Calculer les coûts et les économies liés à l'énergie solaire pour les sites situés en dehors des États-Unis

Développeurs de l'Espace économique européen (EEE)

Cette section explique comment effectuer les calculs qui vous permettent de déterminer la meilleure configuration solaire pour les foyers situés dans des pays autres que les États-Unis. Pour calculer les recommandations, vous devez modéliser les coûts d'installation des panneaux solaires et les économies qu'ils permettent de réaliser à l'aide des données d'une réponse de l'API Solar.

Pour les emplacements situés aux États-Unis, l'API Solar renvoie une instance de l' FinancialAnalysis pour chaque montant de facture d'électricité de l'emplacement d'entrée. Vous utilisez les informations de ces instances pour déterminer la facture, la consommation d'énergie et, en fin de compte, les économies associées à chaque taille d'installation solaire.

Pour les emplacements situés dans des pays autres que les États-Unis, la réponse de l'API n'inclut pas les FinancialAnalysis instances. Vous devez donc calculer vous-même le coût et les économies pour chaque configuration solaire avant de pouvoir recommander la meilleure. Pour effectuer les calculs, vous devez collecter des données spécifiques à l'emplacement et suivre les instructions de ce document.

Vous pouvez baser vos calculs sur ceux que l'API Solar utilise pour les emplacements situés aux États-Unis. Pour obtenir une explication de ces calculs, consultez Calculer les économies (États-Unis).

Configurations de panneaux solaires

Pour les emplacements situés dans des pays autres que les États-Unis, les informations sur chaque configuration de panneaux solaires dont vous avez besoin pour l'analyse financière sont fournies dans le SolarPanelConfig champ. Le nombre d'instances SolarPanelConfig renvoyées dépend de la taille du toit de l'emplacement d'entrée. Pour vos calculs, vous avez besoin des valeurs des deux champs suivants :

panelsCount: nombre de panneaux utilisés dans cette configuration.
yearlyEnergyDcKwh : quantité d'énergie solaire, en kWh d'électricité CC, que cette configuration produit au cours d'une année, compte tenu de la taille du panneau définie par les champs suivants de l'objet SolarPotential :
- panelHeightMeters: hauteur du panneau en mètres.
- panelWidthMeters: largeur du panneau en mètres.
- panelCapacityWatts: puissance nominale du panneau en watts.

L'exemple suivant montre une instance de l'objet SolarPanelConfig dans le champ solarPanelConfigs d'une réponse à une requête :

  "solarPanelConfigs": [
      {
        "panelsCount": 4,
        "yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424,
        "roofSegmentSummaries": [
          {
            "pitchDegrees": 16.253168,
            "azimuthDegrees": 169.41516,
            "panelsCount": 4,
            "yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424
          }
        ]
      }
  ]

Pour les installations solaires, installationSize fait référence à la puissance en kW plutôt qu'à la surface ou au nombre de panneaux, et est défini comme suit :

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Ajuster les estimations de production d'énergie pour différentes puissances nominales de panneaux

Pour calculer la valeur yearlyEnergyDcKwh, l'API Solar utilise la puissance nominale du champ panelCapacityWatts, qui est actuellement de 400 W.

Si vous devez utiliser une puissance nominale de panneau différente dans vos calculs et que les dimensions des panneaux sont à peu près comparables aux valeurs des champs panelHeightMeters et panelWidthMeters, vous pouvez ajuster vos calculs en multipliant la valeur renvoyée par l'API dans le champ yearlyEnergyDcKwh par le rapport entre votre puissance nominale et la valeur de panelCapacityWatts.

Par exemple, si la puissance nominale de vos panneaux est de 500 W et que panelCapacityWatts est de 400 W, multipliez la valeur de yearlyEnergyDcKwh, que l'API a calculée à l'aide de panelCapacityWatts, par un facteur de 500/400, soit 1,25. Si la puissance nominale de votre panneau est de 200 W, multipliez yearlyEnergyDcKwh par 200/400, soit 0,5.

