Hitung biaya tenaga surya dan penghematan untuk lokasi di luar AS

Bagian ini menjelaskan cara melakukan kalkulasi yang memungkinkan Anda untuk menentukan konfigurasi tenaga surya terbaik untuk rumah tangga di lokasi non-AS. Untuk menghitung rekomendasi, Anda perlu membuat model biaya pemasangan panel surya dan penghematan yang mereka berikan dengan menggunakan data dari Solar API yang dihasilkan.

Untuk lokasi AS, Solar API menampilkan instance Objek FinancialAnalysis untuk setiap ukuran tagihan listrik untuk lokasi input. Dalam contoh ini, Anda akan menggunakan informasi untuk menentukan tagihan, energi, dan, pada akhirnya, penghematan yang terkait dengan masing-masing panel surya ukuran penginstalan.

Untuk lokasi di luar AS, respons API tidak menyertakan FinancialAnalysis sehingga Anda harus menghitung biaya dan penghematan untuk setiap panel surya konfigurasi Anda sendiri sebelum Anda dapat merekomendasikan yang terbaik. Untuk melakukan Anda perlu mengumpulkan data spesifik per lokasi dan mengikuti panduan dalam dokumen ini.

Anda dapat membuat model perhitungan pada perhitungan yang dilakukan oleh Solar API untuk lokasi AS. Untuk penjelasan mengenai penghitungan tersebut, lihat Menghitung penghematan biaya (AS).

Konfigurasi panel surya

Untuk lokasi di luar AS, informasi tentang setiap konfigurasi panel surya yang yang Anda perlukan untuk analisis keuangan disediakan di kolom SolarPanelConfig. Jumlah instance SolarPanelConfig yang ditampilkan bergantung pada jenis atap ukuran lokasi input. Untuk perhitungan, Anda memerlukan nilai dari dua kolom berikut:

Contoh berikut menunjukkan satu instance objek SolarPanelConfig dalam Kolom solarPanelConfigs dalam respons permintaan:

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

Untuk pemasangan panel surya, installationSize mengacu pada output kW, bukan jumlah area atau panel dan ditentukan sebagai:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Menyesuaikan estimasi produksi energi untuk rating panel yang berbeda-beda

Untuk menghitung nilai yearlyEnergyDcKwh, Solar API menggunakan daya rating di kolom panelCapacityWatts, yang saat ini adalah 250 W.

Jika Anda perlu menggunakan peringkat daya panel yang berbeda dalam perhitungan Anda dan dimensi panel kira-kira sebanding dengan nilai-nilai dalam panelHeightMeters dan panelWidthMeters, Anda dapat menyesuaikan dengan mengalikan nilai yang ditampilkan oleh API di kolom yearlyEnergyDcKwh dengan rasio rating daya Anda terhadap nilai dalam panelCapacityWatts.

Misalnya, jika rating daya panel Anda adalah 400 W dan panelCapacityWatts adalah 250 W, kalikan nilai yearlyEnergyDcKwh, yang dihitung oleh API dengan menggunakan panelCapacityWatts, dengan faktor 400/250, atau 1,6. Jika panel Anda menyala ratingnya adalah 200 W, kalikan yearlyEnergyDcKwh dengan 200/250, atau 0,8.

Produksi energi berlebih

Memperhitungkan kelebihan energi yang mungkin dihasilkan oleh instalasi panel surya adalah di luar cakupan penghitungan Solar API. Bahkan, jika Solar API menampilkan beberapa kemungkinan instance SolarPanelConfig untuk tertentu rumah tangga, Solar API tidak mempertimbangkan hasil atau konfigurasi yang menghasilkan lebih banyak daya daripada asumsi konsumsi rumah tangga rata-rata AS di FinancialAnalysis.

Namun, Anda mungkin memiliki alasan untuk menyertakan instalasi yang menghasilkan listrik dalam rekomendasi Anda. Misalnya, Anda mungkin ingin mengimbangi penurunan bertahap pada efisiensi panel (efficiencyDepreciationFactor) sebesar memungkinkan produksi berlebih di bagian pertama masa pakai instalasi. Sebagai informasi selengkapnya, lihat Nilai yang diperlukan untuk analisis.

