Cette section explique comment effectuer les calculs qui vous permettent de déterminer la meilleure configuration solaire pour les ménages situés en dehors des États-Unis. Pour calculer les recommandations, vous devez modéliser les coûts d'installation de panneaux solaires et les économies qu'ils génèrent à l'aide des données d'une réponse d'API Solar.
Pour les États-Unis, l'API Solar renvoie une instance de l'objet FinancialAnalysis pour chaque taille de facture d'électricité pour l'emplacement saisi. Vous utilisez ces informations pour déterminer la facture, la consommation d'énergie et, en fin de compte, les économies associées à chaque taille d'installation solaire.
Pour les emplacements situés en dehors des États-Unis, la réponse de l'API n'inclut pas les instances FinancialAnalysis. Vous devez donc calculer vous-même le coût et les économies pour chaque configuration solaire avant de pouvoir recommander la meilleure. Pour effectuer les calculs, vous devez collecter des données spécifiques à l'emplacement et suivre les conseils de ce document.
Vous pouvez modéliser vos calculs sur ceux que l'API Solar utilise pour les États-Unis. Pour en savoir plus sur ces calculs, consultez Calculer les économies de coûts (États-Unis).
Configurations des panneaux solaires
Pour les pays autres que les États-Unis, les informations sur chaque configuration de panneaux solaires dont vous avez besoin pour l'analyse financière sont fournies dans le champ SolarPanelConfig.
Le nombre d'instances SolarPanelConfig renvoyées dépend de la taille du toit de l'emplacement saisi. Pour vos calculs, vous avez besoin des valeurs des deux champs suivants:
panelsCount: nombre de panneaux utilisés dans cette configuration.yearlyEnergyDcKwh: quantité d'énergie solaire, en kWh d'électricité CC, produite par cette configuration sur une année, compte tenu de la taille du panneau définie par les champs suivants de l'objetSolarPotential:panelHeightMeters: hauteur du panneau, en mètres.panelWidthMeters: largeur du panneau, en mètres.panelCapacityWatts: puissance nominale du panneau en watts.
L'exemple suivant montre une instance de l'objet SolarPanelConfig dans le champ solarPanelConfigs d'une réponse à une requête:
"solarPanelConfigs": [
{
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424,
"roofSegmentSummaries": [
{
"pitchDegrees": 16.253168,
"azimuthDegrees": 169.41516,
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424
}
]
}
]
Pour les installations solaires, installationSize fait référence à la puissance en kW plutôt qu'à la surface ou au nombre de panneaux, et se définit comme suit:
installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW
Ajuster les estimations de production d'énergie pour différentes classifications de panneaux
Pour calculer la valeur yearlyEnergyDcKwh, l'API Solar utilise la puissance nominale du champ panelCapacityWatts, qui est actuellement de 250 W.
Si vous devez utiliser une puissance nominale de panneau différente dans vos calculs et que les dimensions des panneaux sont à peu près comparables aux valeurs des champs panelHeightMeters et panelWidthMeters, vous pouvez ajuster vos calculs en multipliant la valeur renvoyée par l'API dans le champ yearlyEnergyDcKwh par le ratio de votre puissance nominale par rapport à la valeur dans panelCapacityWatts.
Par exemple, si la puissance nominale de vos panneaux est de 400 W et que panelCapacityWatts est de 250 W, multipliez la valeur de yearlyEnergyDcKwh, que l'API a calculée à l'aide de panelCapacityWatts, par un facteur de 400/250, soit 1,6. Si la puissance nominale de votre panneau est de 200 W, multipliez yearlyEnergyDcKwh par 200/250, soit 0,8.
Production d'énergie excédentaire
La prise en compte de l'énergie excédentaire pouvant être produite par une installation solaire n'entre pas dans le champ d'application des calculs de l'API Solar. En fait, si l'API Solar renvoie plusieurs instances SolarPanelConfig possibles pour un ménage donné, elle ne tient pas compte des résultats ni des configurations qui produisent plus d'énergie que la consommation moyenne supposée des ménages américains dans la FinancialAnalysis.
Toutefois, vous pouvez avoir des raisons d'inclure des installations qui produisent de l'électricité en excès dans vos recommandations. Par exemple, vous pouvez compenser la baisse progressive de l'efficacité des panneaux (efficiencyDepreciationFactor) en permettant une production excédentaire au cours de la première partie de la durée de vie d'une installation. Pour en savoir plus, consultez la section Valeurs requises pour l'analyse financière.
Quelles que soient vos raisons, si vous incluez dans vos calculs des installations solaires qui produisent de l'électricité en excès, sachez que les calculs expliqués ici ne couvrent pas ce scénario.
