Oblicz koszty i oszczędności energii słonecznej w lokalizacjach poza Stanami Zjednoczonymi

W tej sekcji opisano, jak przeprowadzać obliczenia, które pozwalają określić najlepsza konfiguracja fotowoltaiczna dla gospodarstw domowych spoza USA. Aby obliczyć należy określić koszty instalacji paneli słonecznych oszczędności wynikające z wykorzystania danych z interfejsów Solar API. .

W przypadku lokalizacji w USA interfejs Solar API zwraca instancję Obiekt FinancialAnalysis dla każdego rozmiaru rachunku za prąd w lokalizacji wejściowej. W tych przypadkach wykorzystujesz informacje do określenia rachunku lub energii. konsumpcji energii słonecznej oraz oszczędności rozmiar instalacji.

W przypadku lokalizacji innych niż Stany Zjednoczone odpowiedź interfejsu API nie zawiera parametru FinancialAnalysis. musisz więc obliczyć koszt i oszczędności dla każdego skonfiguruj samodzielnie, zanim polecisz najlepszą z nich. Aby wykonać musisz zebrać dane związane z konkretną lokalizacją i postępować zgodnie ze wskazówkami w tym dokumencie.

Możesz modelować swoje obliczenia na podstawie obliczeń, które interfejs Solar API dla lokalizacji w USA. Wyjaśnienie tych obliczeń znajduje się w sekcji Obliczanie oszczędności (USA).

Konfiguracje paneli słonecznych

W krajach innych niż Stany Zjednoczone są to informacje o każdej konfiguracji paneli słonecznych, potrzebne do analizy finansowej znajdziesz w polu SolarPanelConfig. Liczba zwracanych instancji (SolarPanelConfig) zależy od dachu rozmiaru wejściowego lokalizacji. Do obliczeń potrzebujesz wartości z pary klucz-wartość tych dwóch pól:

Poniższy przykład pokazuje 1 wystąpienie obiektu SolarPanelConfig w klastrze Pole solarPanelConfigs w odpowiedzi na żądanie:

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

W przypadku instalacji fotowoltaicznych installationSize odnosi się do mocy obliczeniowej w kW, a nie powierzchnię lub liczbę paneli i jest zdefiniowany jako:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Dostosuj szacowaną produkcję energii na podstawie różnych ocen paneli

Aby obliczyć wartość yearlyEnergyDcKwh, interfejs Solar API wykorzystuje moc obliczeniową w polu panelCapacityWatts, która wynosi obecnie 250 W.

Jeśli w obliczeniach musisz użyć innej mocy obliczeniowej panelu są mniej więcej porównywalne z wartościami panelHeightMeters i panelWidthMeters pól, możesz dostosować przez pomnożenie wartości zwróconej przez interfejs API w yearlyEnergyDcKwh przez stosunek mocy do wartości w panelCapacityWatts

Jeśli na przykład moc paneli wynosi 400 W i panelCapacityWatts to 250 W, pomnóż wartość yearlyEnergyDcKwh, którą interfejs API obliczył przez za pomocą panelCapacityWatts przez współczynnik 400/250, czyli 1, 6. Jeśli panel się zasila moc obliczeniowa to 200 W, pomnóż yearlyEnergyDcKwh przez 200/250 lub 0, 8.

Nadmierna produkcja energii

Uwzględnienie nadmiarowej energii, która może być generowana przez instalacje słoneczne, jest poza zakresem obliczeń interfejsu Solar API. Jeśli Solar API zwraca wiele możliwych instancji SolarPanelConfig dla w danym gospodarstwie domowym Solar API nie uwzględnia wyników ani konfiguracji które produkują więcej energii, niż zakładano średnie zużycie w gospodarstwie domowym w USA FinancialAnalysis

Być może jednak warto uwzględnić instalacje, które generują nadmiar energii elektrycznej. Na przykład możesz odsunąć stopniowy spadek wydajności panelu (efficiencyDepreciationFactor) o co pozwala na nadmiarową produkcję już w pierwszej części cyklu życia instalacji. Dla: więcej informacji znajdziesz w sekcji Wymagane wartości dla opcji Analiza.

Niezależnie od powodów, jeśli uwzględniasz instalacje słoneczne, które wytwarzają nadwyżkę w obliczeniach, pamiętaj tylko, że obliczenia, które który tu wyjaśnię.

Wartości wymagane do analizy finansowej w przypadku lokalizacji poza Stanami Zjednoczonymi

Z każdej instancji SolarPanelConfig w odpowiedzi interfejsu API potrzebujesz 2 wartości. przeprowadzić analizę finansową takiego przypadku:

  • panelsCount: liczba paneli słonecznych w instalacji. Używasz tę wartość do obliczenia installationSize.
  • yearlyEnergyDcKwh: ilość energii słonecznej przechwytywanej przez układ w ciągu roku, w kWh energii elektrycznej prądu stałego, z uwzględnieniem konkretnej wartości panelsCount. Ta wartość służy do obliczania ilości energii słonecznej wykorzystywanej jako Energia elektryczna (prąd przemienny) w gospodarstwie domowym (initialAcKwhPerYear) installationSize, biorąc pod uwagę straty energii w trakcie konwersji konwersji DC na AC.

