WO2012049785A1

WO2012049785A1 - 発電シミュレーション装置、発電シミュレーション方法、及びプログラム

Info

Publication number: WO2012049785A1
Application number: PCT/JP2010/072324
Authority: WO
Inventors: 木村　敏; 定一安田
Original assignee: 株式会社フィールドロジック; コンピュティップス株式会社
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-04-19
Also published as: JP4643759B1; JP2012085459A

Abstract

【課題】木構造で示される発電システムで発電される電力量を取得する発電シミュレーション装置を提供する。【解決手段】連系点のルートノードと、発電機器のリーフノードと、連系点から発電機器までの中間物の中間ノードとの親子関係を示し、各ノードでの電力の生成または減少の属性情報を有する木構造情報が記憶される木構造情報記憶部１１、発電機器の発電割合に関する発電割合情報が少なくとも１日の時間帯ごとに記憶される発電割合情報記憶部１２、属性情報と発電割合情報とを用い、発電機器が時間帯ごとに生成する電力量を算出し、生成される電力量の減少をリーフノードからルートノードまで計算することによって、木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯ごとに取得するシミュレーション部１４、取得された各ノードの時間帯ごとの電力量を蓄積する蓄積部１５を備える。

Description

発電シミュレーション装置、発電シミュレーション方法、及びプログラム

　本発明は、木構造で示される発電システムの電力量を計算する発電シミュレーション装置等に関する。

　従来、自然エネルギーの発電機器で生成された電力を集約する発電システムで発電される電力量を算出する場合には、発電システムに応じた、あらかじめ用意されている式において、発電機器の個数や、発電機器によって発電される電力量を入力することによって、発電される電力量を算出することが行われていた。

　なお、太陽電池等の発電に関する設計評価支援システムの開発も行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－１６１９１３号公報

　しかしながら、従来のように発電される電力量を算出する場合には、あらかじめ想定されている発電システムの発電量しか算出することができないという問題があった。したがって、あらかじめ想定されている発電システムとは異なる発電システムについて発電量を計算することはできず、その計算は手作業で行わなければならなかった。例えば、家庭用の太陽電池発電システムの発電量は計算できても、発電を事業として行う大規模の太陽電池発電システムの発電量は計算できないことがあった。

　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、木構造で示される発電システムの電力量を計算することができる発電シミュレーション装置等を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明による発電シミュレーション装置は、連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、連系点から発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、発電機器の発電割合に関する情報である発電割合情報が少なくとも１日の時間帯ごとに記憶される発電割合情報記憶部と、属性情報と発電割合情報とを用いて、発電機器が時間帯ごとに生成する電力量を算出し、生成される電力量の減少をリーフノードからルートノードまで計算することによって、木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯ごとに取得するシミュレーション部と、シミュレーション部が取得した各ノードの時間帯ごとの電力量を蓄積する蓄積部と、を備えたものである。

　このような構成により、発電システムに応じた木構造における各ノードに対応する電力量を取得することができる。また、木構造で示される発電システムであれば、例えば、家庭用の発電システムであっても、大規模な発電システムであっても、その発電システムで発電された電力量をノードごとに取得できる。また、時間帯ごとに計算を行うため、１日を一括して計算した場合よりも、より正確な発電量を取得できる。さらに、例えば、蓄積された情報を用いることによって、より正確な１日の発電量を知ることができうる。

　また、本発明による発電シミュレーション装置では、発電割合情報記憶部では、発電割合情報が１日の時間帯及び１年の時期ごとに記憶されており、シミュレーション部は、木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯及び時期ごとに取得し、蓄積部は、各ノードの時間帯及び時期ごとの電力量を蓄積してもよい。
　このような構成により、時期ごとに計算を行うため、１年を一括して計算した場合よりも、より正確な発電量を取得できる。さらに、例えば、蓄積された情報を用いることによって、より正確な１年間の発電量を知ることができうる。

　また、本発明による発電シミュレーション装置では、時期は１日であってもよい。
　また、本発明による発電シミュレーション装置では、時間帯は１時間であってもよい。

　また、本発明による発電シミュレーション装置では、中間ノードには、対応する中間物が存在しない中間ノードであるダミー中間ノードが含まれてもよい。
　このような構成により、例えば、ノードの存在しない箇所においても発電量を取得できる。

　また、本発明による発電シミュレーション装置では、木構造情報は、同一の親ノードを親とする複数の同じ部分木構造が並列して木構造に存在する場合に、親ノードを親とする一の部分木構造を示す木構造の情報と、同じ部分木構造の個数を示す個数情報とを有するものであり、シミュレーション部は、個数情報によって個数の示される部分構造木の親ノードにおける電力量を算出する際に、部分構造木のルートにおける電力量に、個数情報の示す個数を掛けた電力量を用いてもよい。

　このような構成により、同一の親ノードを親とする並列した同じ部分木構造が複数存在する場合に、それらをまとめて示すことができ、木構造情報をより簡易なものとすることができる。また、その木構造情報に応じた発電量を計算することができる。

　また、本発明による発電シミュレーション装置では、木構造には、電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれ、木構造情報は、リーフノードに対応する電力の消費に関する属性情報を有し、シミュレーション部は、電気機器に対応するリーフノードに応じた電力量の減算を行ってもよい。
　このような構成により、電力を消費するリーフノードをも考慮したシミュレーションを行うことができるようになる。

　また、本発明による発電シミュレーション装置では、蓄積部が蓄積した電力量をノードごとに出力する出力部をさらに備えてもよい。
　このような構成により、蓄積された電力量が出力されることによって、例えば、その電力量をユーザが知ることができるようになる。

　また、本発明による発電シミュレーション装置では、発電機器は、太陽電池であってもよい。
　このような構成により、太陽電池の発電システムに関するシミュレーションを行うことができるようになる。

　本発明による発電シミュレーション装置等によれば、木構造で示される発電システムで発電される電力量を算出することができる。

本発明の実施の形態１による発電シミュレーション装置の構成を示すブロック図同実施の形態による発電シミュレーション装置の動作を示すフローチャート同実施の形態による発電シミュレーション装置の動作を示すフローチャート同実施の形態における木構造情報の一例を示す図同実施の形態における属性情報の一例を示す図同実施の形態における木構造の一例を示す図同実施の形態における発電割合情報の一例を示す図同実施の形態における発電割合情報の一例を示す図同実施の形態における算出された電力量（電圧、電力）の一例を示す図同実施の形態における算出された電力量（電圧、電力）の一例を示す図同実施の形態における木構造情報の一例を示す図同実施の形態における木構造の一例を示す図同実施の形態におけるコンピュータシステムの外観一例を示す模式図同実施の形態におけるコンピュータシステムの構成の一例を示す図

　以下、本発明による発電シミュレーション装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

　（実施の形態１）
　本発明の実施の形態１による発電シミュレーション装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による発電シミュレーション装置は、木構造で示される発電システムに応じた電力量を算出するものである。

　図１は、本実施の形態による発電シミュレーション装置１の構成を示すブロック図である。本実施の形態による発電シミュレーション装置１は、木構造情報記憶部１１と、発電割合情報記憶部１２と、受付部１３と、シミュレーション部１４と、蓄積部１５と、シミュレーション結果記憶部１６と、出力部１７とを備える。

　木構造情報記憶部１１では、木構造情報が記憶される。木構造情報は、連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、連系点から発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報である。連系点とは、設計の対象となる発電システムが、商用の電力系統と接続する点である。したがって、発電システムにおける最も上流側が連系点である。また、自然エネルギーの発電機器とは、太陽光や風力、水力、潮力、波力等の自然エネルギーを用いた発電機器であって、例えば、太陽電池であってもよく、風力発電や水力発電、潮力発電、波力発電等の発電機であってもよい。本実施の形態では、その発電機器が太陽電池である場合について主に説明する。また、中間物には、ケーブル、接続箱、直流交流変換器、変圧器、昇圧ユニットの群から選ばれる１以上のものが含まれてもよい。すなわち、木構造に、ケーブル、接続箱、直流交流変換器、変圧器、昇圧ユニットの群から選ばれる１以上のものに対応する中間ノードが存在してもよい。したがって、中間ノードは、例えば、ケーブルに対応したものであってもよく、接続箱に対応したものであってもよく、直流交流変換器（以下、「直交変換器」と呼ぶこともある）に対応したものであってもよく、変圧器に対応したものであってもよく、昇圧ユニットに対応したものであってもよい。直交変換器は、パワーコンディショナや、ＰＣＳ（ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれることもある。また、その他の中間物に対応した中間ノードが存在してもよい。また、中間ノードに、対応する中間物が存在しない中間ノードであるダミー中間ノードが存在してもよい。その中間ノードは、例えば、シミュレーション部１４において電力量を計算する箇所として用いられてもよい。また、木構造には、電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれてもよい。電力を消費する電気機器は、例えば、直交変換器や変圧器等を冷却するための空調電気機器（エアコン）であってもよく、照明機器であってもよく、監視機器であってもよく、その他の発電システムで用いられる電気機器であってもよい。なお、ルートノードとは、親ノードの存在しないノードである。また、リーフノードとは、子ノードの存在しないノードである。また、中間ノードとは、１個の親ノードと、１個以上の子ノードの存在するノードである。また、木構造を示す情報は、例えば、ノードごとに、そのノードの親ノードを特定する情報（例えば、親ノードのノードＩＤや、親ノードの情報が記憶されている位置を示すポインタ等）を有する情報であってもよく、ノードごとに、そのノードの子ノードを特定する情報（例えば、子ノードのノードＩＤや、子ノードの情報が記憶されている位置を示すポインタ等）を有する情報であってもよく、あるいは、ノードごとに、そのノードの親ノードと子ノードとを特定する情報を有する情報であってもよい。なお、木構造を示す情報は、各ノードの親子関係を示すことができる情報であれば、その他の情報であってもよい。

　また、木構造情報は、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する。電力の生成に関する属性情報は、例えば、１００％の発電時や、標準試験条件（ＳＴＣ：Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｅｓｔ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）における発電時の電圧や電流等を示す情報であってもよい。また、電力の減少に関する属性情報は、例えば、効率を示す情報や、そのノードでの電力の消費を算出するために用いられる情報、抵抗を算出するために用いられる情報等であってもよい。なお、属性情報が対応していないノードが存在してもよい。例えば、連系点に対応するルートノードや、ダミー中間ノードには、対応する属性情報が存在しなくてもよい。また、接続箱に対応する中間ノードにも、対応する属性情報が存在しなくてもよい。また、木構造に電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれる場合には、木構造情報に、そのリーフノードに対応する電力の消費に関する属性情報が含まれてもよい。

