JP5319483B2 - 配置設計装置および配置設計方法ならびにプログラムおよびこれを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば建物の屋根に設置される複数の太陽電池モジュールのレイアウトを設計する際に好適に用いられる配置設計装置および配置設計方法ならびにプログラムおよびこれを記録した記録媒体に関する。

近年、環境問題への意識の高まりとともに、公共の建物のみならず、一般の家屋にも太陽光発電装置の設置が普及している。太陽光発電装置は、太陽光による光エネルギーを直接電力に変換する装置であり、発電時に二酸化炭素などを発生しない。したがって太陽光発電装置は、他の発電装置に比べて周囲の環境への影響が少なく、クリーンな発電装置として用いられている。この太陽光発電装置を設置するためには、光エネルギーを電力に変換するための太陽電池モジュールを、家屋などの建物の屋根面に配置する必要がある。

通常、太陽電池モジュールを配置すべき屋根面の形状は、建物ごとに異なっている。したがって、屋根面ごとに太陽電池モジュールの配置、すなわちレイアウトを設計しなければならない。従来から、太陽電池モジュールのレイアウト設計を支援する装置である配置設計装置が、複数提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００４−１４３９１２号公報

最近では、屋根面に対して太陽電池モジュールを配置するために、外形寸法、詳細には受光側表面の輪郭の寸法の異なる複数種類の太陽電池モジュールが利用される場合が多い。この場合には、１つの屋根面に対して設計可能なレイアウトの数も増大することとなる。このように複数のレイアウトが設計されると、ユーザは、レイアウトを選択する際に、総費用および総出力値など予め定める評価事項に基づいて決定しがちである。

従来の配置設計装置は、設計したレイアウトごとに、そのレイアウトについての総費用および総出力値などの情報を出力可能に構成されているので、ユーザは、その出力された情報を基にレイアウトを決定することができる。しかしながら、従来の配置設計装置は、ユーザの要求に基づく特定の評価事項について最良の結果を与えるレイアウトを設計するようには構成されていないので、現状では、ユーザは、すべてのレイアウトを網羅した上で、前記最良の結果を与えるレイアウトを選択しなければならない。したがって、ユーザは、所望のレイアウトを選択するために多くの時間を費やさなければならないという問題がある。

本発明の目的は、特定の評価事項について最良の結果を短時間でユーザに与えることのできる配置設計装置および配置設計方法ならびにプログラムおよびこれを記録した記録媒体を提供することである。

本発明は、太陽電池モジュールが配置されるべき配置対象領域に対し、外形寸法の異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いて太陽電池モジュールのレイアウトを設計する配置設計装置であって、
配置対象領域を表す領域情報を取得する領域情報取得手段と、
各太陽電池モジュールの外形寸法と予め定める評価事項の尺度を表す指標とを含むモジュール情報を取得するモジュール情報取得手段と、
領域情報取得手段によって取得された領域情報およびモジュール情報取得手段によって取得されたモジュール情報に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成するレイアウト作成手段と、
レイアウト作成手段によって作成されたレイアウトを表す配置情報を出力する配置情報出力手段とを含み、
前記レイアウト作成手段は、配置対象領域の幅方向または高さ方向に沿う一列分の太陽電池モジュールのレイアウトに関して、前記指標の総和が最大または最小となるように太陽電池モジュールの種類ごとの枚数を決定し、その一列分の各枚数に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成することを特徴とする配置設計装置である。

また本発明は、太陽電池モジュールが配置されるべき配置対象領域に対し、外形寸法の異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いて太陽電池モジュールのレイアウトを設計する配置設計方法であって、
配置対象領域を表す領域情報を取得する領域情報取得工程と、
各太陽電池モジュールの外形寸法と予め定める評価事項の尺度を表す指標とを含むモジュール情報を取得するモジュール情報取得工程と、
領域情報取得工程によって取得された領域情報およびモジュール情報取得工程によって取得されたモジュール情報に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成するレイアウト作成工程と、
レイアウト作成工程によって作成されたレイアウトを表す配置情報を出力する配置情報出力工程とを含み、
前記レイアウト作成工程は、配置対象領域の幅方向または高さ方向に沿う一列分の太陽電池モジュールのレイアウトに関して、前記指標の総和が最大または最小となるように太陽電池モジュールの種類ごとの枚数を決定し、その一列分の各枚数に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成することを特徴とする配置設計方法である。

