Bu belgede, Solar API'nin güneş paneli kurulum önerilerinde bulunmak ve ABD'deki adresler için maliyet ile maliyet tasarruflarını tahmin etmek için kullandığı çeşitli değerleri nasıl hesapladığı açıklanmaktadır.
ABD'nin kapsama dahil olan bir bölgesinde bir konutun adresini girerseniz Solar API size aşağıdaki tahminleri gösterir:
- Evin yıllık olarak aldığı güneş ışığı miktarı
- Çatıda güneş enerjisi tesisatı için ne kadar alan var?
- Bir güneş sisteminin 20 yıllık ömrü boyunca evin ABD doları cinsinden ne kadar tasarrufu bekleyebileceği
- Bölgenizdeki evler için aylık ortalama elektrik faturası. Bu faturayı eviniz için düzenleyebilirsiniz
- Evde bir güneş sistemi için kilovat (kW) cinsinden ölçülen önerilen boyut
Solar API, verilerine sahip olduğu her yapıyla ilgili tahminler sunsa da sağladığı tahminler en çok konutlar veya küçük ticari yapılar için uygundur. Solar API, bir yılda bir hanenin tüketebileceği miktardan daha fazla enerji üretmeden tasarrufu en üst düzeye çıkaran güneş enerjisi tesisatı boyutlarını önerir. Solar API, aşırı enerji üretimiyle ilgili değerleri hesaplamaz.
Önerilen kurulum boyutları, çeşitli nedenlerden dolayı yıllık enerji tüketimiyle sınırlıdır. Ancak birincil olarak ABD'deki hanelerin aşırı enerji üretiminden çok az fayda sağlaması veya hiç mali fayda sağlamamasıdır. Net sayaç yönteminin kullanıldığı ABD konumlarında, fazla enerji üretiminden elde edilen kredilerin süresi genellikle zaman içinde dolar.
ABD'deki yerlerle ilgili finansal analiz için gerekli değerler
Bu örneğe yönelik finansal analiz gerçekleştirmek için API yanıtındaki her SolarPanelConfig örneğinden iki değere ihtiyacınız vardır:
panelsCount: Bir kurulumdaki güneş paneli sayısı. Bu değeri,installationSizehesaplamasında kullanırsınız.yearlyEnergyDcKwh: Belirli birpanelsCountdeğeri için bir düzenin bir yıl boyunca DC kWh cinsinden ne kadar güneş ışığı enerjisi yakaladığını belirtir. Bu değeri, her birinstallationSizeiçin yıllık güneş enerjisi AC üretimi (initialAcKwhPerYear) hesaplanırken kullanırsınız.
Buna ek olarak, hesaplamalarda kullanacağınız aşağıdaki değişkenler için konuma özgü değerler toplamanız gerekir:
- billCostModel(): Belirli bir kWh değerindeki kullanım için hane tarafından ödenen maliyeti (yerel para birimi cinsinden) belirlemek için kullandığınız model. Elektrik dağıtım şirketlerinin elektrik kullanım ücretleri; talebe, günün saati ve hanenin tükettiği elektrik miktarına bağlı olarak günden güne ya da saatten saate değişebilir. Ortalama bir maliyet tahmini yapmanız gerekebilir.
- costIncreaseFactor: Solar API, ABD'deki şubeler için 1,022 (yıllık 2,2 artış) kullanıyor.
- dcToAcDerate: Bir inverterin, güneş panelleri tarafından üretilen DC elektriği, bir evde kullanılan AC elektriğine dönüştürdüğü verimlilik. Solar API, ABD'de %85 oranında kullanmaktadır.
- discountRate: Solar API, ABD'deki şubeler için 1,04 (yıllık %4 artış) kullanır.
- efficiencyDepreciationFactor: Güneş panellerinin verimliliğinin her yıl ne kadar düştüğüdür. Solar API, ABD'deki şubeler için 0,995 (yıllık düşüş 0,5) kullanır.
