動方向、日射強度の変化する地点の位置と時間により速さを算出し、先の算出結果と異なる場合は修正され、同一であれば修正せずに雲影Csの挙動予測として出力されるものとすることができる。雲Cの移動方向は大きく変化しないものではあるが、雲形は変化することがあり、また移動の速度も常時一定ではないからである。さらには、雲Cが一塊ではなく複数に分離している場合もあるため、個々の雲Cの塊ごとに移動方向および移動の速さを検出することができる。このような状況下においては、複数の移動方向および移動の速さは修正しないものとすることとなる。なお、雲Cの塊が複数に分離しているか否かは後述のような日射強度の低下した領域を検出することによって可能となる。なお、一般的には、雲Cの移動は、上空の風向によって決定され、その状況は短時間で変化しないことから、前述の雲影Csの挙動予測において、既に挙動が判定された場合には、数時間を単位として修正することなく決定値として維持させるようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 4A, when the cloud C moves, another spherical camera (sky image acquisition means) also acquires an image of the cloud. In the figure, an image of clouds can be acquired by 3Dc. Further, even in this case, a point for measuring the change in the solar radiation intensity due to the cloud shadow Cs occurs (for example, a point where 2Dc, 2Dd, 2Ec, 2Ee are installed). Even in such a case, the speed is calculated based on the moving direction of the cloud C and the position and time of the point where the solar radiation intensity changes each time, and if it is different from the previous calculation result, it is corrected and the same. If so, it can be output as a behavior prediction of cloud shadow Cs without modification. This is because the moving direction of the cloud C does not change significantly, but the cloud shape may change and the moving speed is not always constant. Further, since the cloud C may be separated into a plurality of clouds C instead of one mass, the moving direction and the moving speed can be detected for each cloud C mass. Under such circumstances, the plurality of moving directions and speeds of movement shall not be corrected. Whether or not the cloud C mass is separated into a plurality of clouds can be determined by detecting a region where the solar radiation intensity is reduced as described later. In general, the movement of cloud C is determined by the wind direction in the sky, and the situation does not change in a short time. Therefore, when the behavior is already determined in the above-mentioned behavior prediction of cloud shadow Cs, it should be noted. , It may be maintained as a determined value without modification in units of several hours.

ところで、図4(b)および(c)に示すように、雲影Csの影響による日射強度の変化は、雲影Csの到来により低下する方向へ変化する場合(図4(b)参照)と、雲影Csの通過後により上昇する方向へ変化する場合(図4(c)参照)とがある。雲Cの移動に伴う雲影Csの影響がある領域の移動方向および移動速度の算出は、図4(b)による雲影Csの到来時に算出されるものとしている。これは、雲影Csによる影響の有無を早期に予測すべき事情からである。 By the way, as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), the change in the solar radiation intensity due to the influence of the cloud shadow Cs changes in the direction of decreasing due to the arrival of the cloud shadow Cs (see FIG. 4 (b)). , There is a case where the cloud shadow changes in the upward direction after passing through Cs (see FIG. 4 (c)). The calculation of the moving direction and the moving speed of the region affected by the cloud shadow Cs due to the movement of the cloud C is assumed to be calculated when the cloud shadow Cs arrives according to FIG. 4 (b). This is because the presence or absence of the influence of cloud shadow Cs should be predicted at an early stage.

これに対し、日射強度の回復、すなわち雲影Csの影響がなくなることを予測すべき場合もあり得る。例えば、夏季における屋外作業員に対する熱中症対策のために、その事前準備を必要とする場合などである。このような場合には、早朝より曇天であった場合、雲影Csの影響を受け続け、その影響がいつ頃終了するかを予測することは重要である。このような場合を想定して、雲影Csの通過後により上昇する方向へ変化する場合についても、雲影Cs(雲C)の移動方向および移動速度が算出される。算出方法は、日射強度が変化した(上昇した)ことを検出した地点(図4(c)では2Baが設置される地点)と、その隣接する他の地点(例えば、2Bbが設置される地点)とにより雲影Csの挙動として、その影響がなくなることに関する予測が可能となる。 On the other hand, there may be cases where it should be predicted that the solar radiation intensity will be restored, that is, the influence of cloud shadow Cs will disappear. For example, when it is necessary to prepare in advance for heat stroke measures for outdoor workers in the summer. In such a case, if it is cloudy from early morning, it is important to continue to be affected by the cloud shadow Cs and predict when the influence will end. Assuming such a case, the moving direction and moving speed of the cloud shadow Cs (cloud C) are calculated even when the cloud shadow Cs changes in the upward direction after passing through. The calculation method is a point where it is detected that the solar radiation intensity has changed (increased) (a point where 2Ba is installed in FIG. 4C) and another point adjacent to it (for example, a point where 2Bb is installed). As a result, it is possible to predict that the influence of the cloud shadow Cs will disappear.

なお、図4(a)に示されているように、一塊の雲Cにより、雲影Csは複数の測定地点の日射強度を低下させることとなる。つまり、同時に日射強度が低下している範囲が雲影Csの影響を受けている範囲となる。これは換言すれば、雲Cの大きさ(雲影Csの広さ)と一致する。そこで、上述のような日射強度の変化のみならず、全ての日射センサ2Aa~2Eeについて、同じ時刻における日射強度を比較し、その位置と強度の差に基づいて雲影Csの広さを算出させることも可能である。この場合において、日射強度の低下した領域が連続しない(部分的に日射強度が大きい)場合には、雲Cの塊が複数に分離している場合として状態把握されるものである。 As shown in FIG. 4A, the cloud shadow Cs reduces the solar illuminance intensity at a plurality of measurement points due to the cloud C in a mass. That is, at the same time, the range in which the solar radiation intensity is reduced is the range affected by the cloud shadow Cs. In other words, this coincides with the size of the cloud C (the size of the cloud shadow Cs). Therefore, not only the change in the solar radiation intensity as described above, but also the solar radiation intensity at the same time is compared for all the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee, and the width of the cloud shadow Cs is calculated based on the difference between the position and the intensity. It is also possible. In this case, when the region where the solar radiation intensity is lowered is not continuous (the solar radiation intensity is partially large), the state is grasped as a case where the cloud C is separated into a plurality of lumps.

さらには、日射強度が低下した状態における当該日射強度を数値として取得することにより、雲影Csによる影響の程度(日射が遮断される程度)を取得することができる。この場合、日射強度が低下したいずれか1地点の測定値によって確定させてもよいが、複数の測定結果を平均してもよい。また、雲Cの塊が複数に分離した状態である場合には、塊ごとに雲影Csによる影響の程度が算出されることとなる。 Furthermore, by acquiring the solar radiation intensity in a state where the solar radiation intensity is lowered as a numerical value, it is possible to acquire the degree of influence by the cloud shadow Cs (the degree to which the solar radiation is blocked). In this case, it may be determined by the measured value at any one point where the solar radiation intensity has decreased, but a plurality of measurement results may be averaged. Further, when the cloud C is separated into a plurality of lumps, the degree of influence by the cloud shadow Cs is calculated for each lump.

<太陽光発電装置設置地点における発電量予測システム>
次に、太陽光発電装置設置地点における発電量予測システムに係る本実施形態について説明する。本実施形態のシステム構成は、図2に示したものと同じである。本実施形態において異なる点は、処理装置4における処理の内容である。具体的には、予測すべき対象である太陽光発電装置の設置位置が、各日射センサ2Aa~2Eeとの相対的な位置関係(距離等)と、当該太陽光発電装置による発電能力の換算値とが、予め記憶部42に記憶されており、演算部(予測情報作成手段)43において、前記雲影の挙動予測から、発電量の推移を算出するのである。
<Power generation amount prediction system at the installation point of the photovoltaic power generation device>
Next, the present embodiment relating to the power generation amount prediction system at the installation point of the photovoltaic power generation device will be described. The system configuration of this embodiment is the same as that shown in FIG. The difference in this embodiment is the content of the processing in the processing apparatus 4. Specifically, the installation position of the photovoltaic power generation device, which is the target to be predicted, is the relative positional relationship (distance, etc.) with each solar radiation sensor 2Aa to 2Ee, and the converted value of the power generation capacity of the photovoltaic power generation device. Is stored in the storage unit 42 in advance, and the calculation unit (prediction information creating means) 43 calculates the transition of the power generation amount from the behavior prediction of the cloud shadow.

本実施形態では、日射センサ2Aa~2Eeによって計測された日射強度により、雲影の影響を受ける可能性の有無のほか、雲影の影響下における発電量の算出を可能とし、また、当該日射強度の低下する時間を計測することにより、雲影の影響から解放されるまでの時間(その間の総発電量)を換算することができる。なお、雲影の影響を受ける時間帯の予測は、前述の雲影の挙動予測システムと同じ処理によることとなる。 In the present embodiment, the solar radiation intensity measured by the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee enables the calculation of the amount of power generation under the influence of the cloud shadow, as well as the possibility of being affected by the cloud shadow, and the solar radiation intensity. By measuring the time when the illuminance decreases, it is possible to convert the time until it is released from the influence of cloud shadow (total amount of power generation during that period). The time zone affected by the cloud shadow is predicted by the same processing as the above-mentioned cloud shadow behavior prediction system.

上記のように、特定地点における日射強度の低下予測について実験した。実験は、図5(a)に示すように、北東方向に移動する雲Cによる雲影の影響を算出した。雲影の影響を受ける領域の速度(v)については、二つの日射センサ(地点AおよびB)における日射強度の低下時刻を用いて算出した。また、その際の日射強度の低下の程度(d)および長さ(L)を測定し、その後の太陽光発電装置設置位置(地点M)での日射強度の低下を予測した。なお、センサ類の配置間隔等は基本的に、雲影の挙動予測システム(図3(a))と同様とした。 As mentioned above, an experiment was conducted to predict the decrease in solar radiation intensity at a specific point. In the experiment, as shown in FIG. 5A, the influence of cloud shadow by cloud C moving in the northeast direction was calculated. The velocity (v) in the region affected by the cloud shadow was calculated using the time of decrease in the solar radiation intensity at the two solar radiation sensors (points A and B). In addition, the degree (d) and length (L) of the decrease in the solar radiation intensity at that time were measured, and the subsequent decrease in the solar radiation intensity at the position where the photovoltaic power generation device was installed (point M) was predicted. The placement intervals of the sensors were basically the same as those of the cloud shadow behavior prediction system (FIG. 3A).

実験の結果、太陽光発電装置設置位置(地点M)での日射強度の低下の程度は、予測よりも大きかったが、その時刻および長さについては概ね予測どおりであった。この結果を図5(b)に示す。地点Mは、地点A~地点Bの約3倍の距離があり、日射強度の低下開始時は、地点Bの日射強度が低下するまでの約3倍の時間を要している。なお、図は日射強度の低下の程度のみを測定したものであり、これを設置する太陽光発電装置の発電能力(換算値)によって換算すると、発電量の予測が可能となるものであった。 As a result of the experiment, the degree of decrease in the solar radiation intensity at the position where the photovoltaic power generation device was installed (point M) was larger than expected, but the time and length were almost as expected. This result is shown in FIG. 5 (b). The point M is about three times as long as the point A to the point B, and it takes about three times as long as the point B to decrease the solar radiation intensity at the start of the decrease in the solar radiation intensity. In addition, the figure measures only the degree of decrease in solar radiation intensity, and it is possible to predict the amount of power generation when converted by the power generation capacity (converted value) of the photovoltaic power generation device in which it is installed.

