Menghitung biaya tenaga surya dan penghematan (khusus AS)

Dokumen ini menjelaskan cara Solar API menghitung berbagai nilai yang digunakan untuk merekomendasikan instalasi panel surya dan untuk memperkirakan biaya dan penghematan biaya untuk alamat di AS.

Jika Anda memasukkan alamat tempat tinggal di wilayah yang dicakup di AS, Solar API menunjukkan perkiraan berikut:

• Berapa banyak sinar matahari yang diterima rumah setiap tahun
• Berapa banyak ruang atap untuk pemasangan panel surya
• Berapa banyak penghematan, dalam dolar AS, yang dapat diharapkan rumah selama 20 tahun kehidupan tata surya
• Rata-rata tagihan listrik bulanan untuk rumah di area Anda, yang dapat Anda sesuaikan untuk rumah kamu
• Ukuran yang disarankan, diukur dalam kilowatt (kW), untuk tata surya di rumah

Meskipun Solar API memberikan perkiraan untuk struktur apa pun yang dimilikinya data, perkiraan yang disediakannya paling cocok untuk tempat tinggal atau dan bersifat komersial. Solar API merekomendasikan ukuran pemasangan panel surya yang memaksimalkan penghematan tanpa menghasilkan lebih banyak energi dalam setahun dibandingkan rumah tangga oleh para analis data. Solar API tidak menghitung nilai yang terkait dengan kelebihan produksi energi.

Ukuran pemasangan yang direkomendasikan dibatasi pada konsumsi energi tahunan untuk sejumlah alasan, tetapi terutama karena rumah tangga AS saat ini hanya memiliki sedikit tidak ada keuntungan finansial dari produksi energi berlebih. Di lokasi AS yang memiliki pengukuran bersih, kredit yang diperoleh dari kelebihan produksi energi biasanya kedaluwarsa seiring waktu.

Nilai yang diperlukan untuk analisis keuangan bagi lokasi di AS

Dari setiap instance SolarPanelConfig dalam respons API, Anda memerlukan dua nilai untuk melakukan analisis keuangan itu:

• panelsCount: Jumlah panel surya dalam suatu instalasi. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitungan installationSize Anda.
• yearlyEnergyDcKwh: Berapa banyak energi sinar matahari yang diperoleh tata letak selama dalam setahun, dalam DC kWh, dengan panelsCount spesifik. Anda menggunakan ini nilai dalam penghitungan Anda untuk produksi AC energi surya tahunan (initialAcKwhPerYear) dari setiap installationSize.

Selain itu, Anda perlu mengumpulkan nilai spesifik per lokasi untuk variabel yang akan Anda gunakan dalam kalkulasi:

• billCostModel(): Model Anda untuk menentukan biaya, dalam mata uang lokal mata uang, dibayar oleh rumah tangga menggunakan jumlah kWh tertentu. Berapa harga biaya utilitas untuk listrik dapat bervariasi dari hari ke hari atau jam ke jam tergantung pada hal-hal seperti permintaan, waktu, dan berapa banyak listrik yang yang dikonsumsi rumah tangga. Anda mungkin perlu memperkirakan biaya rata-rata.
• costIncreaseFactor: Solar API menggunakan 1.022 (2.2% peningkatan tahunan) untuk lokasi AS.
• dcToAcDerate: Efisiensi pada inverter mengonversi DC listrik yang dihasilkan oleh panel surya ke listrik AC yang digunakan dalam rumah tangga. Solar API menggunakan 85% untuk AS lokasi HTTP/HTTPS.
• discountRate: Solar API menggunakan 1,04 (4% tahunan ) untuk lokasi AS.
• efficiencyDepreciationFactor: Seberapa besar efisiensi pembangkit listrik tenaga surya menurun setiap tahunnya. Solar API menggunakan 0.995 (0.5% penurunan tahunan) untuk lokasi AS.
• insentif: Sertakan insentif keuangan apa pun untuk memasang panel surya yang diberikan oleh entitas pemerintah di wilayah Anda.
• installationCostModel(): Metode Anda untuk memperkirakan biaya menginstal panel surya di mata uang lokal untuk installationSize tertentu. Biaya model ini biasanya akan memperhitungkan biaya tenaga kerja dan material lokal untuk installationSize.
• installationLifeSpan: Perkiraan masa pakai pemasangan panel surya. Solar API menggunakan rentang waktu 20 tahun. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area tersebut.
• kWhConsumptionModel(): Model Anda untuk menentukan banyaknya energi yang dikonsumsi rumah tangga berdasarkan tagihan bulanan. Dalam bentuknya yang paling sederhana, Anda akan bagi tagihan dengan biaya rata-rata kWh di lokasi rumah tangga.
• monthlyBill: tagihan listrik rata-rata bulanan untuk subjek anggota keluarga.
• monthlyKWhEnergyConsumption: Perkiraan jumlah rata-rata listrik yang dikonsumsi rumah tangga di lokasi tertentu dalam sebulan, diukur dalam KWh.

