Dokumen ini menjelaskan cara Solar API menghitung berbagai nilai yang digunakannya untuk merekomendasikan pemasangan panel surya dan memperkirakan biaya serta penghematan biaya untuk alamat di AS.
Jika Anda memasukkan alamat tempat tinggal di wilayah yang tercakup di AS, Solar API akan menampilkan estimasi berikut:
- Berapa banyak sinar matahari yang diterima rumah setiap tahun
- Berapa banyak ruang yang dimiliki atap untuk pemasangan panel surya
- Berapa banyak penghematan, dalam dolar AS, rumah dapat memperkirakan masa pakai tata surya selama 20 tahun
- Tagihan listrik bulanan rata-rata untuk rumah di area Anda, yang dapat disesuaikan untuk rumah Anda
- Ukuran yang direkomendasikan, diukur dalam kilowatt (kW), untuk tata surya di rumah
Meskipun Solar API memberikan estimasi untuk setiap struktur yang memiliki data, perkiraan yang diberikannya paling cocok untuk tempat tinggal atau struktur komersial kecil. Solar API merekomendasikan ukuran instalasi panel surya yang memaksimalkan penghematan tanpa menghasilkan lebih banyak energi dalam setahun daripada yang dapat dikonsumsi oleh rumah tangga. Solar API tidak menghitung nilai terkait produksi energi kelebihan.
Ukuran instalasi yang direkomendasikan dibatasi pada konsumsi energi tahunan karena beberapa alasan, tetapi terutama karena rumah tangga AS saat ini mendapatkan sedikit atau tidak mendapatkan manfaat finansial dari kelebihan produksi energi. Di lokasi AS yang memiliki pengukuran bersih, kredit yang diperoleh dari kelebihan produksi energi biasanya akan habis masa berlakunya seiring waktu.
Nilai yang diperlukan untuk analisis keuangan untuk lokasi AS
Dari setiap instance SolarPanelConfig dalam respons API, Anda memerlukan dua nilai
untuk melakukan analisis keuangan untuk instance tersebut:
panelsCount: Jumlah panel surya dalam instalasi. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitunganinstallationSize.yearlyEnergyDcKwh: Berapa banyak energi sinar matahari yang ditangkap tata letak selama setahun, dalam DC kWh, denganpanelsCounttertentu. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitungan produksi AC energi surya tahunan (initialAcKwhPerYear) dari setiapinstallationSize.
Selain itu, Anda perlu mengumpulkan nilai spesifik per lokasi untuk variabel berikut yang akan Anda gunakan dalam penghitungan:
- billCostModel(): Model Anda untuk menentukan biaya, dalam mata uang lokal, yang dibayar oleh rumah tangga untuk menggunakan jumlah kWh tertentu. Berapa biaya utilitas untuk listrik dapat bervariasi dari hari ke hari atau jam ke jam, bergantung pada hal-hal seperti permintaan, waktu, dan berapa banyak listrik yang digunakan rumah tangga. Anda mungkin perlu memperkirakan biaya rata-rata.
- costIncreaseFactor: Solar API menggunakan 1.022 (peningkatan tahunan sebesar 2,2&percnt) untuk lokasi di AS.
- dcToAcDerate: Efisiensi saat inverter mengubah listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya menjadi listrik AC yang digunakan dalam rumah tangga. Solar API menggunakan 85% untuk lokasi AS.
- discountRate: Solar API menggunakan versi 1.04 (peningkatan 4% tahunan) untuk lokasi di AS.
- efficiencyDepreciationFactor: Penurunan efisiensi panel surya setiap tahun. Solar API menggunakan 0,995 (penurunan tahunan 0,5%) untuk lokasi AS.
- insentif: Menyertakan insentif uang untuk memasang panel surya yang diberikan oleh entitas pemerintah di area Anda.
- installationCostModel(): Metode Anda untuk memperkirakan biaya pemasangan panel surya dalam mata uang lokal untuk
installationSizetertentu. Model biaya biasanya akan memperhitungkan biaya tenaga kerja dan material lokal untukinstallationSizetertentu. - installationLifeSpan: Masa pakai yang diharapkan dari instalasi panel surya. Solar API menggunakan waktu 20 tahun. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
- kWhConsumptionModel(): Model Anda untuk menentukan banyaknya energi yang dikonsumsi oleh rumah tangga berdasarkan tagihan bulanan. Dalam bentuknya yang paling sederhana, Anda akan membagi tagihan dengan biaya rata-rata kWh di lokasi rumah tangga.
- monthlyBill: tagihan listrik bulanan rata-rata untuk rumah subyek.
- monthlyKWhEnergyConsumption: Estimasi jumlah rata-rata listrik yang dikonsumsi rumah tangga di lokasi tertentu dalam sebulan, yang diukur dalam KWh.
Dengan nilai ini dan informasi yang diberikan oleh respons API, Anda dapat
melakukan penghitungan yang diperlukan guna merekomendasikan installationSize terbaik untuk
lokasi yang tidak tercakup oleh Solar API.
