このセクションでは、米国以外の地域の世帯に最適な太陽光発電構成を決定するための計算方法について説明します。推奨事項を計算するには、Solar API レスポンスのデータを使用して、太陽光パネルの設置費用と削減額をモデル化する必要があります。
米国の地域の場合、Solar API は入力地域の電気料金の請求額ごとに FinancialAnalysis オブジェクトのインスタンスを返します。これらのインスタンスの情報を使用して、請求額、エネルギー消費量、そして最終的には各太陽光発電設置規模に関連する節約額を決定します。
米国以外のロケーションでは、API レスポンスに FinancialAnalysis インスタンスが含まれないため、最適な構成を推奨する前に、各太陽光発電構成の費用と削減額を自分で計算する必要があります。この計算を行うには、ロケーション固有のデータを収集し、このドキュメントのガイダンスに従う必要があります。
Solar API が米国の場所で使用する計算に基づいて、計算をモデル化できます。これらの計算の説明については、コスト削減額を計算する（米国）をご覧ください。
ソーラーパネルの構成
米国以外のロケーションの場合、財務分析に必要な各太陽光パネル構成に関する情報は、SolarPanelConfig フィールドで提供されます。返される SolarPanelConfig インスタンスの数は、入力場所の屋根サイズによって異なります。計算には、次の 2 つのフィールドの値が必要です。
panelsCount: この構成で使用されるパネルの数。yearlyEnergyDcKwh:SolarPotentialオブジェクトの次のフィールドで定義されたパネルサイズが指定された場合に、この構成で 1 年間に生成される太陽光エネルギーの量（DC 電力の kWh）。panelHeightMeters: パネルの高さ（メートル単位）。panelWidthMeters: パネルの幅（メートル単位）。panelCapacityWatts: パネルの定格電力（ワット）。
次の例は、リクエスト レスポンスの solarPanelConfigs フィールドにある SolarPanelConfig オブジェクトの 1 つのインスタンスを示しています。
"solarPanelConfigs": [
{
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424,
"roofSegmentSummaries": [
{
"pitchDegrees": 16.253168,
"azimuthDegrees": 169.41516,
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424
}
]
}
]
太陽光発電設備の場合、installationSize は面積やパネル数ではなく kW 出力を表し、次のように定義されます。
installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW
パネル評価ごとに推定発電量を調整する
yearlyEnergyDcKwh 値を計算するために、Solar API は panelCapacityWatts フィールドの電力定格（現在は 250 W）を使用します。
計算で別のパネル電力定格を使用する必要があり、パネルのサイズが panelHeightMeters フィールドと panelWidthMeters フィールドの値とほぼ同じ場合は、API から yearlyEnergyDcKwh フィールドから返された値に、電力定格と panelCapacityWatts の値の比率を掛けて計算を調整できます。
たとえば、パネルの電力定格が 400 W で panelCapacityWatts が 250 W の場合、API が panelCapacityWatts を使用して計算した yearlyEnergyDcKwh の値に、400/250 の係数（1.6）を掛けます。パネルの定格電力が 200 W の場合は、yearlyEnergyDcKwh に 200÷250（0.8）を掛けます。
過剰な発電量
太陽光発電設備によって発電される可能性のある過剰なエネルギーは、Solar API の計算の範囲外です。実際、Solar API が特定の世帯について複数の SolarPanelConfig インスタンスを返す場合、Solar API は FinancialAnalysis で想定される米国の平均世帯消費電力よりも多くの電力を発電する結果や構成を考慮しません。
ただし、過剰な電力を生成する設備を推奨事項に含める理由がある場合があります。たとえば、パネルの効率（efficiencyDepreciationFactor）の緩やかな低下を相殺するために、設置期間の最初の部分に過剰な生産量を許容することができます。詳細については、財務分析に必須の値をご覧ください。
理由が何であれ、過剰な電力を発生させる太陽光発電設備を計算に含める場合は、ここで説明する計算はそのようなシナリオを網羅していないことに注意してください。
米国以外の地域の財務分析に必要な値
API レスポンスの各 SolarPanelConfig インスタンスから、そのインスタンスの財務分析を実行するには、次の 2 つの値が必要です。
panelsCount: 設置可能な太陽光パネルの数。この値はinstallationSizeの計算で使用します。yearlyEnergyDcKwh: 特定のpanelsCountにおける、レイアウトが 1 年間に回収する太陽光エネルギーの量（直流電力の kWh）。この値は、各installationSizeの家庭（initialAcKwhPerYear）で AC 電力として使用可能な太陽エネルギーの計算に使用され、DC から AC への変換時のエネルギー損失が考慮されます。
さらに、計算で使用する次の変数について、ロケーション固有の値を収集する必要があります。
