Questa sezione descrive come eseguire i calcoli che ti consentono di determinare la configurazione solare migliore per le famiglie in località non statunitensi. Per calcolare i consigli, devi modellare i costi di installazione dei pannelli solari e i risparmi che offrono utilizzando i dati di una risposta dell'API Solar.
Per le località statunitensi, l'API Solar restituisce un'istanza dell' FinancialAnalysis per ogni dimensione della bolletta dell'elettricità per la località di input. Utilizza le informazioni in queste istanze per determinare la bolletta, il consumo di energia e, in definitiva, i risparmi associati a ogni dimensione dell'impianto solare.
Per le località non statunitensi, la risposta dell'API non include le FinancialAnalysis istanze, quindi devi calcolare il costo e i risparmi per ogni configurazione solare prima di poter consigliare la migliore. Per eseguire i calcoli, devi raccogliere dati specifici della località e seguire le indicazioni riportate in questo documento.
Puoi modellare i tuoi calcoli in base a quelli utilizzati dall'API Solar per le località statunitensi. Per una spiegazione di questi calcoli, consulta Calcolare i risparmi sui costi (Stati Uniti).
Configurazioni dei pannelli solari
Per le località non statunitensi, le informazioni su ogni configurazione dei pannelli solari che
sono necessarie per l'analisi finanziaria sono fornite nel campo SolarPanelConfig.
Il numero di istanze SolarPanelConfig restituite dipende dalle dimensioni del tetto della località di input. Per i calcoli, hai bisogno dei valori dei seguenti due campi:
panelsCount: il numero di pannelli utilizzati in questa configurazione.yearlyEnergyDcKwh: la quantità di energia solare, in kWh di elettricità CC, che questa configurazione produce nel corso di un anno, in base alle dimensioni del pannello definite dai seguenti campi nell'oggettoSolarPotential:panelHeightMeters: l'altezza del pannello in metri.panelWidthMeters: la larghezza del pannello in metri.panelCapacityWatts: la potenza nominale del pannello in watt.
L'esempio seguente mostra un'istanza dell'oggetto SolarPanelConfig nel campo solarPanelConfigs in una risposta alla richiesta:
"solarPanelConfigs": [
{
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424,
"roofSegmentSummaries": [
{
"pitchDegrees": 16.253168,
"azimuthDegrees": 169.41516,
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424
}
]
}
]Per gli impianti solari, installationSize si riferisce alla potenza in kW anziché all'area o al numero di pannelli ed è definita come:
installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW
Regolare le stime della produzione di energia per diverse potenze nominali dei pannelli
Per calcolare il valore yearlyEnergyDcKwh, l'API Solar utilizza la potenza
nominale nel campo panelCapacityWatts, che attualmente è di 400 W.
Se devi utilizzare una potenza nominale dei pannelli diversa nei tuoi calcoli e le dimensioni dei pannelli sono all'incirca paragonabili ai valori nei campi panelHeightMeters e panelWidthMeters, puoi regolare i calcoli moltiplicando il valore restituito dall'API nel campo yearlyEnergyDcKwh per il rapporto tra la tua potenza nominale e il valore in panelCapacityWatts.
Ad esempio, se la potenza nominale dei pannelli è di 500 W e panelCapacityWatts è di 400 W, moltiplica il valore di yearlyEnergyDcKwh, che l'API ha calcolato utilizzando panelCapacityWatts, per un fattore di 500/400 o 1, 25. Se la potenza nominale del pannello è di 200 W, moltiplica yearlyEnergyDcKwh per 200/400 o 0, 5.
Produzione di energia in eccesso
La contabilizzazione dell'energia in eccesso che potrebbe essere prodotta da un impianto solare non rientra nell'ambito dei calcoli dell'API Solar. Infatti, se l'API Solar restituisce più istanze SolarPanelConfig possibili per una determinata famiglia, non considera i risultati o le configurazioni che producono più energia rispetto al consumo medio stimato delle famiglie statunitensi in FinancialAnalysis.
Tuttavia, potresti avere motivi per includere nelle tue raccomandazioni gli impianti che producono elettricità in eccesso. Ad esempio, potresti voler compensare il graduale calo dell'efficienza dei pannelli (efficiencyDepreciationFactor) consentendo una produzione in eccesso nella prima parte della vita di un impianto. Per ulteriori informazioni, consulta Valori obbligatori per l'analisi finanziaria.
Qualunque sia il motivo, se includi nei tuoi calcoli gli impianti solari che producono elettricità in eccesso, tieni presente che i calcoli spiegati qui non coprono questo scenario.
