特開 2023-79959 地震予測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023079959

(43)【公開日】2023-06-08

(54)【発明の名称】地震予測方法

(51)【国際特許分類】

   G01V 1/00 20060101AFI20230601BHJP

【ＦＩ】

G01V1/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021204639

(22)【出願日】2021-11-28

(71)【出願人】

【識別番号】521549763

【氏名又は名称】坂尾 正昭

(72)【発明者】

【氏名】坂尾 正昭

【テーマコード（参考）】

2G105

【Ｆターム（参考）】

2G105AA03

2G105BB03

2G105EE02

2G105MM03

(57)【要約】

【課題】地震予知方法には電磁気学的地震予知と力学的地震予知とがあるが、前者は実施の難易度において誰でも容易に実施できるものではなく、また、直前でないと予知できない場合や巨大地震でないと予知できない場合がある。また、後者は短期的地震発生の予知が困難である場合が多い。誰でも簡易な方法で実施できる短期的地震発生予知方法の確立が必要である。
【解決手段】地震予知方法の提供には困難が多いが、太陽光発電システムを利用した地震予測システムを用いて地震予知のレベルに近い地震予測方法を提供することにより、専門家でなくても簡易な方法で短期的地震発生の予測が可能となり、将来的には地震予知実現へと高めることができる可能性がある。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光発電システムにより発電電力を計測し、前記太陽光発電システムの太陽電池容量に対する発電電力の割合があらかじめ設定した第一基準値以上である場合に地震が発生すると推定する地震予測方法。

【請求項2】

複数箇所に分散設置した太陽光発電システムにより発電電力及び日射強度を計測し、データ集計場所に計測時刻、発電電力、日射強度のデータ伝送を行い、発電電力を日射強度１ｋＷ／ｍ^２の場合に比例換算した値の太陽電池容量に対する割合があらかじめ設定した第二基準値以上である太陽光発電システムが１箇所以上存在する場合に地震が発生すると推定する地震予測方法。

【請求項3】

請求項２に記載の地震予測方法において、あらかじめ設定した第三基準値以上の値の計測地点数の全計測地点数に占める割合があらかじめ設定した第四基準値以上の割合である場合に地震が発生すると推定する地震予測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は太陽光発電システムを利用した地震予測方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地震予知には電磁気学的地震予知と力学的地震予知とがあり、下記特許文献１及び非特許文献１は電磁気学的地震予知である。特許文献１は電磁気学的異常と地震との関連を明らかにしたものであり、電磁ノイズを測定し、通信状態が悪い通信基地局付近において短期的地震発生の可能性が高いとするものである。これを活用しての地震予知は、機器製作、システム構築、データ解析のための費用や難易度を考えると、専門家でない者が容易に実施できるものではない。

【0003】

非特許文献１は、巨大地震の前に電離圏において擾乱が生じ、電離圏全電子数に異常が生じたとするものである。東北地方太平洋沖地震発生４０分前に電離層全電子数に異常が発生したとされており、当該地震の場合は地震発生直前になって異常が発生したことになる。また、地震の前兆としての電離圏全電子数の異常発生は巨大地震発生前に限られる可能性があり、巨大地震ほどの規模ではないが被害発生が予想される大地震の予知が可能かどうか明らかではない。なお、この明細書では、巨大地震とはマグニチュード（以下Ｍという）８．０以上、大地震とはＭ７．０以上Ｍ８．０未満、中小地震とはＭ７．０未満の地震を指すものとする。

【0004】

非特許文献２は力学的地震研究であり、ひずみの分析により地震予知を行うものである。中長期的な地震発生地域の特定において有効な方法であるが、短期的地震予知は容易ではないものと考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許 ５９２０８１０

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】日置幸介 「巨大地震直前に増える電離圏の電子」 地震ジャーナル５３号 ｐ．１９～２５ 地震予知総合研究振興会 ２０１２年６月

【非特許文献2】西村卓也 「南海トラフ地震震源域のひずみ蓄積状況」 地震ジャーナル６２号 ｐ．１～７ 地震予知総合研究振興会 ２０１６年１２月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、専門家でなくても簡易に短期的地震予測ができる方法を提供することにある。太陽光発電システムがあれば新規投資不要で専門家でなくても簡易な方法で数値による短期的地震予測が可能である。異常値発生の場合、高確率で翌々日までに日本付近で一定規模以上の地震が発生すると推定するものである。また、太陽電池容量が明らかで、正確な日射強度及び発電電力の計測が可能である複数箇所に分散設置した太陽光発電システム（以下複数分散システムという）のデータにより、専門家でなくても数値により短期的地震予測が可能である。計測結果が異常状態であると判定されれば、異常値計測場所に近いエリアで短期的に地震が高確率で発生するとの推定が可能である。いずれの請求項も短期的地震予測であるが、地震発生の直前でないと地震予測ができないものではなく、それ以前から予測が可能である場合が多い。また、巨大地震でなくても、大地震やＭ４．５以上Ｍ７未満程度の中小地震についても予測が可能である場合が多い。いつ、どこで、どの程度の規模の地震が発生するかの一部については精度が高いとまでは言えず、予知ではなく予測であるとしているが、請求項２、請求項３については、予知にまで高めることができる可能性がある。太陽電池容量とは、太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールの公称最大出力の合計値のことである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

