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미국 외 지역의 태양광 비용 및 절감액 계산하기

이 섹션에서는 미국 이외 지역에 있는 가구에 가장 적합한 태양광 구성을 결정할 수 있는 계산 방법을 설명합니다. 추천을 계산하려면 Solar API 응답의 데이터를 사용하여 태양광 패널 설치 비용과 절약 효과를 모델링해야 합니다.

미국 위치의 경우 Solar API는 입력 위치의 전기 요금 규모별로 FinancialAnalysis 객체의 인스턴스를 반환합니다. 이러한 인스턴스의 정보를 사용하여 청구서, 에너지 소비량, 궁극적으로 각 태양광 설치 크기와 관련된 절감액을 결정합니다.

미국 이외의 위치의 경우 API 응답에 FinancialAnalysis 인스턴스가 포함되지 않으므로 가장 적합한 태양광 구성을 추천하기 전에 각 태양광 구성의 비용과 절감액을 직접 계산해야 합니다. 계산을 실행하려면 위치별 데이터를 수집하고 이 문서의 안내를 따라야 합니다.

Solar API가 미국 위치에 사용하는 계산을 기반으로 계산을 모델링할 수 있습니다. 이러한 계산에 대한 설명은 비용 절감 계산 (미국)을 참고하세요.

태양광 패널 구성

미국 이외의 지역의 경우 재무 분석에 필요한 각 태양광 패널 구성에 관한 정보가 SolarPanelConfig 필드에 제공됩니다. 반환되는 SolarPanelConfig 인스턴스의 수는 입력 위치의 지붕 크기에 따라 다릅니다. 계산을 하려면 다음 두 필드의 값이 필요합니다.

panelsCount: 이 구성에 사용되는 패널 수입니다.
yearlyEnergyDcKwh: SolarPotential 객체의 다음 필드에 의해 정의된 패널 크기를 고려하여 이 구성이 1년 동안 생산하는 태양 에너지(DC 전기의 kWh)입니다.
- panelHeightMeters: 패널 높이(미터)입니다.
- panelWidthMeters: 패널 너비(미터)입니다.
- panelCapacityWatts: 패널 전원 정격(와트)입니다.

다음 예는 요청 응답의 solarPanelConfigs 필드에 있는 SolarPanelConfig 객체의 인스턴스 하나를 보여줍니다.

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

태양광 설치의 경우 installationSize는 면적 또는 패널 수가 아닌 kW 출력을 나타내며 다음과 같이 정의됩니다.

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

패널 등급에 따라 에너지 생산 추정치 조정

Solar API는 yearlyEnergyDcKwh 값을 계산하기 위해 panelCapacityWatts 필드의 전원 등급(현재 250W)을 사용합니다.

계산에 다른 패널 전원 등급을 사용해야 하고 패널의 크기가 panelHeightMeters 및 panelWidthMeters 필드의 값과 대략 비슷한 경우 yearlyEnergyDcKwh 필드에서 API가 반환한 값에 전원 등급과 panelCapacityWatts의 값의 비율을 곱하여 계산을 조정할 수 있습니다.

예를 들어 패널의 전원 등급이 400W이고 panelCapacityWatts가 250W인 경우 API가 panelCapacityWatts를 사용하여 계산한 yearlyEnergyDcKwh 값에 400/250 또는 1.6을 곱합니다. 패널 전원 정격이 200W인 경우 yearlyEnergyDcKwh에 200/250(0.8)을 곱합니다.

과도한 에너지 생산

태양광 설치에서 발생할 수 있는 초과 에너지를 고려하는 것은 Solar API 계산의 범위에 해당하지 않습니다. 실제로 Solar API가 특정 가구에 대해 가능한 여러 개의 SolarPanelConfig 인스턴스를 반환하는 경우 Solar API는 FinancialAnalysis에서 가정된 미국 평균 가구 소비량보다 더 많은 전력을 생산하는 결과나 구성을 고려하지 않습니다.

하지만 추천에 과도한 전기를 생산하는 설치를 포함해야 할 수도 있습니다. 예를 들어 설치 수명 초기에 과잉 생산을 허용하여 패널 효율 (efficiencyDepreciationFactor)의 점진적인 감소를 상쇄할 수 있습니다. 자세한 내용은 재무 분석에 필요한 값을 참고하세요.

이유가 무엇이든 계산에 초과 전력을 생산하는 태양광 설치를 포함하는 경우 여기에서 설명하는 계산은 해당 시나리오를 다루지 않는다는 점에 유의하세요.