Dengan nilai ini dan informasi yang diberikan oleh respons API, Anda dapat melakukan perhitungan yang diperlukan untuk merekomendasikan installationSize terbaik untuk lokasi yang tidak tercakup oleh Solar API.

Cara kerjanya

Tagihan listrik rata-rata bulanan adalah kunci untuk perhitungan lainnya.

Solar API awalnya mendasarkan kalkulasinya pada nilai bulanan jumlah tagihan. Jika perlu, Anda dapat memilih jumlah lain yang lebih akurat mencerminkan tagihan bulanan rata-rata Anda.

Mengetahui jumlah tagihan bulanan dan biaya listrik saat ini di di lokasi tertentu, Solar API dapat memperkirakan jumlah kilowatt jam (kWh) listrik yang dikonsumsi rumah tangga setiap bulannya. Untuk biaya saat ini sebesar listrik di seluruh AS, dan untuk menentukan kWh dari tagihan bulanan, Database referensi Solar API yang dikelola oleh Clean Power Riset.

Dengan menggunakan jumlah kWh yang dikonsumsi rumah tangga, area atap rumah yang dapat digunakan, dan potensi tenaga surya di lokasi rumah, Solar API mengevaluasi satu atau beberapa ukuran instalasi panel surya dan merekomendasikan ukuran yang yang paling banyak memberikan penghematan.

Ukuran instalasi panel surya diukur berdasarkan peringkat kW-nya. kW peringkat tergantung pada jumlah panel surya dalam konfigurasi dan daya rating, diukur dalam watt, untuk setiap panel.

Peringkat kW dari instalasi tidak sama dengan output energi instalasi, yang diukur dalam kWh dan bervariasi. Output kWh dari penginstalan bergantung pada beberapa faktor seperti berikut:

• Waktu
• Cuaca
• Orientasi panel terhadap matahari
• Bayangan yang dihasilkan pada panel oleh objek di sekitar
• Potensi tenaga surya regional
• Umur pemasangan

Solar API mencakup faktor seperti potensi tenaga surya regional dan usia dari instalasi dalam perkiraannya produksi energi tahunan pembangkit listrik tenaga surya penginstalan.

Untuk menentukan area atap yang dapat digunakan dan memperkirakan ukuran instalasi panel surya dapat didukung, Solar API menggunakan gambar udara dan teknologi 3D pemodelan.

Penjelasan terperinci tentang nilai dan perhitungan

Bagian berikut menjelaskan cara Solar API menghitung biaya, penghematan, dan ukuran instalasi tenaga surya untuk struktur tertentu di AS.

Penjelasan kalkulasi menggunakan istilah untuk mewakili nilai dalam pada kalkulasi. Untuk penjelasan istilah, lihat Definisi istilah yang digunakan dalam kalkulasi kita.

Konsumsi energi rumah tangga tahunan

Seperti disebutkan sebelumnya, Solar API menentukan konsumsi bulanan listrik berdasarkan jumlah tagihan bulanan dan biaya listrik jika rumah tangga berada. Setelah menentukan konsumsi listrik bulanan rumah tangga, kami menghitung konsumsi energi tahunan dalam KWh dengan menggunakan formula berikut:

annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12

Konsumsi energi rumah tangga diasumsikan tetap sama year to year masa pakai instalasi panel surya. Solar API mengasumsikan masa pakai instalasi tenaga surya menjadi 20 tahun.

Produksi energi surya tahunan

Solar API memperkirakan produksi energi tahunan pembangkit listrik dengan mempertimbangkan faktor-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 dengan arus searah (DC), yang harus diubah menjadi listrik arus bolak-balik (AC) oleh sebuah inverter sebelum Anda dapat menggunakannya di rumah. Sejumlah listrik hilang selama proses konversi, dan efisiensi inverter menentukan berapa banyak yang hilang.

