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Solarkosten und -einsparungen für Standorte außerhalb der USA berechnen

In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie Sie Berechnungen durchführen, die beste Solarkonfiguration für Haushalte außerhalb der USA zu ermitteln. Um die Empfehlungen zu berechnen, müssen Sie die Kosten für die Installation von Solarmodulen und die damit verbundenen Einsparungen modellieren. Verwenden Sie dazu die Daten aus einer Solar API-Antwort.

Für Standorte in den USA gibt die Solar API für jede Größe der Stromrechnung für den eingegebenen Standort eine Instanz des Objekts FinancialAnalysis zurück. Anhand dieser Informationen ermitteln Sie die Rechnung, den Energieverbrauch und letztendlich die Einsparungen, die mit jeder Größe der Solaranlage verbunden sind.

Für Standorte außerhalb der USA enthält die API-Antwort keine FinancialAnalysis-Instanzen. Sie müssen also die Kosten und Einsparungen für jede Solarkonfiguration selbst berechnen, bevor Sie die beste empfehlen können. Um die Berechnungen durchzuführen, müssen Sie standortspezifische Daten erfassen und der Anleitung in diesem Dokument folgen.

Sie können Ihre Berechnungen an den Berechnungen der Solar API für Standorte in den USA orientieren. Eine Erklärung dieser Berechnungen finden Sie unter Kosteneinsparungen berechnen (USA).

Konfigurationen von Solarmodulen

Für Standorte außerhalb der USA finden Sie die Informationen zu den einzelnen Solarpanelkonfigurationen, die Sie für die Finanzanalyse benötigen, im Feld SolarPanelConfig. Die Anzahl der zurückgegebenen SolarPanelConfig-Instanzen hängt von der Dachfläche des Eingabestandorts ab. Für Ihre Berechnungen benötigen Sie die Werte aus den folgenden beiden Feldern:

panelsCount: Die Anzahl der Bereiche, die in dieser Konfiguration verwendet werden.
yearlyEnergyDcKwh: Die Menge der Sonnenenergie in kWh Gleichstrom die diese Konfiguration im Laufe eines Jahres erzeugt, angesichts des Panels die durch die folgenden Felder im Objekt SolarPotential definiert wird:
- panelHeightMeters: Höhe des Panels in Metern.
- panelWidthMeters: Die Breite des Bereichs in Metern.
- panelCapacityWatts: Die Nennleistung des Panels in Watt.

Das folgende Beispiel zeigt eine Instanz des SolarPanelConfig-Objekts in der solarPanelConfigs in einer Antwortanfrage:

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

Bei Solaranlagen bezieht sich installationSize auf die kW-Leistung und nicht auf Fläche oder Feldanzahl und ist definiert als:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Schätzungen der Energieerzeugung für unterschiedliche Modulbewertungen anpassen

Zur Berechnung des yearlyEnergyDcKwh-Werts verwendet die Solar API die Nennleistung im Feld panelCapacityWatts, die derzeit 250 W beträgt.

Wenn Sie in Ihren Berechnungen eine andere Nennleistung der Module verwenden müssen und die Abmessungen der Module ungefähr mit den Werten in den Feldern panelHeightMeters und panelWidthMeters vergleichbar sind, können Sie Ihre Berechnungen anpassen, indem Sie den von der API im Feld yearlyEnergyDcKwh zurückgegebenen Wert mit dem Verhältnis Ihrer Nennleistung zum Wert in panelCapacityWatts multiplizieren.

Wenn die Nennleistung Ihrer Module beispielsweise 400 W beträgt und panelCapacityWatts 250 W, multiplizieren Sie den Wert von yearlyEnergyDcKwh, den die API anhand von panelCapacityWatts berechnet hat, mit dem Faktor 400/250, also 1,6. Wenn die Nennleistung Ihres Panels 200 W beträgt, multiplizieren Sie yearlyEnergyDcKwh mit 200/250, also 0,8.