太陽光発電は太陽光のエネルギーを電力に変える発電方法で、太陽電池モジュールの公称最大出力は、ＪＩＳ Ｃ８９１８で規定するエアマス１．５、放射照度（日射強度）１ｋＷ／ｍ^２、モジュール温度２５℃での値である。自宅の太陽光発電システム（以下自宅システムという）のメーカー製品パンフレットによると、発電電力は、太陽電池損失すなわち太陽電池モジュール表面温度上昇による損失、パワーコンディショナ損失、その他損失により、最大でも太陽電池容量の７０％～８０％程度であり、太陽電池容量３．７ｋＷである自宅システムにおいては最大でも２．５９ｋＷから２．９６ｋＷ程度となる。

【0009】

自宅システムにおいて、太陽電池容量の８０％、２．９６ｋＷを大きく上回る発電電力を記録することがあり、日射強度、太陽電池モジュール表面の温度や汚れの大小、太陽光の太陽電池モジュールへの照射角度など、発電電力に影響を与える要因はあるものの、好条件が揃ったとしてもメーカー製品パンフレット記載内容を大きく超える発電電力の出現は考えにくい。他メーカーの太陽光発電システムにおいても、発電電力の最大値は太陽電池容量の７０％～８０％程度であるとされており、これを大きく超える発電電力の出現は考えにくい。

【0010】

日射強度は太陽光の強さであり、単位はｋＷ／ｍ^２である。快晴時の日射強度は約１ｋＷ／ｍ^２であるとされており、また、太陽光発電システムにおける発電電力は日射強度にほぼ比例する。太陽光発電システムにおいては、発電電力は付属モニターで計測可能であり、複数分散設置システムにおいては、発電電力の他、太陽電池モジュール設置角度と同一角度で設置した日射計により、日射強度の計測が可能である。太陽電池モジュールの公称最大出力は放射照度１ｋＷ／ｍ^２での値であること、発電電力は日射強度にほぼ比例すること、発電電力は最大でも太陽電池容量の８０％以下であるとされていること、以上より、複数分散設置システムにおいては、発電電力を日射強度１ｋＷ／ｍ^２の場合に比例換算した値の太陽電池容量に対する割合は、通常であれば８０％以下となる。

【0011】

太陽光発電システムにおけるメーカーパンフレット記載内容を大きく超える発電電力の出現は、同一日射強度であってもより大きな発電電力が出現する場合が存在することを意味する。日射計を備えた商業施設の太陽光発電システム、及びネット上で発電データが公開されている日射計を備えた太陽光発電システムにおいては、発電電力と日射強度の計測タイミング不一致や、雲の影響による不均一な日射強度発生が生じているものと考えられ、発電電力と日射強度の計測結果をそのまま地震予測に使用することができない場合がある。しかし、店頭やネット掲載のデータを見ると、日射強度に対する発電電力の割合の変化はゆるやかではあるが変動幅は大であることがわかる。同一日射強度であっても発電電力に大きな差があること、及び、発電電力を日射強度１ｋＷ／ｍ^２の場合に比例換算した値の太陽電池容量に対する割合が大きく変動することは理論的に説明がつかず、発電電力を増加させる何らかの解明されていない原因が存在することを示している。

【0012】

本発明において必要な機器は、請求項１への記載内容においては、発電電力を表示するモニターを備えた一般的な太陽光発電システムである。太陽電池容量に対する発電電力の割合があらかじめ設定した第一基準値以上である場合に、短期的に一定規模以上の地震が発生すると推定するものである。