<環境モニタリングシステム>
次に、環境モニタリングシステムに係る本発明の実施形態について説明する。図6は、本実施形態の構成をしめすものである。この図に示されているように、基本的な構成は図2に示した雲影の挙動予測システムと同様である。本実施形態は、雲影の挙動予測システムを構成する日射センサ2Aa,2Ab,・・・のそれぞれに、環境センサ7Aa,7Ab,・・・を追加的に設置し、その情報を日射センサ2Aa,2Ab,・・・と同様に無線により処理装置4に送信するものである。
<Environmental monitoring system>
Next, an embodiment of the present invention relating to an environmental monitoring system will be described. FIG. 6 shows the configuration of the present embodiment. As shown in this figure, the basic configuration is the same as the cloud shadow behavior prediction system shown in FIG. In this embodiment, environment sensors 7Aa, 7Ab, ... Are additionally installed in each of the solar radiation sensors 2Aa, 2Ab, ... Similar to 2Ab, ..., It is transmitted to the processing device 4 by radio.

環境センサ7Aa,7Ab,・・・とは、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、風向センサ、風速センサ、感雨センサ、雨量センサ、積雪センサ、吹雪センサ、水位センサ、音センサ、光センサ、視程センサ、煙センサ、炎センサ、震動センサ、微粒子センサ、光量子センサ、分光光量子センサ、一酸化炭素センサ、二酸化炭素センサおよび窒素酸化物センサの中から選択される1以上を想定している。モニタリング対象とすべき単一の環境要素として、上記の中から1つを選択してもよいが、複数を選択して特定事象の観測に使用してもよく、全てを選択して総合的な環境要素を観測するものとしてもよい。 Environmental sensors 7Aa, 7Ab, ... Are temperature sensor, humidity sensor, pressure sensor, wind direction sensor, wind speed sensor, rain sensor, rain amount sensor, snow cover sensor, snowstorm sensor, water level sensor, sound sensor, optical sensor, visibility. It is assumed that one or more are selected from a sensor, a smoke sensor, a flame sensor, a vibration sensor, a fine particle sensor, a photon sensor, a spectrophoton sensor, a carbon monoxide sensor, a carbon dioxide sensor, and a nitrogen oxide sensor. As a single environmental element to be monitored, one of the above may be selected, or a plurality of environmental elements may be selected and used for observing a specific event, and all of them may be selected and comprehensively selected. It may be used to observe environmental elements.

上記の各環境センサ7Aa,7Ab,・・・として示した項目は、温度センサの場合は、屋外における気温(設置場所における現実の気温)を測定するものであり、外部環境情報の中でも中心的となる気象情報として有用であり、湿度センサについても同様である。これらのセンシングデータは、特に夏季における熱中症対策として、外気温および湿度の上昇によるリスク回避に使用可能である。気圧センサは、大気圧を測定することで、その変化をモニタリングすることができる。その結果として、台風のように大きく気圧が変化するような気象条件の変化において、その接近状況を得ることができる。風向センサおよび風速センサは、双方を同時に使用することにより風力発電装置の適否の判断材料となるうえ、竜巻その他の突風の発生場所、程度などをモニタリングすることに利用できる。 The items shown as the above environmental sensors 7Aa, 7Ab, ... Measure the outdoor air temperature (actual air temperature at the installation location) in the case of the temperature sensor, and are central to the external environmental information. It is useful as weather information, and the same applies to humidity sensors. These sensing data can be used to avoid risks due to rising outside air temperature and humidity, especially as a measure against heat stroke in summer. The barometric pressure sensor can monitor the change by measuring the atmospheric pressure. As a result, it is possible to obtain the approaching situation in the case of a change in meteorological conditions such as a typhoon in which the atmospheric pressure changes significantly. By using both the wind direction sensor and the wind speed sensor at the same time, it can be used to judge the suitability of the wind power generation device, and can also be used to monitor the location and degree of tornadoes and other gusts.

直接的な気象状態を観測するためには、上記のセンサに加えて、または上記センサに代えて、感雨センサ、雨量センサ、積雪センサ、吹雪センサ、水位センサなどを設置してもよい。上記のような気圧センサ等による天候の悪化等を予測し、または検知することは可能であるが、感雨センサにより、降雨を直接的に検知することができ、雨量センサにより雨量を直接検出することが可能となるからである。雨量センサによる雨量の検出は、集中豪雨における局所的な雨量データをモニタリングすることができる。特に、近時の河川の増水または決壊などの発生を考慮すれば、雨量データのモニタリングは重要な要素となり得る。また、積雪センサまたは吹雪センサは、豪雪地帯等における気象条件としては重要な要素を得ることができ、水位センサは、路面等の冠水状態などを直接的に検出することができ、上記の雨量センサとともに使用すれば、気象状況の極端な悪化の場合の具体的な状況を観察することに寄与することとなる。 In order to directly observe the weather condition, a rain sensor, a rain amount sensor, a snow cover sensor, a snowstorm sensor, a water level sensor, or the like may be installed in addition to or in place of the above sensor. Although it is possible to predict or detect deterioration of weather by the above-mentioned barometric pressure sensor or the like, the rainfall sensor can directly detect the rainfall, and the rainfall sensor can directly detect the rainfall. Because it is possible. Rainfall detection by rainfall sensors can monitor local rainfall data in torrential rains. Monitoring of rainfall data can be an important factor, especially considering the recent flooding or collapse of rivers. Further, the snow cover sensor or the snowstorm sensor can obtain an important element as a meteorological condition in a heavy snowfall area or the like, and the water level sensor can directly detect the flooded state of the road surface or the like, and the above-mentioned rain amount sensor can be obtained. When used in combination with, it will contribute to observing the specific situation in the case of extreme deterioration of weather conditions.

また、音センサによる音の検出は雷などの発生を、光センサによる光の検出は、雷の発生に伴う稲光を、それぞれ検知することに利用できる。光と音を同時に取得する場合、雷の発生の検知について精度を向上させることとなる。視程センサ、煙センサまたは炎センサなどにより、気象以外の二次的原因による外部環境の状況をデータ化して取得することができる。これらは直接的な気象状況ではないが、気象条件の悪化に伴う火災の発生や、視界の状態などを検出することが可能となる。微粒子センサは、PM値の低い微粒子(PM10、PM2.5、さらに微細な粒子)その他の粒子等の飛来などの状況を取得できる。これも気象的要素に直接的な関係はないが、前記視程センサとともに使用することにより、視界不良の原因を併せて判断させることが可能となる。震度センサは、地震の発生に伴う測定地点における影響を震度によって検出できるほかに、落雷によって生じる振動を検知させることができる。前述の音および光に加えて振動センサのデータから落雷を検出することが可能となるものである。 Further, the sound detection by the sound sensor can be used to detect the occurrence of lightning or the like, and the light detection by the optical sensor can be used to detect the lightning accompanying the occurrence of lightning. When light and sound are acquired at the same time, the accuracy of detecting the occurrence of lightning will be improved. The visibility sensor, smoke sensor, flame sensor, etc. can be used to convert and acquire the status of the external environment due to secondary causes other than the weather. Although these are not direct weather conditions, it is possible to detect the occurrence of fires and visibility conditions due to deterioration of weather conditions. The fine particle sensor can acquire the situation such as the arrival of fine particles (PM10, PM2.5, finer particles) and other particles having a low PM value. This is also not directly related to the meteorological factor, but by using it together with the visibility sensor, it is possible to determine the cause of the poor visibility as well. The seismic intensity sensor can detect the influence of the occurrence of an earthquake at the measurement point by the seismic intensity, and can also detect the vibration caused by a lightning strike. In addition to the above-mentioned sound and light, it is possible to detect a lightning strike from the data of the vibration sensor.

他方、光量子センサまたは分光光量子センサを備える場合には、照射される太陽光における光量子束密度を測定することができることから、農業分野における植物の育成を予測する場合に有用となる。日射強度が曇天により低下する場合における植物への影響を予測することに寄与することとなる。特に、分光光量子センサによって、特定帯域の波長を有する光の光量子束密度に関する情報を得ることにより、植物の生長過程に応じた光の照射状態を観測し予測し得る。なお、二酸化炭素検出器は、長期的な観測により、温室効果ガスの発生量をモニタリングする場合に利用できるほか、一酸化炭素検出器および窒素酸化物検出器などの情報を同時に検出すれば、火災の発生についても検出可能となり得る。 On the other hand, when a photon sensor or a spectroscopic photon sensor is provided, the photon flux density in the irradiated sunlight can be measured, which is useful for predicting the growth of plants in the agricultural field. It will contribute to predicting the effect on plants when the solar radiation intensity decreases due to cloudy weather. In particular, by obtaining information on the photon flux density of light having a wavelength in a specific band by a spectroscopic photon sensor, it is possible to observe and predict the irradiation state of light according to the growth process of the plant. The carbon dioxide detector can be used to monitor the amount of greenhouse gas generated by long-term observation, and if information from the carbon monoxide detector and nitrogen oxide detector is detected at the same time, a fire will occur. Can also be detected.

これらの環境センサ7Aa,7Ab,・・・を任意に選択し、センシングデータを雲影の挙動予測システムとともに活用することにより、単に日射強度の状態把握に加えて、気象条件等の環境の変化を得ることができる。そのため、処理装置4の記憶部42には、各センシングデータの種類ごとに閾値データが記憶されるものとしている。演算部43は、判定手段としても機能させるものであり、環境センサ7Aa,7Ab,・・・から送信され、これを受信したセンシングデータの種類に応じて、その測定値データが閾値を超える場合には、屋外環境の悪化(外出不可)と認定し、閾値未満の場合は良好(外出可能)などと判定することとなる。 By arbitrarily selecting these environment sensors 7Aa, 7Ab, ..., And utilizing the sensing data together with the cloud shadow behavior prediction system, in addition to simply grasping the state of the solar radiation intensity, changes in the environment such as weather conditions can be detected. Obtainable. Therefore, it is assumed that the threshold data is stored in the storage unit 42 of the processing device 4 for each type of sensing data. The calculation unit 43 also functions as a determination means, and is transmitted from the environment sensors 7Aa, 7Ab, ..., And when the measured value data exceeds the threshold value according to the type of sensing data received. Is determined to be a deterioration of the outdoor environment (cannot go out), and if it is less than the threshold value, it is judged to be good (can go out).

また、上述の環境センサ7Aa,7Ab,・・・とは別に、測定地点ごとに、環境モニタが設置される位置よりも下方(水平よりも下向き)の画像を取得する下向き画像取得手段を設けてもよい。これらの画像は、カメラによる静止画像として取得することができ、カメラは特に限定されるものではなく、一般的なデジタルカメラのほか、赤外線カメラ、波長分割カメラなどを使用することができる。さらには、上記の各種カメラにバンドパスフィルタを設置した構成としてもよい。波長分割カメラは植生指標カメラとして機能させることができる。下向き画像の取得により、路面状態(道路の構造の状態、交通の混雑状態など)を観察できるほか、人の往来などを観察することによる防犯効果も期待できる。 Further, apart from the above-mentioned environment sensors 7Aa, 7Ab, ..., A downward image acquisition means for acquiring an image below the position where the environment monitor is installed (downward from the horizontal) is provided at each measurement point. May be good. These images can be acquired as still images by a camera, and the camera is not particularly limited, and an infrared camera, a wavelength-divided camera, or the like can be used in addition to a general digital camera. Further, a bandpass filter may be installed in the above-mentioned various cameras. The wavelength division camera can function as a vegetation index camera. By acquiring a downward image, it is possible to observe the road surface condition (road structure condition, traffic congestion condition, etc.), and it is also expected to have a crime prevention effect by observing the traffic of people.

