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Calcule o custo e a economia de energia solar em locais fora dos EUA

Esta seção descreve como fazer os cálculos que permitem determinar a melhor configuração de energia solar para residências em locais fora dos EUA. Para calcular as recomendações, você precisa modelar os custos de instalação de painéis solares e as economias proporcionadas com o uso dos dados de uma API Solar resposta.

Para unidades dos EUA, a API Solar retorna uma instância do objeto FinancialAnalysis para o tamanho de cada conta de luz no local de entrada. Você usa as informações nesses casos para determinar a conta, a energia e, por fim, as economias associadas a cada energia tamanho da instalação.

Para locais fora dos EUA, a resposta da API não inclui o FinancialAnalysis instâncias, então você precisa calcular o custo e a economia de cada antes de recomendar a melhor. Para realizar cálculos, você precisa reunir dados específicos do local e seguir as orientações neste documento.

Você pode modelar seus cálculos com base nos cálculos da API Solar usa para locais nos EUA. Para uma explicação sobre esses cálculos, consulte Calcular de economia de custos (EUA).

Configurações de painéis solares

Para locais fora dos EUA, as informações sobre cada configuração de painel solar que necessários para a análise financeira estão no campo SolarPanelConfig. O número de instâncias SolarPanelConfig retornadas depende do telhado do local de entrada. Para seus cálculos, você precisa dos valores da dois campos a seguir:

panelsCount: o número de painéis usados nessa configuração.
yearlyEnergyDcKwh: a quantidade de energia solar, em kWh de eletricidade CC, que essa configuração produz ao longo de um ano, considerando que o painel tamanho definido pelos seguintes campos no objeto SolarPotential:
- panelHeightMeters: a altura do painel em metros.
- panelWidthMeters: a largura do painel em metros.
- panelCapacityWatts: a potência do painel em watts.

O exemplo a seguir mostra uma instância do objeto SolarPanelConfig no solarPanelConfigs em uma resposta de solicitação:

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

Para instalações solares, installationSize se refere à produção de kW, e não a contagem de área ou de painéis e é definido como:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Ajustar as estimativas de produção de energia para diferentes classificações de painel

Para calcular o valor de yearlyEnergyDcKwh, a API Solar usa a energia classificação no campo panelCapacityWatts, que no momento é 250 W.

Se você precisar usar uma classificação de energia de painel diferente em seus cálculos e a dos painéis são aproximadamente comparáveis aos valores no nos campos panelHeightMeters e panelWidthMeters, é possível ajustar cálculos ao multiplicar o valor retornado pela API nos Campo yearlyEnergyDcKwh pela proporção entre sua classificação de potência e o valor em panelCapacityWatts.

Por exemplo, se a potência dos painéis for de 400 W e panelCapacityWatts for 250 W, multiplique o valor de yearlyEnergyDcKwh, que a API calculou pelo usando panelCapacityWatts em um fator de 400/250, ou 1, 6. Se o painel de alimentação classificação for 200 W, multiplique yearlyEnergyDcKwh por 200/250, ou 0,8.

Produção excessiva de energia

Contabilizar o excesso de energia produzido por uma instalação solar é fora do escopo dos cálculos da API Solar. Na verdade, se A API Solar retorna várias instâncias de SolarPanelConfig possíveis para um a API Solar não considera resultados ou configurações que produzem mais energia do que a média estimada de consumo doméstico nos EUA FinancialAnalysis.

No entanto, você pode ter motivos para incluir instalações que produzem excesso eletricidade em suas recomendações. Por exemplo, talvez você queira deslocar declínio gradual na eficiência do painel (o efficiencyDepreciationFactor) de permitindo o excesso de produção na primeira parte da vida útil de uma instalação. Para mais informações, consulte Valores obrigatórios para informações financeiras análise.

sejam quais forem os motivos, se você incluir instalações solares que produzem eletricidade em seus cálculos, mas saiba que os cálculos explicado aqui não abrangem esse cenário.