また本発明は、コンピュータに前記配置設計方法を実行させるためのプログラムである。

また本発明は、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

本発明によれば、モジュール情報取得手段によって取得されるモジュール情報には、たとえば各太陽電池モジュールの最大出力値および単価など、設計された太陽電池モジュールのレイアウトをユーザが評価するために利用される指標が含まれ、レイアウト作成手段は、配置対象領域の幅方向または高さ方向に沿う一列分の太陽電池モジュールのレイアウトに関して、該指標の総和が最大または最小となるように太陽電池モジュールの種類ごとの枚数を決定し、その一列分の各枚数に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成する。したがって、配置設計装置は、ユーザに対して、特定の評価事項について最良の結果を短時間で与えることができる。また、ユーザにとっては、試行錯誤的に設計された複数のレイアウトを一つ一つ確認する手間を省くことができ、要求に沿ったレイアウトを短時間で抽出することができる。

本発明の一実施形態である配置設計装置１０を示すブロック図である。 配置設計装置１０の制御系のブロック図である。 領域情報取得部１１の構成を示すブロック図である。 切妻屋根における矩形状の屋根面Ｓ１と配置対象領域Ｓ２とを説明するための図である。 太陽電池モジュール１の受光側表面の外形寸法を説明するための図である。 レイアウト作成部１３の構成を示すブロック図である。 配置設計装置１０によるレイアウト設計のための演算処理の手順を示すフローチャートである。 図７におけるステップｓ３のレイアウト作成工程を詳細に示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの配置設計装置について説明する。本発明に係る配置設計装置は、太陽電池モジュールが配置されるべき配置対象領域に対し、外形寸法、より詳細には、受光側表面の輪郭の寸法の異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いて、太陽電池モジュールのレイアウトを設計するための設計支援装置である。本発明に係る配置設計装置は、特に、既存の家屋の屋根における太陽電池モジュールの設置面について、太陽電池モジュールのレイアウトを設計するために好適に用いることができる。

以下の説明においては、家屋屋根の屋根面を設置面として説明するが、これに限らず、太陽電池モジュールを設置可能な平坦な面を設置面として、本発明に係る配置設計装置を用いることができる。

ここで、配置対象領域とは、設置面全体の領域のうち、太陽電池モジュールを設置可能な領域であるものとする。たとえば設置面が屋根面である場合、構造的に弱い屋根面の周縁部分など太陽電池モジュールを配置することができない配置禁止領域が存在する場合がある。この場合、設置面全体の領域から配置禁止領域を除いた残余の領域が、配置対象領域に相当する。

太陽電池モジュールは、太陽光をエネルギー源として発電を行う太陽光発電装置を構成するための一要素であり、複数の太陽電池素子を直列および／または並列に接続した太陽電池素子群を備え、大略的にパネル状に形成される。太陽電池モジュールは、たとえば、太陽光線が入射する受光面側に透明なカバーを配設し、受光面とは反対側に裏面基板を配設し、透明カバーと裏面基板との間に透明な充填材を充填し、その充填材の中に太陽電池素子群を配設することによって、パネル状に形成される。なお、太陽電池モジュールを構成する太陽電池素子は、単結晶、多結晶、微結晶、アモルファスおよび化合物半導体などいずれから成るものであってもよい。

図１は、本発明の一実施形態である配置設計装置１０を示すブロック図である。また図２は、配置設計装置１０の制御系のブロック図である。

図２に示すように、配置設計装置１０は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータ１００によって実現される。具体的には、配置設計設計方法をコンピュータに実行させるためのプログラム（以後、「配置設計プログラム」という場合もある）が、たとえばコンピュータ読取可能な記憶媒体としてのＲＯＭ（Read Only Memory）１１２ａに格納されている。

コンピュータは、コンピュータ本体１１０と、入力装置１２１および出力装置１２２からなる周辺機器１２０とを含む。コンピュータ本体１１０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ１１１（Central Processing Unit）と前記ＲＯＭ１１２ａとＲＡＭ（Random Access Memory）１１２ｂとから成るマイクロコンピュータと、補助記憶装置としてのハードディスク装置１１３と、入出力インタフェース１１４と、バス１１５と、図示しない駆動回路とを有する。

ＣＰＵ１１１と、ＲＯＭ１１２ａと、ＲＡＭ１１２ｂと、ハードディスク装置１１３と、入出力インタフェース１１４とは、バス１１５を介して電気的に接続されている。なお配置設計プログラムは、ＣＰＵ１１１にて実行される。

ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２ａに格納されている配置設計プログラムを起動させることによって、領域情報取得部１１、モジュール情報取得部１２、レイアウト作成部１３および配置情報出力部１４の機能を実現する。