　ここで、各ノードの種類ごとの属性情報について簡単に説明する。
　太陽電池の属性情報は、その太陽電池での発電量を計算するために用いられる情報であり、例えば、１００％の発電時や標準試験条件の発電時の電圧、電流、太陽電池の法線方向の方位角、太陽電池の傾斜角等であってもよい。
　ケーブルの属性情報は、そのケーブルでの電力の減少を計算するために用いられる情報であり、例えば、ケーブルの抵抗であってもよく、ケーブルの抵抗を算出するために用いられる情報（例えば、長さ、断面積、本数、材質等）であってもよい。
　直交変換器の属性情報は、その直交変換器での電力の減少を計算するために用いられる情報であり、例えば、直流電圧、交流電圧、交流の配線方式（例えば、単相２線や、三相３線等）、変換効率であってもよい。電圧は、幅を有するものであってもよい。また、変換効率は、入力される直流電圧の幅ごとに設定されてもよい。
　変圧器の属性情報は、その変圧器での電力の減少を計算するために用いられる情報であり、例えば、定格容量、無負荷損、負荷損、変圧比等であってもよい。なお、本実施の形態では、変圧器の変圧比は、リーフ側を一次電圧、ルート側を二次電圧とした場合の変圧比であるとする。すなわち、ルート側の電圧に変圧比を掛けたものがリーフ側の電圧になるものとする。このことは、リーフ側からルート側に電力が供給される場合にも、ルート側からリーフ側に電力が供給される場合にも同じであるとする。また、変圧器の属性情報に、ルート側の電圧が含まれていてもよい。タップ切り替えによって、ルート側の電圧を選択できる場合もあるからである。
　電力を消費する電気機器の属性情報は、その電気機器での電力の消費量を計算するために用いられる情報であり、例えば、電圧、電流（あるいは、消費電力）、運転率等であってもよい。運転率とは、その電気機器が動作している平均の割合である。例えば、運転率が５０％であれば、ある期間（例えば、１か月、１日、１時間等）において、５０％の電力量が消費されることになる。

　また、上述した情報のうち、少なくとも一部が木構造情報の属性情報に含まれていなくてもよく、また、上述した情報以外の情報が、木構造情報の属性情報に含まれていてもよい。例えば、ケーブルや直交変換器、変圧器において、入力される電圧や電流の上限値等が属性情報に含まれていてもよい。

　また、木構造情報は、同一の親ノードを親とする複数の同じ部分木構造が並列して木構造に存在する場合に、その親ノードを親とする一の部分木構造を示す木構造の情報と、同じ部分木構造の個数を示す個数情報とを有してもよい。このようにすることで、木構造において、同じ部分木構造を繰り返して設定する必要がなくなり、シミュレーションの計算が容易になる。

　本実施の形態では、木構造情報が各ノードに対応したノード情報を含む場合について説明する。各ノード情報は、そのノードに対応する属性情報及び個数情報を有しているものとする。また、各ノード情報は、木構造の親子関係を示す情報を有しているものとする。親子関係を示す情報は、前述のように、例えば、親ノードを特定するための情報であってもよく、子ノードを特定するための情報であってもよく、あるいは、親ノードと子ノードとの両方を特定するための情報であってもよい。本実施の形態では、ノード情報が、対応するノードの親ノードを特定する情報を有する場合について説明する。また、木構造情報に含まれる属性情報は、別ファイルとして管理されていてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。

　発電割合情報記憶部１２では、発電割合情報が記憶される。発電割合情報とは、発電機器の発電割合に関する情報である。前述のように、発電機器に対応するリーフノードの属性情報によって、１００％の発電時の電圧や電流、電力等が示される場合には、この発電割合情報を用いることによって、実際の発電量を算出することができるようになる。例えば、発電割合情報によって発電割合が５０％であることが示される場合には、１００％の発電時の電力に０．５を掛けることによって、実際の発電量を算出することができる。なお、この発電割合情報は、発電割合そのものを示す情報（例えば、５０％等）であってもよく、あるいは、その発電割合を算出するために用いられる情報であってもよい。前者の場合には、発電割合情報は、例えば、太陽光が太陽電池に到達する平均の割合を示す情報や、平均の水の流速またはその流速の最大流速に対する割合を示す情報、平均の風力またはその風力の最大風力に対する割合を示す情報、平均の潮力またはその潮力の最大潮力に対する割合を示す情報、平均の波力またはその波力の最大波力に対する割合を示す情報であってもよい。また、後者の場合（発電割合情報が発電割合を算出するために用いられる情報である場合）には、発電割合情報は、太陽光線の方向を示す情報であってもよい。例えば、その発明割合情報によって示される太陽光線の方向と、太陽電池の法線方向とを用いることによって、太陽光線が太陽電池に照射される割合（発電割合）を算出することができるからである。

　また、その発電割合情報は、１日の時間帯ごとに記憶されていてもよく、１年の時期ごとに記憶されていてもよく、１日の時間帯及び１年の時期ごとに記憶されていてもよい。その時間帯は、例えば、１時間であってもよく、２時間であってもよく、それ以外であってもよい。また、その時期は、例えば、１日であってもよく、１週間であってもよく、１か月であってもよく、それ以外であってもよい。また、発電割合情報記憶部１２において、複数の種類の発電割合情報が記憶されており、ある発電割合情報は１日の時間帯ごとに記憶されており、別の発電割合情報は１年の時期ごとに記憶されていてもよい。また、発電割合情報記憶部１２において、異なる時期ごとの発電割合情報や、異なる時間帯ごとの発電割合情報が記憶されていてもよい。例えば、１日ごとの発電割合情報と、１か月ごとの発電割合情報とが発電割合情報記憶部１２において記憶されていてもよい。

　木構造情報記憶部１１及び発電割合情報記憶部１２に木構造情報や発電割合情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して木構造情報等が木構造情報記憶部１１、発電割合情報記憶部１２で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された木構造情報等が木構造情報記憶部１１、発電割合情報記憶部１２で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された木構造情報等が木構造情報記憶部１１、発電割合情報記憶部１２で記憶されるようになってもよい。また、木構造情報記憶部１１や発電割合情報記憶部１２での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。また、木構造情報記憶部１１や発電割合情報記憶部１２は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど）によって実現されうる。

　受付部１３は、発電シミュレーション装置１に入力される指示や情報等を受け付ける。受付部１３は、例えば、入力デバイス（例えば、キーボードやマウス、タッチパネルなど）から入力された情報を受け付けてもよく、あるいは、有線もしくは無線の通信回線を介して送信された情報を受信してもよい。なお、受付部１３は、受け付けを行うためのデバイス（例えば、モデムやネットワークカードなど）を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、受付部１３は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは所定のデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。

　シミュレーション部１４は、属性情報と発電割合情報とを用いて、発電機器が時間帯ごとに生成する電力量を算出し、生成される電力量の減少をリーフノードからルートノードまで計算することによって、木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯ごとに取得する。木構造に電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれる場合には、シミュレーション部１４は、その電気機器に対応するリーフノードに応じた電力量の減算を行う。また、シミュレーション部１４は、木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯及び時期ごとに取得してもよい。時間帯及び時期ごとに電力量を取得するとは、ある時期の時間帯ごとに電力量を取得すると共に、その取得を時期ごとに繰り返して行うことである。本実施の形態では、シミュレーション部１４が時間帯及び時期ごとに各ノードの電力量を取得する場合について説明する。この時期は、発電割合情報記憶部１２で記憶されている時期ごとの発電割合情報における「時期」と同じであってもよく、あるいは、異なっていてもよい。前者の場合であって、発電割合情報記憶部１２に複数の時期ごとの発電割合情報が記憶されている場合には、シミュレーション部１４は、その複数の時期のうち、最も短い時期ごとに電力量を取得することが好適である。また、木構造情報に個数情報が含まれる場合には、シミュレーション部１４は、その個数情報によって個数の示される部分構造木の親ノードにおける電力量を算出する際に、部分構造木のルートにおける電力量に、個数情報の示す個数を掛けた電力量を用いる。

　シミュレーション部１４は、各リーフノードについては、そのリーフノードで生成される、あるいは、消費される電力を算出する。発電機器に対応するリーフノードについては、シミュレーション部１４は、属性情報を用いて１００％の発電時の電力を算出し、その算出した値を、時期や時間帯に応じた発電割合情報を用いて補正することによって、リーフノードで生成される電力を算出してもよい。また、シミュレーション部１４は、各中間ノードについては、その中間ノードの１以上の子ノードからのすべての電力の合計を入力とし、その中間ノードにおける電力の減少分を考慮することによって、その中間ノードのルート側での電力を計算することができる。その中間ノードのリーフ側の電力が正である場合（すなわち、そのリーフ側において発電が行われる場合）には、シミュレーション部１４は、そのリーフ側の正の電力から中間ノードで減少する電力を引くことによって、親ノードに渡される電力を計算することができる。具体的には、中間ノードの効率が９０％であり、その中間ノードのリーフ側の電力がＡ（Ｗ）である場合には、シミュレーション部１４は、その中間ノードのルート側の電力として、０．９×Ａ（Ｗ）を計算することができる。その中間ノードのリーフ側の電力が負である場合（すなわち、そのリーフ側において電力が消費される場合）には、シミュレーション部１４は、そのリーフ側の負の電力から中間ノードで減少する電力を足すことによって、ルート側の電力を計算することができる。具体的には、中間ノードの効率が９０％であり、その中間ノードのリーフ側の電力がＡ（Ｗ）である場合には、シミュレーション部１４は、その中間ノードのルート側の電力として、Ａ／０．９（Ｗ）を計算することができる。その中間ノードのリーフ側でＡ（Ｗ）が必要であるため、ルート側からＡ／０．９（Ｗ）を受け取る必要があるからである。なお、消費の場合には、電力をマイナスで表記してもよい。このような計算を、リーフノードからルートノードまで順次、行うことによって、ルートノードである連系点における電力量を知ることができ、設計した発明システムによって発電される電力量を知ることができるようになる。なお、最終的に電力量（Ｗｈ）を算出することができるのであれば、シミュレーション部１４は、電力（Ｗ）を計算してもよい。また、電力（Ｗ）は、電圧（Ｖ）と電流（Ａ）の積であるため、シミュレーション部１４は、電圧と電流とを計算してもよい。後述するように、中間ノードの種類によっては、電圧や電流を用いた計算を行う必要があるからである。したがって、シミュレーション部１４が各ノードの電力量を計算することは、各ノードの時間帯や時期ごとの電圧と電流とを計算することであってもよい。なお、電圧と電流を用いた計算を行う場合には、例えば、計算対象のノードが複数の子ノードからの電力を受け取る際に、その複数の子ノードについて電流の合計と、複数の子ノードからの電圧そのもの（通常、複数の子ノードのすべてについて電圧は同じである）とを、計算対象のノードのリーフ側の電流、電圧として用いるものとする。