【0013】

複数分散設置システムにおいては、日射強度と発電電力の計測機能を備えた複数の太陽光発電システムと、それぞれの太陽光発電システムからデータを集計場所に伝送するシステム、集計場所においてデータの集計と計算を行い地震を予測するシステムが必要である。目視において同程度に見える日射の場合でも、ある日と翌日の同一時間帯の発電電力の最大値が大きく異なることがある。異常値出現時には短期的地震発生確率が高いことから、複数分散設置システムにおいては、発電電力を日射強度１ｋＷ／ｍ^２の場合に比例換算した値の太陽電池容量に対する割合があらかじめ設定した第二基準値以上である太陽光発電システムがｉ箇所以上存在することにより、短期的に一定規模以上の地震が発生すると推定するものである。第二基準値をどう設定するかにより、中小地震を含む一定規模以上の地震の予測、大地震以上の規模の地震に絞った地震の予測、いずれも可能である。また、あらかじめ設定した第三基準値以上の値の計測地点数の全計測地点数に占める割合が、あらかじめ設定した第四基準値以上の割合である場合に、短期的に地震が発生すると推定するものである。第三基準値は第二基準値より低い値を設定し、第三基準値以上の計測地点の分布が多地点広範囲であれば、短期的に地震が発生すると推定するものである。第三基準値をどう設定するかにより、中小地震を含む一定規模以上の地震の予測、大地震以上の規模の地震に絞った地震の予測、いずれも可能である。複数分散設置システムにおける地震予測において、短期的とは多くの場合、翌々日までを想定しているが、大地震以上の規模の地震の前兆は早めに出現する可能性がある。

【発明の効果】

【0014】

本発明により、専門家でなくても簡易に短期的地震予測が可能となる。また、公的機関による地震予測情報の発令が可能となる。

【発明を実施するための形態】

【0015】

請求項１に記載の地震予測方法の実施にあたっての必要事項は次のとおりである。
第一に、発電電力を表示するモニターのある太陽光発電システムであること。第二に、太陽電池容量以上の定格出力電力であるパワーコンディショナを使用すること。太陽電池容量に対する発電電力の大小で地震予測を行うため、十分な定格出力電力を持つパワーコンディショナが必要である。定格の高いパワーコンディショナであることが望ましいが、主として家庭用太陽光発電システムを想定しているため、現実的に考えられる最低限の条件を示した。第三に、太陽電池モジュールを南または南に近い向きに設置すること。設置方向が南向きから離れるほど１日の発電電力の最大値が小さくなり、発電電力と太陽電池容量との比較において、出現した発電電力が異常であるかどうかの判定が困難となるからである。第四に、設置傾斜角度を３０°前後とすること。日本付近においては、０°や９０°などの極端な角度では、太陽光と太陽電池モジュールとの角度が最適な発電に適さない季節が存在することとなり、年間を通じて実施する地震予測に適さない。また、角度が浅い場合、降雨で太陽電池モジュール表面の汚れが流されにくく、表面の汚れによる発電電力低下の可能性がある。第五に、すべての太陽電池モジュールを同一方向同一傾斜角度で設置すること。太陽電池モジュールにより設置方向や設置角度が異なると、異なる条件での発電データが混在することになり、発電電力が異常であるかどうかの正確な判定ができないからである。第六に当日の最大発電電力の把握が可能であり、小数点以下１桁まで計測できること。当日の最大発電電力を記録する機能付の製品もあるが、この機能がなくても目視によるモニターの確認でも可である。また、精度の高いデータを得るため、小数点以下１桁までの計測が可能である必要がある。第七に、電力会社による出力制御を受けないこと。第八に、太陽電池モジュールに陰がかからないこと。雲の陰の影響による太陽光モジュールの日射強度不均一はやむを得ないが、近隣の建物や電柱、大木などによる陰の発生は発電電力計測に適していない。第九に、太陽電池モジュール表面の汚れが少ないこと。汚れは通常降雨で洗い流され、また、積雪はやむを得ないが、落葉や鳥の糞の付着などが認められる場合には除去する必要がある。第十に、精度の高いデータを得るため、太陽電池容量は３ｋＷ以上程度とすること。第十一に、設置から１５年以内程度の経年劣化していない太陽光発電システムであること。以上、１１の条件を満たすものとする。

【0016】

自宅システムの概要は、太陽電池モジュールの設置方向南南東向き、設置傾斜角度２４．２°、太陽電池容量３．７ｋＷ、パワーコンディショナ定格出力電力４．０ｋＷ（実力値４．１ｋＷ）、多結晶シリコンタイプであり、必要事項を満たしている。具体的な事例として、２０１１年３月１１日１４時４６分発生のＭ９．０の東北地方太平洋沖地震発生当日、地震発生前の正午前後に発電電力４．１ｋＷを記録した。これは太陽電池容量の約１１１％の出力であり、かつ、自宅システムのパワーコンディショナの定格出力電力による制約上の最大値であり、通常あり得ない異常に高い発電電力である。パワーコンディショナの制約がなければさらに大きな発電電力となっていた可能性がある。自宅システムによる計測は２０１１年３月１１日に開始したばかりであり、異常に高い発電電力は前日以前から発生していた可能性もある。また、その後も規模の大きな余震が多数発生し、その際にも３．８ｋＷ程度の発電電力を記録している。異常に高い発電電力は一定規模以上の地震との関連があるとの仮説を立て、発電電力と地震発生との関連について検証を行った。メーカーパンフレットによると、発電電力は最大でも太陽電池容量の８０％以下であるとされており、太陽光の太陽電池モジュールへの照射角度が直角に近い、低温である、雨後で太陽電池モジュール表面に汚れが少ないなどの好条件が揃ったとしても、太陽電池容量の１１１％もの発電電力の出現は通常の状態ではあり得ないと考えられる。発電電力は日射強度にほぼ比例するが、快晴時の日射強度は約１ｋＷ／ｍ^２であるとされており、地震の前兆として日射強度が１ｋＷ／ｍ^２を大きく超えることはなく、各種損失もあるため、太陽電池容量の１１１％もの発電電力は通常出現しない。

