Calcola i costi e i risparmi dell'energia solare per le località al di fuori degli Stati Uniti

Questa sezione descrive come eseguire i calcoli che consentono di determinare la migliore configurazione di impianti solari per famiglie in località al di fuori degli Stati Uniti. Per calcolare i consigli, devi modellare i costi di installazione dei pannelli solari e di risparmio grazie all'uso dei dati di un'API Solar la risposta corretta.

Per le località degli Stati Uniti, l'API Solar restituisce un'istanza del Oggetto FinancialAnalysis per ogni dimensione della bolletta elettrica per la località di input. Le informazioni fornite in questi casi vengono utilizzate per determinare la bolletta, l'energia il consumo energetico e, in ultima analisi, i risparmi associati a ogni dimensioni di installazione.

Per le località al di fuori degli Stati Uniti, la risposta dell'API non include FinancialAnalysis Ad esempio, devi calcolare i costi e il risparmio per ogni prima di poter consigliare quella migliore. Per eseguire devi raccogliere dati specifici per le località e seguire le indicazioni in questo documento.

Puoi modellare i tuoi calcoli in base ai calcoli eseguiti dall'API Solar per le località degli Stati Uniti. Per una spiegazione di questi calcoli, consulta la sezione Calcolo risparmi sui costi (Stati Uniti).

Configurazioni dei pannelli solari

Per le località al di fuori degli Stati Uniti, le informazioni sulla configurazione di ogni pannello solare che necessaria per l'analisi finanziaria è fornita nel campo SolarPanelConfig. Il numero di SolarPanelConfig istanze restituite dipende dal tetto della posizione di input. Per i tuoi calcoli, hai bisogno dei valori del due campi seguenti:

L'esempio seguente mostra un'istanza dell'oggetto SolarPanelConfig in Campo solarPanelConfigs in una risposta alla richiesta:

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

Per gli impianti solari, il valore installationSize si riferisce alla potenza in kW anziché l'area o il numero di riquadri ed è definito come:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Regolare le stime della produzione di energia per le diverse classificazioni dei panel

Per calcolare il valore yearlyEnergyDcKwh, l'API Solar utilizza l'energia nel campo panelCapacityWatts, che attualmente è 250 W.

Se è necessario utilizzare una potenza nominale del pannello diversa nei calcoli e nella delle dimensioni dei riquadri sono più o meno paragonabili ai valori dei panelHeightMeters e panelWidthMeters, puoi modificare moltiplicando il valore restituito dall'API nel campo yearlyEnergyDcKwh per il rapporto tra la potenza nominale e il valore in panelCapacityWatts.

Ad esempio, se la potenza nominale dei pannelli è 400 W e panelCapacityWatts è 250 W, moltiplica il valore di yearlyEnergyDcKwh, per il quale l'API ha calcolato utilizzando panelCapacityWatts, di un fattore di 400/250, oppure 1,6. Se l'alimentazione del pannello che la valutazione è 200 W, moltiplica yearlyEnergyDcKwh per 200/250 oppure 0, 8.

Produzione eccessiva di energia

Il calcolo dell'energia in eccesso che potrebbe essere prodotta da un impianto solare è non rientrano nell'ambito dei calcoli dell'API Solar. Infatti, se L'API Solar restituisce più possibili istanze SolarPanelConfig per un un determinato nucleo familiare, l'API Solar non prende in considerazione risultati o configurazioni che producono più energia del presunto consumo medio delle famiglie negli Stati Uniti, FinancialAnalysis.

Tuttavia, potresti avere motivi per includere installazioni che producono un eccesso di elettricità nei tuoi consigli. Ad esempio, potresti voler eseguire l'offset diminuzione graduale dell'efficienza del riquadro (efficiencyDepreciationFactor) del consentendo un'eccessiva produzione nella prima parte del ciclo di vita di un'installazione. Per per ulteriori informazioni, consulta la sezione Valori obbligatori per i campi l'analisi.

Qualunque sia il motivo, se includi impianti solari che producono un eccesso di elettricità nei tuoi calcoli, tieni presente che i calcoli che sono descritti qui non coprono questo scenario.

Valori obbligatori per l'analisi finanziaria per le località al di fuori degli Stati Uniti

Da ogni istanza SolarPanelConfig nella risposta dell'API sono necessari due valori per eseguire l'analisi finanziaria per quell'istanza:

  • panelsCount: il numero di pannelli solari presenti in un impianto. Utilizzi questo valore nel calcolo di installationSize.
  • yearlyEnergyDcKwh: quanta energia solare viene acquisita da un layout sopra la nell'arco di un anno, in kWh di elettricità CC, dato un panelsCount specifico. Utilizzerai questo valore nel calcolo dell'energia solare utilizzabile come Energia elettrica CA in una famiglia (initialAcKwhPerYear) di ciascuna installationSize, tenendo conto di eventuali perdite di energia durante la conversione da DC a AC.