Dodatkowo musisz zbierać wartości związane z lokalizacją dla: zmiennych, których użyjesz w obliczeniach:

  • billCostModel(): model określania kosztów w walucie lokalnej waluta, którą płaci gospodarstwo domowe za określoną liczbę kWh. Ile kosztują opłaty za media mogą się różnić z dnia na dzień lub z godziny na godzinę w zależności od zapotrzebowania, pory dnia i ilości energii elektrycznej konsumpcji w domu. Może być konieczne oszacowanie średniego kosztu.
  • costIncreaseFactor: współczynnik, na podstawie którego koszt energii elektrycznej. rośnie w skali roku. W interfejsie Solar API używany jest format 1.022 (2.2% wzrost) dla lokalizacji w USA. Dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
  • dcToAcDerate: wydajność, z jaką falownik przekształca prąd stały energii elektrycznej produkowanej przez panele słoneczne do energii elektrycznej AC, jest używane w gospodarstwie domowym. Interfejs Solar API używa 85% USA lokalizacji. Dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
  • discountRate: interfejs Solar API używa wartości 1,04 (4% wzrost) dla lokalizacji w USA. Dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
  • efficiencyDepreciationFactor: stopień wydajności energii słonecznej. paneli maleje każdego roku. W interfejsie Solar API używany jest format 0,995 (0,5% rocznych) dla lokalizacji w USA. Dostosuj tę wartość odpowiednio do potrzeb swojej w pobliżu.
  • Zachęty: uwzględnij wszelkie zachęty finansowe za instalację paneli słonecznych. przyznawane przez instytucje państwowe w Twojej okolicy.
  • installationCostModel(): metoda szacowania kosztu instalacja paneli słonecznych w walucie lokalnej w danym okresie (installationSize). Koszt uwzględniałby zazwyczaj lokalne koszty pracy i materiałów w danym okresie installationSize
  • installationLifeSpan: oczekiwany czas eksploatacji instalacji fotowoltaicznej. Solar API używa 20 lat. Dostosuj tę wartość odpowiednio do potrzeb swojej w pobliżu.
  • kWhConsumptionModel(): model służący do określania ilości energii konsumpcji w gospodarstwie domowym na podstawie miesięcznego rachunku. W najprostszej formie podziel rachunek przez średni koszt kWh w lokalizacji gospodarstwa domowego.
  • monthlyBill: średni miesięczny rachunek za prąd związany z obiektem. domownicy.
  • monthlyKWhEnergyConsumption: szacunkowa średnia wartość zużycia energii elektrycznej przez gospodarstwo domowe w danej lokalizacji w danym miesiącu, mierzona w kWh.

Dzięki tym wartościom i informacjom podanym w odpowiedzi interfejsu API możesz wykonaj obliczenia niezbędne do zarekomendowania najlepszych installationSize dla w lokalizacjach, których nie obejmuje Solar API.

Kroki obliczeń

Poniższe kroki są oparte na metodologii interfejsu Solar API. Możesz musisz dostosować metodologię na podstawie informacji dostępnych Twojej lokalizacji.

  1. Oblicz roczne zużycie energii w gospodarstwie domowym na potrzeby wejściowej lokalizacja:

    1. Oszacuj lub poproś o miesięczny rachunek za gospodarstwo domowe.
    2. Oblicz wartość monthlyKWhEnergyConsumption na podstawie miesięcznego rachunku. (Jeśli znasz wartość monthlyKWhEnergyConsumption, na której możesz pominąć ten krok). Przykład:

    monthlyKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption(monthlyKWhEnergyConsumption)

    1. Oblicz wartość annualKWhEnergyConsumption, mnożąc wartość monthlyKWhEnergyConsumption na 12 miesięcy:

    annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12

  2. Pobierz odpowiedź interfejsu API dla domu docelowego:

    https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey

    Odpowiedź obejmuje światło słoneczne, użyteczną przestrzeń dachową i co najmniej 1 aspekt możliwych konfiguracji paneli słonecznych.

  3. Oblicz roczną produkcję klimatyzacji z energii słonecznej każdego installationSize proponowany przez interfejs API, mnożąc yearlyEnergyDcKwh wartość podana przez interfejs API w każdej instancji SolarPanelConfig przez lokalny dcToAcDerate:

    initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate

  4. Opcjonalnie usuń z rozważania wszystkie wystąpienia SolarPanelConfig, które: produkuje więcej energii elektrycznej niż gospodarstwo domowe zużywają rocznie (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

  5. Obliczanie całkowitej produkcji energii słonecznej (LifetimeProductionAcKwh) każdej zwróconej wartości installationSize:

    1. Dla każdego roku eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz ilości energii elektrycznej wygenerowanej przez instalację rocznie, wartość efficiencyDepreciationFactor jest rosnąco stopniowo do każdego roku po .
    2. Dodaj sumy za wszystkie lata.

