Trang này được dịch bởi Cloud Translation API.

Tính toán chi phí sử dụng năng lượng mặt trời và khoản tiết kiệm cho các vị trí không ở Hoa Kỳ

Phần này mô tả cách thực hiện các phép tính giúp bạn xác định cấu hình năng lượng mặt trời tốt nhất cho các hộ gia đình ở những vị trí không phải ở Hoa Kỳ. Để tính toán các đề xuất, bạn cần lập mô hình chi phí lắp đặt tấm pin mặt trời và mức tiết kiệm mà chúng mang lại bằng cách sử dụng dữ liệu từ phản hồi của API mặt trời.

Đối với các vị trí ở Hoa Kỳ, Solar API trả về một thực thể của đối tượng FinancialAnalysis cho mỗi kích thước hoá đơn điện cho vị trí đầu vào. Bạn sử dụng thông tin trong những trường hợp này để xác định hoá đơn, mức tiêu thụ năng lượng và cuối cùng là mức tiết kiệm liên quan đến từng kích thước lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời.

Đối với các vị trí không phải ở Hoa Kỳ, phản hồi API không bao gồm các thực thể FinancialAnalysis, vì vậy, bạn phải tự tính toán chi phí và mức tiết kiệm cho từng cấu hình hệ thống năng lượng mặt trời trước khi có thể đề xuất cấu hình tốt nhất. Để thực hiện các phép tính, bạn cần thu thập dữ liệu theo vị trí và làm theo hướng dẫn trong tài liệu này.

Bạn có thể lập mô hình tính toán dựa trên các phép tính mà API năng lượng mặt trời sử dụng cho các vị trí ở Hoa Kỳ. Để biết nội dung giải thích về các phép tính này, hãy xem bài viết Tính toán mức tiết kiệm chi phí (Hoa Kỳ).

Cấu hình tấm pin năng lượng mặt trời

Đối với các vị trí không phải ở Hoa Kỳ, thông tin về từng cấu hình tấm pin mặt trời mà bạn cần cho việc phân tích tài chính được cung cấp trong trường SolarPanelConfig. Số lượng thực thể SolarPanelConfig được trả về tuỳ thuộc vào kích thước mái nhà của vị trí đầu vào. Để tính toán, bạn cần có giá trị từ hai trường sau:

panelsCount: Số lượng bảng điều khiển được sử dụng trong cấu hình này.
yearlyEnergyDcKwh: Lượng năng lượng mặt trời, tính theo kWh điện một chiều, mà cấu hình này tạo ra trong một năm, với kích thước bảng điều khiển do các trường sau đây xác định trong đối tượng SolarPotential:
- panelHeightMeters: Chiều cao của bảng điều khiển tính bằng mét.
- panelWidthMeters: Chiều rộng bảng điều khiển tính bằng mét.
- panelCapacityWatts: Công suất định mức của bảng điều khiển tính bằng watt.

Ví dụ sau đây cho thấy một thực thể của đối tượng SolarPanelConfig trong trường solarPanelConfigs trong phản hồi yêu cầu:

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

Đối với các hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời, installationSize đề cập đến công suất đầu ra kW thay vì diện tích hoặc số lượng tấm pin và được xác định là:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Điều chỉnh số liệu ước tính về sản lượng năng lượng cho các mức phân loại bảng điều khiển

Để tính toán giá trị yearlyEnergyDcKwh, API năng lượng mặt trời sử dụng mức công suất trong trường panelCapacityWatts, hiện là 250W.

Nếu cần sử dụng một mức công suất bảng điều khiển khác trong phép tính và kích thước của bảng điều khiển gần tương đương với các giá trị trong trường panelHeightMeters và panelWidthMeters, bạn có thể điều chỉnh phép tính bằng cách nhân giá trị do API trả về trong trường yearlyEnergyDcKwh với tỷ lệ giữa mức công suất của bạn với giá trị trong panelCapacityWatts.

Ví dụ: nếu công suất định mức của các tấm pin là 400W và panelCapacityWatts là 250W, hãy nhân giá trị của yearlyEnergyDcKwh (do API tính toán bằng cách sử dụng panelCapacityWatts) với hệ số 400/250 hoặc 1,6. Nếu công suất định mức của bảng điều khiển là 200W, hãy nhân yearlyEnergyDcKwh với 200/250 hoặc 0, 8.

