เอกสารนี้จะอธิบายวิธีที่ Solar API คำนวณค่าต่างๆ ที่ใช้ในการแนะนำการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ และเพื่อประมาณค่าใช้จ่ายและประหยัดค่าใช้จ่ายสำหรับที่อยู่ในสหรัฐอเมริกา
หากคุณป้อนที่อยู่ที่อยู่อาศัยในภูมิภาคที่ครอบคลุมของสหรัฐอเมริกา Solar API จะแสดงค่าประมาณต่อไปนี้
- ปริมาณแสงอาทิตย์ที่บ้านได้รับต่อปี
- พื้นที่หลังคาสำหรับการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์
- บ้านสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายจากระบบสุริยะ ภายใน 20 ปีได้เท่าไร
- ค่าไฟรายเดือนโดยเฉลี่ยสำหรับบ้านในพื้นที่ของคุณ ซึ่งปรับตามบ้านได้
- ขนาดที่แนะนำซึ่งมีหน่วยเป็นกิโลวัตต์ (kW) สำหรับระบบสุริยะในครัวเรือน
แม้ว่า Solar API จะแสดงค่าประมาณสำหรับโครงสร้างใดๆ ที่มีข้อมูล แต่ค่าประมาณที่แสดงนั้นเหมาะสำหรับที่พักอาศัยหรือโครงสร้างเชิงพาณิชย์ขนาดเล็กที่สุด Solar API แนะนำขนาดการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งจะช่วยประหยัดต้นทุนได้สูงสุดโดยไม่ผลิตพลังงานภายใน 1 ปีมากกว่าที่ครัวเรือนจะใช้พลังงานได้ Solar API จะไม่คำนวณค่าที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานที่เกิน
ขนาดการติดตั้งที่แนะนำจะจำกัดอยู่ที่การใช้พลังงานต่อปีด้วยเหตุผลหลายประการ แต่หลักๆ แล้วเป็นเพราะครัวเรือนในสหรัฐอเมริกาได้รับประโยชน์ทางการเงินน้อยมากหรือไม่มีเลยจากการผลิตพลังงานส่วนเกิน ในประเทศในสหรัฐอเมริกาที่มีการวัดปริมาณสุทธิ เครดิตที่ได้รับจากการผลิตพลังงานที่เกินมักจะหมดอายุเมื่อเวลาผ่านไป
ค่าที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ทางการเงินสำหรับสถานที่ในสหรัฐอเมริกา
จากอินสแตนซ์ของ SolarPanelConfig แต่ละรายการในการตอบกลับของ API คุณต้องมีค่า 2 รายการเพื่อวิเคราะห์ทางการเงินสำหรับอินสแตนซ์นั้นๆ ดังนี้
panelsCount: จำนวนแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้ง คุณจะใช้ค่านี้ในการคำนวณinstallationSizeyearlyEnergyDcKwh: ปริมาณแสงอาทิตย์ที่เลย์เอาต์ได้รับพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วง 1 ปีในหน่วย DC กิโลวัตต์-ชั่วโมงตามpanelsCountที่เจาะจง คุณใช้ค่านี้ในการคำนวณการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์รายปี (initialAcKwhPerYear) ของinstallationSizeแต่ละรายการ
นอกจากนี้ คุณต้องรวบรวมค่าที่เจาะจงสถานที่ตั้งสำหรับตัวแปรต่อไปนี้ที่จะใช้ในการคำนวณ
- billCostModel(): โมเดลสำหรับการกำหนดค่าใช้จ่ายในสกุลเงินท้องถิ่นที่ชำระโดยครอบครัวสำหรับการใช้จำนวนกิโลวัตต์-ชั่วโมง ค่าสาธารณูปโภคของไฟฟ้าอาจแตกต่างกันไปในแต่ละวันหรือแต่ละชั่วโมงหรือชั่วโมงถึงชั่วโมง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความต้องการ ช่วงเวลาของวัน และปริมาณไฟฟ้าในครัวเรือน คุณอาจต้องประเมินค่าใช้จ่ายเฉลี่ย