入出力インタフェース１１４には、入力装置１２１が電気的に接続されている。また、入出力インタフェース１１４には、駆動回路を介して出力装置１２２が電気的に接続されている。ユーザは、このようなコンピュータ本体１１０および周辺機器１２０を用いて、ユーザーの希望する太陽電池モジュールのレイアウトを、後述するように迅速にかつ簡単に設計することができる。

入力装置１２１は、マウスまたはタッチパネルなどのポインティングデバイス１２１ａおよびキーボード１２１ｂによって構成される。入力装置１２１は、ユーザによって入力された情報を、入出力インタフェース１１４を介して、ＣＰＵ１１１に与える。

出力装置１２２は、情報を可視表示するためのディスプレイ１２２ａおよび情報を紙などの記録用紙に印字するプリンタ１２２ｂによって構成される。ディスプレイ１２２ａは、たとえばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイおよび液晶ディスプレイなどによって実現される。出力装置１２２は、制御部１１１から入出力インタフェース１１４を介して送られてきた情報を出力する。

以下、配置設計装置１０における前記各機能部１１〜１４について詳細に説明する。
領域情報取得部１１は、配置対象領域を表す情報である領域情報を取得する。図３は、領域情報取得部１１の構成を示すブロック図である。領域情報取得部１１は、屋根面を表す情報である屋根面情報を生成する屋根面情報生成部１１ａと、前記領域情報を生成する領域情報生成部１１ｂとを含み、領域情報生成部１１ｂが領域情報を生成することによって領域情報を取得する。

ここで、領域情報について説明する。図４は、切妻屋根における矩形状の屋根面Ｓ１と配置対象領域Ｓ２とを説明するための図である。領域情報には、配置対象領域Ｓ２の外形寸法を表す領域外形情報と、配置対象領域Ｓ２を規定している矩形状の輪郭（以下、「対象領域輪郭」と称する）Ｃ２を形成する各線分Ｃ２１〜Ｃ２４が屋根面Ｓ１におけるいずれの稜線に対応するかを表す領域稜線情報とが含まれる。

領域外形情報は、対象領域輪郭Ｃ２の外形寸法を表す情報であり、二次元直交座標系における座標を用いて表すことができる。具体的には、領域外形情報には、対象領域輪郭Ｃ２における各頂点Ｐ１〜Ｐ４の座標を表す座標情報、および、対象領域輪郭Ｃ２を形成している各線分Ｃ２１〜Ｃ２４を表す線分情報などが含まれる。さらに、該線分情報には、どの２つの頂点に亘ってその線分が延在しているかを表す頂点情報、および、線分の長さを表す長さ情報などが含まれる。

領域稜線情報は、対象領域輪郭Ｃ２を形成している各線分Ｃ２１〜Ｃ２４が、軒、棟およびけらばなどいずれの稜線に対応するかを表す情報である。たとえば、図４に示すように、屋根面Ｓ１の周縁部分に配置禁止領域Ｓ３が存在する場合には、領域稜線情報は、各線分Ｃ２１〜Ｃ２４がどの稜線をオフセットして得られたのかを表す情報である。

ここで、軒は、屋根面Ｓ１における下端部の稜線とし、棟は、屋根面Ｓ１における上端部の稜線とする。また、けらばは、屋根面Ｓ１における側端部の稜線のうち、軒および棟に対して直交して延びる稜線とする。

したがって、図４に示すように、切妻屋根における矩形状の屋根面Ｓ１は、軒、棟および２つのけらばによって包囲される。なお、以下の説明において、配置対象領域Ｓ２の幅方向（すなわち、軒および棟に対応する線分Ｃ２１，Ｃ２２が延びる方向）を水平方向と称し、配置対象領域Ｓ２の高さ方向（すなわち、けらばに対応する線分Ｃ２３，Ｃ２４が延びる方向）を屋根傾斜方向と称する場合がある。

屋根面情報生成部１１ａは、ユーザがＣＡＤ（Computer Aided Design）装置を利用して、ＸＹ直交座標系において、屋根面Ｓ１の輪郭Ｃ１を描画し、輪郭Ｃ１の各線分Ｃ１１〜Ｃ１４に対して後述する屋根面稜線情報を与えることによって、または、予め作成された屋根面Ｓ１のＣＡＤデータをＣＡＤ装置にインポートすることによって、屋根面情報を生成する。屋根面情報には、矩形状の屋根面Ｓ１の外形寸法を表す屋根面外形情報と、屋根面Ｓ１を規定している輪郭Ｃ１を形成する各線分Ｃ１１〜Ｃ１４がいずれの稜線に該当するかを表す屋根面稜線情報とが含まれる。