Sản xuất năng lượng dư thừa

Việc tính năng lượng năng lượng dư thừa có thể được tạo ra từ việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời nằm ngoài phạm vi tính toán của Solar API. Trên thực tế, nếu Solar API trả về nhiều thực thể SolarPanelConfig có thể có cho một hộ gia đình nhất định, thì Solar API sẽ không xem xét các kết quả hoặc cấu hình sản xuất nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ trung bình của hộ gia đình ở Hoa Kỳ trong FinancialAnalysis.

Tuy nhiên, bạn có thể có lý do để đưa các thiết bị lắp đặt tạo ra điện dư thừa vào danh sách đề xuất. Ví dụ: bạn có thể muốn bù lại mức giảm dần hiệu suất của bảng điều khiển (efficiencyDepreciationFactor) bằng cách cho phép sản xuất dư thừa trong phần đầu của thời gian lắp đặt. Để biết thêm thông tin, hãy xem phần Giá trị bắt buộc để phân tích tài chính.

Dù lý do của bạn là gì, nếu bạn tính cả các hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời tạo ra điện dư thừa, hãy lưu ý rằng các phép tính được giải thích ở đây không bao gồm trường hợp đó.

Giá trị bắt buộc để phân tích tài chính cho các vị trí không phải ở Hoa Kỳ

Từ mỗi thực thể SolarPanelConfig trong phản hồi API, bạn cần có hai giá trị để thực hiện phân tích tài chính cho thực thể đó:

panelsCount: Số tấm pin mặt trời trong một hệ thống lắp đặt. Bạn sử dụng giá trị này trong quá trình tính toán installationSize.
yearlyEnergyDcKwh: Lượng năng lượng mặt trời mà một bố cục thu được trong một năm, tính theo kWh điện một chiều, với một panelsCount cụ thể. Bạn sử dụng giá trị này trong quá trình tính toán năng lượng mặt trời có thể sử dụng dưới dạng điện xoay chiều trong một hộ gia đình (initialAcKwhPerYear) của mỗi installationSize, có tính đến mọi tổn thất năng lượng trong quá trình chuyển đổi từ DC sang AC.

Ngoài ra, bạn cần thu thập các giá trị theo vị trí cụ thể cho các biến sau đây mà bạn sẽ sử dụng trong phép tính:

billCostModel(): Mô hình của bạn để xác định chi phí, tính theo đơn vị tiền tệ tại địa phương, mà một hộ gia đình phải trả khi sử dụng một số kWh nhất định. Số tiền mà công ty điện lực tính phí cho điện có thể thay đổi theo ngày hoặc theo giờ, tuỳ thuộc vào các yếu tố như nhu cầu, thời gian trong ngày và lượng điện mà hộ gia đình tiêu thụ. Bạn có thể cần ước tính chi phí trung bình.
costIncreaseFactor: Hệ số tăng chi phí điện hàng năm. API Năng lượng mặt trời sử dụng 1,022 (tăng 2,2% mỗi năm) cho các vị trí ở Hoa Kỳ. Điều chỉnh giá trị này nếu cần cho khu vực của bạn.
dcToAcDerate: Hiệu suất mà bộ chuyển đổi chuyển đổi điện một chiều do các tấm pin mặt trời tạo ra thành điện xoay chiều được sử dụng trong hộ gia đình. API năng lượng mặt trời sử dụng 85% cho các vị trí ở Hoa Kỳ. Điều chỉnh giá trị này nếu cần cho khu vực của bạn.
discountRate: API Năng lượng mặt trời sử dụng 1,04 (tăng 4% mỗi năm) cho các vị trí ở Hoa Kỳ. Điều chỉnh giá trị này nếu cần cho khu vực của bạn.
efficiencyDepreciationFactor: Mức độ giảm hiệu suất của tấm pin mặt trời mỗi năm. API Năng lượng mặt trời sử dụng 0,995 (giảm 0,5% mỗi năm) cho các vị trí ở Hoa Kỳ. Điều chỉnh giá trị này nếu cần cho khu vực của bạn.
ưu đãi: Cung cấp mọi ưu đãi bằng tiền để lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời do các cơ quan chính phủ trong khu vực của bạn cung cấp.
installationCostModel(): Phương thức ước tính chi phí lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời bằng đơn vị tiền tệ địa phương cho một installationSize nhất định. Mô hình chi phí thường tính đến chi phí nhân công và vật liệu tại địa phương cho một installationSize nhất định.
installationLifeSpan: Tuổi thọ dự kiến của hệ thống lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời. API Năng lượng mặt trời sử dụng 20 năm. Điều chỉnh giá trị này nếu cần cho khu vực của bạn.
kWhConsumptionModel(): Mô hình của bạn để xác định lượng năng lượng mà một hộ gia đình tiêu thụ dựa trên hoá đơn hằng tháng. Nói một cách đơn giản, bạn sẽ chia hoá đơn cho chi phí trung bình của 1 kWh tại vị trí của hộ gia đình.
monthlyBill: hoá đơn tiền điện trung bình hằng tháng của một hộ gia đình tham gia nghiên cứu.
monthlyKWhEnergyConsumption: Số điện trung bình mà hộ gia đình ở một vị trí nhất định tiêu thụ trong một tháng, được đo bằng KWh.