さらに、上述の下向き画像取得手段に加えて、またはこれに代えて、環境モニタが設置される位置から水平方向へ向かった状態の画像を取得する横向き画像取得手段を設けてもよい。横向き画像を取得することにより、前述の環境センサによる測定結果を補完させることができる。特に、視程センサなどにより視界の程度を測定可能であるが、その状態を目視によっても判定できることとなる。なお、画像の取得には各種のカメラを使用が可能であることは下向き画像取得手段と同様である。 Further, in addition to or instead of the above-mentioned downward image acquisition means, a horizontal image acquisition means for acquiring an image in a state of being oriented horizontally from the position where the environment monitor is installed may be provided. By acquiring the landscape image, the measurement result by the above-mentioned environment sensor can be complemented. In particular, the degree of visibility can be measured by a visibility sensor or the like, but the state can also be visually determined. It should be noted that various cameras can be used for image acquisition, which is the same as the downward image acquisition means.

なお、環境センサ7Aa,7Ab,・・・として通電状態検知センサを採用する場合には、通電状態を検知(停電状態を発見)することに利用できる。通電状態検知センサは、例えば、日射センサの送信用電源として商用電源を使用することにより、日射センサからのデータ受信が不能であることをもって停電状態と機能させることも可能である。暴風雨などの気象条件が最悪な場合には、建造物または構築物の倒壊等により電線の切断、電柱の倒壊なども発生し得ることから、現地を見聞するまでもなく停電の状態が把握できれば、復旧作業を瞬時に開始できるなどの効果を発揮させることとなる。 When the energization state detection sensor is adopted as the environment sensors 7Aa, 7Ab, ..., It can be used to detect the energization state (discover the power failure state). The energization state detection sensor can also function as a power failure state by using a commercial power source as a transmission power source of the solar radiation sensor, for example, because data reception from the solar radiation sensor is impossible. In the worst weather conditions such as storms, the collapse of a building or structure may cause disconnection of electric wires or collapse of utility poles. It will bring out the effects such as being able to start work instantly.

また、これらの環境センサ7Aa,7Ab,・・・によって計測・測定されたセンシングデータは、累積的に記憶部42に記憶させることができるものであり、前記演算部(判定手段)43によって閾値を超える状態と判定されたデータを基準として、現状のモニタリングデータを比較すれば、気象等の外部環境の変化を予測することも可能となる。この場合、報知手段を備えることにより、予測情報を報知することができる。さらには、過去のデータの推移とは著しく逸脱するような激しい変化を示すセンシングデータを検知した場合は、警報のための報知を行うことも可能である。 Further, the sensing data measured and measured by these environment sensors 7Aa, 7Ab, ... Can be cumulatively stored in the storage unit 42, and the threshold value is set by the calculation unit (determining means) 43. It is also possible to predict changes in the external environment such as weather by comparing the current monitoring data with the data determined to exceed the condition as a reference. In this case, the prediction information can be notified by providing the notification means. Furthermore, when sensing data showing a drastic change that deviates significantly from the transition of past data is detected, it is also possible to notify for an alarm.

これらの報知には、出力部44から特定の出力信号を報知手段に出力させることによることができる。報知手段としては、各種想定し得るが、図示のようにモニタ5を報知手段として出力することできるほか、携帯端末6に出力することも可能である。その他、警報装置(ブザー)などを使用してもよい。 These notifications can be performed by causing the notification means to output a specific output signal from the output unit 44. Although various types of notification means can be assumed, the monitor 5 can be output as the notification means as shown in the figure, and can also be output to the mobile terminal 6. In addition, an alarm device (buzzer) or the like may be used.

<光電変換センサ>
上述に示した日射センサ2Aa~2Eeについては、複数の光電変換センサによって構成することができる。光電変換センサとしては、種々の光電変換素子が利用でき、太陽電池、フォトダイオード、フォトトランジスタ、焦電素子または光電セルなどを使用することができ、2個を同じ種類のものを使用してもよいが、異なる種類のものを用いてもよい。
<photoelectric conversion sensor>
The solar radiation sensors 2Aa to 2Ee shown above can be configured by a plurality of photoelectric conversion sensors. As the photoelectric conversion sensor, various photoelectric conversion elements can be used, a solar cell, a photodiode, a phototransistor, a pyroelectric element, a photoelectric cell, or the like can be used, and even if two of the same type are used. However, different types may be used.

このような複数の光電変換センサを使用する理由としては、単一のセンサのみで測定する場合、当該単一のセンサが雲影以外の要因(例えば周辺建造物等の影など)によって日射が遮断された場合を想定したものである。すなわち、いずれかのセンサが雲影以外の要因で日射が遮断される場合であっても、いずれか1個のセンサが日射強度を測定できる状態とすることにより、当該測定地点における日射強度の検出を可能にするのである。 The reason for using such multiple photoelectric conversion sensors is that when measuring with only a single sensor, the single sensor blocks sunlight due to factors other than cloud shadows (for example, shadows of surrounding buildings, etc.). It is supposed to be the case. That is, even if one of the sensors blocks the illuminance due to a factor other than the cloud shadow, the illuminance intensity can be detected at the measurement point by setting the state in which one of the sensors can measure the illuminance intensity. Is possible.

この場合の手法としては、図7(a)に例示するようなバイパスダイオードを用いる第1の方法と、図7(b)に例示するような最大出力を計測する第2の方法とが考えられる。第1の方法は、図7(a)に示すように、複数(図は3個)の光電変換センサ11を直列に接続し、個々の光電変換センサ11には、並列にバイパスダイオード12を接続しており、その全体に対して抵抗13を並列(または直列でもよい)に接続するのである。この抵抗13の接続により、両端の端子X,Yの間における電流値(略短絡電流値)を測定することによって、光電変換センサ11から得られる電流の変化を観察することが可能となる。この電流の変化によって日射の計測を可能としている。また、略短絡電流値を測定するための電流計は、個々の日射センサ2Aa~2Eeとともに設置され、当該電流計の値をもって出力させることができる。当然ながら電流値を日射強度に換算したうえで、その日射強度を出力するものであってもよい。また、個々の光電変換センサ11にバイパスダイオード12を接続することにより、これら複数の光電変換センサ11のいずれか1個に対する日射が遮断された場合(建築物等の影により変換効率が低下した場合など)であっても両側端子端X,Yにおける略短絡電流の値を維持させることができるのである。すなわち、影により光電変換機能が発揮しない光電変換センサ11について、バイパスダイオード12により電流を迂回させることができるのである。なお、光電変換センサ11の出力を稼ぐために、一つのバイパスダイオードに接続される光電変換センサ11を複数設ける(例えば各2個ずつとし、合計6個を設置する)ことも可能である。 As a method in this case, a first method using a bypass diode as illustrated in FIG. 7 (a) and a second method for measuring the maximum output as illustrated in FIG. 7 (b) can be considered. .. In the first method, as shown in FIG. 7A, a plurality of (three in the figure) photoelectric conversion sensors 11 are connected in series, and a bypass diode 12 is connected in parallel to each photoelectric conversion sensor 11. The resistors 13 are connected in parallel (or in series) to the whole. By connecting the resistance 13, it is possible to observe the change in the current obtained from the photoelectric conversion sensor 11 by measuring the current value (substantially short-circuit current value) between the terminals X and Y at both ends. This change in current makes it possible to measure solar radiation. Further, an ammeter for measuring a substantially short-circuit current value is installed together with the individual solar radiation sensors 2Aa to 2Ee, and the value of the ammeter can be used for output. As a matter of course, the current value may be converted into the solar radiation intensity and then the solar radiation intensity may be output. Further, when the bypass diode 12 is connected to each photoelectric conversion sensor 11 to block the solar radiation to any one of the plurality of photoelectric conversion sensors 11 (when the conversion efficiency is lowered due to the shadow of a building or the like). Even in the case of), the value of the substantially short-circuit current at the terminal ends X and Y on both sides can be maintained. That is, the current can be bypassed by the bypass diode 12 for the photoelectric conversion sensor 11 whose photoelectric conversion function is not exhibited due to the shadow. In order to increase the output of the photoelectric conversion sensor 11, it is possible to provide a plurality of photoelectric conversion sensors 11 connected to one bypass diode (for example, two each, and a total of six).

なお、図の例示においては、サーミスタ14を抵抗13に直列に接続している。サーミスタ14は、一般的に先端において温度が検出されることから、光電変換センサ11の基板等の裏面側等に対し、シリコーン接着剤等を利用して、サーミスタ14の先端を当接しつつ貼着固定させることにより、光電変換センサ11の温度変化による電流値の誤差を補正させることができる。このサーミスタ14は、NTC型とすることにおり、日射量が大きい場合には、光電変換センサ11の出力が増大することに応じて、温度上昇による抵抗値の低下を可能にするのである。これにより、サーミスタ14に接続される抵抗13との合成抵抗が小さくなり、略短絡電流は短絡電流に近似することとなる。なお、実際の電流値は、抵抗の両端に発生する電圧を計測することにより、オームの法則から電流値を得ることができる。また、略短絡電流を検出し得る領域では、電流値と電圧値は比例関係にあるため、計測される電圧値をもって日射強度に換算してもよい。 In the example shown in the figure, the thermistor 14 is connected in series with the resistor 13. Since the temperature is generally detected at the tip of the thermistor 14, the thermistor 14 is attached to the back surface side of the substrate or the like of the photoelectric conversion sensor 11 while abutting the tip of the thermistor 14 using a silicone adhesive or the like. By fixing it, it is possible to correct the error of the current value due to the temperature change of the photoelectric conversion sensor 11. The thermistor 14 is of the NTC type, and when the amount of solar radiation is large, the resistance value can be lowered due to the temperature rise as the output of the photoelectric conversion sensor 11 increases. As a result, the combined resistance with the resistance 13 connected to the thermistor 14 becomes small, and the substantially short-circuit current becomes close to the short-circuit current. The actual current value can be obtained from Ohm's law by measuring the voltage generated across the resistance. Further, in the region where a substantially short-circuit current can be detected, the current value and the voltage value are in a proportional relationship, so that the measured voltage value may be converted into the solar radiation intensity.