領域情報生成部１１ｂは、ユーザがＣＡＤ（Computer Aided Design）装置を利用して、ＸＹ直交座標系において、対象領域輪郭Ｃ２を描画し、各線分Ｃ２１〜Ｃ２４に対して領域稜線情報を与えることによって、または、屋根面情報生成部１１ａによって生成された屋根面情報に基づき、輪郭Ｃ１の各線分Ｃ１１〜Ｃ１４に対して、屋根面Ｓ１から配置禁止領域Ｓ３を除くために所定の距離Ｄ１〜Ｄ４だけ内方にオフセットすることによって、領域情報を生成する。オフセットすべき距離Ｄ１〜Ｄ４は、ユーザが入力することによって指定してもよく、各稜線に対して予め決定されている値によって与えられてもよい。

モジュール情報取得部１２は、レイアウト設計に用いられる矩形状の太陽電池モジュールに関する情報（以下、「モジュール情報」と称する）を取得する手段である。モジュール情報は、たとえば予めデータベース化されたモジュールデータベース（以下、「モジュールＤＢ」と称する）から取得される。

モジュールＤＢには、外形寸法の異なる複数種類の太陽電池モジュールごとにモジュール個別情報が格納される。各モジュール個別情報には、機種名情報、寸法情報、指標情報およびモジュール配置基点情報などが含まれる。

機種名情報は、太陽電池モジュールの種類ごとに割り当てられた機種名を表す情報である。

寸法情報は、太陽電池モジュールにおける矩形状の受光側表面の外形寸法を表す情報であり、受光側表面の高さ方向寸法を表す高さ情報と受光側表面の幅方向寸法を表す幅情報とを含む。図５は、太陽電池モジュール１の受光側表面の外形寸法を説明するための図である。太陽電池モジュール１の受光側表面には、受光側表面の輪郭の線分に沿って、予め高さ方向および幅方向が定められ、高さ情報は高さ方向の寸法Ｈ１として、幅情報は幅方向の寸法Ｗ１として与えられる。

指標情報は、予め定める評価事項の尺度を表す情報である。この指標は、配置設計装置１０によって設計された太陽電池モジュールのレイアウトを、ユーザが評価するために利用される。指標情報には、太陽電池モジュールの最大出力値（単位：ワット）を表す出力値情報および太陽電池モジュールの単価を表す単価情報などが含まれる。この最大出力値および単価は、太陽電池モジュールの機種ごとに異なる。

モジュール配置基点情報は、太陽電池モジュールの受光側表面において、予め定められたモジュール配置基点の位置を表す情報である。モジュール配置基点とは、太陽電池モジュールを配置対象領域に対して配置する際に基点とされる点である。たとえば、図５に示すように、モジュール配置基点として、左下、右下、右上および左上の４つの頂点Ｍ１〜Ｍ４、ならびに、下側縁辺、上側縁辺、左側縁辺、右側縁辺の各中点Ｍ５〜Ｍ８が予め定められ、モジュール配置基点情報には、これらのモジュール配置基点の位置を表す座標情報が含まれる。

このようなモジュールＤＢは、予め作成されて、たとえばハードディスク装置１１３に記憶される。また、ユーザは、このモジュールＤＢに対して、新たな太陽電池モジュールについてのモジュール個別情報を追加することができる。

本実施形態では、このモジュールＤＢには、前述するモジュール個別情報のほか、複数のモジュールセット情報が格納される。モジュールセット情報とは、モジュールＤＢに格納されている複数種類の太陽電池モジュールに対し、受光側表面の輪郭の寸法に基づいて予め組み合わせられたモジュールセットを表す情報である。各モジュールセット情報は、たとえば、そのモジュールセットに含まれている各太陽電池モジュールの機種名情報によって構成される。

このモジュールセットには、同一の高さ寸法を有する太陽電池モジュール同士を組み合わせて構成した高さ均一セットと、同一の幅寸法を有する太陽電池モジュール同士を組み合わせて構成した幅均一セットとが含まれ、高さ寸法ごとに、あるいは、幅寸法ごとに、複数のモジュールセットが予め作成されている。

たとえば、高さ均一セットは、高さ寸法がいずれもＨであり、幅寸法がそれぞれＷ１，Ｗ２，…，Ｗｍ（ただし、Ｗ１＞Ｗ２＞…＞Ｗｍ）であるｍ（ただし、ｍは２以上の整数）個の矩形状の太陽電池モジュールを組み合わせて構成される。