　ここで、具体的にノードの種類ごとの計算方法について説明する。リーフノードに対応する太陽電池、中間ノードに対応するケーブル、直交変換器、変圧器、接続箱、リーフノードに対応する電力を消費する電気機器のそれぞれについて説明する。リーフノードについては、ルート側の電圧等を算出する方法について説明する。中間ノードについては、リーフ側の電圧等を用いて、ルート側の電圧等を算出する方法について説明する。なお、ルートノードについては、そのルートノードの子ノードのルート側の電力を合計することによって、ルートノードの電力を計算することができる。また、このシミュレーションでは、電力が消費される場合も、電力が生成される場合も、リーフ側からルート側に向かって、計算が行われるものとする。

　［太陽電池］
　太陽電池については、その太陽電池に対応する属性情報（厳密に言えば、太陽電池に対応するリーフノードに対応する属性情報）に、標準試験条件の発電時の電流及び電圧、すなわち、公称出力電流及び公称出力電圧が含まれているものとする。また、前述のように、発電割合情報記憶部１２において、太陽光が地上に到達する割合に応じた発電割合情報等が、一定の時期ごとに記憶されているものとする。例えば、曇りや雨であれば、晴天の場合と比較して太陽電池に到達する日射量が落ちることになる。したがって、過去の気象情報（例えば、過去２０年間の気象情報）を用いて、一定の時期ごと（例えば、１週間ごと、１か月ごとなど）に、標準試験条件の日射量に対する過去の日射量の比率である日射比率を計算し、その比率（割合）を示す、気象に応じた発電割合情報があらかじめ発電割合情報記憶部１２において記憶されているものとする。また、シミュレーション部１４は、発電割合情報記憶部１２で記憶されている発電割合情報を用いることによって、日時に応じた太陽高度（水平を０度、天頂を９０度とする角度）と太陽の方位角とを取得できるものとする。太陽高度や方位角は、緯度・経度に応じて取得することができる。なお、緯度・経度と共に、高度に対応する太陽高度や方位角を取得してもよい。この取得は、例えば、太陽高度等を計算することによる取得であってもよく、あるいは、日時と、太陽の高度及び方位角とを対応付ける情報（例えば、図８参照）を用いた取得であってもよい。したがって、太陽高度等を取得するために用いられる太陽光線の方向に応じた発電割合情報は、例えば、太陽高度等を算出するための式であってもよく、あるいは、日時と、太陽の高度及び方位角とを対応付ける情報であってもよい。また、太陽電池に対応する属性情報には、太陽電池の法線方向の方位角や、太陽電池の傾斜角（水平を０度とする、水平に対する傾斜の角度）も含まれていてもよい。そして、シミュレーション部１４は、例えば、ある時間帯について、太陽光線と、太陽電池の法線とのなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）を算出する。そして、その算出した余弦ｃｏｓθと、太陽電池の発電量を算出したい時期の発電割合（日射比率）と、標準試験条件の発電時の電流とを掛けることによって、太陽電池が生成する電流を算出することができる。なお、太陽電池の電圧は、発電量に応じてほとんど変化しないため、標準試験条件の発電時の電圧を、発電された電圧として用いることにする。すなわち、太陽電池のルート側の電圧、電流は次式のようになる。
　ルート側の電圧＝公称出力電圧（Ｖ）
　ルート側の電流＝ｃｏｓθ×（日射比率（％）／１００）×公称出力電流（Ａ）
　その算出した電流と、標準試験条件の発電時の電圧とによって求められる電力量が、太陽電池の発電した電力量となる。なお、本来は、太陽電池の発電量は電力によって示されるものであるが、上位ノードでの算出において、電流や電圧の値が必要になることがあるため、前述のように、シミュレーション部１４は、電圧や、算出した電流を図示しない記録媒体において記憶してもよい。また、ここで説明した算出方法は、日射がすべて直射日光に対応するものであると近似した簡易の計算方法である。日射を直達日射と、散乱日射とに分けた場合の計算方法については後述する。

　［ケーブル］
　ケーブルについては、そのケーブルに対応する属性情報を用いることによって、そのケーブルの抵抗（Ω）を取得することができるものとする。したがって、シミュレーション部１４は、ケーブルの抵抗を取得する。そして、その取得した抵抗を用いて、次式によってケーブルによる電圧降下を算出することができる。また、シミュレーション部１４は、ケーブルのリーフ側の電圧から、算出した電圧降下分を減算することによって、ケーブルのルート側の電圧を算出することができる。なお、ケーブルのルート側の電流は、ケーブルのリーフ側の電流と同じである。ケーブルのリーフ側に複数の子ノードが存在する場合には、ケーブルのリーフ側の電流は、それらの複数の子ノードのルート側の電流の合計となる。

　電圧降下（Ｖ）＝Ｋ×抵抗（Ω）×電流（Ａ）
　ここで、Ｋは、配線方式（電気方式）に応じた係数であり、次のようになる。
　　　　配線方式　　　Ｋの値
　　　直流２線式　　　　２
　　交流単相２線式　　　２
　　交流単相３線式　　　１
　　交流三相３線式　　　３^１／２
　　交流三相４線式　　　１

　したがって、ケーブルのリーフ側の電圧がＤ（Ｖ）であり、リーフ側の電流の合計がＥ（Ａ）である場合には、ケーブルの抵抗をＲ（Ω）とすると、
　ケーブルのルート側の電圧＝Ｄ－Ｋ×Ｒ×Ｅ（Ｖ）
　ケーブルのルート側の電流＝Ｅ（Ａ）
となる。

　なお、配線方式については、太陽電池から直交変換器までの間は直流２線式となり、直交変換器よりもルートノード側は、直交変換器により生成された交流の配線方式となる。その配線方式は、直交変換器の属性情報を用いて取得することができる。また、電力を消費する電気機器の上位ノードに直交変換器や交直変換器が存在しない場合には、その電気機器よりも上位ノードの配線方式は、ルートノードの配線方式と同じになる。一方、電気機器の上位ノードに直交変換器や交直変換器が存在する場合には、太陽電池の場合と同様になる。すなわち、電気機器から直交変換器や交直変換器までの間はそれらのリーフ側の配線方式となり、直交変換器や交直変換器よりもルートノード側はそれらのルート側の配線方式となる。

　また、ケーブルのリーフ側に電力を消費する電気機器が存在する場合には、ケーブルのルート側からケーブルのリーフ側に電流が流れることになるため、消費される電力量は、ケーブルの上位側が下位側に比べて高くなる。具体的には、ケーブルのリーフ側の電圧がＤ（Ｖ）であり、リーフ側の電流の合計がＥ（Ａ）である場合には、ケーブルの抵抗をＲ（Ω）とすると、
　ケーブルのルート側の電圧＝Ｄ＋Ｋ×Ｒ×Ｅ（Ｖ）
　ケーブルのルート側の電流＝Ｅ（Ａ）
となる。

　［直交変換器］
　直交変換器については、その直交変換器に対応する属性情報を参照することによって、その直交変換器の入力電圧、出力電圧、効率を知ることができる。したがって、それらを用いることによって、リーフ側の電圧や電流に対応するルート側の電圧や電流を算出することができる。なお、本実施の形態では、直交変換器のリーフ側が直流であり、ルート側が交流である場合について説明する。例えば、直交変換器の入力直流電圧が２００～６００（Ｖ）、出力交流電圧がＢ（Ｖ）、効率がＣ（％）であり、その直交変換器のリーフ側の直流の電圧がＤ（Ｖ）、電流がＥ（Ａ）である場合には、
　直交変換器のルート側の電圧＝Ｂ（Ｖ）
　直交変換器のルート側の電流＝Ｄ×Ｅ×（Ｃ／１００）／Ｂ（Ａ）
となる。ここで、Ｄは２００～６００の範囲内に入っているものとする。

　なお、ここでは直交変換器について説明したが、リーフ側に直流で動作する電気機器が存在する場合であって、その電気機器の上位側において交直変換器を用いる場合にも、同様にして計算を行うことができる。例えば、その交直変換器のルート側の交流電圧がＢ（Ｖ）、効率がＣ（％）であり、リーフ側の直流電圧がＤ（Ｖ）、電流がＥ（Ａ）である場合には、
　交直変換器のルート側の電圧＝Ｂ（Ｖ）
　交直変換器のルート側の電流＝Ｄ×Ｅ×（１００／Ｃ）／Ｂ（Ａ）
となる。

　［接続箱］
　本実施の形態において、接続箱では、電力の減少は起こらないものとする。したがって、その接続箱のリーフ側の電力を合計したものが、その接続箱のルート側の電力となる。電圧、電流を用いた計算の場合には、前述のように、
　接続箱のルート側の電圧＝接続箱のリーフ側の電圧（Ｖ）
　接続箱のルート側の電流＝接続箱のリーフ側の電流の合計（Ａ）
となる。なお、接続箱の複数の子ノードのルート側の電圧は通常すべて同じである。なお、ダミー中間ノードや、連系点に対応するルートノードに関する計算も、接続箱と同様にして行うことができる。

　［変圧器］
　変圧器については、その変圧器に対応する属性情報を用いて、次式によって変圧器での損失（Ｗ）を算出することができる。
　損失（Ｗ）＝無負荷損（Ｗ）＋（入力比率）^２×負荷損（Ｗ）

　ここで、「入力比率＝入力された電力／変圧器の定格容量」である。なお、無負荷損は、変圧器が変圧を行わない場合にも消費されることになる。したがって、トランスよりも下位側のすべてのノードの電力が０である場合には、変圧器は、その無負荷損に応じた電力を消費する電気機器と同様の振る舞いをすることになる。