- billCostModel(): 指定した kWh の使用に対して世帯から支払われる費用（現地通貨）を決定するためのモデル。公共料金の電気料金は、需要、時間帯、家庭での電力消費量などの要因によって、日ごと、時間ごと、時間ごとに異なります。平均費用の見積もりが必要になる場合があります。
- costIncreaseFactor: 電気費用が年間増加する係数。Solar API は、米国のロケーションでは 1.022（年間 2.2%）を使用します。この値は、お住まいの地域に合わせて必要に応じて調整してください。
- dcToAcDerate: インバータが太陽光パネルで生成された DC 電力を家庭で使用する AC 電力に変換する効率。Solar API は、米国のロケーションでは 85% を使用します。この値は、お住まいの地域に合わせて必要に応じて調整してください。
- discountRate: Solar API は、米国のロケーションでは 1.04（年間 4%）を使用します。この値は、お住まいの地域に合わせて必要に応じて調整してください。
- efficiencyDepreciationFactor: 太陽光パネルの効率が毎年どれくらい下がっているか。Solar API は、米国のロケーションに対して 0.995（年間 0.5% 減少）を使用します。この値は、必要に応じてエリアに合わせて調整します。
- インセンティブ: お住まいの地域の政府機関から提供される、太陽光パネルの設置に対する金銭的インセンティブを含めます。
- installationCostModel(): 特定の
installationSizeについて、太陽光発電システムを設置する費用を現地通貨で見積もる方法。通常、コストモデルでは特定のinstallationSizeについて、現地の人件費と資材費が考慮されます。 - installationLifeSpan: 太陽光発電設備の予想される耐用年数。Solar API は 20 年を使用します。この値は、必要に応じてエリアに合わせて調整します。
- kWhConsumptionModel(): 毎月の請求額に基づいて家庭のエネルギー消費量を決定するためのモデル。最も単純な形式では、請求額を各世帯の 1 kWh の平均コストで割って計算します。
- monthlyBill: 対象世帯の毎月の平均電気料金。
- monthlyKWhEnergyConsumption: 特定の場所の世帯が 1 か月に消費する平均電力量の推定値。KWh 単位で測定されます。
これらの値と API レスポンスによって提供される情報を使用して、Solar API がカバーしていないロケーションに最適な installationSize を推奨するために必要な計算を実行できます。
計算手順
以下の手順は、Solar API の手法に基づいています。実際のロケーションで利用可能な情報に基づいて、手法の調整が必要になる場合があります。
入力された場所における家庭の年間エネルギー消費量を計算します。
- 世帯の毎月の請求額を見積もる、またはリクエストすることができます。
- 毎月の請求から monthlyKWhEnergyConsumption を計算します。（monthlyKWhEnergyConsumption がわかっている場合は、この手順をスキップできます）。次に例を示します。
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel（monthlyBill）
- monthlyKWhEnergyConsumption に 12 を掛けて annualKWhEnergyConsumption を計算します。
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
対象となる世帯の API レスポンスを取得します。
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
レスポンスには、使用可能な太陽光、使用可能な屋根スペース、1 つ以上の太陽光パネル構成が含まれます。
API が提案する各
installationSizeの年間太陽光発電量を計算するには、各SolarPanelConfigインスタンスの API から提供されるyearlyEnergyDcKwh値に、ローカルの dcToAcDerate を掛けます。initialAcKwhPerYear =
yearlyEnergyDcKwhx dcToAcDerate必要に応じて、世帯の年間消費量よりも多くの電力を生産する
SolarPanelConfigインスタンスは検討から除外します（initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption）。返された installationSize ごとに全期間の太陽光発電量を計算します（LifetimeProductionAcKwh）。
- 太陽光発電設備の耐用年数ごとに、設置によって発電される年間電力量を計算し、最初の発電から後の年ごとに efficiencyDepreciationFactor を指数関数的に適用します。
- すべての年の合計を加算します。
次の表は、installationLifeSpan を 20 年と仮定して、全期間のエネルギー生産を計算する方法の例を示しています。各行は本番環境の年を表します。最初の 1 年が経過すると、効率性の低下が指数関数的に適用されます。最後に、すべての行の合計が、太陽光発電設備の全期間のエネルギー生成量です。
年 年間太陽光発電量（kWh） 1 initialAcKwhPerYear 2 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor り : : 20 + initialAcKwhPerYear × efficiencyDepreciationFactor19 で減らします 合計 LifetimeProductionAcKwh