Với các giá trị này và thông tin do phản hồi API cung cấp, bạn có thể thực hiện các phép tính cần thiết để đề xuất installationSize tốt nhất cho các vị trí không thuộc phạm vi của API năng lượng mặt trời.

Các bước tính toán

Các bước sau đây dựa trên phương pháp của API Mặt trời. Bạn có thể cần điều chỉnh phương pháp dựa trên thông tin có sẵn cho vị trí của mình.

Tính mức tiêu thụ năng lượng hằng năm của hộ gia đình tại vị trí đầu vào:
1. Ước tính hoặc yêu cầu hoá đơn hằng tháng cho hộ gia đình.
2. Tính monthlyKWhEnergyConsumption từ hoá đơn hằng tháng. (Nếu bạn biết monthlyKWhEnergyConsumption, bạn có thể bỏ qua bước này.) Ví dụ:
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. Tính annualKWhEnergyConsumption bằng cách nhân monthlyKWhEnergyConsumption với 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Nhận phản hồi API cho hộ gia đình mục tiêu:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
Nội dung phản hồi bao gồm ánh sáng mặt trời có thể sử dụng, không gian mái nhà có thể sử dụng và một hoặc nhiều cấu hình tấm pin mặt trời có thể sử dụng.
Tính năng lượng mặt trời AC sản xuất hằng năm của mỗi installationSize mà API đề xuất bằng cách nhân giá trị yearlyEnergyDcKwh do API cung cấp trong mỗi thực thể SolarPanelConfig với dcToAcDerate cục bộ:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
Bạn có thể xoá mọi thực thể SolarPanelConfig tạo ra nhiều điện năng hơn mức tiêu thụ hằng năm của hộ gia đình (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption) nếu muốn.

Tính năng lượng mặt trời sản xuất được trong suốt thời gian hoạt động (LifetimeProductionAcKwh) của mỗi installationSize được trả về:

Đối với mỗi năm trong vòng đời của hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời, hãy tính toán lượng điện mà hệ thống này sẽ sản xuất hằng năm, áp dụng efficiencyDepreciationFactor theo hàm mũ cho mỗi năm sau năm đầu tiên.
Thêm tổng số cho tất cả các năm.

Bảng sau đây là ví dụ về cách tính năng lượng sản xuất trong vòng đời giả định installationLifeSpan là 20 năm. Mỗi hàng đại diện cho một năm sản xuất. Sau năm đầu tiên, mức giảm hiệu suất sẽ được áp dụng theo cấp số nhân. Cuối cùng, tổng của tất cả các hàng là sản lượng năng lượng trong suốt thời gian hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời.

Năm	Sản lượng năng lượng mặt trời hằng năm (kWh)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
Tổng	LifetimeProductionAcKwh

Vì hiệu suất của tấm pin mặt trời giảm theo tỷ lệ không đổi, nên về cơ bản, hiệu suất này là một chuỗi hình học, trong đó a = initialAcKwhPerYear và r = efficiencyDepreciationFactor. Chúng ta có thể sử dụng tổng hình học để tính toán LifetimeProductionAcKwh:

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

Mã Python sau đây tính tổng hình học ở trên:

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

Đối với mỗi installationSize được trả về, hãy tính chi phí tiêu thụ năng lượng trong suốt thời gian hoạt động nếu installationSize được cài đặt:

Đối với mỗi năm trong thời gian hoạt động của hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời, hãy tính toán chi phí điện mà hộ gia đình cần mua hằng năm để trang trải mức tiêu thụ năng lượng mà năng lượng mặt trời không đáp ứng được. Sử dụng các giá trị cho annualKWhEnergyConsumption và initialAcKwhPerYear mà bạn đã tính toán trước đó. Đối với mỗi năm sau năm đầu tiên, hãy áp dụng efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor và discountRate cho các giá trị.
Thêm tổng số cho tất cả các năm.