Cara kerjanya
Tagihan listrik bulanan rata-rata adalah kunci untuk perhitungan lainnya.
Solar API awalnya mendasarkan penghitungannya pada jumlah tagihan bulanan yang telah dipilih sebelumnya. Jika diperlukan, Anda dapat memilih jumlah lain yang lebih akurat mencerminkan tagihan bulanan rata-rata Anda sendiri.
Dengan mengetahui jumlah tagihan bulanan dan biaya listrik saat ini di lokasi tertentu, Solar API dapat memperkirakan jumlah kilowatt jam (kWh) listrik yang dikonsumsi oleh satu rumah tangga setiap bulannya. Untuk biaya listrik saat ini di seluruh AS, dan untuk menentukan kWh dari tagihan bulanan, database referensi Solar API yang dikelola oleh Clean Power Research.
Dengan menggunakan jumlah kWh yang dikonsumsi oleh rumah tangga, area atap rumah yang dapat digunakan, dan potensi tenaga surya di lokasi rumah, Solar API mengevaluasi satu atau beberapa kemungkinan ukuran instalasi panel surya dan merekomendasikan ukuran yang memberikan penghematan terbesar.
Ukuran instalasi panel surya diukur berdasarkan peringkat kW-nya. Rating kW bergantung pada jumlah panel surya dalam konfigurasi dan rating daya, yang diukur dalam watt, untuk setiap panel.
Rating kW penginstalan tidak sama dengan output energi penginstalan, yang diukur dalam kWh dan bersifat variabel. Output kWh dari penginstalan bergantung pada faktor-faktor seperti berikut:
- Waktu
- Cuaca
- Orientasi panel ke matahari
- Setiap bayangan yang dihasilkan di panel oleh objek di sekitar
- Potensi tenaga surya regional
- Usia pemasangan
Solar API menyertakan faktor-faktor seperti potensi tenaga surya regional dan usia instalasi dalam perkiraannya untuk produksi energi tahunan untuk instalasi surya.
Untuk menentukan area atap yang dapat digunakan dan memperkirakan ukuran instalasi panel surya yang dapat didukung, Solar API menggunakan citra udara dan pemodelan 3D lanjutan.
Penjelasan terperinci tentang nilai dan perhitungan
Bagian berikut menjelaskan cara Solar API menghitung biaya, penghematan, dan ukuran instalasi panel surya untuk struktur tertentu di AS.
Penjelasan penghitungan menggunakan istilah untuk mewakili nilai dalam kalkulasi. Untuk mendapatkan penjelasan tentang istilah, lihat Definisi istilah yang digunakan dalam penghitungan kami.
Konsumsi energi rumah tangga tahunan
Seperti yang disebutkan sebelumnya, Solar API menentukan konsumsi listrik bulanan berdasarkan jumlah tagihan bulanan dan biaya listrik tempat rumah tangga berada. Setelah menentukan konsumsi listrik bulanan suatu rumah tangga, kami menghitung konsumsi energi tahunan dalam KWh dengan menggunakan rumus berikut:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Konsumsi energi rumah tangga diasumsikan tetap sama dari tahun ke tahun selama masa pakai instalasi panel surya. Solar API mengasumsikan masa pakai instalasi surya selama 20 tahun.
Produksi energi surya tahunan
Solar API memperkirakan produksi energi tahunan dari pemasangan surya dengan mempertimbangkan faktor seperti intensitas sinar matahari, sudut sinar matahari, dan jumlah jam sinar matahari yang dapat digunakan yang didapatkan suatu wilayah setiap tahun.
Instalasi surya menghasilkan listrik arus searah (DC), yang harus dikonversi menjadi listrik arus bolak-balik (AC) oleh inverter agar dapat digunakan di rumah. Sebagian listrik hilang selama proses konversi, dan efisiensi inverter menentukan berapa banyak yang hilang.
Efisiensi proses konversi disebut sebagai turunan DC ke AC. Untuk memperhitungkan kerugian tersebut, Solar API mengalikan output tahunan dari instalasi panel surya dengan penurunan DC ke AC sebesar 0,85. Hasilnya adalah produksi listrik AC tahunan, seperti yang ditunjukkan dalam formula berikut:
initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85
Jumlah energi yang dihasilkan oleh suatu instalasi akan menurun sekitar 0,5% setiap tahun selama masa pakai instalasi. Oleh karena itu, setelah tahun pertama, Solar API melipatgandakan output AC tahunan instalasi sebesar 99,5%, atau 0,995, setiap tahun selama perkiraan masa pakai selama 20 tahun. Hal ini diilustrasikan dalam tabel berikut.