　また、その変圧器からの出力電圧、出力電流を算出する際に、損失は出力電流に影響を与えるという近似を行う。すると、例えば、変圧器のリーフ側からＤ（Ｖ）、Ｅ（Ａ）の交流が入力され、変圧比がＮであり、無負荷損がＦ（Ｗ）、負荷損がＧ（Ｗ）であり、定格容量がＨ（ＶＡ）であるとすると、損失（Ｗ）は、Ｆ＋（Ｄ×Ｅ／Ｈ）^２×Ｇとなる。そして、
　変圧器のルート側の電圧＝Ｄ／Ｎ（Ｖ）
　変圧器のルート側の電流＝Ｎ×Ｅ－Ｎ×｛Ｆ＋（Ｄ×Ｅ／Ｈ）^２×Ｇ｝／Ｄ（Ａ）
となる。

　変圧器のリーフ側で電力が消費されている場合には、次のように計算を行う。例えば、変圧器のリーフ側においてＤ（Ｖ）、Ｅ（Ａ）の交流が消費され、変圧比がＮであり、無負荷損がＦ（Ｗ）、負荷損がＧ（Ｗ）であり、定格容量がＨ（ＶＡ）であるとする。また、実際にはルート側からリーフ側に電力が供給されることになるため、変圧器のルート側の入力比率を用いなければならないが、ここでは、ルート側の入力比率と、リーフ側の入力比率（厳密には出力比率）が等しいと近似して、算出を行う。すると、損失（Ｗ）は、Ｆ＋（Ｄ×Ｅ／Ｈ）^２×Ｇとなる。そして、
　変圧器のルート側の電圧＝Ｄ／Ｎ（Ｖ）
　変圧器のルート側の電流＝Ｎ×Ｅ＋Ｎ×｛Ｆ＋（Ｄ×Ｅ／Ｈ）^２×Ｇ｝／Ｄ（Ａ）
となる。

　［電力を消費する電気機器］
　電力を消費する電気機器については、その電気機器に対応する属性情報に、電気機器の電圧（Ｖ）や、消費電力（Ｗ）、運転率（％）が含まれている。したがって、シミュレーション部１４は、それらを用いることによって、その電気機器で消費される電圧（Ｖ）、電流（Ａ）を知ることができる。例えば、電気機器の電圧をＪ（Ｖ）、消費電力をＬ（Ｗ）、運転率をＭ（％）とすると、
　電気機器のルート側の電圧＝Ｊ（Ｖ）
　電気機器のルート側の電流＝Ｌ×（Ｍ／１００）／Ｊ（Ａ）
となる。

　なお、電力を消費する電気機器の上位ノードでの計算は、計算対象となるノードにおける電力の減少を考慮しても、そのノードの下位側での電力を確保できるように、そのノードの上位側の電力を算出することになる。例えば、計算対象のノードの効率が９０％であり、そのノードの下位側では、Ｐ（Ｗ）が消費される場合には、そのノードの上位側において、Ｐ／０．９（Ｗ）が必要になる。

　また、各ノードの形状や、接続端子、その他の特徴に応じて、電力が減衰する場合もあり得る。したがって、各ノードに関する計算を行う場合に、そのような電力の減衰に関する特徴に応じた係数を掛けることによって、各ノードのルート側の電圧や電流、電力を計算するようにしてもよい。また、各ノードにおける計算は、上記の方法に限定されるものではなく、その他の計算を行ってもよい。例えば、変圧器において、損失が電流にのみ影響する場合について説明したが、損失が電流と電圧の両方に影響するように計算を行ってもよい。

　なお、ノードごとに、ルート側の電圧や電流を算出する式が図示しない記録媒体で記憶されており、シミュレーション部１４は、それを読み出して用いてもよい。その際に、リーフ側の電力が正の場合（生成されている場合）と、負の場合（消費されている場合）との２個の式がそれぞれ、記憶されていてもよい。

　木構造の全体としては、シミュレーション部１４は、次のように電力量の取得を行うことになる。シミュレーション部１４は、まず、リーフノードにおいて生成される電力量や、リーフノードにおいて消費される電力量を計算する。シミュレーション部１４は、電力量の取得対象のリーフノードの種類（例えば、太陽電池、電力を消費する電気機器）を特定し、それに応じた式を読み出す。そして、シミュレーション部１４は、その読み出した式に応じて、ルート側の電圧や電流を計算する。なお、太陽電池に関する計算においては、シミュレーション部１４は、前述のように、発電割合情報をも用いた計算を行うものとする。また、その計算において、リーフノードに対応する属性情報を用いて、読み出した式の係数等を取得してもよい。

　次に、シミュレーション部１４は、すべての子ノードの電力量がすでに取得済みである中間ノードについて、電力量の取得を行う。具体的には、シミュレーション部１４は、木構造情報を用いることによって、電力量の取得対象の中間ノードの種類（例えば、ケーブル、変圧器、直交変換器、接続箱、ダミー中間ノード等）を特定する。また、シミュレーション部１４は、その中間ノードのリーフ側の電力が正であるのか、あるいは、負であるのかを判断する。そして、シミュレーション部１４は、その中間ノードの種類と、リーフ側の電力の正負とに応じて、その中間ノードのルート側の電圧や電流を算出する式を図示しない記録媒体から読み出す。なお、シミュレーション部１４は、その中間ノードに対応する属性情報を用いて、その読み出した式の係数等を取得する。このように、属性情報は、ノードの種類を示す情報や、ノードのルート側の電力量を計算するために用いられる式中のパラメータを含むものであると考えることもできる。最後に、シミュレーション部１４は、リーフ側の電圧や電力、係数等の代入された式を用いて、その中間ノードのルート側の電圧や電流を算出する。その算出された電圧や電流は、蓄積部１５による蓄積が行われるまで、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。その際に、各ノードを識別する情報に対応付けられて蓄積されてもよい。また、この中間ノードの計算をルートノードまで繰り返して行うことによって、シミュレーション部１４は、各ノードの電力量を計算することができる。

　なお、リーフノードや中間ノードに対応する個数情報が「１」以外である場合には、シミュレーション部１４は、リーフノードや中間ノードについて、算出した電力量に、個数情報で示される値を掛けた電力量を、そのリーフノードや中間ノードのルート側の電力量として算出する。電力量が電圧と電流で示される場合には、シミュレーション部１４は、算出した電流に個数情報で示される値を掛けることによって、ルート側の電流を算出する。

　また、中間ノードが変圧器であって、その中間ノードのリーフ側の電力が０である場合には、前述のように、シミュレーション部１４は、その中間ノードが、その変圧器の無負荷損（Ｗ）だけの電力を消費する電気機器（１００％の運転率とする）であるとしてルート側の電力（＝無負荷損）を取得してもよい。なお、その電力を電圧と電流とに分ける際には、シミュレーション部１４は、例えば、その変圧器の下位側のノードであって、電圧を決定できる直近のノード（例えば、直交変換器や太陽電池等）の電圧が、その変圧器に対応する中間ノードのリーフ側の電圧であるとして、ルート側の電力をルート側の電圧（＝そのリーフ側の電圧／変圧比）と、ルート側の電流（＝ルート側の電力／ルート側の電圧）とに分けてもよい。

　蓄積部１５は、シミュレーション部１４が取得した各ノードの時間帯ごとの電力量をシミュレーション結果記憶部１６に蓄積する。また、シミュレーション部１４が時期ごとにも電力量を取得する場合には、蓄積部１５は、各ノードの時間帯及び時期ごとの電力量をシミュレーション結果記憶部１６に蓄積する。この蓄積の際には、各ノードを識別する情報に対応付けて蓄積されることが好適である。その蓄積された情報を参照する際に、どのノードに対応した電力量かを特定することができるようにするためである。

　シミュレーション結果記憶部１６では、シミュレーション部１４が取得した時間帯ごと、あるいは、時間帯及び時期ごとの電力量がノードごとに記憶される。その電力量は、前述のように、蓄積部１５によって蓄積される。また、その電力量は、前述のように、結果として電力量を知ることができる情報であれば、電力であってもよく、電圧と電流とであってもよい。シミュレーション結果記憶部１６での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。また、シミュレーション結果記憶部１６は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど）によって実現されうる。

　出力部１７は、蓄積部１５がシミュレーション結果記憶部１６に蓄積した電力量をノードごとに出力する。電力量をノードごとに出力するとは、すべてのノードについて電力量を出力することであってもよく、あるいは、一部のノードについて電力量を出力することであってもよい。後者の場合には、例えば、受付部１３が受け付けた指示によって特定される一部のノードについての出力であってもよい。また、出力部１７は、時間帯ごとに電力量を出力してもよく、時期ごとに電力量を出力してもよく、あるいは、ある期間にわたって合計した電力量（例えば、年間の電力量）を出力してもよい。電力量を合計する場合に、その処理は、出力部１７によって行われてもよい。また、電力量が電圧と電流とによって示される場合に、それらの積を算出し、その積に時間を乗算する処理は、出力部１７によって行われてもよい。なお、シミュレーション結果記憶部１６において、時間帯ごとに電圧と電流が記憶されている場合には、時間帯の長さをＮ時間とすると、出力部１７は、電圧（Ｖ）×電流（Ａ）×Ｎを計算することによって、電力量（Ｗｈ）を取得することができる。

　ここで、この出力は、例えば、表示デバイス（例えば、ＣＲＴや液晶ディスプレイなど）への表示でもよく、所定の機器への通信回線を介した送信でもよく、プリンタによる印刷でもよく、スピーカによる音声出力でもよく、記録媒体への蓄積でもよく、他の構成要素への引き渡しでもよい。なお、出力部１７は、出力を行うデバイス（例えば、表示デバイスやプリンタなど）を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、出力部１７は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、それらのデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。

　なお、木構造情報記憶部１１と、発電割合情報記憶部１２と、シミュレーション結果記憶部１６とのうち、任意の２以上の記憶部は、同一の記録媒体によって実現されてもよく、あるいは、別々の記録媒体によって実現されてもよい。前者の場合には、例えば、木構造情報を記憶している領域が木構造情報記憶部１１となり、発電割合情報を記憶している領域が発電割合情報記憶部１２となる。

　次に、本実施の形態による発電シミュレーション装置１の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
　（ステップＳ１０１）シミュレーション部１４は、シミュレーションを行うかどうか判断する。そして、シミュレーションを行う場合には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０４に進む。なお、シミュレーション部１４は、例えば、受付部１３がシミュレーションを行う旨の指示を受け付けた場合に、シミュレーションを行うと判断してもよい。

　（ステップＳ１０２）シミュレーション部１４は、木構造情報と、発電割合情報とを用いて、時間帯及び時期ごとの各ノードの電力量を取得する。この処理の詳細については、図３のフローチャートを用いて後述する。