    W tabeli poniżej znajdziesz przykład obliczania energii niezbędnej do cyklu życia produkcyjnego przy założeniu installationLifeSpan o 20 latach. Każdy wiersz oznacza rok produkcji. Po pierwszym roku efektywność jest stosowany wykładniczo. Suma wszystkich wierszy to suma całą produkcję energii słonecznej w instalacji fotowoltaicznej.

    Rok Roczna produkcja energii słonecznej (kWh)
    1 initialAcKwhPerYear
    2 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
    : :
    20 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19
    Łącznie LifetimeProductionAcKwh

Ponieważ wydajność paneli słonecznych spada w stałym tempie, ciąg geometryczny, gdzie a = początkowyAcKwhPerYear i r =. współczynnik efektywności. Możemy użyć sumy geometrycznej do obliczenia LifetimeProductionAcKwh:

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

Ten kod w Pythonie oblicza powyższą sumę geometryczną:

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

  1. Dla każdego zwróconego elementu installationSize oblicz koszt całkowity zużycie energii, jeśli jest zainstalowany installationSize:

    1. Dla każdego roku eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz kosztów energii elektrycznej, które gospodarstwo domowe będzie musiało kupić rocznie, aby obejmują zużycie energii nieosiągnięte przez energię słoneczną. Zastosuj wartości dla annualKWhEnergyConsumption i initialAcKwhPerYear, obliczonych wcześniej. Za każdy rok po pierwszym roku zastosuj efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor oraz discountRate na wartości.
    2. Dodaj sumy za wszystkie lata.

    W tabeli poniżej znajdziesz przykład obliczania kosztu od początku śledzenia energii elektrycznej. Każdy wiersz przedstawia roczny koszt energii elektrycznej. całe życie instalacji fotowoltaicznej. Po upływie pierwszego roku zastosowano zwiększony koszt energii elektrycznej i stopę dyskontową wykładniczo. Suma wszystkich wierszy to całkowity koszt z instalacji fotowoltaicznej.

    Rok Roczny rachunek za media w bieżącej wartości w walucie lokalnej (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
    Łącznie remainingLifetimeUtilityBill

Poniższy kod w Pythonie zwraca tablicę annualUtilityBillEstimate dla argumentu co roku 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

  1. Oblicz całkowity koszt energii elektrycznej, jeśli instalacja fotowoltaiczna nie jest zainstalowane:

    1. Dla każdego roku eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz kosztów energii elektrycznej, które gospodarstwo domowe musi kupić rocznie, jeśli nie jest zainstalowany. Użyj wartości monthlyBill. Za każdy rok po pierwszym roku zastosuj costIncreaseFactor oraz discountRate na monthlyBill.
    2. Dodaj sumy za wszystkie lata.

    W tabeli poniżej znajdziesz przykład obliczania kosztu od początku śledzenia energii elektrycznej bez energii słonecznej. Każdy wiersz przedstawia koszt energii elektrycznej przez rok, przez taką samą liczbę lat, jak długość życia instalacji fotowoltaicznej. Po pierwszym roku zarówno zwiększony koszt, energii elektrycznej i stawka dyskontowa jest stosowana wykładniczo. I na koniec, suma wszystkich rzędów to całkowity koszt energii elektrycznej bez energii słonecznej instalacji.

    Rok Roczny rachunek za media w bieżącej walucie lokalnej
    1 annualBill = monthlyBill x 12
    2 annualBill = monthBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
    : :
    20 annualBill = monthBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
    Łącznie costOfElectricityWithoutSolar

Następujący kod wykonuje powyższe obliczenia:

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

  1. Oblicz koszt instalacji dla każdego rozmiaru instalacji:

    installationCost = localinstallCostModel(installationSize)

  2. Dodaj zachęty pieniężne dostępne dla domowników lokalizacji.

  3. Dla każdego rozmiaru instalacji oblicz łączne koszty związane z instalacja fotowoltaiki:

    totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill – zachęty

  4. Dla każdego rozmiaru instalacji oblicz łączne oszczędności związane z instalacja fotowoltaiki:

    oszczędności = koszt energii elektrycznejWithoutSolar - totalCostWithSolar

  5. Wybierz rozmiar instalacji, który przyniesie największe oszczędności.

Po zakończeniu obliczeń

Korzystając z podanych przez Ciebie informacji, dane zwrócone przez Solar API i powyższe obliczenia powinny być w stanie zalecić instalacji fotowoltaicznych, które zapewniają maksymalne oszczędności w gospodarstwie domowym w Twojej okolicy.

W rekomendacjach przedstawianych użytkownikom możesz też dodać te informacje zwracane przez interfejs API w SolarPotential obiekt pola solarPotential:

  • Roczna ilość użytecznego światła słonecznego docierającego do domu. Wartość ta jest zwracana Pole maxSunshineHoursPerYear obiektu SolarPotential.
  • Ile metrów kwadratowych dachu można użyć na instalację fotowoltaiczną, zwracany w polu wholeRoofStats obiektu SolarPotential.
  • Średni miesięczny rachunek za prąd w gospodarstwie domowym.
Wstecz
Obliczanie kosztów i oszczędności (tylko Stany Zjednoczone)
Dalej
Oblicz koszty i oszczędności w TypeScript