Überschüssige Energieproduktion

Die Bilanzierung von überschüssiger Energie, die bei einer Solaranlage erzeugt werden könnte, für die Solar API-Berechnungen ausgeschlossen. Wenn die Solar API mehrere mögliche SolarPanelConfig-Instanzen für einen bestimmten Haushalt zurückgibt, werden in der Solar API keine Ergebnisse oder Konfigurationen berücksichtigt, die mehr Strom erzeugen als der angenommene durchschnittliche Haushaltsverbrauch in den USA in der FinancialAnalysis.

Möglicherweise haben Sie jedoch Gründe, Anlagen, die überschüssigen Strom erzeugen, in Ihre Empfehlungen aufzunehmen. So können Sie beispielsweise den allmählichen Rückgang der Modulleistung (efficiencyDepreciationFactor) ausgleichen, indem Sie im ersten Teil der Lebensdauer einer Anlage eine übermäßige Produktion zulassen. Für Weitere Informationen finden Sie unter Erforderliche Werte für Analyse.

Ganz gleich, aus welchen Gründen, wenn Sie Solaranlagen einbeziehen, die überschüssige nicht unbedingt auf Strom achten, beachten Sie jedoch, dass die Berechnungen, die hier erläutert wurden, dieses Szenario nicht.

Erforderliche Werte für Finanzanalysen für Standorte außerhalb der USA

Für jede SolarPanelConfig-Instanz in der API-Antwort benötigen Sie zwei Werte um die Finanzanalyse für diese Instanz durchzuführen:

panelsCount:Die Anzahl der Solarmodule in einer Installation. Sie verwenden diesen Wert bei der Berechnung des installationSize.
yearlyEnergyDcKwh:Die Menge an Solarenergie, die über ein Layout erfasst wird, des Jahres, in kWh Gleichstrom unter Berücksichtigung einer bestimmten panelsCount. Sie verwenden diesen Wert bei der Berechnung der Solarenergie, die als Wechselstrom in einem Haushalt (initialAcKwhPerYear) pro Haushalt installationSize und berücksichtigen dabei den Energieverlust während von Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden.

Außerdem müssen Sie standortspezifische Werte für die folgenden Variablen erfassen, die Sie in den Berechnungen verwenden:

billCostModel(): Ihr Modell zur Bestimmung der Kosten in lokaler Währung. Währung, die von einem Haushalt für eine bestimmte kWh-Leistung bezahlt wird. Wie viel Nebenkosten für Strom können tageweise oder stündlich variieren. je nach Bedarf, Tageszeit und Stromverbrauch im Haushalt verbraucht. Möglicherweise müssen Sie einen durchschnittlichen Kostenbetrag schätzen.
costIncreaseFactor: Der Faktor, um den sich die Stromkosten jährlich erhöhen. Die Solar API verwendet 1,022 (2,2 % pro Jahr). für Standorte in den USA. Passen Sie diesen Wert nach Bedarf an Ihre Region an.
dcToAcDerate:Effizienz, mit der ein Wechselrichter den Gleichstrom umwandelt den von den Solarmodulen erzeugten Strom zu dem Wechselstrom, der wird in einem Haushalt verwendet. Das Solar API verwendet 85&percnt; für USA Standorte. Passen Sie diesen Wert nach Bedarf für Ihre Region an.
discountRate:Die Solar API verwendet 1,04 (4&percnt; jährlich für Standorte in den USA. Passen Sie diesen Wert nach Bedarf für Ihre Region an.
efficiencyDepreciationFactor: Gibt an, wie stark die Effizienz der Solarmodule jedes Jahr abnimmt. In der Solar API wird für Standorte in den USA der Wert 0,995 (0,5 % jährliche Abnahme) verwendet. Passen Sie diesen Wert nach Bedarf für Ihre Bereich.
Incentives: Geben Sie alle finanziellen Anreize an, die von Behörden in Ihrer Region für die Installation von Solarmodulen gewährt werden.
installationCostModel(): Ihre Methode zur Schätzung der Kosten für die Installation von Solaranlagen in Landeswährung für eine bestimmte installationSize. Das Kostenmodell berücksichtigt in der Regel die lokalen Arbeits- und Materialkosten für eine bestimmte installationSize.
installationLifeSpan Die erwartete Lebensdauer der Solarinstallation. Die Solar API benötigt 20 Jahre. Passen Sie diesen Wert nach Bedarf an Ihre Region an.
kWhConsumptionModel(): Ihr Modell zur Bestimmung des Energieverbrauchs eines Haushalts anhand einer monatlichen Rechnung. In der einfachsten Form teilen Sie die Rechnung durch die durchschnittlichen Kosten einer kWh am Standort des Haushalts.
monthlyBill: Die durchschnittliche monatliche Stromrechnung eines Haushalts.
monthlyKWhEnergyConsumption: Eine Schätzung des durchschnittlichen Stromverbrauchs eines Haushalts an einem bestimmten Standort pro Monat, gemessen in kWh.