【0017】

そこで、自宅システムの太陽電池容量の９０％の発電電力、すなわち３．４ｋＷの発電電力をあらかじめ第一基準値として設定し、３．４ｋＷ以上の発電電力を異常値であると定義し、地震との関連について検証した。また、自宅付近が晴天で計測条件が良好であるにもかかわらず、発電電力が太陽電池容量の８０％未満、２．９ｋＷ以下である場合を通常値であると定義し、地震との関連について検証した。対象とする地震は日本付近で発生したＭ４．５以上の地震とし、北方四島、サハリン、台湾を含むものとする。Ｍ４．５以上の地震を対象とする理由は、日本付近では地震発生が多くこれよりも小規模な地震を対象に含めると対象地震の発生回数が多くなり、異常値と地震との関連がわかりにくいためである。また、対象とする地震の規模を大きくすると対象地震発生回数が少なくなり、異常値に対応する地震は大地震であるとは限らないため、この場合も地震との関連がわかりにくくなる。このため、検証を行う上での対象地震の規模をＭ４．５以上とした。

【0018】

自宅システムにおける発電電力異常値出現と一定規模以上の地震との間に関連があることを三つの手法により検証し、太陽電池容量の９０％以上、すなわちあらかじめ設定した第一基準値である３．４ｋＷ以上の発電電力出現時には、翌々日までに日本付近において高確率でＭ４．５以上の地震が発生していることを検証する。第一は、異常値出現時のその後のＭ４．５以上の地震発生割合と、異常値が出現しない通常値の場合のその後のＭ４．５以上の地震発生割合との比較、第二は、異常値とＭ４．５以上の地震との個別の対応関連事例、第三はＭ４．５以上の地震の発生頻度と異常値発生頻度との関連の分析である。地震予知の定義は、気象庁によると、地震の起こる時、場所、大きさの三つの要素を精度よく限定して予測することであり、本発明の請求項１は、場所と大きさにおいてこれを十分満たしているとはいえないため、地震予知ではなく地震予測であるとしているが、太陽光発電システムにおける異常値出現と一定規模以上の地震発生との間には関連があることが明らかになるため、今後の地震予知実現のため意義がある。

【0019】

第一に、自宅システムにおける異常値出現時における、その後のＭ４．５以上の地震の発生状況について検証を行う。２０２０年の自宅システムでの計測実施は２５３日、うち晴天で計測条件良好日が１７０日であり、このうち異常値出現日は６０日、好天で計測条件が良好であるにもかかわらず発電電力が２．９ｋＷ以下の日は５７日であった。異常値出現後の当日、翌日まで、翌々日までのＭ４．５以上の地震発生日数はそれぞれ、当日１５日、翌日まで３１日（当日１５翌日１６）、翌々日まで４２日（当日１５翌日１６翌々日１１）であり、当日のＭ４．５以上の地震発生確率は２５．０％（６０日中１５日）、翌日までの発生確率５１．７％（６０日中３１日）、翌々日までの発生確率７０．０％（６０日中４２日）である。これに対し、自宅システムにおいて好天で計測条件が良好であるにもかかわらず発電電力が２．９ｋＷ以下である場合のＭ４．５以上の地震発生日数は、当日７日、翌日まで２０日（当日７翌日１３）、翌々日まで３０日（当日７翌日１３翌々日１０）であり、発生確率はそれぞれ１２．３％（５７日中７日）、３５．１％（５７日中２０日）、５２．６％（５７日中３０日）である。比較すると、２５．０％＞１２．３％、５１．７％＞３５．１％、７０．０％＞５２．６％となり、いずれも自宅システムにおける異常値出現時の方が通常値出現時に比べＭ４．５以上の地震の発生割合が大である。なお、異常値出現後、翌々日までに複数のＭ４．５以上の地震が発生した場合は、最初のＭ４．５以上の地震のみをカウントしている。