- teşvikler: Bulunduğunuz bölgedeki devlet kurumları tarafından verilen güneş enerjisi panellerini kurmaya yönelik maddi teşvikler ekleyin.
- installationCostModel(): Belirli bir
installationSizeiçin güneş enerjisini yerel para biriminde kurma maliyetini tahmin etme yönteminiz. Maliyet modeli genellikle belirli birinstallationSizeiçin yerel işçilik ve malzeme maliyetlerini hesaba katar. - installationLifeSpan: Güneş enerjisi kurulumunun beklenen ömrü. Solar API 20 yıl kullanır. Bu değeri, bölgeniz için gereken şekilde ayarlayın.
- kWhConsumptionModel(): Bir hanenin aylık faturaya göre ne kadar enerji tükettiğini belirlemek için kullandığınız model. En basit şekliyle, faturayı hanenin bulunduğu yerdeki bir kWh'lık ortalama maliyete bölersiniz.
- monthlyBill: Bir hanenin aylık ortalama elektrik faturası.
- monthlyKWhEnergyConsumption: Belirli bir konumda hanenin bir ay içinde tükettiği ortalama elektrik miktarının KWh cinsinden ölçülen tahmini miktarı.
Bu değerler ve API yanıtı tarafından sağlanan bilgilerle, Solar API'nin kapsamadığı konumlar için en iyi installationSize önerilmesini sağlayacak hesaplamaları yapabilirsiniz.
İşleyiş şekli
Aylık ortalama elektrik faturası geri kalan hesaplamaların anahtarıdır.
Solar API, başlangıçta hesaplamalarında önceden seçilmiş bir aylık fatura tutarını temel alır. Gerekirse kendi ortalama aylık faturanızı daha doğru yansıtan farklı bir tutar seçebilirsiniz.
Solar API, belirli bir konumdaki aylık fatura miktarı ve mevcut elektrik maliyeti bilgisini kullanarak bir hanenin her ay tükettiği kilovat saat (kWh) elektriği tahmin edebilir. Solar API, ABD genelinde mevcut elektriğin maliyeti ve aylık faturadaki kWh değerini belirlemek için Clean Power Research tarafından yönetilen veritabanlarına başvurur.
Solar API, bir hanenin tükettiği kWh sayısını, evin çatısının kullanılabilir alanını ve evin bulunduğu konumun güneş enerjisi potansiyelini kullanarak bir veya daha fazla güneş enerjisi tesisatı boyutunu değerlendirir ve en fazla tasarrufu sağlayacak boyutu önerir.
Bir güneş paneli kurulumunun boyutu kW derecelendirmesi ile ölçülür. KW derecelendirmesi, yapılandırmadaki güneş paneli sayısına ve her bir panelin vat cinsinden ölçülen güç değerine bağlıdır.
Bir kurulumun kW derecelendirmesi, bir tesisin kWh cinsinden ölçülen enerji çıktısıyla aynı değildir. Bu değer değişkendir. Bir kurulumun kWh gücü aşağıdaki gibi faktörlere bağlıdır:
- Günün saati
- Hava durumu
- Panelin güneşe yönü
- Yakındaki nesnelerin panellere oluşturduğu gölgeler
- Bölgesel güneş enerjisi potansiyeli
- Kurulum tarihi
Solar API, bir güneş enerjisi tesisatının yıllık enerji üretimi tahminine bölgesel güneş enerjisi potansiyeli ve kurulumun yaşı gibi faktörleri dahil eder.
Solar API, bir çatının kullanılabilir alanını belirlemek ve destekleyebileceği güneş enerjisi tesisat boyutunu tahmin etmek için havadan görüntüler ve gelişmiş 3D modellemeden yararlanır.
Değerlerin ve hesaplamaların ayrıntılı açıklaması
Aşağıdaki bölümlerde, Solar API'nin ABD'deki belirli bir yapı için güneş enerjisi tesisatlarının maliyetlerini, tasarruflarını ve boyutlarını nasıl hesapladığı açıklanmaktadır.