Apa pun alasan Anda, jika Anda memasukkan instalasi tenaga surya yang menghasilkan kelebihan listrik dalam perhitungan Anda, ketahuilah bahwa perhitungan yang yang dijelaskan di sini tidak mencakup skenario tersebut.

Nilai yang diperlukan untuk analisis keuangan bagi lokasi di luar AS

Dari setiap instance SolarPanelConfig dalam respons API, Anda memerlukan dua nilai untuk melakukan analisis keuangan itu:

  • panelsCount: Jumlah panel surya dalam suatu instalasi. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitungan installationSize Anda.
  • yearlyEnergyDcKwh: Berapa banyak energi surya yang ditangkap tata letak selama perjalanan setahun, dalam kWh listrik DC, dengan panelsCount spesifik. Anda menggunakan nilai ini dalam perhitungan energi surya yang dapat digunakan sebagai Listrik AC di rumah tangga (initialAcKwhPerYear) masing-masing installationSize, dengan mempertimbangkan hilangnya energi selama konversi dari DC ke AC.

Selain itu, Anda perlu mengumpulkan nilai spesifik per lokasi untuk variabel yang akan Anda gunakan dalam kalkulasi:

  • billCostModel(): Model Anda untuk menentukan biaya, dalam mata uang lokal mata uang, dibayar oleh rumah tangga menggunakan jumlah kWh tertentu. Berapa harga biaya utilitas untuk listrik dapat bervariasi dari hari ke hari atau jam ke jam tergantung pada hal-hal seperti permintaan, waktu, dan berapa banyak listrik yang yang dikonsumsi rumah tangga. Anda mungkin perlu memperkirakan biaya rata-rata.
  • costIncreaseFactor: Faktor yang memengaruhi biaya listrik meningkat setiap tahunnya. Solar API menggunakan 1.022 (2.2% tahunan ) untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • dcToAcDerate: Efisiensi pada inverter mengonversi DC listrik yang dihasilkan oleh panel surya ke listrik AC yang digunakan dalam rumah tangga. Solar API menggunakan 85% untuk AS lokasi HTTP/HTTPS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • discountRate: Solar API menggunakan 1,04 (4% tahunan ) untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • efficiencyDepreciationFactor: Seberapa besar efisiensi pembangkit listrik tenaga surya menurun setiap tahunnya. Solar API menggunakan 0.995 (0.5% penurunan tahunan) untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area tersebut.
  • insentif: Sertakan insentif keuangan apa pun untuk memasang panel surya yang diberikan oleh entitas pemerintah di wilayah Anda.
  • installationCostModel(): Metode Anda untuk memperkirakan biaya menginstal panel surya di mata uang lokal untuk installationSize tertentu. Biaya model ini biasanya akan memperhitungkan biaya tenaga kerja dan material lokal untuk installationSize.
  • installationLifeSpan: Perkiraan masa pakai pemasangan panel surya. Solar API menggunakan rentang waktu 20 tahun. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area tersebut.
  • kWhConsumptionModel(): Model Anda untuk menentukan banyaknya energi yang dikonsumsi rumah tangga berdasarkan tagihan bulanan. Dalam bentuknya yang paling sederhana, Anda akan bagi tagihan dengan biaya rata-rata kWh di lokasi rumah tangga.
  • monthlyBill: tagihan listrik rata-rata bulanan untuk subjek anggota keluarga.
  • monthlyKWhEnergyConsumption: Perkiraan jumlah rata-rata listrik yang dikonsumsi rumah tangga di lokasi tertentu dalam sebulan, diukur dalam KWh.

Dengan nilai ini dan informasi yang diberikan oleh respons API, Anda dapat melakukan perhitungan yang diperlukan untuk merekomendasikan installationSize terbaik untuk lokasi yang tidak tercakup oleh Solar API.

Langkah-langkah kalkulasi

Langkah-langkah berikut didasarkan pada metodologi Solar API. Anda mungkin menyesuaikan metodologi Anda berdasarkan informasi yang tersedia untuk lokasi Anda.