| Tahun | Produksi energi surya tahunan (kWh) |
|---|---|
| 1 | initialAcKwhPerYear |
| 2 | initialAcKwhPerYear x 0,995 |
| : | : |
| 20 | initialAcKwhPerYear x 0,99519 |
Karena efisiensi panel surya melemah pada tingkat yang konstan, pada dasarnya ini adalah deret geometri dengan a = initialAcKwhPerYear dan r =efficiencyDepreciationFactor. Kita dapat menggunakan jumlah geometris untuk menghitung
LifetimeProductionAcKwh:
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))## Biaya listrik dengan tenaga surya Jika ukuran instalasi dibatasi oleh ukuran atap atau faktor lainnya, instalasi panel surya mungkin menghasilkan lebih sedikit listrik daripada yang dikonsumsi oleh rumah tangga. Dalam kasus ini, rumah tangga kemungkinan harus membayar utilitas untuk sejumlah listrik setiap tahun, seperti yang ditunjukkan dalam formula berikut:
annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired
Untuk memperhitungkan biaya ini, Solar API menerapkan model biaya tagihan untuk estimasi jumlah listrik, dalam kWh, yang dibutuhkan rumah tangga dari utilitas selama masa pakai instalasi panel surya. Formula berikut mengilustrasikan kalkulasi ini:
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
Untuk memperhitungkan peningkatan biaya listrik tahunan, kami menerapkan costIncreaseFactor sebesar 2,2%, atau 0,22, per tahun untuk lokasi di AS:
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
Karena inflasi, kita harus mengurangi nilai mata uang dalam estimasi biaya mendatang. Untuk memperhitungkan hal ini, kami menerapkan tarif diskon 4% pada model kami untuk lokasi AS:
discountRate = 1 + 4% = 1.04
Tabel berikut menunjukkan penghitungan tagihan utilitas setiap tahun selama masa pakai instalasi panel surya. remainingLifetimeUtilityBill adalah jumlah total tagihan utilitas untuk setiap 20 tahun masa pakai instalasi panel surya.
| Tahun | Tagihan utilitas tahunan dalam nilai mata uang lokal saat ini (USD) (annualUtilityBillEstimate) |
|---|---|
| 1 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) = annualUtilityBillEstimateYear1 |
| 2 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,995) x 1,022 / 1,04 = annualUtilityBillEstimateYear2 |
| : | : |
| 20 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,99519) x 1,02219 / 1,0419 = annualUtilityBillEstimateYear2 |
| Total | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimatedYear1 + annualUtilityBillEstimateYear2 + .... + annualUtilityBillEstimateYear20 |
Biaya listrik tanpa tenaga surya
Untuk menghitung berapa banyak yang mungkin dihemat rumah tangga jika mereka memasang tenaga surya, kita juga harus menghitung besarnya biaya yang mungkin dibayar rumah tangga jika mereka tidak memasang tenaga surya.
Sekali lagi, kita harus memperhitungkan kenaikan biaya listrik dan inflasi dengan menerapkan costIncreaseFactor sebesar 1,022 dan discountRate pada 1,04, seperti yang kita lakukan saat menghitung biaya listrik dengan tenaga surya.
Tabel berikut menunjukkan penghitungan tagihan utilitas setiap tahun tanpa tenaga surya selama masa pakai instalasi panel surya. costOfElectricityWithoutSolar adalah jumlah total tagihan utilitas selama periode 20 tahun yang sama dengan yang kita gunakan untuk biaya listrik dengan tenaga surya.
| Tahun | Tagihan utilitas tahunan (USD) |
|---|---|
| 1 | monthlyBill x 12 |
| 2 | monthlyBill x 12 x 1,022 / 1,04 |
| : | : |
| 20 | monthlyBill x 12 x 1,02219 / 1,0419 |
| Total | Jumlah semua tagihan tahunan, yang juga dapat dinyatakan sebagai costOfElectricityWithoutSolar = 204,35 x monthlyBill |
Biaya pemasangan panel surya
Solar API menyertakan biaya penginstalan konfigurasi panel surya yang direkomendasikan dalam perkiraan yang disediakannya. Untuk memperkirakan biaya penginstalan, Solar API menggunakan model biaya penginstalan yang dilokalkan dan ukuran penginstalan.
installationCost = InstallationCostModel (installationSize)
Insentif
Entitas pemerintah mungkin memberikan insentif untuk pemasangan panel surya. Insentif yang diberikan biasanya berupa kredit pajak. Berdasarkan lokasi rumah tangga, Solar API mengurangi insentif yang saat ini tersedia untuk rumah tangga dari perkiraan total biaya.
Total biaya dengan pemasangan panel surya
Solar API menghitung total biaya konfigurasi panel surya selama 20 tahun menggunakan rumus berikut:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Total penghematan
Solar API menghitung penghematan untuk rumah tangga menggunakan formula berikut:
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Solar API melakukan penghitungan di atas untuk setiap kemungkinan ukuran penginstalan, lalu merekomendasikan ukuran penginstalan yang memberikan penghematan maksimum untuk rumah tangga. Jumlah perkiraan penghematan akan ditampilkan dengan rekomendasi.