미국 이외 지역의 재무 분석에 필요한 값

API 응답의 각 SolarPanelConfig 인스턴스에서 해당 인스턴스의 재무 분석을 실행하려면 두 가지 값이 필요합니다.

panelsCount: 설치된 태양광 패널의 수입니다. installationSize를 계산할 때 이 값을 사용합니다.
yearlyEnergyDcKwh: 특정 panelsCount을 기준으로 레이아웃이 1년 동안 캡처하는 태양 에너지의 양(DC 전기의 kWh)입니다. 이 값은 DC에서 AC로 변환하는 동안의 에너지 손실을 고려하여 각 installationSize의 가정에서 AC 전기로 사용할 수 있는 태양 에너지 (initialAcKwhPerYear)를 계산할 때 사용합니다.

또한 계산에 사용할 다음 변수의 위치별 값을 수집해야 합니다.

billCostModel(): 가구가 특정 kWh를 사용한 데 대해 지불한 현지 통화로 된 비용을 결정하는 모델입니다. 공공요금에서 청구하는 전기 요금은 수요, 시간대, 가구의 전기 사용량 등에 따라 매일 또는 시간마다 달라질 수 있습니다. 평균 비용을 추정해야 할 수도 있습니다.
costIncreaseFactor: 전기 요금이 매년 증가하는 계수입니다. Solar API는 미국 위치에 1.022 (연간 2.2% 증가)를 사용합니다. 거주 지역에 따라 이 값을 조정합니다.
dcToAcDerate: 인버터가 태양광 패널에서 생산된 DC 전기를 가정에서 사용하는 AC 전기로 변환하는 효율입니다. Solar API는 미국 위치에 85%를 사용합니다. 거주 지역에 따라 이 값을 조정합니다.
discountRate: Solar API는 미국 위치에 1.04 (연간 4% 증가)를 사용합니다. 거주 지역에 따라 이 값을 조정합니다.
efficiencyDepreciationFactor: 태양광 패널의 효율이 매년 감소하는 비율입니다. Solar API는 미국 위치에 0.995 (연간 감소 0.5%)를 사용합니다. 거주 지역에 따라 이 값을 조정합니다.
인센티브: 거주 지역의 정부 기관에서 제공하는 태양광 패널 설치에 대한 금전적 인센티브를 포함합니다.
installationCostModel(): 지정된 installationSize의 태양광 설치 비용을 현지 통화로 추정하는 메서드입니다. 비용 모델은 일반적으로 특정 installationSize의 현지 인건비 및 자재 비용을 고려합니다.
installationLifeSpan: 태양광 설치의 예상 수명입니다. Solar API는 20년을 사용합니다. 거주 지역에 따라 이 값을 조정합니다.
kWhConsumptionModel(): 월별 청구서를 기반으로 가구의 에너지 소비량을 결정하는 모델입니다. 가장 간단한 방법은 청구서 금액을 거주 지역의 kWh당 평균 비용으로 나누는 것입니다.
monthlyBill: 대상 가구의 월평균 전기 요금입니다.
monthlyKWhEnergyConsumption: 특정 위치의 가구가 한 달 동안 소비하는 평균 전기량으로, kWh로 측정됩니다.

이러한 값과 API 응답에서 제공하는 정보를 사용하여 Solar API에서 다루지 않는 위치에 가장 적합한 installationSize를 추천하는 데 필요한 계산을 실행할 수 있습니다.

계산 단계

다음 단계는 Solar API의 방법론을 기반으로 합니다. 거주 지역에서 사용 가능한 정보를 기반으로 방법론을 조정해야 할 수 있습니다.

입력한 위치에서 가구의 연간 에너지 소비량을 계산합니다.
1. 가구의 월별 청구액을 추정하거나 요청합니다.
2. 월별 청구서에서 monthlyKWhEnergyConsumption을 계산합니다. monthlyKWhEnergyConsumption을 알고 있으면 이 단계를 건너뛸 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. monthlyKWhEnergyConsumption에 12를 곱하여 annualKWhEnergyConsumption을 계산합니다.
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
대상 가구의 API 응답 가져오기:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
응답에는 사용 가능한 일조량, 사용 가능한 지붕 공간, 가능한 태양 전지판 구성 1개 이상이 포함됩니다.
각 SolarPanelConfig 인스턴스에서 API가 제공하는 yearlyEnergyDcKwh 값에 로컬 dcToAcDerate를 곱하여 API가 제안하는 각 installationSize의 연간 태양 에너지 AC 생산량을 계산합니다.

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
원하는 경우 가구에서 연간 소비하는 전기보다 더 많은 전기를 생산하는 SolarPanelConfig 인스턴스는 고려 대상에서 삭제합니다(initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

반환된 각 installationSize의 전체 기간 태양 에너지 생산량(LifetimeProductionAcKwh)을 계산합니다.