Anhand dieser Werte und der Informationen aus der API-Antwort können Sie die erforderlichen Berechnungen durchführen, um die beste installationSize für Standorte zu empfehlen, die nicht von der Solar API abgedeckt sind.

Berechnungsschritte

Die folgenden Schritte basieren auf der Methodik der Solar API. Möglicherweise müssen Sie Ihre Methodik anhand der Informationen anpassen, die für Ihren Standort verfügbar sind.

Berechnen Sie den jährlichen Energieverbrauch des Haushalts am eingegebenen Standort:
1. Schätzen Sie die monatliche Rechnung für den Haushalt oder fordern Sie sie an.
2. Berechnen Sie den monthlyKWhEnergyConsumption anhand der monatlichen Rechnung. (Wenn Sie den monthlyKWhEnergyConsumption kennen, können Sie diesen Schritt überspringen.) Beispiel:
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. Berechnen Sie annualKWhEnergyConsumption, indem Sie monthlyKWhEnergyConsumption mit 12 multiplizieren:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
API-Antwort für den Zielhaushalt abrufen:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
Die Antwort enthält nutzbare Sonneneinstrahlung, nutzbaren Dachraum und eine oder mehrere mögliche Solarmodulkonfigurationen.
Berechnen Sie die jährliche AC-Produktion von Solarenergie für jede installationSize, die die API vorschlägt, indem Sie den yearlyEnergyDcKwh-Wert, der von der API in jeder SolarPanelConfig-Instanz bereitgestellt wird, mit Ihrer lokalen dcToAcDerate multiplizieren:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
Optional: Entfernen Sie alle SolarPanelConfig-Instanzen aus der Berechnung, die mehr Strom produzieren, als der Haushalt jährlich verbraucht (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

Berechnen Sie die Solarenergieproduktion während der gesamten Lebensdauer (LifetimeProductionAcKwh) für jede zurückgegebene installationSize:

Berechnen Sie für jedes Jahr der Lebensdauer der Solaranlage den Strommenge, die die Installation jährlich erzeugt, efficiencyDepreciationFactor exponentiell pro Jahr nach dem .
Addieren Sie die Gesamtwerte für alle Jahre.

In der folgenden Tabelle wird ein Beispiel für die Berechnung der Energieproduktion über die Lebensdauer unter der Annahme einer installationLifeSpan von 20 Jahren gezeigt. Jede Zeile steht für ein Produktionsjahr. Nach dem ersten Jahr wird der Effizienzrückgang exponentiell angewendet. Die Summe aller Zeilen entspricht der Energieerzeugung der Solaranlage über die gesamte Lebensdauer.

Jahr	Jährliche Solarenergieerzeugung (kWh)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
Gesamt	LifetimeProductionAcKwh

Da der Wirkungsgrad eines Solarmoduls konstant abnimmt, ist es im Grunde eine geometrische Reihe, wobei a = initialAcKwhPerYear und r = Effizienzabschreibungsfaktor. Wir können eine geometrische Summe verwenden, um die LifetimeProductionAcKwh zu berechnen:

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

Der folgende Python-Code berechnet die obige geometrische Summe:

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

Berechnen Sie für jede zurückgegebene installationSize die Lebensdauerkosten für den Energieverbrauch, wenn die installationSize installiert ist:

Berechnen Sie für jedes Jahr der Lebensdauer der Solaranlage die Kosten für den Strom, den der Haushalt jährlich kaufen muss, um den Energieverbrauch zu decken, der nicht durch Solarstrom abgedeckt wird. Verwenden Sie die Werte für annualKWhEnergyConsumption und initialAcKwhPerYear, die Sie zuvor berechnet haben. Wenden Sie für jedes Jahr nach dem ersten Jahr die efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor und die discountRate auf die Werte.
Addieren Sie die Gesamtwerte für alle Jahre.