Valores obrigatórios para análise financeira para locais fora dos EUA

Você precisa de dois valores para cada instância de SolarPanelConfig na resposta da API para realizar a análise financeira da instância:

panelsCount:o número de painéis solares em uma instalação. Você usa esse valor no cálculo de installationSize.
yearlyEnergyDcKwh:quanta energia solar um layout captura ao longo da durante um ano, em kWh de eletricidade CC, considerando um panelsCount específico. Você usa esse valor no cálculo da energia solar que pode ser usada como Eletricidade CA em uma casa (initialAcKwhPerYear) de cada installationSize, considerando qualquer perda de energia durante o conversão de CC para CA.

Além disso, é necessário coletar valores específicos de local para os seguintes elementos: variáveis que você usará nos cálculos:

billCostModel(): o modelo para determinar o custo, em moeda paga por uma família pelo uso de um determinado número de kWh. Quanto um as tarifas de serviços públicos de eletricidade podem variar de um dia para o outro ou de hora para hora. de acordo com fatores como demanda, hora do dia e quanta eletricidade consumo doméstico. Talvez seja necessário estimar um custo médio.
costIncreaseFactor:o fator que determina o custo da eletricidade aumenta anualmente. A API Solar usa 1,022 (2,2&percnt; anual) de aumento) para locais nos EUA. Ajuste esse valor conforme necessário para sua área.
dcToAcDerate: a eficiência com que um inversor converte a CC que é produzida pelos painéis solares para a eletricidade CA que é é usado em uma casa. A API Solar usa 85&percnt; para os EUA em vários locais. Ajuste esse valor conforme necessário para sua área.
discountRate: a API Solar usa 1,04 (4&percnt; anual de aumento) para locais nos EUA. Ajuste esse valor conforme necessário para sua área.
efficiencyDepreciationFactor:é a eficiência da energia solar de negócios caem a cada ano. A API Solar usa 0,995 (0,5&percnt; redução anual) para unidades nos EUA. Ajuste esse valor conforme necessário para sua área
incentivos:incluem incentivos monetários para a instalação de painéis solares. fornecido por entidades governamentais em sua área.
installationCostModel():o método para estimar o custo do instalando energia solar na moeda local para um determinado installationSize. Custo normalmente considera os custos locais de mão de obra e material de um determinado installationSize:
installationLifeSpan:a vida útil esperada da instalação solar. A API Solar usa 20 anos. Ajuste esse valor conforme necessário para sua área
kWhConsumptionModel(): seu modelo para determinar quanta energia um consumos domésticos com base em uma fatura mensal. Na forma mais simples, você usaria divida a conta pelo custo médio de um kWh no local da família.
monthlyBill: a média mensal de conta de luz de um sujeito família.
monthlyKWhEnergyConsumption: estimativa da quantidade média de eletricidade que a casa consome em um determinado mês, medida em KWh.

Com esses valores e as informações fornecidas pela resposta da API, é possível realizar os cálculos necessários para recomendar a melhor installationSize para locais não cobertos pela API Solar.

Etapas do cálculo

As etapas a seguir têm como base a metodologia da API Solar. Talvez você precisa ajustar sua metodologia com base nas informações disponíveis para seu local.

Calcule o consumo anual de energia da casa na entrada local:
1. Faça uma estimativa ou solicite a fatura mensal da sua casa.
2. Calcule monthlyKWhEnergyConsumption na fatura mensal. Se você sabe o valor de monthlyKWhEnergyConsumption, pode pular esta etapa.) Por exemplo:
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. Calcule annualKWhEnergyConsumption multiplicando monthlyKWhEnergyConsumption por 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Receba a resposta da API para a família de destino:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
A resposta inclui luz solar utilizável, espaço do telhado utilizável e um ou mais possíveis configurações de painéis solares.
Calcule a produção anual de energia solar de cada um installationSize a API propõe multiplicando o yearlyEnergyDcKwh fornecido pela API em cada instância SolarPanelConfig pelo dcToAcDerate:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
Como opção, remova de consideração todas as instâncias de SolarPanelConfig que produz mais eletricidade do que a família consome anualmente (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

Calcule a produção de energia solar durante o ciclo de vida (LifetimeProductionAcKwh) de cada installSize retornado:

Para cada ano da vida útil da instalação solar, calcule o valor de eletricidade que a instalação produzirá anualmente, aplicando efficiencyDepreciationFactor exponencialmente a cada ano após primeiro.
Adicione os totais de todos os anos.