　（ステップＳ１０３）蓄積部１５は、シミュレーション部１４が取得した時間帯及び時期ごとの各ノードの電力量をシミュレーション結果記憶部１６に蓄積する。そして、ステップＳ１０１に戻る。

　（ステップＳ１０４）出力部１７は、シミュレーション結果記憶部１６で記憶されている電力量を出力するかどうか判断する。そして、出力する場合には、ステップＳ１０５に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０１に戻る。なお、出力部１７は、例えば、受付部１３が出力を行う旨の指示を受け付けた場合に、出力を行うと判断してもよい。

　（ステップＳ１０５）出力部１７は、シミュレーション結果記憶部１６から電力量を読み出して出力する。なお、受付部１３が受け付けた指示に応じて出力が行われる場合であって、その指示によって、出力の対象となるノードや時期、時間帯等が指定された場合には、出力部１７は、それに応じた出力を行ってもよい。また、出力部１７は、その出力の際に、例えば、電圧と電流から電力量を算出するなどの処理を行ってもよい。そして、ステップＳ１０１に戻る。

　なお、図２のフローチャートでは、シミュレーション部１４によって取得された複数の電力量が一括して蓄積される場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、電力量が取得されるごとに、その電力量の蓄積が行われてもよい。また、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。

　図３は、図２のフローチャートにおけるシミュレーションの処理（ステップＳ１０２）の詳細を示すフローチャートである。
　（ステップＳ２０１）シミュレーション部１４は、木構造情報記憶部１１で記憶されている木構造情報を用いて、各ノードの階層レベルを取得する。この階層レベルは、ルートノードを基準とするものである。また、子ノードの階層レベルは、その子ノードの親ノードの階層レベルよりも１だけ大きい値となる。本実施の形態では、ルートノードの階層レベルを「１」とする。なお、木構造の情報、例えば、ノード情報を用いて各ノードの階層レベルを取得する方法は、すでに公知であり、その説明を省略する。

　（ステップＳ２０２）シミュレーション部１４は、カウンタｉを１に設定する。

　（ステップＳ２０３）シミュレーション部１４は、カウンタｊを１に設定する。

　（ステップＳ２０４）シミュレーション部１４は、カウンタＭを、ステップＳ２０１で取得した階層レベルの最大値に設定する。

　（ステップＳ２０５）シミュレーション部１４は、ｉ番目の時期のｊ番目の時間帯において、階層レベルが「Ｍ」であるすべてのノードについて、発電した電力や、消費した電力、減少した電力等の計算を行う。この計算は、前述のように、リーフノードについては、発電した電力や、消費した電力を算出することによって行われる。また、この計算は、中間ノードについては、木構造情報を参照して、その中間ノードの子ノードを特定し、その特定した子ノードのルート側の電力を用いて、その中間ノードのルート側の電力を算出することによって行われる。また、この計算は、ルートノードについては、木構造情報を参照して、そのルートノードの子ノードを特定し、その特定した子ノードのルート側の電力を合計することによって行われる。なお、このようにして計算された電力は、図示しない記録媒体で一時的に記憶されてもよい。

　（ステップＳ２０６）シミュレーション部１４は、カウンタＭを１だけデクリメントする。このようにすることで、計算対象となるノードが、１階層だけルートノードに近くなったことになる。

　（ステップＳ２０７）シミュレーション部１４は、カウンタＭが０に等しいかどうか判断する。そして、０に等しい場合には、ルートノードまでの計算が終わっていることになるため、ステップＳ２０８に進み、そうでない場合には、ステップＳ２０５に戻る。

　（ステップＳ２０８）シミュレーション部１４は、カウンタｊを１だけインクリメントする。

　（ステップＳ２０９）シミュレーション部１４は、ｊ番目の時間帯が存在するかどうか判断する。そして、存在する場合には、ステップＳ２０４に戻り、そうでない場合には、ステップＳ２１０に進む。

　（ステップＳ２１０）シミュレーション部１４は、カウンタｉを１だけインクリメントする。

　（ステップＳ２１１）シミュレーション部１４は、ｉ番目の時期が存在するかどうか判断する。そして、存在する場合には、ステップＳ２０３に戻り、そうでない場合には、図２のフローチャートに戻る。

　なお、図３のフローチャートにおいて、図示しない記録媒体で電力を算出する時間帯と、時期とが記憶されており、シミュレーション部１４は、それを読み出すことによって、時間帯及び時期ごとの電力を算出してもよい。

　次に、本実施の形態による発電シミュレーション装置１の動作について、具体例を用いて説明する。この具体例では、シミュレーションにおいて、２０１０年の１月１日から１２月３１日まで、１時間ごとに各ノードにおける電力量を算出する場合について説明する。すなわち、一の時期は１日であり、２０１０年１月１日から２０１０年１２月３１日までの３６５日がある。また、一の時間帯は１時間であり、０時から２３時までの２４時間がある。したがって、シミュレーション部１４は、各ノードについて、８７６０個の時間帯の電力量を算出することになる。また、この具体例において、出力部１７による出力は表示であるとする。

　この具体例において、木構造情報記憶部１１では、図４で示される木構造情報、図５で示される属性情報が記憶されているものとする。なお、図４の木構造情報において、各レコードがノード情報に対応している。各ノード情報は、そのノード情報に対応するノードを識別するノードＩＤと、そのノードの名称と、そのノードの親ノードを識別する親ノードＩＤと、そのノードの属性情報と、そのノードの個数情報とを含んでいる。属性情報は、図５で示されるものとなる。図５（ｄ）の最大電流とは、標準試験条件における電流のことである。また、例えば、ノードＩＤ「Ｎ００２」で識別されるノード（このノードのことを「ノードＮ００２」と呼ぶこともある。他のノードについても同様であるとする）の属性情報は「直交変換器００１」であり、それは、図５（ａ）において、そのＩＤ「直交変換器００１」に対応付けられている直流電圧の上限・下限、交流の電圧・配線方式、効率である。また、ノードＮ００２のノード情報によって、ノードＮ００２の親ノードがノードＮ００３であることが分かる。また、図４から、ノードＮ００５の個数が１００個であることが分かる。図４で示される木構造は、図６で示されるものである。なお、図６は、各ノード情報の名称と、個数情報とを記載した木構造である。

　また、この具体例において、発電割合情報記憶部１２では、図７，図８で示される発電割合情報が記憶されているものとする。図７の発電割合情報は、気象に応じた発電割合（日射比率）を月ごとに示す情報であり、過去の気象情報を用いて、太陽光が太陽電池の位置に到達する割合に応じて算出されるものである。また、図８の発電割合情報は、太陽光線の方向に応じた発電割合を日時ごとに示す情報である。具体的には、図８の発電割合情報は、日本の大阪における、日時と、太陽の高度及び方位角との対応を示す情報である。太陽高度や方位角が存在しない日時は、日の出前あるいは日没後であり、太陽電池に照射される太陽光がないことを示している。

　まず、ユーザがマウス等を操作することによって、シミュレーションを開始する指示を発電シミュレーション装置１に入力したとする。すると、受付部１３は、その指示を受け付けてシミュレーション部１４に渡す。すると、シミュレーション部１４は、シミュレーションの処理を開始すると判断し（ステップＳ１０１）、１時間ごとに各ノードの電力量を算出する処理を行う（ステップＳ１０２）。

　具体的には、シミュレーション部１４は、まず、図４の木構造情報で示される木構造の各ノードの階層レベルを取得する（ステップＳ２０１）。具体的には、シミュレーション部１４は、ルートノードの階層レベルを「１」とし、そのルートノードの子ノードの階層レベルを「２」とする。また、階層レベル「２」のノードの子ノードの階層レベルを「３」とする。このように、シミュレーション部１４は、階層レベル「Ｎ」のノードの子ノードの階層レベルを「Ｎ－１」とすることを、リーフノードの階層レベルを算出するまで繰り返して実行する。また、シミュレーション部１４は、すべてのノードについて、階層レベルを算出する。シミュレーション部１４は、ノードＩＤと、そのノードＩＤで識別されるノードの階層レベルとを対応付けて有する情報を、図示しない記録媒体に蓄積してもよい。

　次に、シミュレーション部１４は、すべてのノードに対応する階層レベルから、最も大きい値の階層レベルである最大階層レベルを取得する。図４の木構造情報の場合には、最大階層レベルは「６」となる。したがって、シミュレーション部１４は、カウンタＭをその最大階層レベル「６」に設定する（ステップＳ２０２～Ｓ２０４）。

　その後、シミュレーション部１４は、１番目の時期である２０１０年１月１日の１番目の時間帯である０時において、階層レベルが最大階層レベル「６」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０５）。この具体例では、階層レベルが「６」のノードは、太陽電池のノードのみであるため、シミュレーション部１４は、その太陽電池のノードについて、２０１０年１月１日０時の計算を行う。具体的には、シミュレーション部１４は、２０１０年１月１日０時に対応する、図７の発電割合情報（日射比率）「８５（％）」と、図８の発電割合情報「高度：－、方位角：－」とを取得する。この場合には、太陽の高度、方位角がないため、シミュレーション部１４は、太陽光がないと判断し、太陽電池の電圧「０」、電流「０」を取得する。したがって、それに個数情報の示す個数「５」を掛けても電圧、電流は０となり、シミュレーション部１４は、図９の１番目のレコードで示されるように、２０１０年１月１日０時のノードＮ００６に対応する電圧「０」、電流「０」を図示しない記録媒体に蓄積する。

　次に、シミュレーション部１４は、カウンタを「５」に更新し（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）、階層レベルが「５」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０５）。この具体例では、階層レベルが「５」のノードは、結線ボックスのノードのみであるため、シミュレーション部１４は、そのノードについて計算を行う。具体的には、結線ボックスは、リーフ側から入力された電力をまとめてルート側に出力するだけであるため、子ノードであるノードＮ００６の電圧「０」、電力「０」を図９の１番目のレコードから取得する。そして、それらに個数情報の示す個数「１００」を掛けた電圧、電流を、図９の２番目のレコードで示されるように蓄積する。

