Calcolare i costi e il risparmio dell'energia solare (solo Stati Uniti)

Questo documento spiega come l'API Solar calcola i vari valori che utilizza per consigliare l'installazione di pannelli solari e per stimare i costi e risparmi sui costi per gli indirizzi negli Stati Uniti.

Se inserisci l'indirizzo di una residenza in una regione coperta degli Stati Uniti, i L'API Solar mostra le seguenti stime:

• Quanta luce solare riceve ogni anno la casa
• Quanto spazio ha il tetto per un'installazione solare
• I risparmi che la casa può aspettarsi in dollari statunitensi nel corso di 20 anni di vita di un sistema solare
• La fattura media mensile dell'elettricità per le case nella tua zona, che puoi regola per la tua casa
• Una dimensione consigliata, misurata in kilowatt (kW), per un sistema solare sul casa

Sebbene l'API Solar fornisca stime per qualsiasi struttura i dati, le stime che fornisce sono più adatte per abitazioni o per piccole strutture commerciali. L'API Solar consiglia le dimensioni per l'installazione di impianti solari che massimizzano il risparmio senza produrre più energia in un anno rispetto a un nucleo familiare può consumare. L'API Solar non calcola i valori relativi a la produzione di energia.

Le dimensioni di installazione consigliate sono limitate al consumo annuale di energia per per una serie di motivi, ma principalmente perché al momento i nuclei familiari statunitensi hanno una quota minima un vantaggio economico da una produzione eccessiva di energia. Nelle località degli Stati Uniti con misurazione netta, crediti guadagnate dalla produzione di energia in eccesso solitamente scadono nel tempo.

Valori obbligatori per l'analisi finanziaria per le località degli Stati Uniti

Da ogni istanza SolarPanelConfig nella risposta dell'API sono necessari due valori per eseguire l'analisi finanziaria per quell'istanza:

• panelsCount: il numero di pannelli solari presenti in un impianto. Utilizzi questo valore nel calcolo di installationSize.
• yearlyEnergyDcKwh: quanta energia solare viene acquisita da un layout sulla superficie di un anno, in kWh CC, dato un valore panelsCount specifico. Utilizzi questo valore nel calcolo della produzione annuale di energia solare CA (initialAcKwhPerYear) di ogni installationSize.

Inoltre, devi raccogliere i valori specifici della località per: variabili che utilizzerai nei calcoli:

• billCostModel():il tuo modello per determinare il costo, nelle , pagato da un nucleo familiare per l'utilizzo di un determinato numero di kWh. Quanto costa le spese per l'elettricità possono variare da un giorno all'altro oppure da un'ora all'altra a seconda di fattori come la domanda, l'ora del giorno e la quantità di elettricità dei consumi energetici del nucleo familiare. Potresti dover stimare un costo medio.
• costIncreaseFactor:l'API Solar utilizza 1,022 (2,2% aumento annuale) per le località degli Stati Uniti.
• dcToAcDerate: l'efficienza con cui un inverter converte la corrente continua elettricità prodotta dai pannelli solari all'elettricità CA che è usato in un nucleo familiare. L'API Solar utilizza 85% per gli Stati Uniti luoghi.
• discountRate: l'API Solar utilizza 1,04 (4% all'anno (aumento)) per le località degli Stati Uniti.
• efficiencyDepreciationFactor mostra il livello di efficienza dell'energia solare questo calo diminuisce ogni anno. L'API Solar utilizza 0,995 (0,5% diminuzione annuale) per le località degli Stati Uniti.
• incentivi: includi eventuali incentivi monetari per l'installazione dei pannelli solari forniti da enti governativi della tua zona.
• installationCostModel(): il metodo per effettuare una stima del costo di installazione di impianti solari in valuta locale per un determinato installationSize. Il costo modello in genere tiene conto dei costi dei materiali e della manodopera locale per un installationSize.
• installationLifeSpan: la durata prevista dell'impianto solare. L'API Solar utilizza 20 anni. Modifica questo valore in base alle tue esigenze geografica specifica.
• kWhConsumptionModel(): il tuo modello per determinare quanta energia deve avere una il consumo del nucleo familiare, in base a una fattura mensile. Nella sua forma più semplice, dividi la bolletta per il costo medio di un kWh nella località della famiglia.
• monthlyBill: la media mensile della bolletta dell'elettricità per una determinata materia nucleo familiare.
• monthlyKWhEnergyConsumption:una stima della quantità media di energia l'elettricità che la famiglia in un determinato luogo consuma in un mese, misurata in kWh.