本実施形態におけるモジュール情報取得部１２は、レイアウト設計に用いるべきモジュールセットがユーザによって指定されることによって、指定されたモジュールセットを構成している太陽電池モジュールのモジュール情報を、モジュールＤＢから取得する。

レイアウト作成部１３は、領域情報取得部１１によって取得された配置対象領域Ｓ２の領域情報、および、モジュール情報取得部１２によって取得された所定の太陽電池モジュールのモジュール情報に基づいて、その配置対象領域Ｓ２に対して、所定の太陽電池モジュールを用いたレイアウトを作成する。

図６は、レイアウト作成部１３の構成を示すブロック図である。レイアウト作成部１３は、基点設定部１３１と、指標設定部１３２と、モジュール枚数決定部１３３と、レイアウト決定部１３４とを含む。

基点設定部１３１は、ユーザによって指定されることによって、または、予め定められた設定に従って、配置対象領域Ｓ２に対して、太陽電池モジュールの配置を開始するための基点となる領域配置基点の位置を設定する。さらに、設定した領域配置基点の位置に基づいて、太陽電池モジュールにおけるモジュール配置基点を選択する。たとえば、領域配置基点として配置対象領域Ｓ２における左下の頂点が設定され、モジュール配置基点として左下の頂点Ｍ１が選択される。

指標設定部１３２は、ユーザによって指定されることによって、または、予め定められた設定に従って、モジュール枚数決定部１３３においてモジュール枚数を決定するために用いられる指標の種類を設定する。たとえば、指標の種類として最大出力値が設定される。

モジュール枚数決定部１３３は、領域情報取得部１１によって取得された配置対象領域Ｓ２の領域情報、モジュール情報取得部１２によって取得された所定の太陽電池モジュールのモジュール情報、および、指標設定部１３２によって設定された指標の種類に基づいて、配置対象領域Ｓ２の列領域に配置すべき一列分の太陽電池モジュールの機種ごとの枚数を決定する。

なお、配置対象領域Ｓ２に対して太陽電池モジュールを配置する際には、配置対象領域Ｓ２の水平方向と太陽電池モジュールの幅方向とが一致するように配置されるものとする。

ここで、上記の配置対象領域Ｓ２の列領域とは、高さ寸法が同一の太陽電池モジュールを一列分配置するために、配置対象領域Ｓ２を屋根傾斜方向に分割して形成された領域、または、幅寸法が同一の太陽電池モジュールを一列分配置するために、配置対象領域Ｓ２を水平方向に分割して形成された領域のことである。ここで、配置対象領域Ｓ２の水平方向寸法をＷｓ、屋根傾斜方向寸法をＨｓとすると、モジュールセットとして高さ寸法がＨｍである高さ均一セットが指定されている場合には、列領域は、屋根傾斜方向寸法がＨｍ、水平方向寸法がＷｓである矩形領域に相当し、モジュールセットとして幅寸法がＷｍである幅均一セットが指定されている場合には、列領域は、屋根傾斜方向寸法がＨｓ、水平方向寸法がＷｍである矩形領域に相当する。

以下、太陽電池モジュールの機種ごとの枚数を決定する方法について説明する。
ここで、ユーザによって指定されているモジュールセットは、高さ寸法がいずれもＨｍで幅寸法がＷａ，Ｗｂ（ただし、Ｗａ＞Ｗｂ）である２種類の太陽電池モジュール１ａ，１ｂによって構成される高さ均一セットであるものとし、各太陽電池モジュール１ａ，１ｂの最大出力値は、Ｏｕｔ１ａ，Ｏｕｔ１ｂであるものとする。

モジュール枚数決定部１３４は、一列分の太陽電池モジュール１ａ，１ｂの各枚数Ｉ，Ｊ（Ｉ，Ｊは０以上の整数）を決定するために、先ず、列領域に対して最大限配置可能な太陽電池モジュール１ａ，１ｂの枚数Ｉ，Ｊの組合せを算出する。すなわち、Ｗｓ−Ｗｂ＜Ｗａ×Ｉ＋Ｗｂ×Ｊ≦Ｗｓを満足するような枚数Ｉ，Ｊの組合せを算出する。

次に、算出された各組合せに対して、一列分の太陽電池モジュールの総出力値（すなわち、最大出力値の総和）を算出する。たとえば、ｍ（ただし、ｍは正の整数）番目の組合せにおける一列分の太陽電池モジュール１ａ，１ｂの各枚数をＩｍ，Ｊｍとすると、ｍ番目の組合せにおける一列分の太陽電池モジュールの総出力値Ｏｕｔ＿ｓｕｍは、Ｏｕｔ＿ｓｕｍ＝Ｉｍ×Ｏｕｔ１ａ＋Ｊｍ×Ｏｕｔ１ｂとして算出される。