Die folgende Tabelle zeigt ein Beispiel für die Berechnung der Lebensdauerkosten für Strom. Jede Zeile steht für die Stromkosten für ein Jahr während der Lebensdauer der Solaranlage. Nach dem ersten Jahr werden sowohl die gestiegenen Stromkosten als auch der Rabattsatz exponentiell angewendet. Die Summe aller Zeilen ergibt die Lebensdauerkosten für Strom mit der Solaranlage.

Jahr	Jährliche Rechnung für Versorgungsunternehmen in der aktuellen Landeswährung (USD) (annualUtilityBillEstimate)
1	annualUtilityBillSchätzungYear1 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption – initialAcKwhPerYear)
2	annualUtilityBillEstimateYear2 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption – initialAcKwhPerYear × efficiencyDepreciationFactor) × costIncreaseFactor ÷ discountRate
:	:
20	annualUtilityBillEstimateYear20 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption – initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19) x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Gesamt	remainingLifetimeUtilityBill

Der folgende Python-Code gibt für jedes Jahr des installationLifeSpan ein Array mit annualUtilityBillEstimate zurück:

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

Berechnen Sie die Stromkosten über die gesamte Lebensdauer, wenn eine Solaranlage nicht installiert haben:

Berechnen Sie für jedes Jahr der Lebensdauer der Solaranlage die Kosten für den Strom, den der Haushalt jährlich kaufen muss, wenn keine Solaranlage installiert ist. Verwenden Sie den Wert für monthlyBill. Wenden Sie für jedes Jahr nach dem ersten Jahr die Werte costIncreaseFactor und discountRate auf monthlyBill an.
Addieren Sie die Summen für alle Jahre.

Die folgende Tabelle zeigt ein Beispiel für die Berechnung der Lebensdauerkosten für Strom ohne Solarenergie. Jede Zeile stellt die Stromkosten für ein Jahr über die gleiche Anzahl von Jahren wie die Lebensdauer einer Solaranlage dar. Nach dem ersten Jahr fielen sowohl die erhöhten Kosten Strom und der Rabatt werden exponentiell angewendet. Schließlich: die Summe aller Zeilen sind die gesamten Stromkosten ohne Solarenergie. Installation.

Jahr	Jährliche Rechnung eines Versorgungsunternehmens in der aktuellen Landeswährung
1	Jahresabrechnung = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Gesamt	costOfElectricityWithoutSolar

Mit dem folgenden Code wird die obige Berechnung durchgeführt:

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

Berechnen Sie die Installationskosten für jede Installationsgröße:

installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)
Add up any monetary incentives that are available to the household location.
Berechnung der Gesamtkosten für jede Anlagengröße Installation von Solaranlagen:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill – incentives
Berechnen Sie für jede Installationsgröße die Gesamteinsparungen, die mit der Installation von Solaranlagen verbunden sind:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Wählen Sie die Installationsgröße aus, die die größten Einsparungen bietet.

Nach Abschluss der Berechnungen

Anhand der von Ihnen angegebenen Informationen werden die vom Solar API und die oben genannten Berechnungen können Sie Solaranlagen, die maximale Kosteneinsparungen für Haushalte in in Ihrer Region.

In den Empfehlungen, die Sie Ihren Endnutzern geben, können Sie auch die folgenden Informationen, die von der API in der SolarPotential zurückgegeben werden -Objekt des Felds solarPotential:

Gibt an, wie viel nutzbares Sonnenlicht ein Gebäude pro Jahr erhält. Dieser Wert wird im Feld maxSunshineHoursPerYear des SolarPotential-Objekts zurückgegeben.
Gibt an, wie viele Quadratmeter eines Daches für eine Solaranlage genutzt werden können. Dieser Wert wird im Feld wholeRoofStats des SolarPotential-Objekts zurückgegeben.
Die durchschnittliche monatliche Stromrechnung für den Haushalt.

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