【0020】

２０２１年についても同様の検証を継続実施している。１月から１０月までの自宅システムでの計測実施は２０４日、うち計測条件良好日が１３１日、このうち異常値出現日は４９日、計測条件良好にもかかわらず発電電力が２．９ｋＷ以下の日は５３日であった。異常値出現後の当日、翌日まで、翌々日までのＭ４．５以上の地震発生日数はそれぞれ、当日１８日、翌日まで３８日（当日１８翌日２０）、翌々日まで４２日（当日１８翌日２０翌々日４）であり、当日のＭ４．５以上の地震発生確率は３６．７％（４９日中１８日）、翌日までの発生確率７７．６％（４９日中３８日）、翌々日までの発生確率８５．７％（４９日中４２日）である。これに対し、計測条件良好にもかかわらず発電電力が２．９ｋＷ以下である場合のＭ４．５以上の地震発生日数は、当日１６日、翌日まで３２日（当日１６翌日１６）、翌々日まで３９日（当日１６翌日１６翌々日７）であり、発生確率はそれぞれ３０．２％（５３日中１６日）、６０．４％（５３日中３２日）、７３．６％（５３日中３９日）である。比較すると、３６．７％＞３０．２％、７７．６％＞６０．４％、８５．７％＞７３．６％となり、いずれも自宅システムにおける異常値出現時の方が通常値出現時に比べＭ４．５以上の地震の発生割合が大である。

【0021】

第二に、自宅システムにおける異常値と一定規模以上の地震との関連について例を記載する。東北地方太平洋沖地震発生前の当日正午前後に４．１ｋＷ（太陽電池容量の約１１１％）を記録したことについては既に述べたが、他の事例について五例記載する。

【0022】

一例目は、日本時間２０１８年２月７日午前０時５０分に発生した台湾東部を震源とするＭ６．４の花蓮地震で、その後２月８日早朝にもＭ６．１の地震が発生している。この時の計測結果は、地震発生前々日の２月５日に３．８ｋＷ（同 約１０３％）、前日の２月６日に４．０ｋＷ（同 約１０８％）、その後のＭ６．１の地震前日の２月７日に３．８ｋＷ（同 約１０３％）を記録しており、これらの著しい異常値は当該地震の前兆であったものと考えられる。

【0023】

二例目は、２０１９年４月２８日午前２時２５分に発生した十勝地方南部を震源とするＭ５．６の地震で、前日の４月２７日に３．５ｋＷ（同 約９５％）の異常値を記録している。

【0024】

三例目は、２０２１年３月３日午前６時２３分に発生した北海道東方沖を震源とするＭ５．８の地震で、前日の３月２日に３．９ｋＷ（同 約１０５％）の異常値を記録している。

【0025】

四例目は、Ｍ４．５以上ではないが、自宅近くの福岡市東区奈多の北方沖、自宅から震源までの距離約１０Ｋｍの地震について記載する。２０２０年３月１６日２０時４２分にＭ３．８の地震が発生し、当日の地震前に自宅システムにおいて４．０ｋＷ（同約１０８％）の著しい異常値を記録している。規模の大きくない地震であっても震源が近い場合は前兆が大となる例であると考えられる。

【0026】

五例目は、２０２１年１１月１１日午前０時４５分に発生した沖縄本島南東沖を震源とするＭ６．６の地震で、前日の１１月１０日に３．８ｋＷ（同 約１０３％）の異常値を記録している。以上の五例は、いずれも、あらかじめ設定した第一基準値以上の発電電力出現時には、翌々日までに日本付近でＭ４．５以上の地震が発生、またはそれに類することが発生していることを示している。

【0027】

第三に、Ｍ４．５以上の地震の多い月には異常値発生が多いことについて述べる。
２０２０年においては、一定規模以上の地震発生が多い月として４月、７月が該当する。逆に一定規模以上の地震発生が少ない月として１１月が該当する。これらの月の状況について説明する。これらは、あらかじめ設定した第一基準値以上の発電電力出現とＭ４．５以上の地震との関連を直接示すものではないが、Ｍ４．５以上の地震の頻度と異常値発生頻度との関連より、第一基準値以上の発電電力出現時には、翌々日までに日本付近でＭ４．５以上の地震が高確率で発生することの確かさの説明となる。

【0028】

２０２０年４月にはＭ４．５以上の地震が２２回発生している。自宅における計測日のうち好天で計測条件良好な日が１７日、うち自宅システムにおける異常値発生は８日であり、これは４７．１％で高い比率である。２０２０年の年間での自宅付近好天で計測に適した日数１７０日中、異常値の出現は６０日で割合は３５．３％であるから、４７．１％の異常値発生率は高いといえる。

【0029】

２０２０年７月においても、Ｍ４．５以上の地震発生が１７回と多く、計測条件良好日９日に対し、自宅システム異常値出現が５日であり、異常値出現率は５５．６％となり、高いといえる。