태양광 설치의 수명 기간 동안 매년 efficiencyDepreciationFactor를 첫해 이후 매년 지수적으로 적용하여 설치에서 연간 생산할 전기량을 계산합니다.
모든 연도의 합계를 더합니다.

다음 표는 installationLifeSpan이 20년이라고 가정하여 전체 기간 동안의 에너지 생산량을 계산하는 방법의 예를 보여줍니다. 각 행은 제작 연도를 나타냅니다. 1년 후에는 효율 감소가 지수적으로 적용됩니다. 마지막으로 모든 행의 합계는 태양광 설치의 전체 기간 에너지 생산량입니다.

연도	연간 태양 에너지 생산량 (kWh)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
합계	LifetimeProductionAcKwh

태양광 패널 효율은 일정한 비율로 감소하므로 본질적으로 a = initialAcKwhPerYear이고 r = efficiencyDepreciationFactor인 등차수열입니다. 기하학적 합계를 사용하여 LifetimeProductionAcKwh를 계산할 수 있습니다.

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

다음 Python 코드는 위의 기하학적 합계를 계산합니다.

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

반환된 각 installationSize에 대해 installationSize가 설치된 경우 에너지 소비의 전체 비용을 계산합니다.

태양광 설치의 수명 기간 동안 매년 태양광으로 충족되지 않는 에너지 소비량을 충당하기 위해 가정에서 매년 구매해야 하는 전기 요금을 계산합니다. 이전에 계산한 annualKWhEnergyConsumption 및 initialAcKwhPerYear 값을 사용합니다. 첫해 이후 매년 efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor, discountRate를 값에 적용합니다.
모든 연도의 합계를 더합니다.

다음 표는 전기의 전체 비용을 계산하는 방법의 예를 보여줍니다. 각 행은 태양광 설치의 수명 기간 동안 1년 동안의 전기 비용을 나타냅니다. 1년 후에는 전기 요금 인상과 할인율이 모두 기하급수적으로 적용됩니다. 마지막으로 모든 행의 합계는 태양광 설치를 통한 전기의 전체 기간 비용입니다.

연도	현재 현지 통화로 표시된 연간 공공요금 청구서 금액 (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
합계	remainingLifetimeUtilityBill

다음 Python 코드는 installationLifeSpan의 매년 annualUtilityBillEstimate 배열을 반환합니다.

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

태양광 설치가 없는 경우 전기의 전체 기간 비용 계산:

태양광 설치의 수명 기간 동안 매년 태양광이 설치되지 않은 경우 가정에서 매년 구매해야 하는 전기 비용을 계산합니다. monthlyBill 값을 사용합니다. 첫해 이후 매년 costIncreaseFactor 및 discountRate 값을 monthlyBill에 적용합니다.
모든 연도의 합계를 더합니다.

다음 표는 태양광이 없는 전기의 전체 비용을 계산하는 방법의 예를 보여줍니다. 각 행은 태양광 설치의 수명과 동일한 기간 동안의 연간 전기 비용을 나타냅니다. 1년 후에는 전기 요금 인상과 할인율이 모두 기하급수적으로 적용됩니다. 마지막으로 모든 행의 합계는 태양광 설치가 없는 전기의 전체 비용입니다.

연도	현재 현지 통화로 표시되는 연간 공공요금 청구서
1	annualBill = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
합계	costOfElectricityWithoutSolar

다음 코드는 위의 계산을 실행합니다.

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

설치 크기별로 설치 비용을 계산합니다.

installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)
가구 위치에서 사용할 수 있는 모든 금전적 인센티브를 합산합니다.
태양광 설치와 관련된 설치 크기별 총 비용을 계산합니다.

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
태양광 설치와 관련된 설치 규모별 총 절감액을 계산합니다.

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
가장 많은 비용을 절감할 수 있는 설치 크기를 선택합니다.

계산이 완료되면

제공한 정보, Solar API에서 반환한 정보, 위의 계산을 사용하여 거주 지역의 가구에 최대의 비용 절감을 제공하는 태양광 설치 크기를 추천할 수 있습니다.

최종 사용자에게 제공하는 맞춤 콘텐츠에 solarPotential 필드의 SolarPotential 객체에서 API가 반환하는 다음 정보를 포함할 수도 있습니다.

SolarPotential 객체의 maxSunshineHoursPerYear 필드에 반환되는, 집에 연간 유입되는 사용 가능한 태양광량입니다.
태양광 설치에 사용할 수 있는 지붕 면적(제곱피트)으로, SolarPotential 객체의 wholeRoofStats 필드에 반환됩니다.
가구의 월평균 전기 요금입니다.

비용 및 절감액 계산 (미국만 해당)

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