また、第2の方法は、光電変換センサ11の中から最も大きい値(例えば、最大の出力電圧)のみを検出値として出力させ、当該出力値をもって測定地点における日射強度とするように構成するものである。複数の光電変換センサ11の中から最大出力値を出力させる構成としては、例えば、図7(b)に示すように、個々の光電変換センサ11にオペアンプ15を接続し、インピーダンスを変換したうえで、並列に接続させることにより最大の出力値を検出することができる。各オペアンプ15は、ダイード(ショットキーバリアダイオードやスイッチングダイオードなど)とともにボルテージフォロア回路を構成するものであり、入力電圧を変化させることなく出力電圧としている。電圧値はグランドを基準としたときの電圧であり、複数(図は3個)の光電変換センサ11のそれぞれ(インピーダンス変換用のオペアンプ15)から出力される電圧値の中のうち、最も大きい値の出力値を端子Zによって検出できるものである。なお、図に例示の回路は、出力端子Zの直前においてもボルテージフォロア回路を構成するオペアンプ16を設けており、インピーダンス変換させるものとしている。 Further, in the second method, only the largest value (for example, the maximum output voltage) from the photoelectric conversion sensor 11 is output as a detection value, and the output value is used as the solar illuminance intensity at the measurement point. Is. As a configuration for outputting the maximum output value from the plurality of photoelectric conversion sensors 11, for example, as shown in FIG. 7B, an operational amplifier 15 is connected to each photoelectric conversion sensor 11 to convert impedance. , The maximum output value can be detected by connecting in parallel. Each operational amplifier 15 constitutes a voltage follower circuit together with a diode (Schottky barrier diode, switching diode, etc.), and is used as an output voltage without changing the input voltage. The voltage value is the voltage when the ground is used as a reference, and is the largest value among the voltage values output from each of the plurality of photoelectric conversion sensors 11 (three in the figure) (op amp 15 for impedance conversion). The output value of can be detected by the terminal Z. In the circuit illustrated in the figure, an operational amplifier 16 constituting a voltage follower circuit is provided immediately before the output terminal Z, and impedance conversion is performed.

なお、上記のような回路構成によって複数の光電変換センサ11の中から最大の出力電圧値を検出するほか、ソフトウエアにより最大値を検出させてもよい。例えば、図2に示した雲影の挙動予測システム、または図6に示した環境モニタリングシステムの各実施形態のように、処理装置4に測定情報を送信する構成にあっては、個々の日射センサ2Aa,2Ab・・・によって測定される日射強度は、単純に測定された数値を、位置情報とともに送信するものであることから、個々の日射センサ2Aa,2Ab・・・をそれぞれ複数の光電変換センサ11によって構成する場合、上記処理装置4によって最大値を選定するものとすることができる。この場合、位置情報ごとに複数の測定値の入力を受け、同じ位置情報として入力される複数の測定値を比較して、最大となる値をもって、当該測定地点の日射強度とするように処理されるものである。 In addition to detecting the maximum output voltage value from the plurality of photoelectric conversion sensors 11 by the circuit configuration as described above, the maximum value may be detected by software. For example, in the configuration of transmitting measurement information to the processing device 4, as in each embodiment of the cloud shadow behavior prediction system shown in FIG. 2 or the environmental monitoring system shown in FIG. 6, individual solar radiation sensors are used. Since the solar radiation intensity measured by 2Aa, 2Ab ... Simply transmits the measured numerical value together with the position information, the individual solar radiation sensors 2Aa, 2Ab ... Are each a plurality of photoelectric conversion sensors. When configured by 11, the maximum value can be selected by the processing device 4. In this case, a plurality of measured values are input for each position information, a plurality of measured values input as the same position information are compared, and the maximum value is processed so as to be the solar radiation intensity at the measurement point. It is a thing.

日射センサ2Aa~2Eeが光電変換センサを使用する場合には、それぞれの光電変換センサについて、個々の光電変換センサの受光面を含む範囲に特定波長の光を透過させる材質により被覆するカバーを設ける構成とすることができる。このカバーの例を図8に示す。なお、図8(a)は光電変換センサ8の支持状態を示すととともにカバー9の概要を示し、図8(b)および(c)はVIII-VIII線における断面によりカバー9による被覆の状態を示している。 When the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee use photoelectric conversion sensors, each photoelectric conversion sensor is provided with a cover covered with a material that transmits light of a specific wavelength in a range including the light receiving surface of each photoelectric conversion sensor. Can be. An example of this cover is shown in FIG. Note that FIG. 8 (a) shows the support state of the photoelectric conversion sensor 8 and the outline of the cover 9, and FIGS. 8 (b) and 8 (c) show the state of the cover 9 covered by the cross section of the VIII-VIII line. Shows.

個々の光電変換センサ8は、前述のように、太陽電池、フォトダイオード、フォトトランジスタ、焦電素子または光電セルなどが使用されるため、複数の光電変換センサ8を使用する場合においても、個々に独立して構成されるものであり、そられについて、個別にカバー9を設けるものである。本実施形態では、図8(a)に示すように、光電変換センサ8が、基台81の中央に設けられた保持部82に収納される状態で設置される構成としており、光電変換センサ8の受光面80は、保持部82の上端に配置されるものとしている。カバー9は、この保持部82を含む全体を覆うように、天板部91と側壁部92とで構成され、全体的にキャップ状とした形態を例示している。 As described above, each photoelectric conversion sensor 8 uses a solar cell, a photodiode, a phototransistor, a pyroelectric element, a photoelectric cell, or the like. Therefore, even when a plurality of photoelectric conversion sensors 8 are used, the individual photoelectric conversion sensors 8 are individually used. It is configured independently, and a cover 9 is individually provided for it. In the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the photoelectric conversion sensor 8 is installed in a state of being housed in the holding portion 82 provided in the center of the base 81, and the photoelectric conversion sensor 8 is installed. The light receiving surface 80 of the above is assumed to be arranged at the upper end of the holding portion 82. The cover 9 is composed of a top plate portion 91 and a side wall portion 92 so as to cover the entire cover including the holding portion 82, and exemplifies an overall cap-shaped form.

図8(b)に示すように、基台81に設けられる保持部82の内部には、内部壁面を環状に隆起させてなる環状ストッパ83が形成されており、光電変換センサ8は、この環状ストッパ83によって支持されている。光電変換センサ8の底部が環状ストッパ83に支持されることよって、全体が所定の高さを維持され、受光面80が保持部82の上端に配置されるものとなっている。なお、図8(b)に示す光電変換センサ8は、基板8aと素子8bとが一体となったものであり、受光面80は素子8bの上面に形成されたものを示している。 As shown in FIG. 8B, an annular stopper 83 having an inner wall surface raised in an annular shape is formed inside the holding portion 82 provided on the base 81, and the photoelectric conversion sensor 8 has the annular stopper 83. It is supported by the stopper 83. Since the bottom portion of the photoelectric conversion sensor 8 is supported by the annular stopper 83, the entire height is maintained at a predetermined height, and the light receiving surface 80 is arranged at the upper end of the holding portion 82. The photoelectric conversion sensor 8 shown in FIG. 8B is a board 8a and an element 8b integrated, and the light receiving surface 80 is formed on the upper surface of the element 8b.

上記構成のカバー9を構成する材料(特に天板部91の材料)は、適宜加工することにより、鳥類や虫類等の飛来を防止させるとともに、小石等の落下に伴う破損を防止することができる。例えば、天板部91の表面に忌避効果を有する物質(忌避剤を)を塗布するか、忌避剤を含む板状またはフィルム状の材料による積層体を積層することができる。積層体を設ける場合には、図8(c)に示すように、少なくとも天板部91の表面に積層体93を積層する構成とされ、当該積層体93を最外層に設けるものとしている。忌避剤としては、鳥類に対するものとしては酸化第二鉄などがあり、昆虫に対するものとしてはジエチルトルアミドなどがある。この忌避剤は、側壁部92にも塗布することができる。側壁部92に対する忌避剤の塗布により、羽を持たない昆虫等の接近を防止することを目的とする場合に有効である。 The material constituting the cover 9 having the above configuration (particularly the material of the top plate portion 91) can be appropriately processed to prevent birds, insects, etc. from flying in and to prevent damage due to falling of pebbles, etc. can. For example, a substance having a repellent effect (a repellent) can be applied to the surface of the top plate portion 91, or a laminated body made of a plate-shaped or film-shaped material containing the repellent can be laminated. When the laminated body is provided, as shown in FIG. 8C, the laminated body 93 is laminated on at least the surface of the top plate portion 91, and the laminated body 93 is provided on the outermost layer. As the repellent, ferric oxide and the like are used for birds, and diethyl toluamide is used as a repellent for insects. This repellent can also be applied to the side wall 92. It is effective when the purpose is to prevent the approach of insects or the like having no wings by applying a repellent to the side wall portion 92.

カバー(多層構造の場合は最外層)9の天板部91または積層体93に使用する材料としては、強化ガラス製、ポリテトラフルオロエチレン製、アクリル製、塩化ビニル製、ポリプロピレン製もしくはポリカーボネート製、またはこれらに強化繊維を混合したもので構成することができる。また、ガラス繊維入りポリテトラフルオロエチレンなどが好適であり、炭素繊維強化プラスチック(CFPR)やガラス繊維強化プラスチック(FRP)を用いてもよい。耐熱性のあるエンジニアリング・プラスチックや耐熱性に加え耐溶剤性の高いスーパーエンジニアリング・プラスチックを使用してもよい。このような強化材料を使用することにより、例えば、カラス等による小石等の落下から防護することができる。また、天板部91の下層には、合成樹脂や発泡材(ウレタンなど)、ゴム、エラストマーなどを適宜利用することができる。さらに、天板部91の下層に使用する材料が多孔質(ポーラス状)であるとより衝撃緩和効果を得ることができるとともに、透過率の調節が可能となる。 The material used for the top plate portion 91 or the laminated body 93 of the cover (outermost layer in the case of a multilayer structure) 9 is made of tempered glass, polytetrafluoroethylene, acrylic, vinyl chloride, polypropylene or polycarbonate. Alternatively, it can be composed of a mixture of these with reinforcing fibers. Further, polytetrafluoroethylene containing glass fiber or the like is suitable, and carbon fiber reinforced plastic (CFPR) or glass fiber reinforced plastic (FRP) may be used. Engineering plastics having heat resistance or super engineering plastics having high solvent resistance in addition to heat resistance may be used. By using such a reinforcing material, for example, it is possible to protect the pebbles from falling by a crow or the like. Further, a synthetic resin, a foaming material (urethane or the like), rubber, an elastomer or the like can be appropriately used for the lower layer of the top plate portion 91. Further, if the material used for the lower layer of the top plate portion 91 is porous (porous), a more impact mitigating effect can be obtained and the transmittance can be adjusted.

さらに、天板部91または積層体93の表面は、鳥類の飛来を防止する目的で、減光効果を有する材料を使用することができる。減光効果を有する材料としては、着色ガラスや着色樹脂などがある。着色樹脂は、樹脂フィルムで構成することができるほか、樹脂製の板材として構成することができる。着色すべき色彩としては、黒色、灰色、白色または銀色などが想定される。白黒を基調とすることによって鳥類や羽を有する昆虫などの飛来を防止することを目的としている。なお、透光性については、特定波長のみの透過を許容する意味からは、着色することによって透過光の波長を限定するものとしている。 Further, for the surface of the top plate portion 91 or the laminated body 93, a material having a dimming effect can be used for the purpose of preventing the arrival of birds. Materials having a dimming effect include colored glass and colored resin. The colored resin can be made of a resin film or can be made of a resin plate. As the color to be colored, black, gray, white, silver, or the like is assumed. The purpose is to prevent the arrival of birds and insects with feathers by using black and white as the base color. Regarding the translucency, the wavelength of the transmitted light is limited by coloring in order to allow the transmission of only a specific wavelength.