【0030】

一定規模以上の地震発生が少ない月として２０２０年１１月が該当し、Ｍ４．５以上の地震発生は８回、計測条件良好日１４日に対し自宅システム異常値出現が２日であり、異常値出現率は１４．３％にとどまり、低い値である。一定規模以上の地震の少ない月には異常値出現が少ないことがわかる例である。

【0031】

三つの手法により、自宅システムにおける異常値出現と一定規模以上の地震との間に関連が存在することがわかる。以上が、太陽電池容量に対する発電電力の割合があらかじめ設定した第一基準値である９０％以上である場合に地震が発生すると推定する地震予測方法である。第一基準値以上の発電電力出現時には、翌々日までに日本付近でＭ４．５以上の地震が高確率で発生することの推定が可能である。高確率とは、２０２０年の場合、７０．０％であり、２０２１年１月から１０月までの場合は８５．７％である。この方法では精度の高い地震予測を行う上での制約はあるものの、異常値出現時には翌々日までに日本付近でＭ４．５以上の地震が高確率で発生するとの地震予測は、地震予知であるとまではいえないものの、今後の地震予知実現につながる意義ある地震予測方法であるといえる。

【0032】

請求項１に記載の地震予測方法にはいくつかの課題がある。第一に、目視により天候が計測に適しているかどうかの判定を行うため、この判定を誤ると正確な地震予測ができないことである。第二に、日射強度の計測を実施しないため、十分な日射がない場合や、日射はあるが太陽高度が低く発電電力が小である時間帯には、発電電力が異常値であるかどうかの判定が難しいことである。ただし、日射が十分あり太陽高度が高くない時間帯については、過去の月別時刻別発電電力との比較による予測は不可能ではない。第三に、この方法は主として一箇所での計測を想定しているが、一箇所での計測では他の地域における状況が不明であり、広域的な地震の前兆の把握ができず、特に地震の規模や震源については予測精度が高いとはいえないことである。第四に、太陽の方向により発電しない時間帯があること、及び日没後と日の出前には発電しないことである。

【0033】

これらの課題の多くを解決するのが、複数分散設置システムによる地震予測である。日射強度と発電電力を同一タイミングで計測できる太陽光発電システムを広範囲かつ多地点に設置することにより、以下の効果がある。第一に、発電電力、日射強度、太陽電池容量から算出される数値を地震予測に使用するため、客観的な数値による地震予測が可能となる。第二に、太陽光により発電されていれば天候にかかわらず計測が可能となり計測時間の長時間化が可能となる。第三に、多地点計測により広範囲における地震の前兆の有無判定が可能となり、総合的な地震予測により予測精度が向上し、地震の規模や震源についての予測精度が向上する。請求項１に記載の地震予測方法の課題の第四点については、複数分散設置システムにおいても、日没後と日の出前には発電しないため計測は不可であり、解決しない。また、太陽電池モジュールの設置角度固定式の場合には日射があっても太陽の方向によっては発電しない時間帯があり計測が不可であるが、太陽追尾式であればこの課題の解消は可能である。

【0034】

太陽光発電システムにおいて、晴天時の発電電力の太陽電池容量に対する割合はほぼ一定ではなくかなりの幅があること、そして、太陽電池容量の９０％以上の発電電力が出現する場合には一定規模以上の地震が高確率で発生することが判明した。また、あらかじめ判明していることとして、発電電力は日射強度にほぼ比例すること、太陽電池モジュールの公称最大出力は放射照度（日射強度）１ｋＷ／ｍ^２の場合の数値であること、以上２点がある。このことから、日射計を備えた太陽光発電システムにおいて、発電電力を日射強度１ｋＷ／ｍ^２の場合に比例換算した値の太陽電池容量に対する割合はほぼ一定ではなくかなりの幅で変動し、その値が異常値である場合には高確率で一定規模以上の地震が発生することになる。複数分散設置システムにより日射計を備えた複数の太陽光発電システムを広範囲に分散して設置すれば、ある時刻における日射強度と発電電力との関係の分布状況が把握できるため、地震の前兆把握が可能となる。