  1. Hitung konsumsi energi tahunan rumah tangga di input lokasi:

    1. Perkirakan atau minta tagihan bulanan untuk rumah tangga.
    2. Hitung monthlyKWhEnergyConsumption dari tagihan bulanan. (Jika Anda mengetahui monthlyKWhEnergyConsumption, Anda dapat melewati langkah ini.) Contoh:

    monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)

    1. Hitung annualKWhEnergyConsumption dengan mengalikan monthlyKWhEnergyConsumption sebesar 12:

    annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12

  2. Dapatkan respons API untuk rumah tangga target:

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

    Responsnya mencakup sinar matahari yang dapat digunakan, ruang atap yang dapat digunakan, dan satu atau beberapa konfigurasi panel surya yang mungkin digunakan.

  3. Menghitung produksi AC energi surya tahunan masing-masing installationSize yang diusulkan API dengan mengalikan yearlyEnergyDcKwh nilai yang disediakan oleh API di setiap instance SolarPanelConfig oleh dcToAcDerate:

    initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate

  4. Jika perlu, hapus instance SolarPanelConfig yang tidak dipertimbangkan dalam pertimbangan menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang dikonsumsi rumah tangga setiap tahunnya (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

  5. Menghitung produksi energi surya sepanjang waktu (LifetimeProductionAcKwh) setiap installationSize yang ditampilkan:

    1. Untuk setiap tahun masa pakai instalasi panel surya, hitung jumlah jumlah listrik yang akan dihasilkan instalasi setiap tahunnya, dengan menerapkan efficiencyDepreciationFactor secara eksponensial setiap tahun setelah terlebih dahulu.
    2. Tambahkan total untuk semua tahun.

    Tabel berikut menunjukkan contoh cara menghitung energi umur produksi dengan asumsi installationLifeSpan selama 20 tahun. Setiap baris mewakili satu tahun produksi. Setelah tahun pertama, efisiensi penurunan akan diterapkan secara eksponensial. Akhirnya, jumlah dari semua baris adalah produksi energi seumur hidup dari instalasi panel surya.

    Tahun Produksi energi surya tahunan (kWh)
    1 initialAcKwhPerYear
    2 + initialAcKwhPerYear x efisiensiDepreciationFactor
    : :
    20 + initialAcKwhPerYear x efisiensiDepreciationFactor19
    Total LifetimeProductionAcKwh

Karena efisiensi panel surya melambat pada tingkat konstan, pada dasarnya itu deret geometri dengan a = initialAcKwhPerYear dan r = efisiensiDepreciationFactor. Kita bisa menggunakan jumlah geometris untuk menghitung LifetimeProductionAcKwh:

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

Kode Python berikut menghitung jumlah geometris di atas:

def LifetimeProductionAcKwh(
    dcToAcDerate,
    yearlyEnergyDcKwh,
    efficiencyDepreciationFactor,
    installationLifeSpan):
  return (
    dcToAcDerate *
    yearlyEnergyDcKwh *
    (1 - pow(
      efficiencyDepreciationFactor,
      installationLifeSpan)) /
    (1 - efficiencyDepreciationFactor))
  1. Untuk setiap installationSize yang ditampilkan, hitung biaya umur konsumsi energi jika installationSize diinstal:

    1. Untuk setiap tahun masa pakai instalasi panel surya, hitung jumlah biaya listrik yang perlu dibeli rumah tangga setiap tahun untuk menutupi konsumsi energi yang tidak terpenuhi oleh tenaga surya. Menggunakan nilai untuk annualKWhEnergyConsumption dan initialAcKwhPerYear yang Anda yang telah dihitung sebelumnya. Untuk setiap tahun setelah tahun pertama, terapkan metode efficiencyDepreciationFactor, costImproveFactor, dan discountRate ke nilai.
    2. Tambahkan total untuk semua tahun.

    Tabel berikut menunjukkan contoh cara menghitung biaya umur listrik. Setiap baris mewakili biaya listrik selama satu tahun selama instalasi panel surya. Setelah tahun pertama, kenaikan biaya listrik dan dikenakan tarif diskon secara eksponensial. Akhirnya, jumlah semua baris adalah biaya umur listrik dengan instalasi panel surya.