　次に、シミュレーション部１４は、カウンタを「４」に更新し（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）、階層レベルが「４」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０５）。この具体例では、階層レベルが「４」のノードは、ケーブルのノードと、エアコンのノードであるため、シミュレーション部１４は、まず、ケーブルについて計算を行う。ケーブルについては、結線ボックスの場合と同様に、ルート側に出力される電圧、電流は共に「０」となる。一方、エアコンについては、図５（ｅ）で示される属性情報、すなわち、電圧「４００（Ｖ）」、消費電力「１２０００（Ｗ）」、運転率「１００（％）」が読み出され、運転率が１００％であるため、電圧４００（Ｖ）、電流３０（Ａ）が取得される。なお、エアコンは電力を消費する電気機器であるため、図９の４番目のレコードで示されるように、電流を負の値で記載することにする。４番目のレコードによって、２０１０年１月１日０時に、ノードＮ００８では、４００×３０＝１２０００（Ｗ）が消費されることが分かる。なお、電流の負号（マイナス記号）は、電力が消費されていることを示すものであるため、その電流の値を後の計算で用いる際には、正の値を用いればよい。

　次に、シミュレーション部１４は、カウンタを「３」に更新し（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）、階層レベルが「３」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０５）。この具体例では、階層レベルが「３」のノードは、ＰＣＳのノードと、トランスのノードであるため、シミュレーション部１４は、まず、ＰＣＳについて計算を行う。ＰＣＳについては、ケーブルの場合と同様に、ルート側に出力される電圧、電流は共に「０」となる。一方、トランスについては、属性情報が図５（ｂ）の２番目のレコードで示され、そのトランスの子ノードであるエアコンのノードＮ００８において、電圧４００（Ｖ）、電流３０（Ａ）が消費されるため、前述の変圧器に関するシミュレーションの説明のように、ルート側の電圧、電流を計算する。この計算では、電流３０（Ａ）を用い、計算結果の電流にマイナス記号を付けて図９に蓄積するものとする。その結果、２０１０年１月１日０時のノードＮ００７における電圧は２００（Ｖ）となり、電流は－６１．４（Ａ）となる。

　次に、シミュレーション部１４は、カウンタを「２」に更新し（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）、階層レベルが「２」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０５）。この具体例では、階層レベルが「２」のノードは、トランスのノードであるため、シミュレーション部１４は、前述の説明と同様に、ルート側の電圧、電流を計算する。なお、その計算において、リーフ側の電流が負の値「－６１．４（Ａ）」であるため、シミュレーション部１４は、変圧器のリーフ側で電力が消費されている場合の式を用いて計算を行うものとする。その結果、２０１０年１月１日０時のノードＮ００３における電圧は２０ｋ（Ｖ）となり、電流は－０．６６４（Ａ）となる。

　次に、シミュレーション部１４は、カウンタを「１」に更新し（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）、階層レベルが「１」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０５）。この具体例では、階層レベルの「１」のノードは連系点のノードであり、その子ノードはノードＮ００３のみであり、連系点での電力量の減少はないため、連系点のノードＮ００１の電圧、電流は、ノードＮ００３と同じになる。したがって、２０１０年１月１日０時の１時間における連系点での電力量は、２０ｋ（Ｖ）×（－０．６６４）（Ａ）＝－１３．２８（ｋＷｈ）となる。したがって、その１時間に連系点において、１３．２８（ｋＷｈ）の電力量が発電システムの外部、すなわち商用の電力系統（電力会社）から供給されることになる。

　その後、シミュレーション部１４は、２０１０年１月１日１時における各ノードの電力量の取得を行う（ステップＳ２０８，Ｓ２０９，Ｓ２０４～Ｓ２０７）。このようにして、１時間ごとに各ノードの電力量の取得が継続される。

　ここで、太陽電池による発電の行われる場合、すなわち、２０１０年１月１日９時のシミュレーションについて、簡単に説明する。その場合には、図８で示されるように、太陽高度が２２．０８度であり、方位角が１４２．５１度である。また、図５（ｄ）で示されるように、太陽電池の法線方向の方位角が１８０度であり、太陽電池の傾斜角が３０度であるため、シミュレーション部１４は、それらを用いて、太陽光線と、太陽電池の法線とのなす角度の余弦を算出する。その余弦は「０．６９３」となる。その余弦は、例えば、次のようにして算出してもよい。まず、太陽光線の方向と、太陽電池の法線方向との両方を同じ座標系（例えば、極座座標系）の角度を用いて表現する。次に、その座標系において、太陽光線の方向の単位ベクトルと、太陽電池の法線方向の単位ベクトルとの内積を算出する。すると、その内積の値が太陽光線と、太陽電池の法線とのなす角度θの余弦ｃｏｓθとなる。また、図７の１月の発電割合（日射比率）８５（％）を参照することによって、シミュレーション部１４は、１個の太陽電池によって発電される電流０．６９３×０．８５×２≒１．１７８（Ａ）を算出する。なお、図４で示される木構造情報のノードＮ００６に対応する個数情報が「５」であるため、シミュレーション部１４は、その電流を５倍した値１．１７８×５＝５．８９（Ａ）を２０１０年１月１日９時のノードＮ００６の電流として、図１０で示されるように蓄積する。

　次に、太陽電池よりも１階層だけルートノードに近い結線ボックスでは、太陽電池の上位ノード側の電流値を１００倍するだけであるため、ノードＮ００５の電流は、５．８９×１００＝５８９（Ａ）となる。

　次に、シミュレーション部１４は、結線ボックスよりも１階層だけルートノードに近いケーブルに関する計算を行う。そのため、シミュレーション部１４は、そのケーブルに対応する図５（ｃ）で示される属性情報を参照し、そのケーブルの抵抗を算出する。なお、この具体例では、ケーブルはすべて銅線であるとする。また、銅の体積抵抗率として、１．７８×１０^－８（Ω・ｍ）を用いる。したがって、抵抗は、１．７８×１０^－８×５００／（１００×１０^－６）＝０．０８９（Ω）となる。なお、ケーブルのリーフ側の電流は、５８９（Ａ）であるため、ケーブルでの電圧降下は、２×０．０８９×５８９≒１０５（Ｖ）となる。したがって、ケーブルのルート側での電圧は、５００－１０５＝３９５（Ｖ）となる。なお、エアコンに対応するノードＮ００２の電圧、電流は、前述の説明と同様に、４００（Ｖ）、－３０（Ａ）となる。

　次に、シミュレーション部１４は、ケーブルよりも１階層だけルートノードに近い直交変換器に関する計算を行う。ケーブルのルート側の電力は３９５×５８９＝２３２６５５（Ｗ）であり、そのうちの９０％が電圧２００（Ｖ）の交流に変換されるため、直交変換器のルート側の電圧、電流は、２００（Ｖ）、２３２６５５×０．９／２００≒１０４７（Ａ）となる。なお、エアコンの親ノードであるトランスに対応するノードＮ００７の電圧、電流は、前述の説明と同様に、２００（Ｖ）、－６１．４（Ａ）となる。

　次に、シミュレーション部１４は、直交変換器よりも１階層だけルートノードに近いトランスに関する計算を行う。そのトランスの子ノードである直交変換器に対応するノードＮ００２のルート側の電流は１０４７（Ａ）であり、そのトランスの子ノードであるトランスに対応するノードＮ００７のルート側の電流は－６１．４（Ａ）であるため、そのトランスのリーフ側の電流は、１０４７－６１．４≒９８６（Ａ）となる。したがって、前述の説明と同様にして、ノードＮ００３のルート側の電圧、電流を算出すると、２０ｋ（Ｖ）、９．７７（Ａ）となる。したがって、連系点に対応するノードＮ００１の電圧、電流も、ノードＮ００３と同じになる。このようにして、２０１０年１月１日９時の計算が終了する。その結果は、図１０で示されるようになる。したがって、２０１０年１月１日９時の１時間に連系点において、２０ｋ×９．７７≒１９５（ｋＷｈ）の電力量が発電システムから外部、すなわち商用の電力系統（電力会社）に出力されることになる。

　シミュレーション部１４は、このような計算を、２０１０年１２月３１日２３時まで行う。そして、それが終了すると、蓄積部１５は、取得された時期及び時間帯ごとの各ノードの電力量をシミュレーション結果記憶部１６に蓄積する（ステップＳ１０３）。したがって、図９，図１０で示される各ノードの電力量（電圧と電流の値）を含むシミュレーション結果が、シミュレーション結果記憶部１６で記憶されることになる。

　その後、ユーザが、連系点における１年間の電力量を出力する指示を入力したとする。すると、その指示は受付部１３で受け付けられ、出力部１７に渡される。そして、出力部１７は、出力を行うと判断し（ステップＳ１０４）、２０１０年１月１日０時から２０１０年１２月３１日２３時までの連系点（ノードＮ００１）に対応する電圧、電流をシミュレーション結果記憶部１６から読み出し、各時間帯の電圧と電流との積をすべて加算する。その結果は、ＡＢＣ（ｋＷｈ）であったとする。すると、出力部１７は、その値「ＡＢＣ（ｋＷｈ）」を表示する（ステップＳ１０５）。この表示によって、ユーザは、１年間の発電量を知ることができる。

　次に、ユーザが、２０１０年１月１日１２時のすべてのノードの電力量を出力する指示を入力したとする。すると、その指示は受付部１３で受け付けられ、出力部１７に渡される。そして、出力部１７は、出力を行うと判断し（ステップＳ１０４）、２０１０年１月１日１２時の各ノードに対応する電圧、電流をシミュレーション結果記憶部１６から読み出し、各ノードの電圧と電流との積をそれぞれ計算する。そして、出力部１７は、ノードごとに、その積の値である電力量を表示する（ステップＳ１０５）。この表示によって、ユーザは、２０１０年１月１日１２時における各ノードの電力量を知ることができる。ユーザは、その結果を見ることによって、例えば、ユーザは、電力の減少が大きいノードを特定することができ、それに応じて、発電システムの設計変更を行ってもよい。具体的には、ケーブルでの電圧降下が大きいことが分かる。したがって、ユーザは、ケーブルの長さを短くしたり、ケーブルの断面積を大きくしたりすることによって、ケーブルでの電圧降下が大きくならないように設計を変更してもよい。また、他の箇所において設計変更を行ってもよい。