また、減光効果を有するものとしては、ND(Neutral Density)フィルタ機能を有するフィルムや偏光フィルムなどの減光効果フィルムあるいは概板状物体を使用することが可能である。その他に、つや消し加工もしくはフロスト加工またはディンプル加工もしくはエンボス加工などの表面凹凸加工を施すことによっても減光効果を得ることができる。つや消し加工またはフロスト加工は、表面の光沢を排除することにより、反射光の発生を制限するものであり、これに伴い透過光強度が低下するものであり、ディンプル加工またはエンボス加工は、直線的な入射光を屈折させることにより透過光強度を低下させるものである。透過光強度を低下させることにより、僅かな日射の変化の検出を可能にするものである。表面凹凸加工は、鳥類や虫類等の忌避にも効果がある。 Further, as a film having a dimming effect, it is possible to use a dimming effect film such as a film having an ND (Neutral Density) filter function or a polarizing film, or a substantially plate-like object. In addition, the dimming effect can be obtained by performing surface unevenness processing such as matte processing, frost processing, dimple processing, and embossing processing. The matte or frosted process limits the generation of reflected light by eliminating the gloss on the surface, which reduces the transmitted light intensity, while the dimple or embossed process is linear. By refracting the incident light, the transmitted light intensity is lowered. By reducing the intensity of transmitted light, it is possible to detect slight changes in solar radiation. The surface unevenness processing is also effective in repelling birds and insects.

なお、図8(c)に示すような積層体93を設ける場合には、天板部91を減光樹脂フィルムで構成し、積層体93をすりガラス状(フロスト加工した)強化ガラスを使用するような構成としてもよい。また、積層体93を減光樹脂フィルムで構成する場合、天板部91は補強用の強化ガラスを使用する構成としてもよく、積層体93を強化ガラスで構成する場合は、天板部91を衝撃吸収用の樹脂フィルムで構成することができる。天板部91を硬質素材で構成する場合には、天板部91と積層体93との中間に衝撃吸収用の樹脂フィルムを積層させてもよい。 When the laminated body 93 as shown in FIG. 8C is provided, the top plate portion 91 is made of a dimming resin film, and the laminated body 93 is frosted glass-like (frosted) tempered glass. It may be configured as such. Further, when the laminated body 93 is made of a dimming resin film, the top plate portion 91 may be configured to use tempered glass for reinforcement, and when the laminated body 93 is made of tempered glass, the top plate portion 91 may be used. It can be made of a resin film for shock absorption. When the top plate portion 91 is made of a hard material, a resin film for shock absorption may be laminated between the top plate portion 91 and the laminated body 93.

さらに、積層体93として、または、積層体93にさらに積層する材料として、耐水性および撥水性のいずれか一方または双方の性質を有する材料をすることができる。耐水性または撥水性を有する材料は、雨水等から光電変換センサ8を保護するためのものであるため、最外層として積層される材料に使用することが好ましい。 Further, as the laminated body 93 or as a material to be further laminated on the laminated body 93, a material having either or both of water resistance and water repellency can be used. Since the material having water resistance or water repellency is for protecting the photoelectric conversion sensor 8 from rainwater or the like, it is preferable to use the material to be laminated as the outermost layer.

そして、上記のように、積層体93に各種の材料を積層する場合には、さらに表面に導電性材料または光触媒能を有する材料を塗布する構成とすることができる。導電性材料としては、例えばITO(In2O3:Sn)などがあり、光触媒能を有する材料としては、酸化チタン(TiO2)や酸化亜鉛(ZnO)などがある。導電性材料を塗布する場合には、静電気を放電することにより、埃等の吸着を防止することができ、光触媒能を有する材料を塗布する場合は、降雨等による水垢等を排除することができ、長期間の屋外等への設置による光透過性の減衰を排除することができる。これらの光触媒能を有する材料または導電性材料は、表面に塗布する場合に限らず、積層体93を構成する材料に含有させてもよい。これらの材料の含有は、積層体93の作製時に混練することによることができる。 Then, as described above, when various materials are laminated on the laminated body 93, a conductive material or a material having a photocatalytic ability can be further applied to the surface. Examples of the conductive material include ITO (In 2 O 3 : Sn), and examples of the material having photocatalytic activity include titanium oxide (TiO 2 ) and zinc oxide (ZnO). When applying a conductive material, it is possible to prevent the adsorption of dust and the like by discharging static electricity, and when applying a material having photocatalytic activity, it is possible to eliminate water stains and the like due to rainfall and the like. , It is possible to eliminate the attenuation of light transmission due to installation outdoors for a long period of time. These materials having photocatalytic activity or conductive materials are not limited to being applied to the surface, and may be contained in the materials constituting the laminate 93. The content of these materials can be obtained by kneading at the time of producing the laminated body 93.

上述の構成による各形態のカバー9の肉厚は、板状部材を使用する場合の単層で1mm、多重構造でも2mm~3mm程度としている。樹脂フィルムを使用する場合には、単層で0.1mm、多重構造で一部に板状材料を使用して1.1mm~2.2mmとしている。これらの肉厚は、最小でも0.1mmとすることで最小限度の強度を担保するものであり、最大でも5mmを上限とすることにより、減光効果による透過光強度をある程度に維持し、また重量を低減させている。ただし、衝撃緩和材を利用する場合や表面に凹凸構造を持つ場合には、全体の厚さが10mm程度となってもよい。この種の構成の場合には、重量が大きく増加することはなく、減光効果材料による透過光強度の低減についても材料を適宜選択することにより調整が可能である。着色ガラスまたは着色樹脂を使用する場合にあっては、その色彩を白黒基調とすることにより、波長400nm~700nmの範囲の光を透過させることが可能となるが、他の色彩により透過光波長を上記範囲内の一部に限定してもよい。これらの透過光の波長帯域は、雲影による影響を受ける領域における日射量(日射強度)の予測(雲影予測)の目的(対象施設等)によって決定されることとなる。なお、減光効果によって、透過光は、照射光に対して0.01%~95%の範囲とし、減光によって制限された透過光強度の変化によって日射量(日射強度)を測定することも可能である。 The wall thickness of the cover 9 of each form according to the above configuration is about 1 mm for a single layer when a plate-shaped member is used, and about 2 mm to 3 mm for a multi-layer structure. When a resin film is used, the thickness is 0.1 mm for a single layer and 1.1 mm to 2.2 mm for a multi-layered structure using a plate-like material. By setting these wall thicknesses to 0.1 mm at the minimum, the minimum intensity is guaranteed, and by setting the upper limit to 5 mm at the maximum, the transmitted light intensity due to the dimming effect is maintained to some extent, and the transmitted light intensity is maintained to some extent. The weight is reduced. However, when the impact absorbing material is used or when the surface has an uneven structure, the total thickness may be about 10 mm. In the case of this type of configuration, the weight does not increase significantly, and the reduction of the transmitted light intensity by the dimming effect material can be adjusted by appropriately selecting the material. When colored glass or colored resin is used, it is possible to transmit light in the wavelength range of 400 nm to 700 nm by using the color as a black-and-white base, but the transmitted light wavelength can be changed by other colors. It may be limited to a part of the above range. The wavelength band of these transmitted lights will be determined by the purpose (target facility, etc.) of the prediction (cloud shadow prediction) of the amount of solar radiation (solar radiation intensity) in the region affected by the cloud shadow. Due to the dimming effect, the transmitted light is in the range of 0.01% to 95% with respect to the irradiation light, and the amount of solar radiation (solar intensity) can be measured by the change in the transmitted light intensity limited by the dimming. It is possible.

<観測装置>
次に、上述のような雲影の挙動予測システムおよび環境モニタリングシステムに使用可能な観測装置の実施形態について説明する。観測装置は、同じ測定地点において、日射センサ2(および環境センサ7)と、全天球型カメラ3とによる観測がなされる場合に使用されるものであり、当該雲影の挙動予測システムおよび環境モニタリングシステムの実施において特に好適に使用できる装置である。
<Observation device>
Next, an embodiment of an observation device that can be used for the cloud shadow behavior prediction system and the environmental monitoring system as described above will be described. The observation device is used when observation is performed by the solar radiation sensor 2 (and the environment sensor 7) and the celestial sphere camera 3 at the same measurement point, and the behavior prediction system and environment of the cloud shadow. It is a device that can be particularly preferably used in the implementation of a monitoring system.

そこで、図9(a)および(b)に観測装置に係る実施形態を示す。なお、図9(b)は、図9(a)のIXB-IXB線による断面図である。これらの図に示すように、本実施形態は、各種のセンサ等を一体的に保持させた一体型の観測装置100として構成したものである。この観測装置100は、立設または自立が可能な支持部(支柱など)101に対し、鍔状に形成した平板部102を一体的に設けた構成としている。支持部101および平板部102の上部には適宜面積の表面が形成されており、支持部101の一部(上部近傍)と平板部102とで保持部が構成され、これらの上部表面によって設置領域が形成されるものとなっている。この支持部101の軸線に対し、平板部102(その上部表面)が直交する状態で設けられ、支柱101の軸線を鉛直方向に設置するとき、平板部102の上部表面は水平となるように設けられている。従って、平板部102の上部表面が水平となるように設置されるとき、支持部101の軸線は鉛直方向となるものである。 Therefore, FIGS. 9 (a) and 9 (b) show embodiments relating to the observation device. 9 (b) is a cross-sectional view taken along the line IXB-IXB of FIG. 9 (a). As shown in these figures, the present embodiment is configured as an integrated observation device 100 in which various sensors and the like are integrally held. The observation device 100 has a configuration in which a flat plate portion 102 formed in a brim shape is integrally provided with a support portion (post or the like) 101 that can be erected or self-supporting. A surface having an appropriate area is formed on the upper part of the support portion 101 and the flat plate portion 102, and a holding portion is formed by a part of the support portion 101 (near the upper part) and the flat plate portion 102, and the installation area is formed by these upper surfaces. Is formed. The flat plate portion 102 (the upper surface thereof) is provided so as to be orthogonal to the axis of the support portion 101, and the upper surface of the flat plate portion 102 is provided so as to be horizontal when the axis of the support column 101 is installed in the vertical direction. Has been done. Therefore, when the upper surface of the flat plate portion 102 is installed so as to be horizontal, the axis of the support portion 101 is in the vertical direction.

本実施形態では、支柱101の上端(設置領域の一部)において、上向きの全天球型カメラ3が保持されるとともに、平板部102の上部表面(設置領域の一部)において、日射センサ2もしくは環境センサ7または双方(以下、日射センサ等2,7という)が適宜位置に保持されるものである。日射センサ等2,7は、支柱101の中心(全天球型カメラ3の設置位置)から適宜間隔を有し、かつ当該中心における中心角を例えば90°の単位で相互に適宜な間隔を有して4箇所に保持されるものとしている。この例示の場合、保持される4箇所は、例えば東西南北の四方向に配置させることができるものとなっている。 In the present embodiment, the upward omnidirectional camera 3 is held at the upper end of the support column 101 (a part of the installation area), and the solar radiation sensor 2 is held on the upper surface of the flat plate portion 102 (a part of the installation area). Alternatively, the environment sensor 7 or both (hereinafter referred to as solar radiation sensors, etc. 2, 7) are appropriately held at positions. The solar radiation sensors, etc. 2 and 7 have an appropriate distance from the center of the support column 101 (the installation position of the spherical camera 3), and the central angle at the center has an appropriate distance from each other, for example, in units of 90 °. It is supposed to be held in four places. In the case of this example, the four held locations can be arranged in four directions, for example, north, south, east, and west.