すなわち、一列分の太陽電池モジュールの総出力値Ｏｕｔ＿ｓｕｍは組合せの数だけ算出されることとなり、このうち最も大きな総出力値Ｏｕｔ＿ｓｕｍを与えるときの各枚数を、列領域に配置すべき一列分の太陽電池モジュール１ａ，１ｂの各枚数Ｉ，Ｊとして決定する。

上記では、２種類の太陽電池モジュールによって構成される高さ均一セットが指定されている場合について説明しているが、３種類以上の太陽電池モジュールによって構成される高さ均一セットが指定されている場合であっても、上記と同様の方法によって列領域に配置すべき一列分の太陽電池モジュールの各枚数を決定することができる。また、幅均一セットが指定されている場合であっても、上記と同様の方法によって列領域に配置すべき一列分の太陽電池モジュールの各枚数を決定することができる。

また上記では、指標の種類として最大出力値が設定されている場合について説明しているが、他の指標が設定されていてもよい。以下、指標の種類として単価が設定されている場合について説明する。

なお、上記と同様に、ユーザによって指定されているモジュールセットは、高さ寸法がいずれもＨｍで幅寸法がＷａ，Ｗｂ（ただし、Ｗａ＞Ｗｂ）である２種類の太陽電池モジュール１ａ，１ｂによって構成される高さ均一セットであるものとし、各太陽電池モジュール１ａ，１ｂの単価は、Ｐｒ１ａ，Ｐｒ１ｂであるものとする。

上記と同様にして、先ず、列領域に対して最大限配置可能な太陽電池モジュール１ａ，１ｂの枚数Ｉ，Ｊの組合せを算出する。次に、算出された各組合せに対して、一列分の太陽電池モジュールの総価格（すなわち、単価の総和）を算出する。たとえば、ｍ番目の組合せにおける一列分の太陽電池モジュール１ａ，１ｂの各枚数をＩｍ，Ｊｍとすると、ｍ番目の組合せにおける一列分の太陽電池モジュールの総価格Ｐｒ＿ｓｕｍは、Ｐｒ＿ｓｕｍ＝Ｉｍ×Ｐｒ１ａ＋Ｊｍ×Ｐｒ１ｂとして算出される。

すなわち、一列分の太陽電池モジュールの総価格Ｐｒ＿ｓｕｍは組合せの数だけ算出されることとなり、このうち最も小さな総価格Ｐｒ＿ｓｕｍを与えるときの各枚数を、列領域に配置すべき一列分の太陽電池モジュール１ａ，１ｂの各枚数Ｉ，Ｊとして決定する。

また上記では、指標の種類として１種類のみ設定されているが、指標の種類を複数設定して列領域に配置すべき一列分の太陽電池モジュールの各枚数を決定してもよい。たとえば、指標の種類ごとに予め定められた重み係数を用いることによって、指標の種類を複数設定した場合であっても、列領域に配置すべき一列分の太陽電池モジュールの各枚数を決定することができる。

モジュール枚数決定部１３３は、上記のようにして、ユーザによって指定された指標の総和が最大または最小となるときの、一列分の太陽電池モジュールの各枚数を決定することができる。

レイアウト決定部１３４は、基点設定部１３１によって設定された領域配置基点およびモジュール配置基点、ならびに、モジュール枚数決定部１３３によって決定された一列分の太陽電池モジュールの機種ごとの枚数に基づいて、配置対象領域Ｓ２に対する太陽電池モジュールのレイアウトを決定する。

具体的には、まず、配置対象領域Ｓ２の列領域における一列分のレイアウトを決定する。この一列分のレイアウトを決定する際には、たとえば、デザイン性を考慮して、列領域の中心に向かうにつれて、幅寸法または高さ寸法の大きな太陽電池モジュールが配置されるように決定される。

このようにして一列分のレイアウトが決定すると、本実施形態では、この一列分のレイアウトを、配置対象領域Ｓ２の水平方向または屋根傾斜方向に並べることによって、配置対象領域Ｓ２全体のレイアウトを決定する。これによって、配置対象領域Ｓ２において、目地が揃ったレイアウトを決定することができる。また、一列分の太陽電池モジュールの各枚数を指標の総和が最大または最小となるように決定しているので、配置対象領域Ｓ２全体のレイアウトについても、指標の総和が最大または最小となるレイアウトを提供することができる。このようにして決定されたレイアウトは、領域配置基点およびモジュール配置基点に基づいて、配置対象領域Ｓ２内の所定の位置に配置される。