【0035】

複数分散設置システムにおける必要事項は次のとおりである。第一に、同一条件により計測し信頼性の高いデータを入手するため、太陽光発電システムに日射計を備えたそれぞれのシステムは同一仕様であること。第二に、日射計の設置方向と設置傾斜角度は太陽電池モジュールの設置方向・設置傾斜角度と同一であること。第三に、地震予測対象範囲をカバーし精度の高い地震予測を実施するため、島嶼部を含む広範囲に分散して太陽光発電システムをできるだけ多数設置し、最低でも日本国内に２０箇所以上設置すること。第四に、太陽電池容量以上の発電に対応し大地震以上の規模の地震の発生予測に対応するため、太陽電池容量の１３０％以上の定格出力電力であるパワーコンディショナを使用すること。第五に、太陽光発電システムは太陽電池モジュール設置方向と角度の固定式、または太陽追尾式、いずれも可であるが、いずれかに統一すること。太陽電池モジュール固定式の場合の設置角度はすべての太陽電池モジュールについて３０°前後の同一傾斜角度とし、太陽電池モジュールの設置方向は南向きとすること。第六に、太陽電池モジュールに建物や電柱、大木などによる陰がかからないこと。第七に、太陽電池モジュール表面を汚れが少ない状態に保つこと。第八に、電力会社による出力制御を受けないこと。第九に、気温計を設置すること。太陽電池損失すなわち太陽電池モジュール表面温度上昇による損失が存在するため、補正の実施に備えて気温計を設置するものとする。第十に、日本標準時による正確な観測を可能とするため、それぞれの太陽光発電システムにおいて標準電波の受信が可能であるシステムとし、１分に一度以上の頻度で、正確に同一タイミングで日射強度と発電電力を計測し、計測時刻、気温とともに、集計場所に伝送すること。第十一に、集計場所においてデータの集計と計算が実施できること。第十二に、精度の高いデータを得るため、太陽電池容量は５０ｋＷ以上程度とすること。第十三に、発電電力（単位ｋＷ）は小数点以下１桁まで、日射強度（単位ｋＷ／ｍ^２）は小数点以下２桁まで計測できること。第十四に、設置から１５年以内程度の、経年劣化していない太陽光発電システムであること。第十五に、将来のさらに高度な地震予測に対応するため、各計測地点における日別時刻別の太陽の方向及び太陽高度をデータベースとして集計場所に備えること、以上、１５の条件を満たすものとする。

【0036】

複数分散設置システムにおける短期的地震予測のために必要な数値の算出方法について述べる。それぞれの太陽光発電システムの太陽電池容量（ｋＷ）をａ、ある時刻の日射強度（ｋＷ／ｍ^２）をｂ、発電電力（ｋＷ）をｃとする。発電電力は日射強度にほぼ比例するため、完全に比例するものとみなし、「日射強度が１ｋＷ／ｍ^２であるとした場合に換算した発電電力（ｋＷ）は太陽電池容量ａ（ｋＷ）に対し何％であるか」の値をｄ（％）とする。ｄの値は、ｄ＝（（ｃ／ｂ）／ａ））×１００により求められる。

【0037】

太陽電池モジュールの公称最大出力は放射照度、すなわち日射強度が１ｋＷ／ｍ^２の場合の発電電力であるとされており、かつ発電電力は日射強度にほぼ比例するため、ｄの値は発電電力を１ｋＷ／ｍ^２の日射強度の場合に換算した値が太陽電池容量に対し何％であるかを示していることになる。たとえば太陽電池容量５０ｋＷ、日射強度０．５０ｋＷ／ｍ^２、発電電力２０．０ｋＷの場合は、ｄの値は＝８０．０％となる。ｄは小数点以下１桁までの算出とする。発電電力は最大でも太陽電池容量の８０％であるとされていることから、ｄの値は通常８０％以下となる。

【0038】

ｄの値の精度を保つため、次の二つの作業を行うものとする。第一に、日射強度が０．１０ｋＷ／ｍ^２未満の場合の計測データを無効とし除外すること。第二に、ｄの値の変化がゆるやかではなく、同一タイミングで日射強度と発電電力が計測されていないことが疑われる場合、または雲の陰の影響による太陽電池モジュールの日射強度不均一が疑われる場合、または積雪その他により正確なデータが入手できない場合には、該当データを無効とし除外すること。以上が必要である。

【0039】

太陽電池損失すなわち太陽電池モジュール表面温度上昇による損失を考慮してｄの値を補正することの要否については、データ蓄積が十分ではないため、断定的なことは言えない。複数分散設置システムを構成するそれぞれの太陽光発電システムに気温計を設置し、集計場所に気温データの伝送を行い、必要に応じて使用するものとする。データを蓄積し、その結果必要が生じれば、地域別月別に補正係数を設定するなどして補正を行うものとする。また、地震前には太陽と地球との間に発電電力を増加させる何らかの原因が存在すると考えられるため、各計測地点における月日別時刻別の太陽の方向及び太陽高度をデータベースとして集計場所に備え、将来的にｄの値の補正に使用できるものとする。