A tabela a seguir mostra um exemplo de como calcular a energia do ciclo de vida produção considerando um installationLifeSpan de 20 anos. Cada linha representa um ano de produção. Após o primeiro ano, a eficiência ou declínio é aplicado exponencialmente. Finalmente, a soma de todas as linhas é o produção de energia para a vida toda da instalação solar.

Ano	Produção anual de energia solar (kWh)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
Total	LifetimeProductionAcKwh

Como a eficiência do painel solar diminui a uma taxa constante, isso uma série geométrica em que a = initialAcKwhPerYear e r = eficiênciaDepreciationFactor. Podemos usar uma soma geométrica para calcular LifetimeProductionAcKwh:

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

O código Python a seguir calcula a soma geométrica acima:

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

Para cada installationSize retornado, calcule o custo da vida útil de consumo de energia se o installationSize estiver instalado:

Para cada ano da vida útil da instalação solar, calcule o valor custo da eletricidade que a família precisará comprar anualmente para cobrir o consumo de energia não atendido pela energia solar. Use os valores para annualKWhEnergyConsumption e initialAcKwhPerYear que você calculados anteriormente. Para cada ano após o primeiro ano, aplique a efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor e o discountRate aos valores.
Adicione os totais de todos os anos.

A tabela a seguir mostra um exemplo de como calcular o custo da vida útil da eletricidade. Cada linha representa o custo da eletricidade em um ano durante o ciclo de vida da instalação solar. Depois do primeiro ano, o aumento do custo de eletricidade e a aplicação de uma taxa de desconto exponencialmente. Por fim, a soma de todas as linhas é o custo da vida útil dos da eletricidade com a instalação solar.

Ano	Conta de consumo anual no valor atual da moeda local (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

O código Python a seguir retorna uma matriz de annualUtilityBillEstimate para todos os anos do 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

Calcular o custo da vida útil da eletricidade se uma instalação solar não for instalado:

Para cada ano da vida útil da instalação solar, calcule o valor custo da eletricidade que a família precisará comprar anualmente se solares não estão instalados. Use o valor para monthlyBill. Para cada ano após o primeiro ano, aplique o costIncreaseFactor e as discountRate para monthlyBill.
Adicione os totais de todos os anos.

A tabela a seguir mostra um exemplo de como calcular o custo da vida útil de eletricidade sem energia solar. Cada linha representa o custo eletricidade por um ano pelo mesmo número de anos que a vida útil de uma instalação solar. Após o primeiro ano, tanto o aumento do custo e a taxa de desconto é aplicada exponencialmente. Por fim, a soma de todas as linhas é o custo da vida útil da eletricidade sem energia solar e instalação.

Ano	Conta de consumo anual no valor atual na moeda local
1	annualBill = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Total	costOfElectricityWithoutSolar

O código a seguir executa o cálculo acima:

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

Para cada tamanho de instalação, calcule o custo da instalação:

installationCost = installationCost(installationSize)
Adicione os incentivos monetários disponíveis para a família. o local.
Para cada tamanho de instalação, calcule o total de custos associado instalação de energia solar:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill – incentivos
Para cada tamanho de instalação, calcule a economia total associada à instalação de energia solar:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Selecione o tamanho de instalação que gera mais economia.

Quando seus cálculos forem concluídos

Com base nas informações fornecidas, as informações retornadas pelo a API Solar e os cálculos acima, você poderá recomendar tamanhos de instalação de energia solar que proporcionam a economia máxima para as famílias na sua área.

Nas recomendações fornecidas ao usuário final, também é possível incluir as seguintes informações retornadas pela API no método SolarPotential objeto do campo solarPotential:

Quanta luz solar utilizável uma casa recebe anualmente, que é retornada no Campo maxSunshineHoursPerYear do objeto SolarPotential.
Quantos metros quadrados de um telhado podem ser usados em uma instalação solar, qual é retornado no campo wholeRoofStats do objeto SolarPotential.
A média mensal da conta de luz da casa.

Calcular custos e economia (somente nos EUA)

Calcular custos e economias no TypeScript