Production d'énergie excédentaire

La prise en compte de l'énergie excédentaire qui pourrait être produite par une installation solaire ne fait pas partie des calculs de l'API Solar. En fait, si l'API Solar renvoie plusieurs instances SolarPanelConfig possibles pour un foyer donné, elle ne tient pas compte des résultats ni des configurations qui produisent plus d'énergie que la consommation moyenne supposée des foyers américains dans FinancialAnalysis.

Toutefois, vous pouvez avoir des raisons d'inclure dans vos recommandations des installations qui produisent de l'électricité excédentaire. Par exemple, vous pouvez vouloir compenser la baisse progressive de l'efficacité des panneaux (le efficiencyDepreciationFactor) en prévoyant une production excédentaire au début de la durée de vie d'une installation. Pour en savoir plus, consultez Valeurs requises pour l'analyse financière.

Quelles que soient vos raisons, si vous incluez dans vos calculs des installations solaires qui produisent de l'électricité excédentaire, sachez que les calculs expliqués ici ne couvrent pas ce scénario.

Valeurs requises pour l'analyse financière pour les emplacements situés dans des pays autres que les États-Unis

Pour chaque instance SolarPanelConfig de la réponse de l'API, vous avez besoin de deux valeurs pour effectuer l'analyse financière de cette instance :

panelsCount : nombre de panneaux solaires dans une installation. Vous utilisez cette valeur dans votre calcul de installationSize.
yearlyEnergyDcKwh : quantité d'énergie solaire captée par une disposition au cours d'une année, en kWh d'électricité CC, pour un panelsCount spécifique. Vous utilisez cette valeur dans votre calcul de l'énergie solaire utilisable comme électricité CA dans un foyer (initialAcKwhPerYear) de chaque installationSize, en tenant compte de toute perte d'énergie lors de la conversion du CC en CA.

De plus, vous devez collecter des valeurs spécifiques à l'emplacement pour les variables suivantes que vous utiliserez dans les calculs :

billCostModel(): modèle permettant de déterminer le coût, en devise locale, payé par un foyer pour l'utilisation d'un nombre donné de kWh. Le prix de l'électricité facturé par un fournisseur peut varier d'un jour à l'autre ou d'une heure à l'autre en fonction de facteurs tels que la demande, l'heure de la journée et la quantité d'électricité consommée par le foyer. Vous devrez peut-être estimer un coût moyen.
costIncreaseFactor: facteur d'augmentation annuelle du coût de l'électricité. L'API Solar utilise 1,022 (augmentation annuelle de 2,2 %) pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de vos besoins pour votre zone.
dcToAcDerate: efficacité avec laquelle un onduleur convertit l'électricité CC produite par les panneaux solaires en électricité CA utilisée dans un foyer. L'API Solar utilise 85 % pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de vos besoins pour votre zone.
discountRate : l'API Solar utilise 1,04 (augmentation annuelle de 4 % ) pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de vos besoins pour votre zone.
efficiencyDepreciationFactor: baisse annuelle de l'efficacité des panneaux solaires. L'API Solar utilise 0,995 (baisse annuelle de 0,5 %) pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de vos besoins pour votre zone.
incentives : incluez toutes les incitations financières à installer des panneaux solaires accordées par les entités gouvernementales de votre zone.
installationCostModel(): méthode permettant d'estimer le coût d'installation de panneaux solaires en devise locale pour un installationSize donné. Le modèle de coût tient généralement compte des coûts locaux de main-d'œuvre et de matériaux pour un installationSize donné.
installationLifeSpan : durée de vie prévue de l'installation solaire. L'API Solar utilise 20 ans. Ajustez cette valeur en fonction de vos besoins pour votre zone.
kWhConsumptionModel() : modèle permettant de déterminer la quantité d'énergie consommée par un foyer en fonction d'une facture mensuelle. Dans sa forme la plus simple, vous divisez la facture par le coût moyen d'un kWh dans l'emplacement du foyer.
monthlyBill: facture d'électricité mensuelle moyenne d'un foyer donné.
monthlyKWhEnergyConsumption: estimation de la quantité moyenne d' électricité consommée par le foyer dans un emplacement donné au cours d'un mois, mesurée en kWh.