Bảng sau đây cho thấy ví dụ về cách tính chi phí điện năng trong suốt thời gian sử dụng. Mỗi hàng đại diện cho chi phí điện trong một năm trong thời gian lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời. Sau năm đầu tiên, cả chi phí điện tăng lên và tỷ lệ chiết khấu đều được áp dụng theo cấp số nhân. Cuối cùng, tổng của tất cả các hàng là chi phí điện năng trong suốt thời gian sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời.

Năm	Hoá đơn dịch vụ công cộng hằng năm theo giá trị hiện tại của đơn vị tiền tệ tại địa phương (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
Tổng	remainingLifetimeUtilityBill

Mã Python sau đây trả về một mảng annualUtilityBillEstimate cho mỗi năm của 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

Tính toán chi phí điện trong suốt thời gian sử dụng nếu không lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời:

Đối với mỗi năm trong thời gian hoạt động của hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời, hãy tính toán chi phí điện mà hộ gia đình cần mua hằng năm nếu không lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời. Sử dụng giá trị cho monthlyBill. Đối với mỗi năm sau năm đầu tiên, hãy áp dụng các giá trị costIncreaseFactor và discountRate cho monthlyBill.
Thêm tổng số cho tất cả các năm.

Bảng sau đây cho thấy ví dụ về cách tính chi phí điện năng trong suốt thời gian sử dụng mà không có năng lượng mặt trời. Mỗi hàng đại diện cho chi phí điện năng trong một năm trong cùng số năm với tuổi thọ của hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời. Sau năm đầu tiên, cả chi phí điện tăng lên và tỷ lệ chiết khấu đều được áp dụng theo hàm mũ. Cuối cùng, tổng của tất cả các hàng là chi phí điện năng trong suốt thời gian sử dụng mà không lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời.

Năm	Hoá đơn dịch vụ tiện ích hằng năm theo giá trị nội tệ hiện tại
1	annualBill = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Tổng	costOfElectricityWithoutSolar

Mã sau đây thực hiện phép tính trên:

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

Đối với mỗi kích thước cài đặt, hãy tính chi phí cài đặt:

installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)
Tính mọi khoản tiền thưởng có sẵn cho vị trí của hộ gia đình.
Đối với mỗi kích thước lắp đặt, hãy tính tổng chi phí liên quan đến việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Đối với mỗi kích thước lắp đặt, hãy tính tổng số tiền tiết kiệm liên quan đến việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Chọn kích thước cài đặt giúp tiết kiệm nhiều nhất.

Khi phép tính của bạn hoàn tất

Bằng cách sử dụng thông tin bạn cung cấp, thông tin do API Năng lượng mặt trời trả về và các phép tính ở trên, bạn có thể đề xuất kích thước lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời giúp tiết kiệm chi phí tối đa cho các hộ gia đình ở khu vực của bạn.

Trong các đề xuất mà bạn cung cấp cho người dùng cuối, bạn cũng có thể thêm thông tin sau đây do API trả về trong đối tượng SolarPotential của trường solarPotential:

Lượng ánh sáng mặt trời có thể sử dụng mà một ngôi nhà nhận được hằng năm. Giá trị này được trả về trong trường maxSunshineHoursPerYear của đối tượng SolarPotential.
Số feet vuông của mái nhà có thể được dùng để lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời. Giá trị này được trả về trong trường wholeRoofStats của đối tượng SolarPotential.
Hoá đơn tiền điện trung bình hằng tháng của hộ gia đình.

Tính toán chi phí và khoản tiết kiệm (chỉ ở Hoa Kỳ)

Tiếp

Tính toán chi phí và tiết kiệm trong TypeScript