Valori obbligatori per l'analisi finanziaria per le località non statunitensi
Da ogni SolarPanelConfig istanza nella risposta dell'API, hai bisogno di due valori
per eseguire l'analisi finanziaria per quell'istanza:
panelsCount: il numero di pannelli solari in un impianto. Utilizza questo valore nel calcolo diinstallationSize.yearlyEnergyDcKwh: la quantità di energia solare che un layout cattura nel corso di un anno, in kWh di elettricità CC, dato un valorepanelsCountspecifico. Utilizza questo valore nel calcolo dell'energia solare utilizzabile come elettricità CA in una famiglia (initialAcKwhPerYear) di ogniinstallationSize, tenendo conto di eventuali perdite di energia durante la conversione da CC a CA.
Inoltre, devi raccogliere valori specifici della località per le seguenti variabili che utilizzerai nei calcoli:
- billCostModel(): il modello per determinare il costo, in valuta locale, pagato da una famiglia per l'utilizzo di un determinato numero di kWh. L'importo addebitato da un'utenza per l'elettricità può variare di giorno in giorno o di ora in ora a seconda di fattori quali la domanda, l'ora del giorno e la quantità di elettricità consumata dalla famiglia. Potresti dover stimare un costo medio.
- costIncreaseFactor: il fattore di aumento annuo del costo dell'elettricità. L'API Solar utilizza 1,022 (aumento annuo del 2,2%) per le località statunitensi. Regola questo valore in base alle esigenze della tua area.
- dcToAcDerate: l'efficienza con cui un inverter converte l'elettricità CC prodotta dai pannelli solari in elettricità CA utilizzata in una famiglia. L'API Solar utilizza l'85% per le località statunitensi. Regola questo valore in base alle esigenze della tua area.
- discountRate: l'API Solar utilizza 1,04 (aumento annuo del 4% ) per le località statunitensi. Regola questo valore in base alle esigenze della tua area.
- efficiencyDepreciationFactor: la quantità di efficienza dei pannelli solari che diminuisce ogni anno. L'API Solar utilizza 0,995 (diminuzione annua dello 0,5%) per le località statunitensi. Regola questo valore in base alle esigenze della tua area.
- incentives: includi eventuali incentivi monetari per l'installazione di pannelli solari forniti da enti statali nella tua zona.
- installationCostModel(): il metodo per stimare il costo dell'
installazione di pannelli solari in valuta locale per un determinato
installationSize. Il modello di costo in genere tiene conto dei costi locali di manodopera e materiali per un determinatoinstallationSize. - installationLifeSpan: la durata prevista dell'impianto solare. L'API Solar utilizza 20 anni. Regola questo valore in base alle esigenze della tua area.
- kWhConsumptionModel(): il modello per determinare la quantità di energia consumata da una famiglia in base a una bolletta mensile. Nella sua forma più semplice, devi dividere la bolletta per il costo medio di un kWh nella località del nucleo familiare.
- monthlyBill: la bolletta media mensile dell'elettricità per una famiglia in questione.
- monthlyKWhEnergyConsumption: una stima della quantità media di elettricità consumata in un mese dalla famiglia in una determinata località, misurata in kWh.
Con questi valori e le informazioni fornite dalla risposta dell'API, puoi eseguire i calcoli necessari per consigliare la installationSize migliore per le località non coperte dall'API Solar.
Passaggi di calcolo
I passaggi seguenti si basano sulla metodologia dell'API Solar. Potresti dover modificare la metodologia in base alle informazioni disponibili per la tua località.
Calcola il consumo energetico annuo del nucleo familiare nella località di input:
- Stima o richiedi la bolletta mensile per la famiglia.
- Calcola monthlyKWhEnergyConsumption dalla bolletta mensile. Se conosci monthlyKWhEnergyConsumption, puoi saltare questo passaggio. Ad esempio:
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
- Calcola annualKWhEnergyConsumption moltiplicando monthlyKWhEnergyConsumption per 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Ottieni la risposta dell'API per la famiglia target:
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
La risposta include la luce solare utilizzabile, lo spazio sul tetto utilizzabile e una o più configurazioni possibili dei pannelli solari.
Calcola la produzione annua di energia solare CA di ogni
installationSizeproposta dall'API moltiplicando ilyearlyEnergyDcKwhvalore fornito dall'API in ogniSolarPanelConfigistanza per il tuo dcToAcDerate:initialAcKwhPerYear =
yearlyEnergyDcKwhx dcToAcDerate(Facoltativo) Rimuovi dalla considerazione qualsiasi istanza
SolarPanelConfigche produce più elettricità di quella consumata annualmente dalla famiglia (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).Calcola la produzione di energia solare per l'intera durata (LifetimeProductionAcKwh) di ogni installationSize restituita:
- Per ogni anno di durata dell'impianto solare, calcola la quantità di elettricità che l'impianto produrrà annualmente, applicando il efficiencyDepreciationFactor in modo esponenziale a ogni anno successivo al primo.
- Somma i totali per tutti gli anni.