Avec ces valeurs et les informations fournies par la réponse de l'API, vous pouvez effectuer les calculs nécessaires pour recommander le meilleur installationSize pour les emplacements non couverts par l'API Solar.

Étapes de calcul

Les étapes suivantes sont basées sur la méthodologie de l'API Solar. Vous devrez peut-être ajuster votre méthodologie en fonction des informations disponibles pour votre emplacement.

Calculer la consommation annuelle d'énergie du foyer à l'emplacement d'entrée :
1. Estimez ou demandez la facture mensuelle du foyer.
2. Calculez le monthlyKWhEnergyConsumption à partir de la facture mensuelle. (Si vous connaissez le monthlyKWhEnergyConsumption, vous pouvez ignorer cette étape.) Exemple :
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. Calculez annualKWhEnergyConsumption en multipliant monthlyKWhEnergyConsumption par 12 :
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Obtenir la réponse de l'API pour le foyer cible :
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
La réponse inclut l'ensoleillement utilisable, la surface de toit utilisable et une ou plusieurs configurations de panneaux solaires possibles.
Calculez la production annuelle d'énergie solaire CA de chaque installationSize proposée par l'API en multipliant la yearlyEnergyDcKwh valeur fournie par l'API dans chaque SolarPanelConfig instance par votre dcToAcDerate local :

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
Vous pouvez également supprimer de la liste toute instance SolarPanelConfig qui produit plus d'électricité que le foyer n'en consomme annuellement (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

Calculez la production d'énergie solaire sur la durée de vie (LifetimeProductionAcKwh) de chaque installationSize renvoyée :

Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez la quantité d'électricité que l'installation produira annuellement, en appliquant le efficiencyDepreciationFactor de manière exponentielle à chaque année après la première.
Additionnez les totaux pour toutes les années.

Le tableau suivant montre un exemple de calcul de la production d'énergie sur la durée de vie en supposant une installationLifeSpan de 20 ans. Chaque ligne représente une année de production. Après la première année, la baisse d'efficacité est appliquée de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond à la production d'énergie sur la durée de vie de l'installation solaire.

Année	Production annuelle d'énergie solaire (kWh)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
Total	LifetimeProductionAcKwh

Comme l'efficacité des panneaux solaires diminue à un rythme constant, il s'agit essentiellement d'une série géométrique où a = initialAcKwhPerYear et r = efficiencyDepreciationFactor. Nous pouvons utiliser une somme géométrique pour calculer le LifetimeProductionAcKwh :

LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))

Le code Python suivant calcule la somme géométrique ci-dessus :

def LifetimeProductionAcKwh(
    dcToAcDerate,
    yearlyEnergyDcKwh,
    efficiencyDepreciationFactor,
    installationLifeSpan):
  return (
    dcToAcDerate *
    yearlyEnergyDcKwh *
    (1 - pow(
      efficiencyDepreciationFactor,
      installationLifeSpan)) /
    (1 - efficiencyDepreciationFactor))

Pour chaque installationSize renvoyé, calculez le coût de la consommation d'énergie sur la durée de vie de si le installationSize est installé :

Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez le coût de l'électricité que le foyer devra acheter annuellement pour couvrir la consommation d'énergie non satisfaite par l'énergie solaire. Utilisez les valeurs de annualKWhEnergyConsumption et initialAcKwhPerYear que vous avez calculées précédemment. Pour chaque année après la première, appliquez le efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor et le discountRate aux valeurs.
Additionnez les totaux pour toutes les années.

Le tableau suivant montre un exemple de calcul du coût de l'électricité sur la durée de vie. Chaque ligne représente le coût de l'électricité pour une année de la durée de vie de l'installation solaire. Après la première année, l' augmentation du coût de l'électricité et le taux d'actualisation sont appliqués de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond au coût de de l'électricité sur la durée de vie avec l'installation solaire.