　なお、この具体例では、ダミー中間ノードのない場合について説明したが、ダミー中間ノードがあったとしても、同様のシミュレーションを行うことができる。例えば、木構造情報が図１１で示されるものであったとする（なお、属性情報については省略する）。その図１１の木構造情報で示される木構造は、図１２で示されるようになる。この木構造では、２箇所にダミー中間ノードが設けられている。したがって、その２個のダミー中間ノードにおける電力量をも知ることができるようになる。なお、これらのダミー中間ノードが存在しなかった場合に、ユーザが、太陽電池Ａ１～Ａ３の発電量を知ろうとすると、太陽電池Ａ１～Ａ３に対応した３個のノードの電力量を加算する処理を手作業で行わなくてはならなかった。しかし、このようにダミー中間ノードが設定されていることによって、太陽電池Ａ１～Ａ３に対応した３個のノードの電力量も計算されることになり、ユーザの利便性が向上されることになる。例えば、３個の太陽電池Ａ１～Ａ３と、３個の太陽電池Ｂ１～Ｂ３とは性能が異なっており、それらの比較を３個単位で行いたい場合には、このようなダミー中間ノードを設定することが便利である。

　また、シミュレーション部１４は、上記説明以外の要因も考慮することによってシミュレーションを行ってもよい。例えば、シミュレーション部１４は、太陽電池の周りの建造物等に起因する太陽電池のパネル上の影に応じた発電量の減少を考慮して、シミュレーションを行ってもよい。影を考慮する場合には、シミュレーション部１４は、例えば、パネル上の影でない割合を、そのパネルで発電される電力量に掛けることによって、影に応じた発電量の減少を考慮してもよい。

　また、昇圧ユニットに対応した中間ノードが存在してもよいことは言うまでもない。昇圧ユニットは、直流で昇圧を行うものである。例えば、５００Ｖを生成する太陽電池のリーフノードと、３００Ｖを生成する太陽電池のリーフノードとが同一の親ノードを有する場合には、両リーフノードの電圧差に起因して、５００Ｖの太陽電池から３００Ｖの太陽電池の方に電流が流れてしまうことになる。したがって、その場合には３００Ｖの太陽電池のリーフノードの親ノードとして昇圧ユニットを設け、その昇圧ユニットによって、３００Ｖを他のリーフノードと同じ電圧（この場合には５００Ｖ）に昇圧することによって、一のリーフノードから他のリーフノードの方に電流が流れることを防止することができる。その昇圧ユニットにおいても、昇圧を行うことによって電力の損失が発生する。そのため、例えば、直交変換器の場合と同様に、ルート側の電力を算出するようにしてもよい。例えば、ルート側の電圧は、昇圧後の電圧（上記の例の場合には、５００Ｖ）となる。また、ルート側の電流は、直交変換器の場合と同様に算出することができる。なお、昇圧ユニットの効率は、一定であってもよく、リーフ側の電圧や電力の幅ごとに設定されてもよい。
　また、この具体例の発電割合情報等は、この具体例の説明のために示したものであって、必ずしも実際の気象情報等にしたがったものではない。

　以上のように、本実施の形態による発電シミュレーション装置１によれば、木構造で示される任意の発電システムのシミュレーションを行うことができる。そして、時間帯ごとに各ノードにおける電力量を求めることができる。したがって、そのシミュレーション結果を用いることにより、所望のノードにおける所望の時間帯や時期の電力量を知ることができるようになり、発電システムの評価を効果的に行うことができるようになる。また、各ノードでの電力量が蓄積されるため、シミュレーション結果を用いることによって、発電システムにおける改善した方がよい箇所などを容易に把握することができるようになる。また、ダミー中間ノードを含む木構造についてシミュレーションを行うことによって、所望のノードをまとめた単位での電力量を知ることができるようになり、利便性が向上される。

　なお、本実施の形態では、発電シミュレーション装置１が出力部１７を備えた場合について説明したが、シミュレーション結果記憶部１６で記憶されている情報が他の装置等に引き渡され、その装置等において出力部１７と同様の処理が行われる場合等には、発電シミュレーション装置１は出力部１７を備えていなくてもよい。

　また、本実施の形態では、木構造に含まれるリーフノードが自然エネルギーの発電機器に対応するもののみである場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、バッテリーに対応するリーフノードが木構造に含まれてもよい。その場合には、バッテリーの上位ノードに充電・放電をコントロールする充放電コントローラに対応する中間ノードが存在することになる。その充放電コントローラに対応する中間ノードは、通常、直交変換器に対応する中間ノードと同じ親ノードを有するノードとなる。充放電コントローラでは、直流と交流の変換や、充電制御、放電制御が行われる。シミュレーション時には、充放電コントローラは、直交変換器と同様の振る舞いをするとして計算を行ってもよい。また、シミュレーションにおいて、バッテリーは、充電時には電力を消費する電気機器と同様に振る舞い、放電時には太陽電池と同様に振る舞うとして計算を行ってもよい。そのバッテリーが放電するのか、充電するのかについては、充放電コントローラによって決定されることになる。したがって、シミュレーション時には、その充放電コントローラと同様の判断を行うことによって、バッテリーの放電・充電を決定するようにしてもよい。また、シミュレーション時には、バッテリーに対応するリーフノードに対応付けて、そのバッテリーの充電量を記憶するようにしてもよい。

　また、ダミー中間ノードにおいて、そのダミー中間ノードが有効な時期や時間帯の設定を行うことができるようにしてもよい。例えば、電力を消費する電気機器の上位ノードにこのようなダミー中間ノードを設定することによって、電気機器で電力の消費される時期や時間帯を指定することができるようになる。時期は、例えば、月で指定されてもよく、曜日で指定されてもよく、その両方で指定されてもよい。時間帯は、例えば、７時～９時や、１７時～２１時のように指定されてもよい。具体的には、あるダミー中間ノードに、すべての月の月曜日から金曜日まで、７時から９時の範囲が有効である旨の設定を行っている場合には、シミュレーションの際に、その設定に応じた時期、時間帯（すなわち、月曜日から金曜日までの７時から９時まで）のみ、そのダミー中間ノードのリーフ側の電力量の合計が、ルート側の電力量となり、それ以外の時期、時間帯（すなわち、月曜日から金曜日までの７時から９時以外と、土曜日、日曜日の終日）には、そのダミー中間ノードのルート側の電力量の合計が０となる。このようなダミー中間ノードを用いる場合には、電力を消費する電気機器に対応するリーフノードの属性情報として運転率を設定しなくてもよいことになる。有効な時期や時間帯を設定したダミー中間ノードを用いることによって、シミュレーション時に、複数の電気機器に対して、使用される時間帯や時期を一括して設定できるメリットが得られる。例えば、同じ部屋に存在する複数の電気機器（例えば、エアコンとテレビ等）は、だいたい同時に使用されることが多いと考えられるが、そのような場合に、その同じ部屋に存在する複数の電気機器について、ダミー中間ノードを用いることによって、同じ時期や時間帯にのみ運転される旨の設定を行うことができるようになる。

　また、本実施の形態では、連系点に対応するノードがルートノードである場合について説明したが、実際にはそうでなくてもよい。例えば、一のルートノードに対して、シミュレーションの条件を変更した複数の連系点に対応する子ノードが存在してもよい。その場合であっても、実際の設計やシミュレーションでは、その連系点に対応するノードをルートノードとする部分木構造に対して設計やシミュレーションが行われることになる。したがって、そのような場合であっても、その部分木構造に注目することによって、連系点に対応するノードをルートノードとする木構造であると考えることができる。

　また、発電システムに関するオプションの設定や、パラメータの設定することがある。オプションの設定とは、発電システムの種々のオプションを考慮に入れるかどうかの設定であり、例えば、太陽電池のパネル上の影を考慮に入れるかどうかの設定等である。また、パラメータの設定とは、発電システムで用いられるパラメータの設定であり、例えば、太陽電池の温度特性の設定等である。そのようなオプションの設定やパラメータの設定を、連系点に対応するルートノードの子ノードとして管理するようにしてもよい。その場合には、そのオプションの設定やパラメータの設定に関するノードは、シミュレーションにおいて電力量の算出対象とはならない。また、木構造においてオプションの設定やパラメータの設定の具体的なデータが表示されてもよく、あるいは、木構造において、オプションの設定やパラメータの設定に対応するノードが選択された際に、その選択されたノードに対応するオプションの設定やパラメータの設定の具体的なデータが表示されるようにしてもよい。また、シミュレーション部１４は、シミュレーション時に、そのオプションの設定やパラメータの設定を参照してシミュレーションを行ってもよい。

　このように、木構造情報によって示される木構造は、少なくとも、連系点に対応するルートノード（このルートノードは、前述のように、部分木構造におけるルートノードであってもよい）と、発電機器に対応するリーフノードと、中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造であればよく、その木構造は、その他のものに対応するノードをさらに含んでいてもよい。

　また、シミュレーション時の太陽電池についての計算方法について上述したが、その計算方法は一例であり、異なる計算を行ってもよいことは言うまでもない。通常、標準試験条件において太陽電池が生成する電力や電圧、電流が、その太陽電池の公称出力として公開されている。したがって、その公称出力が属性情報に含まれる場合に、その公称出力を用いてシミュレーションを行ってもよい。具体的には、標準試験条件の日射量は、１０００Ｗ／ｍ^２である。したがって、公称出力は、日射量が１０００Ｗ／ｍ^２である場合の出力である。また、過去の気象情報を用いて平均された（例えば、過去２０年間の平均であってもよい）、各月日の各時間の日射量が図示しない記録媒体で記憶されているものとする。ここで、日射量は、直射日光に対応する直達日射量と、散乱された光に対応する散乱日射量とに分けることができる。また、太陽位置（太陽高度と太陽の方位角）を引数とし、直達日射量と、散乱日射量との割合を算出することができる関数（ここでは、「直達・散乱比率関数」と呼ぶことにする）が知られている。したがって、シミュレーション部１４は、シミュレーションを行う月日、時間帯の日射量「Ｐ（Ｗ／ｍ^２）」を読み出す。また、その月日、時間帯に対応する太陽位置を取得し、直達・散乱比率関数を用いて、その太陽位置に対応する直達日射量と、散乱日射量との割合を取得する。直達日射量と、散乱日射量との比率がＱ：（１－Ｑ）であったとする。ただし、０≦Ｑ≦１である。散乱日射量は、太陽電池の法線の方向に関係なく太陽電池に到達するが、直達日射量は、太陽光線と太陽電池の法線との足す角度θの余弦（ｃｏｓθ）を掛けた量だけが太陽電池に到達することになる。したがって、太陽電池において発電に用いられる日射量は、Ｐ×｛Ｑ×ｃｏｓθ＋（１－Ｑ）｝（Ｗ／ｍ^２）となる。その結果、Ｐ×｛Ｑ×ｃｏｓθ＋（１－Ｑ）｝／１０００の割合で発電が行われることになる。したがって、太陽電池のルート側の電圧、電流は、次式のようになる。
　ルート側の電圧＝公称出力電圧（Ｖ）
　ルート側の電流＝Ｐ×｛Ｑ×ｃｏｓθ＋（１－Ｑ）｝×公称出力電流／１０００（Ａ）
　したがって、シミュレーション部１４は、前述の式に代えて、この式を用いて太陽電池の電力量を計算してもよい。