本実施形態の平板部102の上部表面(設置領域の一部)には、二方向に対する水準器103,104が設けられ、平板部102の上部表面(設置領域の一部)が、水平な状態となっていることを確認できるものとしている。例えば、全天球型カメラ3の向きが、支持部101の軸線に合わせて予め保持されている場合には、平板部102の上部表面を水平に維持させることにより、全天球型カメラ3は鉛直方向に向かって配置されることとなり、計測地点の直上を中心とする空の画像を取得することが可能となる。 Levels 103 and 104 in two directions are provided on the upper surface (part of the installation area) of the flat plate portion 102 of the present embodiment, and the upper surface (part of the installation area) of the flat plate portion 102 is in a horizontal state. It is possible to confirm that it is. For example, when the orientation of the spherical camera 3 is held in advance along the axis of the support portion 101, the spherical camera 3 can be moved by keeping the upper surface of the flat plate portion 102 horizontal. Since it is arranged in the vertical direction, it is possible to acquire an image of the sky centered directly above the measurement point.

また、方位センサ(方位磁石など)105を設けることにより、上記例示の4個の日射センサ等2,7を、所望の方位に合わせて配置させることができる。なお、支持部101または平板部102の一部に、アンテナ106を設置することにより、外部装置(例えば処理装置4など)に対するデータ送信を可能としている。なお、このアンテナ106は、平板部102に設ける必要はなく、後述するように、支柱101の内部に形成される中空内部に設けてもよい。また、支持部101の下端にはフランジ部107を構成するものとしてよく、この場合には、他の部材との間で締着装置108による締着固定を可能とすることができる。 Further, by providing the azimuth sensor (compass or the like) 105, the four solar radiation sensors 2 and 7 illustrated above can be arranged according to a desired azimuth. By installing the antenna 106 on a part of the support portion 101 or the flat plate portion 102, it is possible to transmit data to an external device (for example, a processing device 4 or the like). The antenna 106 does not need to be provided in the flat plate portion 102, and may be provided in a hollow interior formed inside the support column 101, as will be described later. Further, a flange portion 107 may be formed at the lower end of the support portion 101, and in this case, the fastening device 108 can be used to fasten and fix the support portion 101 to another member.

支柱101は、筒状または中空内部を有する構造としており、その内部には、全天球型カメラ3による画像解析のための処理装置109a(例えば演算部32)などを収納させることができる。この処理装置109aは、全天球型カメラ3および日射センサ等2,7は、取得データの送信処理のための送信手段を備えるものとすることができる。この処理装置109aには、時刻を検知する機器などを内蔵させることができるほか、その他の必要な機能(前記最高出力電圧値を算定する処理部など)を備える構成とすることができる。また、必要な場合には、電源109bを内部に設けることができる。この電源109bは短時間駆動電源とすることができる。外部の商用電源を使用する場合は、電源109bに代えて変圧器を設置する場合がある。 The support column 101 has a structure having a cylindrical or hollow inside, and a processing device 109a (for example, a calculation unit 32) for image analysis by the spherical camera 3 can be housed inside the support column 101. In the processing device 109a, the spherical camera 3 and the solar radiation sensors 2 and 7 may be provided with transmission means for transmission processing of acquired data. The processing device 109a can be configured to include a device for detecting the time and the like, and also have other necessary functions (such as a processing unit for calculating the maximum output voltage value). Further, if necessary, a power supply 109b can be provided inside. The power supply 109b can be a short-time drive power supply. When using an external commercial power supply, a transformer may be installed in place of the power supply 109b.

また、図示を省略するが、支持部101の上部または平板部102(これらをまとめて「保持部」と称する場合がある)の適宜箇所には、必要な場合は外部に露出させつつ、場合によっては内蔵させる状態で、その他の環境モニタに必要なセンサ類を設けることができる。例えば、温度計や湿度計などは、平板部102の裏面側において日射を避けて設けることも可能である。また、位置情報を取得するための機器、時刻を確認するための機器など、格別外部に設置すべき必要性の僅少な機器類は、支柱101の内部に設置することができる。 Further, although not shown, the upper portion of the support portion 101 or the flat plate portion 102 (these may be collectively referred to as a “holding portion”) may be exposed to the outside if necessary, depending on the case. With the built-in state, sensors required for other environmental monitors can be provided. For example, a thermometer, a hygrometer, or the like can be provided on the back surface side of the flat plate portion 102 while avoiding sunlight. In addition, equipment with little need to be installed outside, such as equipment for acquiring position information and equipment for confirming the time, can be installed inside the support column 101.

上記のように、支持部101の内部を中空構造とする場合には、図示のように、平板部102にも中空部を形成し、その内部に配線を配置させる構成とすることができる、平板部102に中空部を設ける構成は、例えば、上面および裏面を構成する板状部材の中間に外径寸法を同じにする円環状スペーサを積層させる方法などにより、容易に構成することができる。なお、平板部102の形状は円形鍔状である必要はなく、矩形であってもよく、支持部101の上端に平面状に設ける構成でもよい。支持部101の形状についても円筒形または円柱形である必要はなく、平板部102(保持部)を支持できるものであれば、その形状を問うものではない。特に、この平板部102は、日射センサ等2,7その他の機器が設置できる状態になっていればよく、例えば、平面視においてX字状、T字状またはV字状とし、中央から適宜に離れた部位を有する構成とすることにより、当該部位に各機器を設置可能とすることができる。さらに、平面を有することなく骨組みのみにより設置領域を形成させる構成でもよい。この場合には、各種形状の枠体とすることができ、円形、四角形または三角形の枠体とすることができる。また、支持部101は中央に設置することに限定されず、偏心した位置でもよく、片持ち形状(ワンアーム)に構成してもよい。 As described above, when the inside of the support portion 101 has a hollow structure, as shown in the figure, the flat plate portion 102 can also have a hollow portion and the wiring can be arranged inside the flat plate portion 102. The structure in which the hollow portion is provided in the portion 102 can be easily configured by, for example, a method of laminating an annular spacer having the same outer diameter dimension between the plate-shaped members constituting the upper surface and the back surface. The shape of the flat plate portion 102 does not have to be a circular collar shape, and may be rectangular, or may be provided in a flat shape at the upper end of the support portion 101. The shape of the support portion 101 does not have to be cylindrical or cylindrical, and the shape does not matter as long as it can support the flat plate portion 102 (holding portion). In particular, the flat plate portion 102 may be in a state in which 2, 7 or other devices such as an illuminance sensor can be installed. By having a configuration having distant parts, it is possible to install each device in the parts. Further, the installation area may be formed only by the skeleton without having a flat surface. In this case, it can be a frame of various shapes, and can be a circular, quadrangular, or triangular frame. Further, the support portion 101 is not limited to being installed in the center, and may be in an eccentric position or may be configured in a cantilever shape (one arm).

図9に例示の本実施形態は、全天球型カメラ3を支持部101の上端に1個のみ設置したものを例示しているが、全天球型カメラ3は複数設けるものであってもよい。そして、複数設ける場合には、1個を上述のように取得画像から雲の移動方向を演算する(演算部に出力する)ための画像を取得するために使用し、他のカメラは画像送信用として使用するものとしてもよい。この場合は、処理装置4が設置される場所においてモニタに表示させるなどによって確認用として用いることができる。この場合の全天球型カメラ3が通常のカメラであり、撮影方向を遠隔操作できる場合は、環境モニタリングシステムにおける周辺状況の映像取得として使用することも可能となる。また、複数の全天球型カメラ3のうちの1個を赤外線カメラとしてもよく、この場合、赤外線カメラは、曇天時や夜間などにおける周辺状況の映像取得として使用でき、環境モニタリングシステムに利用できる。環境モニタリングシステムに使用する場合には、撮影方向を遠隔操作可能とすれば、さらに好適となる。 The present embodiment illustrated in FIG. 9 illustrates that only one spherical camera 3 is installed at the upper end of the support portion 101, but even if a plurality of spherical cameras 3 are provided. good. When a plurality of cameras are provided, one is used to acquire an image for calculating the moving direction of the cloud (output to the calculation unit) from the acquired image as described above, and the other camera is for image transmission. It may be used as. In this case, it can be used for confirmation by displaying it on a monitor at the place where the processing device 4 is installed. If the spherical camera 3 in this case is a normal camera and the shooting direction can be remotely controlled, it can also be used as an image acquisition of the surrounding situation in the environmental monitoring system. Further, one of the plurality of spherical cameras 3 may be used as an infrared camera. In this case, the infrared camera can be used as an image acquisition of the surrounding situation in cloudy weather or at night, and can be used for an environmental monitoring system. .. When used in an environmental monitoring system, it is more suitable if the shooting direction can be remotely controlled.

いずれの形態とする場合であっても、全天球型カメラ3および日射センサ等2,7は、観測装置100によって一体化され、一箇所にまとめて設置されることとなるから、これらのセンサ類は、一括して設置された位置を特定し得ることとなる。位置を特定する機器が、これらの一方(例えば全天球型カメラ3)にのみ内蔵される場合には、当該機器による位置情報を全てのセンサ類その他の機器の位置情報として兼用することができるものとなる。 Regardless of the form, the spherical camera 3 and the solar radiation sensors 2 and 7 are integrated by the observation device 100 and are installed together in one place. Therefore, these sensors are installed together. Kind can identify the position where it is installed collectively. When the device for specifying the position is built in only one of these (for example, the spherical camera 3), the position information by the device can be used as the position information of all the sensors and other devices. It will be a thing.

<観測装置の変形例および使用態様>
観測装置100の実施形態は、上記のとおりであるが、上記は一例を示すものであって、観測装置100の構成は適宜変更可能である。例えば、日射センサ等2,7の数は、4個に限定されるものではなく、日射センサ2を2個と、環境センサ7を1個としてもよく、さらには、必要な環境センサ7を多数設置してもよい。また、平板部102の高さは自在であり、図10(a)に示すように、支持部101を中央で上方に突出させる構成としてもよい。この場合、鍔状に形成される平板部102の上部表面に設けられる日射センサ等2,7は、支持部101の周辺において、当該支持部101よりも低位に設けられることとなるが、支持部101から十分な間隔を有して配置されることにより、支持部101によって日射を遮られないように配置することができる。なお、北側の日射センサ2を設置しない場合は、日射が遮断される可能性を低下させることができる。
<Modifications and usage of observation equipment>
The embodiment of the observation device 100 is as described above, but the above is an example, and the configuration of the observation device 100 can be changed as appropriate. For example, the number of solar radiation sensors 2 and 7 is not limited to four, and the number of solar radiation sensors 2 may be two, the number of environment sensors 7 may be one, and the number of necessary environment sensors 7 may be large. It may be installed. Further, the height of the flat plate portion 102 is arbitrary, and as shown in FIG. 10A, the support portion 101 may be configured to project upward at the center. In this case, the solar radiation sensors 2 and 7 provided on the upper surface of the flat plate portion 102 formed in the shape of a brim are provided at a lower position than the support portion 101 around the support portion 101, but the support portion By arranging them at a sufficient distance from 101, it is possible to arrange them so that the illuminance is not blocked by the support portion 101. If the solar radiation sensor 2 on the north side is not installed, the possibility that the solar radiation is blocked can be reduced.