Année	Facture annuelle d'électricité en valeur de devise locale actuelle (USD) (annualUtilityBillEstimate)
1	annualUtilityBillEstimateYear1 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear)
2	annualUtilityBillEstimateYear2 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor) x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualUtilityBillEstimateYear20 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19) x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Total	remainingLifetimeUtilityBill

Le code Python suivant renvoie un tableau de annualUtilityBillEstimate pour chaque année de la installationLifeSpan :

def annualUtilityBillEstimate(
    yearlyKWhEnergyConsumption,
    initialAcKwhPerYear,
    efficiencyDepreciationFactor,
    year,
    costIncreaseFactor,
    discountRate):
  return (
    billCostModel(
      yearlyKWhEnergyConsumption -
      annualProduction(
        initialAcKwhPerYear,
        efficiencyDepreciationFactor,
        year)) *
    pow(costIncreaseFactor, year) /
    pow(discountRate, year))

def lifetimeUtilityBill(
    yearlyKWhEnergyConsumption,
    initialAcKwhPerYear,
    efficiencyDepreciationFactor,
    installationLifeSpan,
    costIncreaseFactor,
    discountRate):
  bill = [0] * installationLifeSpan
  for year in range(installationLifeSpan):
    bill[year] = annualUtilityBillEstimate(
      yearlyKWhEnergyConsumption,
      initialAcKwhPerYear,
      efficiencyDepreciationFactor,
      year,
      costIncreaseFactor,
      discountRate)
  return bill

Calculez le coût de l'électricité sur la durée de vie si aucune installation solaire n'est installée :

Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez le coût de l'électricité que le foyer devra acheter annuellement si aucune installation solaire n'est installée. Utilisez la valeur de monthlyBill. Pour chaque année après la première, appliquez les valeurs costIncreaseFactor et discountRate à monthlyBill.
Additionnez les totaux pour toutes les années.

Le tableau suivant montre un exemple de calcul du coût de l'électricité sur la durée de vie sans énergie solaire. Chaque ligne représente le coût de l'électricité pour une année sur le même nombre d'années que la durée de vie d' une installation solaire. Après la première année, l'augmentation du coût de l'électricité et le taux d'actualisation sont appliqués de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond au coût de l'électricité sur la durée de vie sans installation solaire.

Année	Facture annuelle d'électricité en valeur de devise locale actuelle
1	annualBill = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Total	costOfElectricityWithoutSolar

Le code suivant effectue le calcul ci-dessus :

lifetimeBill = (
    monthlyBill * 12 *
    (1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
    (1 - costIncreaseFactor / discountRate))

Pour chaque taille d'installation, calculez le coût d'installation :

installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)
Ajoutez toutes les incitations financières disponibles pour l'emplacement du foyer.
Pour chaque taille d'installation, calculez les coûts totaux associés à l'installation de panneaux solaires :

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Pour chaque taille d'installation, calculez les économies totales associées à l'installation de panneaux solaires :

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Sélectionnez la taille d'installation qui offre le plus d'économies.

Une fois vos calculs terminés

À l'aide des informations que vous fournissez, des informations renvoyées par l'API Solar et des calculs ci-dessus, vous devriez être en mesure de recommander des tailles d'installation solaire qui offrent des économies maximales aux foyers de votre zone.

Dans les recommandations que vous fournissez à votre utilisateur final, vous pouvez également inclure les informations suivantes renvoyées par l'API dans l'objet SolarPotential du champ solarPotential :

Quantité d'ensoleillement utilisable qu'une maison reçoit annuellement, renvoyée dans le maxSunshineHoursPerYear champ de l'objet SolarPotential.
Nombre de mètres carrés d'un toit pouvant être utilisés pour une installation solaire, qui est renvoyé dans le wholeRoofStats champ de l'objet SolarPotential.
Facture d'électricité mensuelle moyenne du foyer.

Calculer les coûts et les économies (États-Unis uniquement)

Calculer les coûts et les économies dans TypeScript