Efisiensi proses konversi disebut sebagai DC ke AC menurunkan. Untuk memperhitungkan kerugian, Solar API mengalikan nilai output dari instalasi panel surya dengan penurunan DC ke AC 0,85. Hasilnya adalah produksi listrik AC tahunan, seperti yang ditunjukkan dalam formula berikut:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85

Jumlah energi yang dihasilkan instalasi menurun sekitar 0,5% setiap satu tahun selama masa pakai instalasi. Untuk memperhitungkan hal ini, setelah tahun, Solar API melipatgandakan output AC tahunan dari suatu instalasi dengan 99,5%, atau 0,995, setiap tahun selama perkiraan masa pakai instalasi 20 tahun. Ini diilustrasikan dalam tabel berikut.

Karena efisiensi panel surya melambat pada tingkat konstan, pada dasarnya itu deret geometri dengan a = initialAcKwhPerYear dan r = efisiensiDepreciationFactor. Kita bisa 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 tenaga surya mungkin menghasilkan lebih sedikit listrik daripada yang dikonsumsi rumah tangga. Di beberapa kasus ini, rumah tangga itu kemungkinan harus membayar utilitas untuk sejumlah listrik setiap tahun, seperti yang ditunjukkan dalam rumus berikut:

annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired

Untuk memperhitungkan biaya ini, Solar API menerapkan model biaya tagihan perkiraan jumlah listrik, dalam kWh, yang akan dibutuhkan rumah tangga dari utilitas selama masa pakai instalasi panel surya. Formula berikut menggambarkan hal ini kalkulasi:

annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)

Untuk memperhitungkan kenaikan biaya listrik tahunan, kami menerapkan costIncreaseFactor sebesar 2,2%, atau 0,22 per tahun untuk lokasi AS:

costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022

Karena inflasi, kita harus mengurangi nilai dari nilai mata uang di estimasi biaya di masa depan. Untuk memperhitungkan hal ini, kami menerapkan 4% diskon terhadap model kita untuk Lokasi AS:

discountRate = 1 + 4% = 1.04

Tabel berikut menunjukkan bagaimana tagihan utilitas setiap tahun dihitung selama masa pakai instalasi panel surya. remainingLifetimeUtilityBill adalah jumlah total tagihan utilitas untuk setiap 20 tahun instalasi panel surya seumur hidup.

Biaya listrik tanpa tenaga surya

Untuk menghitung berapa banyak rumah tangga yang mungkin dihemat jika mereka memasang panel surya, kami juga memiliki untuk menghitung berapa banyak yang mungkin dibayar rumah tangga jika mereka tidak melakukannya.

Kita sekali lagi harus memperhitungkan meningkatnya biaya listrik dan inflasi dengan menerapkan costIncreaseFactor 1,022 dan costIncreaseFactor 1,04 ke seperti yang kami lakukan ketika kami menghitung biaya listrik dengan tenaga surya.

Tabel berikut menunjukkan tagihan utilitas setiap tahun tanpa panel surya yang dihitung selama masa pakai instalasi panel surya. Tujuan costOfElectricityWithoutSolar adalah jumlah total tagihan utilitas selama periode 20 tahun yang sama yang kita gunakan untuk biaya listrik dengan tenaga surya.

Biaya pemasangan panel surya

Solar API mencakup biaya pemasangan panel surya yang direkomendasikan konfigurasi dalam estimasi yang disediakannya. Untuk memperkirakan biaya instalasi, Solar API menggunakan model biaya instalasi yang terlokalkan dan ukuran instalasi.

installationCost = InstallationCostModel (installationSize)

Insentif

Entitas pemerintah mungkin memberikan insentif untuk pemasangan panel surya. Tujuan insentif sering kali dalam bentuk kredit pajak. Berdasarkan Solar API mengurangi insentif apa pun yang saat ini yang tersedia untuk rumah tangga dari perkiraan total biaya.

Total biaya pemasangan panel surya

Solar API menghitung total biaya 20 tahun konfigurasi tenaga surya dengan menggunakan formula 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 instalasi dan kemudian merekomendasikan ukuran instalasi yang memberikan penghematan maksimum untuk rumah tangga. Jumlah perkiraan penghematan adalah ditampilkan dengan rekomendasi.