La tabella seguente mostra un esempio di come calcolare la produzione di energia per l'intera durata, presupponendo un valore installationLifeSpan di 20 anni. Ogni riga rappresenta un anno di produzione. Dopo il primo anno, il calo di efficienza viene applicato in modo esponenziale. Infine, la somma di tutte le righe è la produzione di energia per l'intera durata dell'impianto solare.
Anno Produzione annua di energia solare (kWh) 1 initialAcKwhPerYear 2 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor : : 20 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19 Totale LifetimeProductionAcKwh
Poiché l'efficienza dei pannelli solari diminuisce a un tasso costante, si tratta essenzialmente di una serie geometrica in cui a = initialAcKwhPerYear e r = efficiencyDepreciationFactor. Possiamo utilizzare una somma geometrica per calcolare LifetimeProductionAcKwh:
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))Il seguente codice Python calcola la somma geometrica sopra riportata:
def LifetimeProductionAcKwh( dcToAcDerate, yearlyEnergyDcKwh, efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan): return ( dcToAcDerate * yearlyEnergyDcKwh * (1 - pow( efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
Per ogni
installationSizerestituita, calcola il costo del consumo energetico per l'intera durata se viene installata lainstallationSize:- Per ogni anno di durata dell'impianto solare, calcola il costo dell'elettricità che il nucleo familiare dovrà acquistare annualmente per coprire il consumo energetico non soddisfatto dall'energia solare. Utilizza i valori di annualKWhEnergyConsumption e initialAcKwhPerYear calcolati in precedenza. Per ogni anno successivo al primo, applica i valori efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor e discountRate.
- Somma i totali per tutti gli anni.
La tabella seguente mostra un esempio di come calcolare il costo dell'elettricità per l'intera durata. Ogni riga rappresenta il costo dell'elettricità per un anno di vita dell'impianto solare. Dopo il primo anno, sia l' aumento del costo dell'elettricità sia il tasso di sconto vengono applicati in modo esponenziale. Infine, la somma di tutte le righe è il costo dell'elettricità per l'intera durata con l'impianto solare.
Anno Bolletta annua dell'utenza in valore di valuta locale corrente (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 Totale remainingLifetimeUtilityBill
Il seguente codice Python restituisce un array di annualUtilityBillEstimate per ogni anno di 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
Calcola il costo dell'elettricità per l'intera durata se non viene installato un impianto solare:
- Per ogni anno di durata dell'impianto solare, calcola il costo dell'elettricità che la famiglia dovrà acquistare annualmente se non viene installato un impianto solare. Utilizza il valore di monthlyBill. Per ogni anno successivo al primo, applica i valori costIncreaseFactor e discountRate a monthlyBill.
- Somma i totali per tutti gli anni.
La tabella seguente mostra un esempio di come calcolare il costo dell'elettricità per l'intera durata senza energia solare. Ogni riga rappresenta il costo dell' elettricità per un anno nello stesso numero di anni della durata di un impianto solare. Dopo il primo anno, sia l'aumento del costo dell' elettricità sia il tasso di sconto vengono applicati in modo esponenziale. Infine, la somma di tutte le righe è il costo dell'elettricità per l'intera durata senza impianto solare.
Anno Bolletta annua dell'utenza in valore di valuta locale corrente 1 annualBill = monthlyBill x 12 2 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate : : 20 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19 Totale costOfElectricityWithoutSolar
Il seguente codice esegue il calcolo sopra riportato:
lifetimeBill = (
monthlyBill * 12 *
(1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
(1 - costIncreaseFactor / discountRate))Per ogni dimensione dell'impianto, calcola il costo di installazione:
installationCost = localInstallationCostModel(
installationSize)Somma eventuali incentivi monetari disponibili per la località della famiglia.
Per ogni dimensione dell'impianto, calcola i costi totali associati all'installazione di pannelli solari:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Per ogni dimensione dell'impianto, calcola i risparmi totali associati all'installazione di pannelli solari:
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Seleziona la dimensione dell'impianto che offre il massimo risparmio.
Al termine dei calcoli
Utilizzando le informazioni che fornisci, le informazioni restituite dall'API Solar e i calcoli sopra riportati, dovresti essere in grado di consigliare le dimensioni degli impianti solari che offrono il massimo risparmio sui costi per le famiglie della tua zona.
Nei consigli che fornisci all'utente finale, puoi includere anche
le seguenti informazioni restituite dall'API nell'SolarPotential
oggetto del campo solarPotential:
- La quantità di luce solare utilizzabile che una casa riceve annualmente, restituita nel
maxSunshineHoursPerYearcampo dell'oggettoSolarPotential. - Il numero di metri quadrati di un tetto che possono essere utilizzati per un impianto solare, che
viene restituito nel campo
wholeRoofStatsdell'oggettoSolarPotential. - La bolletta media mensile dell'elettricità per la famiglia.