ところで、このように観測装置100による全天球型カメラ3および日射センサ等2,7の設置には、例えば、図10(b)に示すように、電柱Pの適当に高い位置に前記各機器を備える観測装置100を設置することができる。電柱Pには観測装置100を設置するための支持部が必要であるが、その支持部によって観測装置100を指示させることにより適度な高さに設置が可能となる。このとき、電力供給用の電力線110よりも高位とすることで、全天球型カメラ3および日射センサ等2,7に対する観測の障害を回避させることができる。しかしながら、さらに上部には、架空地線120などが架設される場合があることから、観測装置100は、電柱Pの南側に設置されることが好ましい。 By the way, in the installation of the spherical camera 3 and the solar radiation sensor 2 and 7 by the observation device 100 in this way, for example, as shown in FIG. The observation device 100 equipped with the above can be installed. A support portion for installing the observation device 100 is required on the utility pole P, but the observation device 100 can be instructed by the support portion so that the observation device 100 can be installed at an appropriate height. At this time, by setting the position higher than the power line 110 for power supply, it is possible to avoid obstacles to observation of the spherical camera 3 and the solar radiation sensors 2 and 7. However, since an overhead ground wire 120 or the like may be erected further above, the observation device 100 is preferably installed on the south side of the utility pole P.

このように、電柱Pに設置される場合には、電力供給される電力線110から電力供給を受け、また、架空地線120の内部に設けられる通信ケーブルを使用してデータ送信を行うことも可能となる。なお、架空地線120の下方に設けることにより雷撃から防護させることも可能となり、荒天時における継続的な環境モニタリングを可能とし得る。 In this way, when installed on the utility pole P, it is possible to receive power from the power line 110 to which power is supplied, and to transmit data using a communication cable provided inside the overhead ground wire 120. Will be. By providing it below the overhead ground wire 120, it is possible to protect it from lightning strikes, and it is possible to enable continuous environmental monitoring in stormy weather.

<まとめ>
本発明に係る各実施形態は上記のとおりであり、雲影の挙動予測システムについては、現実に測定される日射強度に基づいた雲影の影響を予測するものであり、全天球型カメラ(空画像取得手段)による雲の移動方向と、日射センサによる雲影の移動速度とにより、挙動ベクトルを生成し、そのベクトルによって雲影の影響を受ける地点の予測を可能とするものである。そして、このような雲影の挙動予測システムを利用することにより、太陽光発電装置による発電量を予測することも可能となり、環境センサを併用することにより環境モニタリングシステムとして機能させることができるものである。
<Summary>
Each embodiment of the present invention is as described above, and the cloud shadow behavior prediction system predicts the influence of cloud shadows based on the actually measured solar radiation intensity, and is an all-sky camera ( A behavior vector is generated from the moving direction of the cloud by the aerial image acquisition means) and the moving speed of the cloud shadow by the solar radiation sensor, and it is possible to predict the point affected by the cloud shadow by the vector. By using such a cloud shadow behavior prediction system, it is possible to predict the amount of power generated by the photovoltaic power generation device, and by using an environment sensor together, it can function as an environmental monitoring system. be.

なお、上記各実施形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明がこれらの実施形態に限定されることを趣旨としないものである。従って、上記に示した実施形態の構成要素を変更し、また他の要素を追加することができるものである。 It should be noted that each of the above embodiments shows an example of the present invention, and the present invention is not intended to be limited to these embodiments. Therefore, the components of the embodiment shown above can be modified and other elements can be added.

例えば、日射センサ2Aa~2Eeによって計測すべき日射の状態について、日射強度(W/m2)としているが、同様の趣旨であれば、日射量(J/m2)、照度(lx)、光量子束密度(μmol・m-2・s-1)、太陽光依存性抵抗(Ω)、太陽光発電電力(kW/m2)または太陽熱集熱量(kW/m2)などがあり、これらの中から選択される1以上により、本実施形態が計測し得る日射の状態として定めることができる。 For example, the state of solar radiation to be measured by the solar radiation sensors 2Aa to 2Ee is defined as the solar radiation intensity (W / m 2 ), but for the same purpose, the solar radiation amount (J / m 2 ), illuminance (lx), and photon. Bundle density (μmol ・ m -2・ s -1 ), solar dependence resistance (Ω), solar power generation (kW / m 2 ) or solar heat collection (kW / m 2 ), etc. By 1 or more selected from, it can be determined as the state of solar radiation that can be measured by this embodiment.

さらに、日射測定網1については、上記各実施形態において四角形の格子を基準とする略四角格子状として構築した状態のみを図示したが、この日射測定網1は、他の形状に構築することができる。例えば、図11(a)に例示するように、予測すべき特定点(例えば太陽光発電装置の設置地点)を中心とする同心円状の格子を基準とする略円径格子状の日射測定網10を構築することができる。この場合には、その交点を測定地点として、日射センサを設置することにより、特定点に向かって移動する雲影は、順次同心円上の複数の測定地点を通過することとなり、2地点の日射強度の変化により容易に速度を算出し得る。また、図11(b)に示すように、亀甲形状の格子を基準とする略亀甲格子状とする日射測定網20を構築してもよい。この場合には、略四角格子状のように南北方向および東西方向への測定地点の配置に加えて有角方向への測定地点を設けることができることから、雲影の影響を受ける測定地点の数を増加させることができる。さらには、図示を省略するが、三角形の格子を基準とする略三角格子状としてもよく、その他の多角形を基準とする略多角格子状として構築してもよい。これらは雲影挙動を予測する目的・対象施設等に応じて適宜変更されるものである。 Further, regarding the solar radiation measurement network 1, only the state of being constructed as a substantially quadrangular grid based on the square grid in each of the above embodiments is shown, but the solar radiation measurement network 1 may be constructed in another shape. can. For example, as illustrated in FIG. 11A, a substantially circular grid-shaped solar radiation measuring network 10 based on a concentric grid centered on a specific point to be predicted (for example, an installation point of a photovoltaic power generation device). Can be built. In this case, by installing a solar radiation sensor with the intersection as the measurement point, the cloud shadow moving toward the specific point will sequentially pass through multiple measurement points on the concentric circles, and the solar radiation intensity at the two points will be passed. The speed can be easily calculated by the change of. Further, as shown in FIG. 11B, a solar radiation measuring network 20 having a substantially hexagonal grid shape based on a hexagonal grid may be constructed. In this case, since it is possible to provide measurement points in the angular direction in addition to the arrangement of measurement points in the north-south direction and the east-west direction like a substantially square grid, the number of measurement points affected by cloud shadows. Can be increased. Further, although not shown, it may be constructed as a substantially triangular grid based on a triangular grid, or as a substantially polygonal grid based on another polygon. These are changed as appropriate according to the purpose of predicting cloud shadow behavior, target facilities, and the like.

1,10,20 日射測定網
2,2Aa,2Ab,2Ac,2Ae,2Ba,2Bb,2Bc,2Be,2Ca,2Cb,2Cc,2Cd,2Da,2Dc,2Dd,2De,2Ea,2Ec,2Ed,2Ee 日射センサ
3,3Ba,3Bc,3Be,3Da,3Dc,3De 全天球型カメラ(空画像取得部、空画像取得手段)
4 処理装置
5 モニタ
6 携帯端末
7,7Aa,7Ab,7Ac 環境センサ
8 光電変換センサ
8a 基板
8b 素子
9 カバー
11 光電変換センサ
12 バイパスダイオード
13 抵抗
14 サーミスタ
15 オペアンプ(インピーダンス変換用)
16 オペアンプ(最大値選択用)
30,30Ba,30Bc,30Be 画像情報取得部
31 記憶部
32 演算部(解析手段)
33 出力部
41 入力解析モジュール
42 記憶部(記憶手段)
43 演算部(予測情報処理手段、日射状態導出手段、判定手段)
44 出力部
80 受光面
81 基台
82 保持部
83 環状ストッパ
91 カバーの天板部
92 カバーの側壁部
93 積層体
100 観測装置
101 支持部
102 平板部
103,104 水準器
105 方位センサ
106 アンテナ
107 フランジ部
108 締着装置
109a 処理装置
109b 電源
110 電力線
120 架空地線
A 雲影の挙動を予測すべき地域(予測対象地域)
C 雲
Cs 雲影
S 太陽
P 電柱
X,Y,Z 端子
1,10,20 Sunlight measurement network 2,2Aa, 2Ab, 2Ac, 2Ae, 2Ba, 2Bb, 2Bc, 2Be, 2Ca, 2Cb, 2Cc, 2Cd, 2Da, 2Dc, 2Dd, 2De, 2Ea, 2Ec, 2Ed, 2Ee Sensors 3, 3Ba, 3Bc, 3Be, 3Da, 3Dc, 3De spherical camera (sky image acquisition unit, sky image acquisition means)
4 Processing device 5 Monitor 6 Portable terminal 7, 7Aa, 7Ab, 7Ac Environmental sensor 8 Photoelectric conversion sensor 8a Board 8b Element 9 Cover 11 Photoelectric conversion sensor 12 Bypass diode 13 Resistor 14 Thermistor 15 Operational amplifier (for impedance conversion)
16 Operational amplifier (for maximum value selection)
30,30Ba, 30Bc, 30Be Image information acquisition unit 31 Storage unit 32 Calculation unit (analysis means)
33 Output unit 41 Input analysis module 42 Storage unit (storage means)
43 Calculation unit (predictive information processing means, solar radiation state derivation means, determination means)
44 Output part 80 Light receiving surface 81 Base 82 Holding part 83 Ring stopper 91 Cover top plate part 92 Cover side wall part 93 Laminated body 100 Observing device 101 Support part 102 Flat plate part 103, 104 Level 105 Direction sensor 106 Antenna 107 Flange Part 108 Tightening device 109a Processing device 109b Power supply 110 Power line 120 Overhead ground wire A Area where the behavior of cloud shadows should be predicted (prediction target area)
C cloud Cs cloud shadow S sun P utility pole X, Y, Z terminals

Claims (16)