    Tahun Tagihan utilitas tahunan dalam nilai mata uang lokal saat ini (USD) (annualUtilityBillEstimate)
    1 annualUtilityBillEstimateYear1 = annualUtilityBillEstimateYear1 (annualUtilityBillEstimateYear1 - annualUtilityBillEstimateYear1)
    2 annualUtilityBillEstimateYear2 = annualUtilityBillEstimateYear2 (annualUtilityBillEstimateYear2 - annualUtilityBillEstimateYear2 x annualUtilityBillEstimateYear2) x annualUtilityBillEstimateYear2 / annualUtilityBillEstimateYear2
    : :
    20 annualUtilityBillEstimateYear20 = annualUtilityBillEstimateYear20 (annualUtilityBillEstimateYear20 - annualUtilityBillEstimateYear20 x annualUtilityBillEstimateYear20) x annualUtilityBillEstimateYear20 / annualUtilityBillEstimateYear20
    Total remainingLifetimeUtilityBill

Kode Python berikut menampilkan array annualUtilityBillEstimate untuk setiap tahun 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. Hitung biaya umur listrik jika instalasi panel surya tidak diinstal:

    1. Untuk setiap tahun masa pakai instalasi panel surya, hitung jumlah biaya listrik yang perlu dibeli rumah tangga setiap tahun jika panel surya tidak dipasang. Gunakan nilai untuk monthlyBill. Untuk setiap tahun setelah tahun pertama, terapkan costIncreaseFactor dan discountRate ke monthlyBill.
    2. Tambahkan total untuk semua tahun.

    Tabel berikut menunjukkan contoh cara menghitung biaya umur listrik tanpa panel surya. Setiap baris mewakili biaya listrik selama satu tahun selama jumlah tahun yang sama dengan umur instalasi tenaga surya. Setelah tahun pertama, peningkatan biaya listrik dan tarif diskonnya diterapkan secara eksponensial. Terakhir, jumlah semua baris adalah biaya seumur hidup listrik tanpa panel surya penginstalan.

    Tahun Tagihan utilitas tahunan dalam nilai mata uang lokal saat ini
    1 annualBill = monthlyBill x 12
    2 annualBill = monthlyBill x 12 x costImproveFactor / discountRate
    : :
    20 annualBill = monthlyBill x 12 x costImproveFactor19 / discountRate19
    Total costOfElectricityWithoutSolar

Kode berikut melakukan penghitungan di atas:

lifetimeBill = (
    monthlyBill * 12 *
    (1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
    (1 - costIncreaseFactor / discountRate))
  1. Untuk setiap ukuran penginstalan, hitung biaya penginstalan:

    installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)

  2. Tambahkan insentif moneter yang tersedia untuk rumah tangga lokasi HTTP/HTTPS.

  3. Untuk setiap ukuran penginstalan, hitung total biaya yang terkait dengan memasang panel surya:

    totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - insentif

  4. Untuk setiap ukuran penginstalan, hitung total penghematan yang terkait dengan memasang panel surya:

    hemats = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

  5. Pilih ukuran penginstalan yang paling menghemat biaya.

Ketika perhitungan Anda selesai

Dengan menggunakan informasi yang Anda berikan, informasi yang dikembalikan oleh Solar API, dan penghitungan di atas, Anda seharusnya dapat merekomendasikan ukuran instalasi panel surya yang memberikan penghematan biaya maksimum untuk rumah tangga di wilayah Anda.

Dalam rekomendasi yang diberikan kepada pengguna akhir, Anda juga dapat menyertakan informasi berikut yang ditampilkan oleh API di SolarPotential objek kolom solarPotential:

  • Berapa banyak sinar matahari yang dapat digunakan yang diterima rumah setiap tahunnya, yang dikembalikan dalam Kolom maxSunshineHoursPerYear dari objek SolarPotential.
  • Berapa meter persegi atap yang dapat digunakan untuk instalasi tenaga surya, yang ditampilkan di kolom wholeRoofStats dari objek SolarPotential.
  • Tagihan listrik bulanan rata-rata untuk rumah tangga.