Inoltre, devi raccogliere i valori specifici della località per: variabili che utilizzerai nei calcoli:

  • billCostModel():il tuo modello per determinare il costo, nelle , pagato da un nucleo familiare per l'utilizzo di un determinato numero di kWh. Quanto costa le spese per l'elettricità possono variare da un giorno all'altro oppure da un'ora all'altra a seconda di fattori come la domanda, l'ora del giorno e la quantità di elettricità dei consumi energetici del nucleo familiare. Potresti dover stimare un costo medio.
  • costIncreaseFactor:il fattore in base al quale il costo dell'elettricità. aumenta ogni anno. L'API Solar utilizza 1,022 (2,2% annuale (aumento)) per le località degli Stati Uniti. Regola questo valore in base alle tue esigenze.
  • dcToAcDerate: l'efficienza con cui un inverter converte la corrente continua elettricità prodotta dai pannelli solari all'elettricità CA che è usato in un nucleo familiare. L'API Solar utilizza 85% per gli Stati Uniti luoghi. Regola questo valore in base alle tue esigenze.
  • discountRate: l'API Solar utilizza 1,04 (4% all'anno (aumento)) per le località degli Stati Uniti. Regola questo valore in base alle tue esigenze.
  • efficiencyDepreciationFactor mostra il livello di efficienza dell'energia solare questo calo diminuisce ogni anno. L'API Solar utilizza 0,995 (0,5% diminuzione annuale) per le località degli Stati Uniti. Modifica questo valore in base alle tue esigenze geografica specifica.
  • incentivi: includi eventuali incentivi monetari per l'installazione dei pannelli solari forniti da enti governativi della tua zona.
  • installationCostModel(): il metodo per effettuare una stima del costo di installazione di impianti solari in valuta locale per un determinato installationSize. Il costo modello in genere tiene conto dei costi dei materiali e della manodopera locale per un installationSize.
  • installationLifeSpan: la durata prevista dell'impianto solare. L'API Solar utilizza 20 anni. Modifica questo valore in base alle tue esigenze geografica specifica.
  • kWhConsumptionModel(): il tuo modello per determinare quanta energia deve avere una il consumo del nucleo familiare, in base a una fattura mensile. Nella sua forma più semplice, dividi la bolletta per il costo medio di un kWh nella località della famiglia.
  • monthlyBill: la media mensile della bolletta dell'elettricità per una determinata materia nucleo familiare.
  • monthlyKWhEnergyConsumption:una stima della quantità media di energia l'elettricità che la famiglia in un determinato luogo consuma in un mese, misurata in kWh.

Con questi valori e le informazioni fornite dalla risposta dell'API, puoi esegui i calcoli necessari per consigliare il miglior installationSize per località non coperte dall'API Solar.

Passaggi di calcolo

I seguenti passaggi si basano sulla metodologia dell'API Solar. Potresti la metodologia necessaria in base alle informazioni disponibili la tua posizione.

  1. Calcola il consumo annuale di energia della famiglia in base all'input località:

    1. Richiedi una stima o richiedi la fattura mensile per il nucleo familiare.
    2. Calcola il consumo di energia monthlyKWhEnergyConsumption in base alla fattura mensile. (Se conosci il monthlyKWhEnergyConsumption, puoi saltare questo passaggio.) Ad esempio:

    monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)

    1. Calcola il annualKWhEnergyConsumption moltiplicando monthlyKWhEnergyConsumption di 12:

    annualKWhEnergyConsumption = annualKWhEnergyConsumption x 12

  2. Ottenere la risposta dell'API per il nucleo familiare di destinazione:

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

    La risposta include luce solare utilizzabile, spazio utilizzabile sul tetto e uno o più possibili configurazioni di pannelli solari.

  3. Calcola la produzione annuale di energia solare CA di ogni installationSize proposto dall'API moltiplicando il valore yearlyEnergyDcKwh fornito dall'API in ogni istanza SolarPanelConfig dal tuo dcToAcDerate:

    initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate

  4. Facoltativamente, rimuovi dalla considerazione qualsiasi istanza SolarPanelConfig che produce più elettricità di quella che il nucleo familiare consuma ogni anno (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

  5. Calcolare la produzione totale di energia solare (LifetimeProductionAcKwh) di ogni installationSize restituita:

    1. Per ogni anno di durata dell'impianto solare, calcola il quantità di energia elettrica prodotta dall'impianto all'anno, applicando l'attributo efficiencyDepreciationFactor in modo esponenziale a ogni anno dopo il per prima cosa.
    2. Aggiungi i totali per tutti gli anni.