Valeurs requises pour l'analyse financière pour les pays autres que les États-Unis
Pour chaque instance SolarPanelConfig de la réponse de l'API, vous avez besoin de deux valeurs pour effectuer l'analyse financière de cette instance:
panelsCount:nombre de panneaux solaires dans une installation. Vous utilisez cette valeur pour calculerinstallationSize.yearlyEnergyDcKwh:quantité d'énergie solaire capturée par une mise en page au cours d'une année, en kWh d'électricité CC, pour unepanelsCountspécifique. Vous utilisez cette valeur pour calculer l'énergie solaire utilisable comme électricité CA dans un foyer (initialAcKwhPerYear) de chaqueinstallationSize, en tenant compte de toute perte d'énergie lors de la conversion de courant continu en courant alternatif.
De plus, vous devez collecter des valeurs spécifiques à l'emplacement pour les variables suivantes que vous utiliserez dans les calculs:
- billCostModel():votre modèle permettant de déterminer le coût, en devise locale, payé par un ménage pour l'utilisation d'un nombre donné de kWh. Le montant facturé par un fournisseur d'électricité peut varier d'un jour à l'autre ou d'une heure à l'autre, en fonction de facteurs tels que la demande, l'heure de la journée et la quantité d'électricité consommée par le ménage. Vous devrez peut-être estimer un coût moyen.
- costIncreaseFactor:facteur par lequel le coût de l'électricité augmente chaque année. L'API Solar utilise 1,022 (2,2 % d'augmentation annuelle) pour les emplacements aux États-Unis. Ajustez cette valeur selon vos besoins pour votre région.
- dcToAcDerate:efficacité à laquelle un onduleur convertit l'électricité CC produite par les panneaux solaires en électricité AC utilisée dans un foyer. L'API Solar utilise 85 % pour les États-Unis. Ajustez cette valeur selon vos besoins pour votre région.
- discountRate:l'API Solar utilise 1,04 (4 % d'augmentation annuelle) pour les emplacements aux États-Unis. Ajustez cette valeur selon vos besoins pour votre région.
- efficiencyDepreciationFactor:taux de diminution de l'efficacité des panneaux solaires chaque année. L'API Solar utilise 0,995 (0,5 % de diminution annuelle) pour les États-Unis. Ajustez cette valeur si nécessaire pour votre région.
- incentives:incluez toute incitation financière à installer des panneaux solaires proposée par les autorités administratives de votre région.
- installationCostModel():votre méthode pour estimer le coût d'installation d'un système solaire en devise locale pour un
installationSizedonné. Le modèle de coûts tient généralement compte des coûts de main-d'œuvre et des matériaux locaux pour uninstallationSizedonné. - installationLifeSpan:durée de vie prévue de l'installation solaire. L'API Solar utilise 20 ans. Ajustez cette valeur si nécessaire pour votre région.
- kWhConsumptionModel():modèle permettant de déterminer la quantité d'énergie consommée par un ménage en fonction d'une facture mensuelle. Dans sa forme la plus simple, vous devez diviser la facture par le coût moyen d'un kWh dans la région du foyer.
- monthlyBill:facture d'électricité mensuelle moyenne d'un ménage concerné.
- monthlyKWhEnergyConsumption:estimation de la quantité moyenne d'électricité consommée par le foyer à un emplacement donné en un mois, mesurée en kWh.
Avec ces valeurs et les informations fournies par la réponse de l'API, vous pouvez effectuer les calculs nécessaires pour recommander le meilleur installationSize pour les zones géographiques non couvertes par l'API Solar.
Étapes de calcul
Les étapes suivantes sont basées sur la méthodologie de l'API Solar. Vous devrez peut-être ajuster votre méthodologie en fonction des informations disponibles pour votre zone géographique.
Calculez la consommation énergétique annuelle du foyer à l'emplacement indiqué:
- Estimez ou demandez la facture mensuelle du ménage.
- Calculez la monthlyKWhEnergyConsumption à partir de la facture mensuelle. (Si vous connaissez la valeur monthlyKWhEnergyConsumption, vous pouvez ignorer cette étape.) Exemple :
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
- Calculez annualKWhEnergyConsumption en multipliant monthlyKWhEnergyConsumption par 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Obtenez la réponse de l'API pour le ménage cible:
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
La réponse inclut la lumière du soleil utilisable, l'espace de toit utilisable et une ou plusieurs configurations possibles de panneaux solaires.
Calculez la production annuelle d'énergie solaire en courant alternatif de chaque
installationSizeproposée par l'API en multipliant la valeuryearlyEnergyDcKwhfournie par l'API dans chaque instanceSolarPanelConfigpar votre dcToAcDerate local:initialAcKwhPerYear =
yearlyEnergyDcKwhx dcToAcDerateSi vous le souhaitez, excluez toute instance
SolarPanelConfigqui produit plus d'électricité que la consommation annuelle du ménage (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).Calculez la production d'énergie solaire sur toute la durée de vie (LifetimeProductionAcKwh) de chaque installationSize renvoyée:
- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez la quantité d'électricité qu'elle produira chaque année, en appliquant le efficiencyDepreciationFactor de manière exponentielle à chaque année après la première.