適宜間隔を有して日射強度の測定地点を分散配置して構築された日射測定網と、
前記日射測定網の測定地点ごと設置され、日射計によって構成される日射センサと、
前記日射センサとともに、または該日射センサとは異なる地点に設置され、空の画像を取得する空画像取得手段と、
前記測定地点ごとに各日射センサによって測定される日射強度の差違に基づき、該測定地点ごとの日射の状態を導出する日射状態導出手段と、
前記空画像取得手段によって取得される空の画像の変化により、該画像中に存在する雲の移動方向を解析する解析手段と、
前記解析手段によって解析される雲の移動方向、および、前記日射状態導出手段によって導出される2以上の測定地点に係る日射の状態に基づき、雲影の影響を受ける領域の変化を予測情報として作成する予測情報作成手段と
を備えることを特徴とする雲影の挙動予測システム。
A solar radiation measurement network constructed by distributing the measurement points of solar radiation intensity at appropriate intervals,
A solar radiation sensor installed at each measurement point of the solar radiation measurement network and composed of a pyranometer,
An aerial image acquisition means that is installed together with the solar radiation sensor or at a position different from the solar radiation sensor to acquire an image of the sky.
A solar radiation state deriving means for deriving the solar radiation state at each measurement point based on the difference in the solar radiation intensity measured by each solar radiation sensor at each measurement point.
An analysis means for analyzing the moving direction of clouds existing in the image based on a change in the sky image acquired by the sky image acquisition means.
Based on the moving direction of the cloud analyzed by the analysis means and the state of the solar radiation related to the two or more measurement points derived by the solar radiation state derivation means, the change of the region affected by the cloud shadow is created as predictive information. A cloud shadow behavior prediction system characterized by having a means for creating prediction information.
前記予測情報作成手段は、前記日射状態導出手段により導出される測定地点ごとの日射の状態に基づき、日射強度が変化した2以上の測定地点を抽出し、前記解析手段によって解析された雲の移動方向と抽出された前記2以上の測定地点の相互間の距離とに基づいて、雲影の移動速度を算出するものである請求項1に記載の雲影の挙動予測システム。 The prediction information creating means extracts two or more measurement points where the solar radiation intensity has changed based on the solar radiation state at each measurement point derived by the solar radiation state derivation means, and the movement of the cloud analyzed by the analysis means. The cloud shadow behavior prediction system according to claim 1, wherein the moving speed of the cloud shadow is calculated based on the direction and the distance between the two or more measurement points extracted. 前記予測情報作成手段は、さらに、前記日射状態導出手段により導出される測定地点ごとの日射の状態に基づき、日射強度が低下した測定地点を抽出し、抽出された測定地点の範囲を特定することにより、雲影の広さを算出するものである請求項2に記載の雲影の挙動予測システム。 The predictive information creating means further extracts the measurement points where the illuminance intensity has decreased based on the solar radiation state for each measurement point derived by the solar radiation state derivation means, and specifies the range of the extracted measurement points. The cloud shadow behavior prediction system according to claim 2, which calculates the width of the cloud shadow. 前記予測情報作成手段は、さらに、前記日射状態導出手段により導出される測定地点ごとの日射の状態に基づき、日射強度が低下した複数の測定地点を抽出し、日射強度の低下の割合に基づいて、雲影による日射の影響の程度を算出する請求項2または3に記載の雲影の挙動予測システム。 The predictive information creating means further extracts a plurality of measurement points where the solar illuminance intensity has decreased based on the solar radiation state at each measurement point derived by the solar radiation state derivation means, and based on the rate of decrease in the solar radiation intensity. , The behavior prediction system for cloud shadows according to claim 2 or 3, which calculates the degree of influence of solar radiation due to cloud shadows. 前記日射測定網は、雲影の挙動を予測すべき対象地域を平面視により、略円格子状、略四角格子状、略三角格子状および略幾何学形格子状の中から選択される形状または2以上を組み合わせてなる形状としたものであり、前記測定地点は、前記日射測定網を形成するいずれかの格子状の交点としたものである請求項1~4のいずれかに記載の雲影の挙動予測システム。 The solar radiation measurement network has a shape or a shape selected from a substantially circular grid, a substantially triangular grid, a substantially triangular grid, and a substantially geometric grid in a plan view of the target area for which the behavior of cloud shadows should be predicted. The cloud shadow according to any one of claims 1 to 4, which has a shape formed by combining two or more, and the measurement point is a grid-like intersection point forming the solar radiation measurement network. Behavior prediction system. 前記日射センサもしくは前記空画像取得手段またはその双方は、短時間駆動電源、送信手段、データ保存手段、位置情報取得手段および方位検出手段から選択される1または2以上をさらに備える請求項1~5のいずれかに記載の雲影の挙動予測システム。 Claims 1 to 5 further include one or two or more selected from the short-time drive power source, the transmission means, the data storage means, the position information acquisition means, and the direction detection means, or both of the solar radiation sensor and the aerial image acquisition means. The cloud shadow behavior prediction system described in any of the above. 請求項1~6のいずれかに記載の雲影の挙動予測システムを利用する太陽光発電装置設置地点における発電量予測システムであって、
前記予測情報作成手段は、さらに、前記日射センサにより測定される日射強度から算出される太陽光発電による発電量を換算するものであって、太陽光発電装置が設置される地点における雲影の影響の有無を判定するとともに、雲影の影響を受ける場合の時間帯および該時間帯における発電量を演算するものである
ことを特徴とする太陽光発電装置設置地点における発電量予測システム。
A power generation amount prediction system at a solar power generation device installation point using the cloud shadow behavior prediction system according to any one of claims 1 to 6.
The predictive information creating means further converts the amount of power generated by photovoltaic power generation calculated from the solar radiation intensity measured by the solar radiation sensor, and is affected by cloud shadows at the point where the photovoltaic power generation device is installed. A power generation amount prediction system at a solar power generation device installation point, which determines the presence or absence of a solar power source and calculates the time zone when affected by cloud shadows and the amount of power generation in the time zone.
請求項1~6に記載の雲影の挙動予測システムを利用する環境モニタリングシステムであって、
前記測定地点ごとに、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、風向センサ、風速センサ、感雨センサ、雨量センサ、積雪センサ、吹雪センサ、水位センサ、音センサ、光センサ、視程センサ、煙センサ、炎センサ、振動センサ、微粒子センサ、光量子センサ、分光光量子センサ、一酸化炭素量センサ、二酸化炭素センサおよび窒素酸化物センサの中から選択される1以上の環境センサと、
前記環境センサによって測定される測定値に対する1または複数の閾値を基準とする屋外環境レベルを、その良否または複数の段階評価として判定する判定手段とを備えることを特徴する環境モニタリングシステム。
An environmental monitoring system that uses the cloud shadow behavior prediction system according to claims 1 to 6.
Temperature sensor, humidity sensor, pressure sensor, wind direction sensor, wind speed sensor, rain sensor, rain amount sensor, snow cover sensor, snowstorm sensor, water level sensor, sound sensor, optical sensor, visibility sensor, smoke sensor, flame for each measurement point One or more environmental sensors selected from sensors, vibration sensors, fine particle sensors, photon sensors, spectrophoton sensors, carbon monoxide content sensors, carbon dioxide sensors and nitrogen oxide sensors,
An environmental monitoring system comprising.
さらに、前記測定地点ごとに、下向き画像取得手段もしくは横向き画像取得手段のいずれか一方またはその双方を備えている請求項8に記載の環境モニタリングシステム。 The environmental monitoring system according to claim 8, further comprising either one or both of the downward image acquisition means and the sideways image acquisition means at each measurement point. さらに、前記環境センサは、通電状態感知センサを含むものであり、
前記判定手段は、前記通電感知センサによる通電状態の有無に基づき、屋外環境レベルを判定するものである請求項8または9に記載の環境モニタリングシステム。
Further, the environment sensor includes an energization state sensing sensor.
The environmental monitoring system according to claim 8 or 9, wherein the determination means determines an outdoor environment level based on the presence or absence of an energization state by the energization sensing sensor.
さらに、前記環境センサよる測定値、および、前記判定手段による屋外環境レベルを判定した判定結果を、それぞれ関連づけつつ累積的に記憶する記憶手段と、
前記環境センサによる測定値の変化と前記記憶手段に記憶される屋外環境レベルを判定したときの判定結果に至る測定値の変化とを比較する比較手段と、
屋外環境の悪化を報知する報知手段とを備え、
前記判定手段は、前記比較手段による比較の結果が前記記憶手段に記憶される屋外環境レベルの低下を判定したときの測定値の変化の傾向と一致するとき、前記報知手段に報知信号を出力するものである請求項8~10のいずれかに記載の環境モニタリングシステム。
Further, a storage means for cumulatively storing the measured values by the environment sensor and the determination results for determining the outdoor environment level by the determination means while relating them to each other.
A comparison means for comparing the change in the measured value by the environment sensor with the change in the measured value leading to the determination result when the outdoor environment level stored in the storage means is determined.
Equipped with a notification means to notify the deterioration of the outdoor environment
The determination means outputs a notification signal to the notification means when the result of the comparison by the comparison means matches the tendency of the change in the measured value when the decrease in the outdoor environment level stored in the storage means is determined. The environmental monitoring system according to any one of claims 8 to 10.
前記判定手段は、前記比較手段による比較の結果が、前記記憶手段に記憶される環境センサによる測定値の平均的な値との間に閾値を超える範囲で相違するとき、前記報知手段に報知信号を出力するものである請求項11に記載の環境モニタリングシステム。 When the result of the comparison by the comparison means differs from the average value of the measured values by the environment sensor stored in the storage means within a range exceeding the threshold value, the determination means sends a notification signal to the notification means. The environmental monitoring system according to claim 11, which outputs the above. 請求項1~6のいずれかに記載の雲影の挙動予測システム、請求項7に記載の発電量予測システム、または請求項8~12のいずれかに記載の環境モニタリングシステムに使用する観測装置であって、
前記日射センサおよび前記空画像取得手段を保持する保持部を備え、該保持部には、前記日射センサおよび前記空画像取得手段が設置できる適宜範囲の設置領域が形成されており、該設置領域には、複数の日射センサが相互に適宜間隔を有して設けられるとともに、前記空画像取得手段が該日射センサのそれぞれから適宜間隔を有して設けられていることを特徴とする観測装置。
The observation device used for the cloud shadow behavior prediction system according to any one of claims 1 to 6, the power generation amount prediction system according to claim 7, or the environmental monitoring system according to any one of claims 8 to 12. There,
A holding portion for holding the solar radiation sensor and the aerial image acquisition means is provided, and the holding portion is formed with an installation area of an appropriate range in which the solar radiation sensor and the aerial image acquisition means can be installed. Is an observation device characterized in that a plurality of solar radiation sensors are provided at appropriate intervals from each other, and the aerial image acquisition means is provided at appropriate intervals from each of the solar radiation sensors.
前記保持部は、中央付近に空画像取得手段が設けられ、該空画像取得手段の周辺において該空画像取得手段によって日射が遮られない位置および高さに受光面を有する状態で複数の日射センサが配置されているものである請求項13に記載の観測装置。 The holding portion is provided with an aerial image acquisition means near the center, and has a plurality of illuminance sensors at positions and heights around the aerial image acquisition means where the illuminance is not blocked by the aerial image acquisition means. The observation device according to claim 13, wherein the image is arranged. さらに、前記設置領域の全体または一部について水平を確認するための機器、方位を確認するための機器、位置情報を取得するための機器、時刻を確認するための機器および前記環境センサとして機能させるための適宜な機器の中から任意に選択される1以上の機器を備えている請求項13または14に記載の観測装置。 Further, it functions as a device for confirming the level of the entire or part of the installation area, a device for confirming the orientation, a device for acquiring position information, a device for confirming the time, and the environment sensor. The observation device according to claim 13 or 14, comprising one or more devices arbitrarily selected from appropriate devices for the purpose. 前記保持部は、支持部によって適宜状態に支持されるものであり、
前記保持部もしくは前記支持部のいずれか一方または双方は、内部に空間部を有して構成され、該空間部に前記機器の全部または一部が内蔵されるものである請求項15に記載の観測装置。
The holding portion is appropriately supported by the supporting portion, and is supported in a state as appropriate.
15. The 15. 10. Observation device.
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