　また、シミュレーション時のケーブルについての上述の計算方法では、電圧降下を計算する場合について説明したが、電圧降下に対応する電力の損失を電流の損失に置き換え、電圧は変化しないとして計算を行ってもよい。その場合には、ケーブルのリーフ側の電圧がＤ（Ｖ）であり、リーフ側の電流の合計がＥ（Ａ）であり、ケーブルの抵抗をＲ（Ω）とすると、ケーブルのルート側の電圧、電流は、次式のようになる。
　ケーブルのルート側の電圧＝Ｄ（Ｖ）
　ケーブルのルート側の電流＝Ｅ－Ｋ×Ｒ×Ｅ^２／Ｄ（Ａ）
　また、ケーブルのリーフ側に電力を消費する電気機器が存在する場合には、次式のようになる。
　ケーブルのルート側の電圧＝Ｄ（Ｖ）
　ケーブルのルート側の電流＝Ｅ＋Ｋ×Ｒ×Ｅ^２／Ｄ（Ａ）
　したがって、シミュレーション部１４は、前述の式に代えて、これらの式を用いてケーブルの電力量を計算してもよい。

　また、有効な時期や時間帯の設定の設定されたダミー中間ノードが電力を消費する電気機器の上位ノードに存在する場合には、シミュレーション部１４は、そのダミー中間ノードまでは、１００％の運転率の場合と同様に消費電力の計算を行い、そのダミー中間ノードにおける計算において、算出対象となる時期、時間帯が有効な時期や時間帯でないのであれば、そのダミー中間ノードのルート側の電圧、電流、電力を０とし、算出対象となる時期、時間帯が有効な時期や時間帯であるのであれば、そのダミー中間ノードのルート側の電圧、電流、電力を、そのダミー中間ノードのリーフ側の電圧、電流、電力と同じにしてもよい。

　また、シミュレーション部１４は、上述のケーブルでの説明のように、各中間ノードにおける電力の損失を、電流の損失として計算し、電圧は中間ノードのリーフ側とルート側とで変化しないようにシミュレーションを行ってもよい。すなわち、シミュレーション部１４がそのような計算を行うような式を設定していてもよい。このようにすることで、中間ノードや、ルートノードが複数の子ノードを有している場合に、その複数の子ノードのルート側の電圧を等しくすることが容易になる。

　また、シミュレーション部１４は、例えば、各ノードについて、リーフ側の電圧、電流、電力と、ルート側の電圧、電流、電力と、そのノードで減少した電力（＝リーフ側の電力－ルート側の電力）とを算出してもよい。そして、それらの情報が蓄積部１５によってシミュレーション結果記憶部１６に蓄積され、出力部１７によって出力されてもよい。また、シミュレーション結果ではないが、各ノードの電圧や電流と共に、各ノードのリーフ側の配線方式、及びルート側の配線方式をもシミュレーション結果と共に記憶するようにしてもよい。

　また、上記実施の形態では、発電シミュレーション装置１がスタンドアロンである場合について説明したが、発電シミュレーション装置１は、スタンドアロンの装置であってもよく、サーバ・クライアントシステムにおけるサーバ装置であってもよい。後者の場合には、出力部や受付部は、通信回線を介して入力を受け付けたり、情報を出力したりしてもよい。

　また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。

　また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。

　また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いるしきい値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していない場合であっても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。

　また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していない場合であっても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。

　また、上記実施の形態において、発電シミュレーション装置１に含まれる２以上の構成要素が通信デバイスや入力デバイス等を有する場合に、２以上の構成要素が物理的に単一のデバイスを有してもよく、あるいは、別々のデバイスを有してもよい。

　また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、上記実施の形態における発電シミュレーション装置１を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、連系点から発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、発電機器の発電割合に関する情報である発電割合情報が少なくとも１日の時間帯ごとに記憶される発電割合情報記憶部とにアクセス可能なコンピュータに、属性情報と発電割合情報とを用いて、発電機器が時間帯ごとに生成する電力量を算出し、生成される電力量の減少をリーフノードからルートノードまで計算することによって、木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯ごとに取得するシミュレーションステップと、シミュレーションステップで取得した各ノードの時間帯ごとの電力量を蓄積する蓄積ステップとを実行させるためのプログラムである。

　なお、上記プログラムにおいて、上記プログラムで実現する処理には、ハードウェアでしか実現できない処理は含まれない。例えば、コンピュータに、情報を出力する出力ステップ等を実行させる場合に、モデムやインターフェースカードなどのハードウェアでしか実現できない処理は、上記プログラムで実現する処理には少なくとも含まれないものとする。

　また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭなどの光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。

　また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。

　図１３は、上記プログラムを実行して、上記実施の形態による発電シミュレーション装置１を実現するコンピュータの外観の一例を示す模式図である。上記実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムによって実現されうる。

　図１３において、コンピュータシステム９００は、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ９０５を含むコンピュータ９０１と、キーボード９０２と、マウス９０３と、モニタ９０４とを備える。

　図１４は、コンピュータシステム９００の内部構成を示す図である。図１４において、コンピュータ９０１は、ＣＤ－ＲＯＭドライブ９０５に加えて、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）９１１と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのＲＯＭ９１２と、ＭＰＵ９１１に接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶すると共に、一時記憶空間を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）９１３と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するハードディスク９１４と、ＭＰＵ９１１、ＲＯＭ９１２等を相互に接続するバス９１５とを備える。なお、コンピュータ９０１は、ＬＡＮへの接続を提供する図示しないネットワークカードを含んでいてもよい。

　コンピュータシステム９００に、上記実施の形態による発電シミュレーション装置１の機能を実行させるプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ９２１に記憶されて、ＣＤ－ＲＯＭドライブ９０５に挿入され、ハードディスク９１４に転送されてもよい。これに代えて、そのプログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ９０１に送信され、ハードディスク９１４に記憶されてもよい。プログラムは実行の際にＲＡＭ９１３にロードされる。なお、プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ９２１、またはネットワークから直接、ロードされてもよい。

　プログラムは、コンピュータ９０１に、上記実施の形態による発電シミュレーション装置１の機能を実行させるオペレーティングシステム（ＯＳ）、またはサードパーティプログラム等を必ずしも含んでいなくてもよい。プログラムは、制御された態様で適切な機能（モジュール）を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいてもよい。コンピュータシステム９００がどのように動作するのかについては周知であり、詳細な説明は省略する。

　また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

　以上より、本発明による発電シミュレーション装置等によれば、木構造で示される発電システムの各ノードにおける電力量を取得することができ、発電システムのシミュレーション装置等として有用である。

Claims

連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、
前記発電機器の発電割合に関する情報である発電割合情報が少なくとも１日の時間帯ごとに記憶される発電割合情報記憶部と、
前記属性情報と前記発電割合情報とを用いて、前記発電機器が時間帯ごとに生成する電力量を算出し、当該生成される電力量の減少をリーフノードからルートノードまで計算することによって、前記木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯ごとに取得するシミュレーション部と、
前記シミュレーション部が取得した各ノードの時間帯ごとの電力量を蓄積する蓄積部と、を備えた発電シミュレーション装置。
前記発電割合情報記憶部では、前記発電割合情報が１日の時間帯及び１年の時期ごとに記憶されており、
前記シミュレーション部は、前記木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯及び時期ごとに取得し、
前記蓄積部は、各ノードの時間帯及び時期ごとの電力量を蓄積する、請求項１記載の発電シミュレーション装置。
前記時期は１日である、請求項２記載の発電シミュレーション装置。
前記時間帯は１時間である、請求項１から請求項３のいずれか記載の発電シミュレーション装置。
前記中間ノードには、対応する中間物が存在しない中間ノードであるダミー中間ノードが含まれる、請求項１から請求項４のいずれか記載の発電シミュレーション装置。
前記木構造情報は、同一の親ノードを親とする複数の同じ部分木構造が並列して前記木構造に存在する場合に、当該親ノードを親とする一の部分木構造を示す木構造の情報と、当該同じ部分木構造の個数を示す個数情報とを有するものであり、
前記シミュレーション部は、前記個数情報によって個数の示される部分構造木の親ノードにおける電力量を算出する際に、当該部分構造木のルートにおける電力量に、前記個数情報の示す個数を掛けた電力量を用いる、請求項１から請求項５のいずれか記載の発電シミュレーション装置。
前記木構造には、電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれ、
前記木構造情報は、当該リーフノードに対応する電力の消費に関する属性情報を有し、
前記シミュレーション部は、前記電気機器に対応するリーフノードに応じた電力量の減算を行う、請求項１から請求項６のいずれか記載の発電シミュレーション装置。
前記蓄積部が蓄積した電力量をノードごとに出力する出力部をさらに備えた、請求項１から請求項７のいずれか記載の発電シミュレーション装置。
前記発電機器は、太陽電池である、請求項１から請求項８のいずれか記載の発電シミュレーション装置。
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、前記発電機器の発電割合に関する情報である発電割合情報が少なくとも１日の時間帯ごとに記憶される発電割合情報記憶部と、シミュレーション部と、蓄積部とを用いて処理される発電シミュレーション方法であって、
前記シミュレーション部が、前記属性情報と前記発電割合情報とを用いて、前記発電機器が時間帯ごとに生成する電力量を算出し、当該生成される電力量の減少をリーフノードからルートノードまで計算することによって、前記木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯ごとに取得するシミュレーションステップと、
前記蓄積部が、前記シミュレーションステップで取得した各ノードの時間帯ごとの電力量を蓄積する蓄積ステップと、を備えた発電シミュレーション方法。
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、前記発電機器の発電割合に関する情報である発電割合情報が少なくとも１日の時間帯ごとに記憶される発電割合情報記憶部とにアクセス可能なコンピュータに、
前記属性情報と前記発電割合情報とを用いて、前記発電機器が時間帯ごとに生成する電力量を算出し、当該生成される電力量の減少をリーフノードからルートノードまで計算することによって、前記木構造の各ノードに対応する電力量を時間帯ごとに取得するシミュレーションステップと、
前記シミュレーションステップで取得した各ノードの時間帯ごとの電力量を蓄積する蓄積ステップとを実行させるためのプログラム。