- Ajoutez les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre comment calculer la production d'énergie sur toute la durée de vie en supposant une installationLifeSpan de 20 ans. Chaque ligne représente une année de production. Après la première année, la baisse d'efficacité est appliquée de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond à la production d'énergie sur toute la durée de vie de l'installation solaire.
Année Production annuelle d'énergie solaire (kWh) 1 initialAcKwhPerYear 2 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor : : 20 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19 Total LifetimeProductionAcKwh
Étant donné que l'efficacité des panneaux solaires diminue à un taux constant, il s'agit essentiellement d'une série géométrique où a = initialAcKwhPerYear et r = efficiencyDepreciationFactor. Nous pouvons utiliser une somme géométrique pour calculer LifetimeProductionAcKwh:
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
Le code Python suivant calcule la somme géométrique ci-dessus:
def LifetimeProductionAcKwh(
dcToAcDerate,
yearlyEnergyDcKwh,
efficiencyDepreciationFactor,
installationLifeSpan):
return (
dcToAcDerate *
yearlyEnergyDcKwh *
(1 - pow(
efficiencyDepreciationFactor,
installationLifeSpan)) /
(1 - efficiencyDepreciationFactor))
Pour chaque
installationSizerenvoyé, calculez le coût de la consommation d'énergie sur toute la durée de vie si l'installationSizeest installé :- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez le coût de l'électricité que le foyer devra acheter chaque année pour couvrir la consommation d'énergie non couverte par l'énergie solaire. Utilisez les valeurs de annualKWhEnergyConsumption et initialAcKwhPerYear que vous avez calculées précédemment. Pour chaque année après la première, appliquez les valeurs efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor et discountRate.
- Ajoutez les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre comment calculer le coût de l'électricité sur toute la durée de vie. Chaque ligne représente le coût de l'électricité pour une année au cours de la durée de vie de l'installation solaire. Après la première année, le coût de l'électricité et le taux de remise sont appliqués de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond au coût de l'électricité sur toute la durée de vie de l'installation solaire.
Année Facture annuelle d'électricité en devise locale (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
Le code Python suivant renvoie un tableau de annualUtilityBillEstimate pour chaque année de l'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
Calculez le coût de l'électricité sur toute la durée de vie si aucune installation solaire n'est installée :
- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez le coût de l'électricité que le ménage devra acheter chaque année si l'installation solaire n'est pas installée. Utilisez la valeur de monthlyBill. Pour chaque année après la première, appliquez les valeurs costIncreaseFactor et discountRate à monthlyBill.
- Ajoutez les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre comment calculer le coût de l'électricité sur toute la durée de vie sans énergie solaire. Chaque ligne représente le coût de l'électricité pour une année sur le même nombre d'années que la durée de vie d'une installation solaire. Après la première année, le coût de l'électricité et le taux de remise sont appliqués de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond au coût de l'électricité sur toute la durée de vie sans installation solaire.
Année Facture annuelle de charge courante dans la devise locale actuelle 1 annualBill = monthlyBill x 12 2 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate : : 20 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19 Total costOfElectricityWithoutSolar
Le code suivant effectue le calcul ci-dessus:
lifetimeBill = (
monthlyBill * 12 *
(1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
(1 - costIncreaseFactor / discountRate))
Pour chaque taille d'installation, calculez le coût d'installation :
installationCost = localInstallationCostModel(
installationSize)Additionnez toutes les incitations financières disponibles pour le lieu du ménage.
Pour chaque taille d'installation, calculez les coûts totaux associés à l'installation de panneaux solaires:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Pour chaque taille d'installation, calculez les économies totales associées à l'installation de panneaux solaires:
économies = coût de l'électricité sans panneaux solaires - coût total avec panneaux solaires
Sélectionnez la taille d'installation qui offre les plus grandes économies.
Lorsque vos calculs sont terminés
À l'aide des informations que vous fournissez, des informations renvoyées par l'API Solar et des calculs ci-dessus, vous devriez pouvoir recommander des tailles d'installation solaire qui offrent des économies de coûts maximales pour les ménages de votre région.
Dans les recommandations que vous fournissez à l'utilisateur final, vous pouvez également inclure les informations suivantes renvoyées par l'API dans l'objet SolarPotential du champ solarPotential:
- Quantité d'ensoleillement utilisable qu'une maison reçoit chaque année, renvoyée dans le champ
maxSunshineHoursPerYearde l'objetSolarPotential. - Nombre de mètres carrés de toiture pouvant être utilisés pour une installation solaire, qui est renvoyé dans le champ
wholeRoofStatsde l'objetSolarPotential. - Facture d'électricité mensuelle moyenne du foyer.