【0040】

地震発生が近い場合のｄの値の分布は１箇所にピークがある等高線型であるのか高い値の散在分布型であるのか、地表からどの程度の距離の上空に発電電力を増加させる原因が存在しているのか、また、震源から見てどの方向において発電電力を増加させる原因が最大となるのかなど、不明な点は多い。いずれにしても、地震の規模が大であればあるほど前兆としてのｄの値が大である箇所が存在し、また、高い数値を示す地点数が多く存在することが推定され、中小規模の地震に比べ前兆の出現時期が早いことも推定される。第二基準値、第三基準値は、予測したい地震の規模に応じて設定できる。

【0041】

大地震以上の規模の地震を対象として予測する場合、自宅システムにおいて東北地方太平洋沖地震前に太陽電池容量の約１１１％の発電電力を記録したことから考えて、予測例として、ある時刻においてｄの値が１１０％以上である地点が存在する場合は、短期的にｄの値の最も高い地点に比較的近い場所で大地震以上の規模の地震が発生すると推定することが考えられる。また、ｄの最高値が１１０％には達していないが、１００％以上である地点数が全体の２５％以上存在する場合は、短期的にｄの値が高い地点に比較的近い場所で大地震以上の規模の地震が発生すると推定することが考えられる。例として記載した１１０％が第二基準値、１００％が第三基準値、２５％が第四基準値である。たとえばある日の正午前後において、ｄの値が東京で９５．０％、大阪で１００．０％、高知で１２０．０％、宮崎で１１０．０％であれば、ｄの値が１１０％以上の地点が存在するため、短期的に大地震以上の規模の地震が発生することが予測され、震源は四国南方沖から九州南方沖である可能性が高いものと考えられる。また、ｄの値は１１０％以上ではないが１００％以上を計測した地点が全計測地点の２５％以上存在し、ｄの値の広がりがある場合にも、短期的に大地震以上の規模の地震が発生することが予測される。たとえば計測地点の数が２０箇所、ある日の正午前後において、高知、宮崎で１０５％、その他の近畿以西の計測地点３箇所で１００％であれば、ｄの値の最大値は１１０％以上ではないが、１００％以上の計測地点が５箇所、全体の２５％存在し、やはり短期的に四国南方沖から九州南方沖を震源として大地震以上の規模の地震が発生することが予測される。短期的とは多くの場合翌々日までであるが、大規模以上の規模の地震の前兆は早めに出現する可能性がある。

【0042】

Ｍ７．０未満の中小地震も含めて予測する場合は、例として、第二基準値を９５％に設定すれば、Ｍ４．５程度以上の中小地震の発生を推定することが可能となり、第三基準値を９０％、第四基準値を２５％とすれば、同様にＭ４．５程度以上の中小地震の発生を推定することが可能である。地震の規模は概ねｄの最大値に連動すると考えられ、また、震源はｄの値の高い地点に近い場所であると考えられる。

【0043】

ｄの値による色別表示も、地震予測をわかりやすくするひとつの方法である。１１０％以上を極端に著しい異常、１００％以上１１０％未満を著しい異常、９５％以上１００％未満を異常、９０％以上９５％未満をやや異常、８０％以上９０％未満を高め、７０％以上８０％未満を通常、７０％未満を低めとして地震の前兆の大小の程度を定義し、色別表示としてそれぞれ赤、オレンジ、黄、黄緑、緑、水色、青を割り当て、ネット活用によるパソコンやスマホでの表示、または、公的機関や気象情報会社によるテレビでの色別表示を可能とし、大地震以上の規模の地震の前兆の大小の程度を知らせることができる。また集計場所における計算結果の公的機関での利用による地震予測情報の発令、気象情報会社への提供による地震予測情報サービスが可能となり、また、データの公表により、専門家でなくても簡易に短期的地震予測が可能となる。

【0044】

複数分散設置システムにおける短期的地震予測については、商業施設店頭のデータやネット掲載のデータの考察への使用が認められないため、地震予測の考え方について記載した。何をもって適正な基準値とするかについて断定的なことは言えないが、計測実績と発生地震との関連から必要により基準値の見直しを行うことにより、地震予測精度の向上を図るものとする。自宅システムにおける計測実績から、短期的とは大地震以上の規模の地震発生直前にならないと予測できないとの意味ではなく、それ以前に予測できる可能性が高いと考えられ、また、地震の規模が大きいほど前兆の出現は早いと考えられる。請求項２、請求項３、ともに地震予知ではなく地震予測であるとしているが、ｄの値及びその分布状況の他、気温、太陽の方向や高度による補正を加え、地震予測の精度を地震予知へと高めることができる可能性がある。

【産業上の利用可能性】

【0045】

気象情報会社による地震予測情報サービスが可能となる他、地震予測機能付家庭用太陽光発電システムの提供が可能であり、発電電力及び日射強度の高精度計測が可能になれば、地震予測機能付腕時計や地震予測機能付スマートホン、地震予測機能付自動車など、地震予測装置の製品化が実現し、産業上の利用可能性がある。