配置情報出力部１４は、レイアウト作成部１３によって作成されたレイアウトに関する配置情報を出力する。具体的には、配置対象領域Ｓ２に対する太陽電池モジュールのレイアウトおよびそのレイアウトに関する総出力値または総価格を、ディスプレイ１２２ａに表示させる、または、プリンタ１２２ｂを用いて記録用紙に印刷することによって、配置情報を出力する。これによって、ユーザは、設計されたレイアウトを確認することができるだけでなく、該レイアウトの総出力値および総価格についても確認することができる。

図７は、配置設計装置１０によるレイアウト設計のための演算処理の手順を示すフローチャートである。

ステップｓ０で、ユーザからの指示に応じて、ＣＰＵ１１１がＲＯＭ１１２ａに格納されている配置設計プログラムを起動することによって、レイアウト設計のための演算処理が開始される。

ステップｓ１（領域情報取得工程）では、領域情報生成部１１２が領域情報を生成することによって、領域情報取得部１１が領域情報を取得する。領域情報の取得が完了すると、ステップｓ２に進む。

ステップｓ２（モジュール情報取得工程）では、モジュール情報取得部１２が、ユーザによって指定されたモジュールセットを構成している太陽電池モジュールのモジュール情報を、モジュールＤＢから取得する。モジュール情報の取得が完了すると、ステップｓ３に進む。

ステップｓ３（レイアウト作成工程）では、レイアウト作成部１３が、領域情報取得部１１によって取得された領域情報およびモジュール情報取得部１２によって取得されたモジュール情報に基づいて、配置対象領域Ｓ２に対する太陽電池モジュールのレイアウトを作成する。レイアウトが作成されると、ステップｓ４に進む。

ステップｓ４（配置情報出力工程）では、配置情報出力部１４が、レイアウト作成部１３によって作成されたレイアウトに関する配置情報を出力する。具体的には、配置情報をディスプレイ１２２ａに表示させる処理およびプリンタ１２２ｂを用いて記録用紙に印刷させる処理の一方または双方を実行する。配置情報の出力が完了すると、ステップｓ５に進む。

ステップｓ５では、レイアウト設計のための演算処理が完了する。このようにして、ユーザは、出力された配置情報を容易に確認することができる。

図８は、図７におけるステップｓ３のレイアウト作成工程を詳細に示すフローチャートである。図７におけるステップｓ２が終了すると、ステップｓ３０で、レイアウト作成工程が開始される。

ステップｓ３１（基点設定工程）では、基点設定部１３１が、領域配置基点およびモジュール配置基点を設定する。領域配置基点およびモジュール配置基点が設定されると、ステップｓ３２に進む。

ステップｓ３２（指標設定工程）では、指標設定部１３２が、モジュール枚数決定部１３３においてモジュール枚数を決定するために用いられる指標の種類を設定する。指標の種類が設定されると、ステップｓ３３に進む。

ステップｓ３３（モジュール枚数決定工程）では、モジュール枚数決定部１３３が、配置対象領域Ｓ２の列領域に配置すべき一列分の太陽電池モジュールの機種ごとの枚数を決定する。モジュール枚数が決定すると、ステップｓ３４に進む。

ステップｓ３４（レイアウト決定工程）では、レイアウト決定部１３４が、配置対象領域Ｓ２に対する太陽電池モジュールのレイアウトを決定する。レイアウトが決定すると、ステップｓ３５に進む。ステップｓ３５では、レイアウト作成工程が完了する。レイアウト作成工程が完了すると、図７におけるステップｓ４の配置情報出力工程が開始される。

以上に説明するように、配置対象領域Ｓ２の幅方向または高さ方向に沿う一列分の太陽電池モジュールのレイアウトに関して、指標の総和が最大または最小となるように太陽電池モジュールの種類ごとの枚数を決定し、その一列分の各枚数に基づいて、配置対象領域Ｓ２全体に対するレイアウトを作成する。したがって、配置設計装置１０は、ユーザに対して、特定の評価事項について最良の結果を短時間で与えることができる。また、ユーザにとっては、試行錯誤的に設計された複数のレイアウトを一つ一つ確認する手間を省くことができ、要求に沿ったレイアウトを短時間で抽出することができる。なお、本実施形態においては、矩形状の配置対象領域Ｓ２を有する切妻屋根を例に挙げて説明しているが、非矩形状の配置対象領域を有する屋根であっても、その非矩形状の配置対象領域に対し、矩形状の矩形領域を設定することによって、同様の処理を行うことができる。