    La tabella seguente mostra un esempio di come calcolare l'energia complessiva ipotizzando un'istanza installationLifeSpan di 20 anni. Ogni riga rappresenta un anno di produzione. Dopo il primo anno, l'efficienza di conversione viene applicata in modo esponenziale. Infine, la somma di tutte le righe è il valore produzione di energia complessiva dell'impianto solare.

    Anno Produzione annuale di energia solare (kWh)
    1 initialAcKwhPerYear
    2 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
    : :
    20 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19
    Totale LifetimeProductionAcKwh

Poiché l'efficienza dei pannelli solari diminuisce a un ritmo costante, si tratta essenzialmente di un una serie geometrica in cui a = initialAcKwhPerYear e r = EfficienzaDepreciationFactor. Possiamo utilizzare una somma geometrica per calcolare la LifetimeProductionAcKwh:

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

Il seguente codice Python calcola la somma geometrica sopra riportata:

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

  1. Per ogni installationSize restituito, calcola il costo complessivo consumo energetico se il dispositivo installationSize è installato:

    1. Per ogni anno di durata dell'impianto solare, calcola il costo dell'elettricità che la famiglia dovrà acquistare annualmente per a coprire il consumo energetico non soddisfatto dall'energia solare. Utilizza i valori per annualKWhEnergyConsumption e initialAcKwhPerYear che calcolati in precedenza. Per ogni anno dopo il primo anno, applica la efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor e il valore discountRate dei valori.
    2. Aggiungi i totali per tutti gli anni.

    La tabella seguente mostra un esempio di come calcolare il costo complessivo dell'elettricità. Ogni riga rappresenta il costo dell'elettricità per un anno durante la vita dell'impianto solare. Dopo il primo anno, sia l'aumento del costo dell'elettricità e il tasso di sconto vengono applicati in modo esponenziale. Infine, la somma di tutte le righe è il costo complessivo elettricità con l'impianto solare.

    Anno Fattura di utenza annuale in valuta locale corrente ($) (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
    Totale remainingLifetimeUtilityBill

Il seguente codice Python restituisce un array di annualUtilityBillEstimate per ogni anno di 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. Calcolare il costo complessivo dell'elettricità se un impianto solare non è installato:

    1. Per ogni anno di durata dell'impianto solare, calcola il costo dell'elettricità che la famiglia dovrà acquistare annualmente se non sia installato l'energia solare. Utilizza il valore monthlyBill. Per ogni anno dopo il primo anno, applica costIncreaseFactor discountRate in monthlyBill.
    2. Aggiungi i totali per tutti gli anni.

    La tabella seguente mostra un esempio di come calcolare il costo complessivo di elettricità senza solare. Ogni riga rappresenta il costo l'elettricità per un anno nello stesso numero di anni della durata di un impianto solare. Dopo il primo anno, sia l'aumento del costo l'elettricità e il tasso di sconto sono applicati in modo esponenziale. Infine, la somma di tutte le righe è il costo complessivo dell'elettricità senza solare dell'installazione.

    Anno Bolletta annuale dell'utenza nel valore corrente della valuta locale
    1 annualBill = monthlyBill x 12
    2 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
    : :
    20 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
    Totale costOfElectricityWithoutSolar

Il seguente codice esegue il calcolo sopra indicato:

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

  1. Per ogni dimensione di installazione, calcola il costo di installazione:

    installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)

  2. Aggiungere eventuali incentivi monetari disponibili per il nucleo familiare in ogni località.

  3. Per ogni dimensione dell'installazione, calcola i costi totali associati a installazione di impianti solari:

    totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentivi

  4. Per ogni dimensione dell'installazione, calcola il risparmio totale associato a installazione di impianti solari:

    risparmio = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

  5. Seleziona le dimensioni di installazione che garantiscono il massimo risparmio.

Al termine dei calcoli

Utilizzando le informazioni che fornisci, le informazioni restituite dal Solar e i calcoli precedenti, dovreste essere in grado di suggerire di installazioni solari che garantiscono il massimo risparmio sui costi delle famiglie in della tua zona.

Nei consigli che fornisci all'utente finale, puoi anche includere le seguenti informazioni restituite dall'API in SolarPotential del campo solarPotential:

  • La quantità di luce solare utilizzabile riceve ogni anno una casa, che viene restituita Campo maxSunshineHoursPerYear dell'oggetto SolarPotential.
  • Quanti piedi quadrati di un tetto possono essere utilizzati per un impianto solare, che viene restituito nel campo wholeRoofStats dell'oggetto SolarPotential.
  • La fattura media mensile dell'elettricità per il nucleo familiare.
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