Con questi valori e le informazioni fornite dalla risposta dell'API, puoi esegui i calcoli necessari per consigliare il miglior installationSize per località non coperte dall'API Solar.

Come funziona

La media mensile della bolletta della luce è la chiave per il resto dei calcoli.

L'API Solar basa inizialmente i calcoli su un piano mensile importo della fattura. Se necessario, puoi selezionare un importo diverso più preciso indica la tua fattura mensile media.

Conoscere l'importo di una fattura mensile e il costo attuale dell'elettricità in un una data posizione, l'API Solar può stimare il numero di kilowattora (kWh) di energia elettrica consumata ogni mese da una famiglia. Per il costo attuale di di energia elettrica negli Stati Uniti e per determinare i kWh da una fattura mensile, L'API Solar fa riferimento ai database gestiti da Clean Power Ricerca.

In base al numero di kWh consumati da un nucleo familiare, l'area utilizzabile del tetto di una casa, e il potenziale solare della casa, l'API Solar valuta una o più possibili dimensioni di installazione solare e consiglia la dimensione consente di ottenere il massimo risparmio.

Le dimensioni di un impianto di pannelli solari vengono misurate in base alla potenza nominale in kW. KW la valutazione dipende dal numero di pannelli solari nella configurazione e dalla potenza di ogni pannello, misurata in watt.

La potenza nominale in kW di un impianto non corrisponde alla produzione di energia di un dell'installazione, che viene misurata in kWh ed è variabile. La produzione di kWh di una l'installazione dipende da fattori quali:

• L'orario
• Il meteo
• L'orientamento del riquadro rispetto al sole
• Eventuali ombre proiettate sui riquadri da oggetti vicini
• Il potenziale solare regionale
• Data dell'installazione

L'API Solar include fattori come il potenziale solare regionale e l'età dell'impianto nella sua stima della produzione annuale di energia di un dell'installazione.

Determinare l'area utilizzabile di un tetto e stimare le dimensioni dell'installazione solare l'API Solar utilizza immagini aeree e strumenti la creazione di modelli.

Spiegazione dettagliata di valori e calcoli

Le seguenti sezioni spiegano come l'API Solar calcola i costi. risparmi e dimensioni degli impianti solari per una determinata struttura negli Stati Uniti

Le spiegazioni dei calcoli utilizzano i termini per rappresentare i valori nei calcoli. Per una spiegazione dei termini, consulta Definizione dei termini utilizzati nei nostri calcoli.

Consumo annuale di energia domestica

Come detto in precedenza, l'API Solar determina il consumo mensile di l'elettricità in base all'importo della fattura mensile e al costo dell'elettricità laddove un dell'abitazione. Dopo aver determinato il consumo mensile di elettricità di un nucleo familiare, calcoliamo il consumo annuo di energia in KWh utilizzando la seguente formula:

annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12

Si presume che il consumo di energia di un nucleo familiare rimanga lo stesso di anno in anno durante la vita di un impianto solare. L'API Solar presuppone la vita di una l'installazione di impianti solari in 20 anni.

Produzione annuale di energia solare

L'API Solar stima la produzione annuale di energia di un impianto solare installazione tenendo conto di fattori quali l'intensità della luce solare, l'angolo luce del sole e numero di ore di luce solare utilizzabile che una regione riceve ogni anno.

Gli impianti solari producono elettricità continua (CC), che deve essere in elettricità alternata (AC) da un inverter prima di poter a usarlo a casa. Una parte dell'elettricità viene persa durante il processo di conversione e l'efficienza dell'inverter determina quanto si perde.