Hesaplamaların açıklamaları, hesaplamalardaki değerleri temsil etmek için terimleri kullanır. Terimlerin açıklaması için Hesaplamalarımızda kullanılan terimlerin tanımı bölümüne bakın.
Yıllık hane enerji tüketimi
Solar API, daha önce de belirtildiği gibi, aylık elektrik tüketimini aylık fatura tutarına ve bir hanenin bulunduğu elektrik maliyetine göre belirler. Bir hanenin aylık elektrik tüketimini belirledikten sonra aşağıdaki formülü kullanarak yıllık enerji tüketimini KWh cinsinden hesaplarız:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Bir hanenin enerji tüketiminin bir güneş enerjisi tesisatının ömrü boyunca yıldan yıla aynı kalması varsayılır. Solar API, güneş enerjisi tesisatının ömrünü 20 yıl olarak kabul ediyor.
Yıllık güneş enerjisi üretimi
Solar API; güneş ışığının yoğunluğu, güneş ışığı açısı ve bir bölgenin yıllık olarak kaç saat kullanılabilir güneş ışığı aldığı gibi faktörleri göz önünde bulundurarak güneş enerjisi tesisatının yıllık enerji üretimini tahmin eder.
Güneş enerjisi tesisatlarında doğru akım (DC) elektrik üretilir. Bu elektriği evinizde kullanabilmek için bir inverter tarafından alternatif akıma (AC) dönüştürülmesi gerekir. Dönüştürme işlemi sırasında elektrik kaybı yaşanır ve ne kadar enerji kaybedileceği, inverterin verimliliğine göre belirlenir.
Dönüştürme sürecinin verimliliği, DC'den AC'ye hızı olarak adlandırılır. Solar API, bu kaybı hesaba katmak için güneş enerjisi tesisatının yıllık çıkışını bir DC ile AC'de 0,85 çarpar. Sonuç aşağıdaki formülde gösterildiği gibi yıllık klima elektriği üretimi olur:
initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85
Bir tesisatın ürettiği enerji miktarı, kurulum ömrü boyunca her yıl yaklaşık 0,5% azalır. Bunu hesaba katmak için Solar API, ilk yıldan sonra bir tesisin yıllık AC çıkışını, kurulumun tahmini 20 yıllık ömrü boyunca her yıl 0,995 ile çarpar. Bu, aşağıdaki tabloda gösterilmektedir.
| Yıl | Yıllık güneş enerjisi üretimi (kWh) |
|---|---|
| 1 | initialAcKwhPerYear |
| 2 | initialAcKwhPerYear x 0,995 |
| : | : |
| 20 | initialAcKwhPerYear x 0,99519 |
Güneş paneli verimliliği sabit bir hızda azaldığından aslında a = initialAcKwhPerYear ve r = efficiencyDepreciationFactor olan bir geometrik seridir. LifetimeProductionAcKwh değerini hesaplamak için geometrik toplamı kullanabiliriz:
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
Güneş enerjisiyle elde edilen elektrik maliyeti
Tesisin boyutu çatı boyutu veya diğer faktörler nedeniyle sınırlanıyorsa güneş enerjisi tesisatı bir evin tükettiğinden daha az elektrik üretebilir. Aşağıdaki formülde gösterildiği gibi, bu tür durumlarda büyük olasılıkla hanenin her yıl bir miktar elektrik ödemesi yapması gerekir:
annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired
Solar API, bu maliyeti hesaba katmak için tahmini elektrik miktarına (kWh cinsinden) bir fatura maliyet modeli uygular. Bu model, güneş enerjisi tesisatının ömrü boyunca hanenin elektrik prizine ihtiyacı olacak. Aşağıdaki formül bu hesaplamayı gösterir:
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
Elektrik maliyetindeki yıllık artışı hesaba katmak amacıyla, ABD'deki şubeler için yılda %2,2 veya 0, 22 oranında bir costIncreaseFactor (maliyetini artırma faktörü) uygularız:
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
Enflasyon nedeniyle, gelecekteki maliyet tahminlerimizde para birimi değerini düşürmek zorundayız. Bu durumu hesaba katmak amacıyla, ABD'deki şubeler için modelimize 4&% indirim oranı uygularız:
discountRate = 1 + 4% = 1.04
Aşağıdaki tabloda, bir güneş enerjisi tesisatının ömrü boyunca her yılın elektrik/su/doğalgaz faturasının nasıl hesaplandığı gösterilmektedir. remainingLifetimeUtilityBill, güneş enerjisi tesisatının 20 yıllık ömrüne ait elektrik/su/doğalgaz faturalarının toplamıdır.