上述した実施形態では、配置設計プログラムは、コンピュータ本体１１０に備えられるＲＯＭ１１２ａに格納されているが、これに限らず、ハードディスク装置１１３に格納されていてもよい。

また、配置設計プログラムは、コンピュータで読取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。記録媒体としては、たとえば図示しない外部記憶装置としてのプログラム読取装置を設け、該プログラム読取装置に記録媒体を挿入することによって読取り可能な記録媒体であってもよい。

いずれの記録媒体であっても、記録媒体に記憶されているプログラムがコンピュータからアクセスされて実行される構成であれば良い。すなわち、いずれの記録媒体であっても、記録媒体からプログラムが読み出され、読み出されたプログラムが、半導体メモリまたはハードディスク装置などの記憶装置のプログラム記憶エリアに記憶されて、そのプログラムが実行される構成であれば良い。さらに通信ネットワークを介して他の装置からダウンロードされてプログラム記憶エリアに記憶させても良い。ダウンロード用のプログラムは、予めコンピュータの記憶装置に記憶しておくか、または別な記録媒体からプログラム記憶エリアにインストールしておく。

本体と分離可能に構成される記録媒体は、たとえば磁気テープ／カセットテープなどのテープ系の記録媒体、フロッピー（登録商標）ディスクなどの磁気ディスクのディスク系の記録媒体、フレキシブルディスク／ハードディスクなどの磁気ディスクもしくはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）／ＭＯ（Magneto Optical disk）／ＭＤ（
Mini Disk）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの光ディスクのディスク系の記録媒体、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）／光カードなどのカード系の記録媒体、またはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only
Memory）／ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）／フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリを含む固定的にプログラムを担持する記録媒体であってもよい。

また配置設計装置１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記のプログラムを通信ネットワークを介して供給しても良い。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、たとえばインターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）、ＣＡＴＶ（Community Antenna TeleVision）通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網などが利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、たとえばＩＥＥＥ（Institute of Electrical and
Electronic Engineers）１３９４、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線などの有線でも、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）やリモコンのような赤外線、Bluetooth（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網などの無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記のプログラムが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

１０ 配置設計装置
１１ 領域情報取得部
１２ モジュール情報取得部
１３ レイアウト作成部
１４ 配置情報出力部
１３１ 基点設定部
１３２ 指標設定部
１３３ モジュール枚数決定部
１３４ レイアウト決定部

Claims (4)

1. 太陽電池モジュールが配置されるべき配置対象領域に対し、外形寸法の異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いて太陽電池モジュールのレイアウトを設計する配置設計装置であって、
   配置対象領域を表す領域情報を取得する領域情報取得手段と、
   各太陽電池モジュールの外形寸法と予め定める評価事項の尺度を表す指標とを含むモジュール情報を取得するモジュール情報取得手段と、
   領域情報取得手段によって取得された領域情報およびモジュール情報取得手段によって取得されたモジュール情報に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成するレイアウト作成手段と、
   レイアウト作成手段によって作成されたレイアウトを表す配置情報を出力する配置情報出力手段とを含み、
   前記レイアウト作成手段は、配置対象領域の幅方向または高さ方向に沿う一列分の太陽電池モジュールのレイアウトに関して、前記指標の総和が最大または最小となるように太陽電池モジュールの種類ごとの枚数を決定し、その一列分の各枚数に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成することを特徴とする配置設計装置。
2. 太陽電池モジュールが配置されるべき配置対象領域に対し、外形寸法の異なる複数種類の太陽電池モジュールを用いて太陽電池モジュールのレイアウトを設計する配置設計方法であって、
   配置対象領域を表す領域情報を取得する領域情報取得工程と、
   各太陽電池モジュールの外形寸法と予め定める評価事項の尺度を表す指標とを含むモジュール情報を取得するモジュール情報取得工程と、
   領域情報取得工程によって取得された領域情報およびモジュール情報取得工程によって取得されたモジュール情報に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成するレイアウト作成工程と、
   レイアウト作成工程によって作成されたレイアウトを表す配置情報を出力する配置情報出力工程とを含み、
   前記レイアウト作成工程は、配置対象領域の幅方向または高さ方向に沿う一列分の太陽電池モジュールのレイアウトに関して、前記指標の総和が最大または最小となるように太陽電池モジュールの種類ごとの枚数を決定し、その一列分の各枚数に基づいて、配置対象領域に対するレイアウトを作成することを特徴とする配置設計方法。
3. コンピュータに請求項２に記載の方法を実行させるためのプログラム。
4. 請求項３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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