L'efficienza del processo di conversione è detta da DC a AC ridurre le prestazioni. Per compensare la perdita, l'API Solar moltiplica la quota annuale dell'impianto solare di un declassamento da CC a CA di 0,85. Il risultato è produzione annuale di elettricità CA, come indicato nella seguente formula:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85

La quantità di energia prodotta da un'installazione diminuisce di circa 0,5% ognuno anno durante la vita dell'installazione. Per tenere conto di ciò, dopo la prima anno, l'API Solar moltiplica la produzione annuale di corrente alternata di un impianto per 99,5% o 0,995, ogni anno sulla durata stimata di 20 anni dell'installazione. Questo è illustrato nella tabella seguente.

Poiché l'efficienza dei pannelli solari diminuisce a un ritmo costante, si tratta essenzialmente di un una serie geometrica in cui a = initialAcKwhPerYear e r = EfficienzaDepreciationFactor. Possiamo utilizzare una somma geometrica per calcolare la LifetimeProductionAcKwh:

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

Il costo dell'elettricità con l'energia solare

Se le dimensioni di un'installazione sono limitate dalle dimensioni del tetto o da altri fattori, un impianto solare potrebbe produrre meno elettricità di quella consumata da un nucleo familiare. Nella in questi casi, è probabile che il nucleo familiare debba pagare un'utenza per una di energia elettrica ogni anno, come illustrato nella seguente formula:

annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired

Per tenere conto di questo costo, l'API Solar applica un modello di costo della fattura alla la quantità stimata di elettricità, in kWh, che la famiglia avrà bisogno di un'utenza per tutta la durata dell'impianto solare. La seguente formula illustra questo calcolo:

annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)

Per tenere conto dell'aumento annuale del costo dell'elettricità, applichiamo una costIncreaseFactor di 2,2% o 0, 22 all'anno per le località negli Stati Uniti:

costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022

A causa dell'inflazione, dobbiamo scontare il valore del valore della valuta nei nostri una stima dei costi futuri. Per tenere conto di ciò, applichiamo un 4% sconto conv. al nostro modello Località degli Stati Uniti:

discountRate = 1 + 4% = 1.04

La tabella seguente mostra come viene calcolata la bolletta di ogni anno in base alla la durata di un impianto solare. remainingLifetimeUtilityBill è la somma delle bollette per ciascuno dei 20 anni di manutenzione dell'impianto intera durata.

Il costo dell'elettricità senza solare

Per calcolare quanto potrebbe risparmiare un nucleo familiare installando l'energia solare, abbiamo anche per calcolare quanto potrebbe pagare il nucleo familiare in caso contrario.

Dobbiamo ancora una volta tenere conto dell'aumento del costo dell'elettricità e dell'inflazione applicando il costIncreaseFactor di 1,022 e il discountRate di 1,04 calcolo, come abbiamo fatto per calcolare il costo dell'elettricità con il solare.

La tabella seguente mostra il rendimento della bolletta per un'utenza senza energia solare di ogni anno calcolati per la durata di un impianto solare. La costOfElectricityWithoutSolar è la somma totale delle bollette relative a stesso periodo di 20 anni che abbiamo utilizzato per il costo dell'elettricità con il solare.

Il costo dell'installazione di impianti solari

L'API Solar include il costo di installazione dell'impianto solare consigliato configurazione nelle stime che fornisce. Per stimare il costo di un installazione, l'API Solar utilizza un modello di costo di installazione localizzato e le dimensioni dell'installazione.

installationCost = InstallationCostModel (installationSize)

Incentivi

Gli enti governativi potrebbero fornire incentivi per l'installazione di impianti solari. La gli incentivi sono spesso sotto forma di crediti d'imposta. In base alla classificazione del nucleo familiare località, l'API Solar sottrae gli incentivi attualmente a disposizione del nucleo familiare in base alla stima dei costi totali.

Il costo totale per l'installazione di impianti solari

L'API Solar calcola il costo totale di 20 anni di una configurazione di impianti solari utilizzando la seguente formula:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives

Il risparmio totale

L'API Solar calcola il risparmio per l'ambiente domestico utilizzando seguente formula:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

L'API Solar esegue i calcoli precedenti per ogni possibile dimensioni di installazione consigliate per quelle che forniscono il massimo risparmio per il nucleo familiare. L'importo del risparmio stimato è restituito con il suggerimento.