| Yıl | Geçerli yerel para birimi değeri (ABD doları) cinsinden yıllık elektrik/su/doğalgaz faturası (annualUtilityBillEstimate) |
|---|---|
| 1 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) = annualUtilityBillYear1 |
| 2 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,995) x 1,022 / 1,04 = annualUtilityBillYear2 |
| : | : |
| 20 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,99519) x 1,02219 / 1,0419 = annualUtilityBillYear2 |
| Toplam | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimateYear1 + annualUtilityBillEstimateYear2 + .... + annualUtilityBillYear20 |
Güneş enerjisinin olmadığı elektrik maliyeti
Bir hanenin güneş enerjisi yerleştirmesi durumunda ne kadar tasarruf edebileceğini hesaplamak için hanenin bunu yapmazsa ne kadar ödeyebileceğini de hesaplamamız gerekiyor.
Güneş enerjisiyle elde edilen elektrik maliyetini hesaplarken yaptığımız gibi, hesaplamaya 1,022 costIncreaseFactor ve 1,04 olan discountRate değerini uygulayarak elektrik ve enflasyonun artan maliyetini ve bu maliyeti tekrar hesaba katmamız gerekiyor.
Aşağıdaki tabloda, bir güneş enerjisi tesisatının ömrü boyunca güneş enerjisi kullanılmayan elektrik/su/doğalgaz faturasının nasıl hesaplandığı gösterilmektedir. costOfElectricityWithoutSolar, güneş enerjisiyle çalışan elektrik maliyeti için kullandığımız 20 yıllık dönem boyunca elektrik/su/doğalgaz faturalarının toplamıdır.
| Yıl | Yıllık altyapı hizmeti faturası (ABD doları) |
|---|---|
| 1 | monthlyBill x 12 |
| 2 | monthlyBill x 12 x 1,022 / 1,04 |
| : | : |
| 20 | monthlyBill x 12 x 1,02219 / 1,0419 |
| Toplam | costOfElectricityWithoutSolar = 204, 35 x monthlyBill olarak da ifade edilebilen tüm yıllık faturaların toplamı |
Güneş enerjisi tesisatının maliyeti
Solar API, önerilen güneş enerjisi konfigürasyonunun kurulum maliyetini sağladığı tahminlere dahil eder. Solar API, bir kurulumun maliyetini tahmin etmek için yerelleştirilmiş bir kurulum maliyeti modeli ve kurulum boyutunu kullanır.
installationCost = InstallationCostModel (installationSize)
Teşvikler
Devlet kuruluşları güneş enerjisi sisteminin kurulması için teşvikler sunabilir. Teşvikler genellikle vergi kredisi şeklinde sunulur. Solar API, bir hanenin konumuna göre hanenin kullanımına sunulan teşvikleri toplam maliyet tahmininden çıkarır.
Güneş enerjisi kurulumunun toplam maliyeti
Solar API, aşağıdaki formülü kullanarak bir güneş enerjisi konfigürasyonunun 20 yıllık toplam maliyetini hesaplar:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Toplam tasarruf
Solar API, aşağıdaki formülü kullanarak hane tasarrufunu hesaplar:
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Solar API, olası her kurulum boyutu için yukarıdaki hesaplamaları yapar ve ardından hane için maksimum tasarrufu sağlayan kurulum boyutunu önerir. Tahmini tasarruf miktarı, öneriyle birlikte döndürülür.