太陽光パネルの効率は一定の割合で低下するため、基本的には、a = initialAcKwhPerYear および r =efficiencyDepreciationFactor となる幾何学的系列になります。等比合計を使用して LifetimeProductionAcKwh を計算できます。
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
次の Python コードは、上記の幾何学的合計を計算します。
def LifetimeProductionAcKwh(
dcToAcDerate,
yearlyEnergyDcKwh,
efficiencyDepreciationFactor,
installationLifeSpan):
return (
dcToAcDerate *
yearlyEnergyDcKwh *
(1 - pow(
efficiencyDepreciationFactor,
installationLifeSpan)) /
(1 - efficiencyDepreciationFactor))
返された
installationSizeごとに、installationSizeがインストールされている場合のエネルギー消費のライフタイム コストを計算します。- 太陽光発電設備の耐用年数ごとに、太陽光発電では対応できないエネルギー消費量をカバーするために家庭で年間購入する必要がある電力のコストを計算します。前に計算した annualKWhEnergyConsumption と initialAcKwhPerYear の値を使用します。1 年目以降は毎年、efficiencyDepreciationFactor、costIncreaseFactor、discountRate を値に適用します。
- すべての年の合計を加算します。
次の表に、全期間の電気料金を計算する例を示します。各行は、太陽光発電設備の寿命期間における 1 年間の電力費用を表します。最初の 1 年が経過した後は、電力料金の増加と割引率の両方が指数関数的に適用されます。最後に、すべての行の合計が、太陽光発電システムを設置した場合の生涯電力です。
年 現在の現地通貨での公共料金（米ドル）の年間公共料金（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 合計 remainingLifetimeUtilityBill
次の Python コードは、installationLifeSpan の各年に対して annualUtilityBillEstimate の配列を返します。
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
太陽光発電設備が設置されていない場合のライフタイム コストを計算する:
- 太陽光発電設備の耐用年数ごとに、太陽光発電を設置しない場合に家庭で 1 年間に購入する必要がある電力のコストを計算します。monthlyBill の値を使用します。初年度以降は毎年、costIncreaseFactor と discountRate の値を monthlyBill に適用します。
- すべての年の合計を加算します。
次の表は、太陽光発電を使わない電力のライフタイム コストを計算する方法の例を示しています。各行は、太陽光発電設備の寿命と同年数での 1 年間の電力費用を表します。最初の 1 年が経過した後は、電力料金の増加と割引率の両方が指数関数的に適用されます。最後に、すべての行の合計が、太陽光発電を設置しない場合の全期間の電気費用になります。
年 現地通貨での年間公共料金 1 annualBill = monthlyBill x 12 2 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor ÷ discountRate : : 20 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 ÷ discountRate19 合計 costOfElectricityWithoutSolar
次のコードは上記の計算を実行します。
lifetimeBill = (
monthlyBill * 12 *
(1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
(1 - costIncreaseFactor / discountRate))
インストール サイズごとに、インストール費用を計算します。
installationCost = localInstallationCostModel（
installationSize）居住地で利用できる金銭的インセンティブを合計します。
設置規模ごとに、太陽光発電の設置に関連する合計費用を計算します。
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - インセンティブ
太陽光発電の設置によって節約できる費用の合計額を、設置規模ごとに計算します。
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
費用削減が最も大きいインストール サイズを選択します。
計算が完了したら
提供した情報、Solar API から返された情報、および上記の計算を使用して、お住まいの地域の家庭で最大限にコストを節約できる太陽光発電設備の設置規模を推奨できるはずです。
エンドユーザーに提供する推奨事項では、solarPotential フィールドの SolarPotential オブジェクトに API から返される次の情報を含めることもできます。
- 住宅が 1 年間に受ける使用可能な日射量。
SolarPotentialオブジェクトのmaxSunshineHoursPerYearフィールドで返されます。 - 太陽光発電設備に使用できる屋根の面積（平方フィート）。
SolarPotentialオブジェクトのwholeRoofStatsフィールドに返されます。 - 世帯の毎月の平均電気料金。