- costIncreaseFactor: Solar API ใช้ 1.022 (2.2% ที่เพิ่มขึ้นต่อปี) สำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
- dcToAcDerate: ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์แปลงไฟฟ้าไฟฟ้า DC ที่แผงโซลาร์เซลล์ผลิตมาเป็นไฟฟ้า AC ที่ใช้ในครัวเรือน Solar API ใช้ 85% สำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
- discountRate: Solar API ใช้ 1.04 (เพิ่มขึ้น 4% ต่อปี) สำหรับตำแหน่งที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
- efficiencyDepreciationFactor: ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ลดลงในแต่ละปี Solar API ใช้ 0.995 (ลดลง 0.5% ต่อปี) สำหรับสถานที่ในสหรัฐอเมริกา
- สิ่งจูงใจ: รวมเงินรางวัลจูงใจในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่หน่วยงานรัฐในพื้นที่ของคุณมอบให้
- installationCostModel(): วิธีการในการประมาณต้นทุนของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ในสกุลเงินท้องถิ่นสําหรับ
installationSizeที่ระบุ โดยทั่วไป โมเดลต้นทุนจะพิจารณาต้นทุนแรงงานและวัสดุในท้องถิ่นสำหรับinstallationSizeที่ระบุ - installationLifeSpan: อายุการใช้งานที่คาดไว้ของการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ Solar API ใช้เวลา 20 ปี ปรับค่านี้ตามพื้นที่ของคุณ
- kWhConsumptionModel(): โมเดลสำหรับการพิจารณาปริมาณพลังงานที่ครอบครัวใช้ตามการเรียกเก็บเงินรายเดือน ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด คุณจะหารบิลด้วยค่าใช้จ่ายเฉลี่ย 1 กิโลวัตต์-ชั่วโมงในสถานที่ตั้งของครัวเรือน
- monthlyBill: ค่าไฟรายเดือนโดยเฉลี่ยสำหรับบ้านวิชาหนึ่งๆ
- monthlyKWhEnergyConsumption: ค่าประมาณของปริมาณไฟฟ้าโดยเฉลี่ยที่ครัวเรือนในสถานที่หนึ่งๆ ใช้ใน 1 เดือน ซึ่งวัดในหน่วย KWh
ค่าเหล่านี้และข้อมูลที่ได้รับจากการตอบกลับของ API จะช่วยให้คุณทำการคำนวณที่จำเป็นเพื่อแนะนำ installationSize ที่ดีที่สุดสำหรับสถานที่ที่ Solar API ไม่ได้ครอบคลุม
วิธีการทำงาน
ค่าไฟโดยเฉลี่ยต่อเดือนเป็นกุญแจสำคัญในการคำนวณส่วนที่เหลือ
Solar API เริ่มต้นการคำนวณตามจำนวนเงินที่เรียกเก็บรายเดือนที่เลือกไว้ล่วงหน้า หากจำเป็น คุณสามารถเลือกจำนวนเงินอื่นที่สอดคล้องกับการเรียกเก็บเงินรายเดือนเฉลี่ยของคุณเองได้แม่นยำมากขึ้น
Solar API สามารถประมาณจำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) ของไฟฟ้าที่ครัวเรือนใช้ในแต่ละเดือนได้เมื่อทราบจำนวนเงินที่เรียกเก็บรายเดือนและค่าใช้จ่ายในปัจจุบันของค่าไฟในสถานที่หนึ่งๆ สำหรับต้นทุนปัจจุบันของไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาและการกำหนดกิโลวัตต์-ชั่วโมงจากการเรียกเก็บเงินรายเดือน Solar API จะอ้างอิงฐานข้อมูลที่ดูแลโดยการวิจัยพลังงานสะอาด
Solar API จะประเมินขนาดการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นไปได้อย่างน้อย 1 ขนาด และแนะนำขนาดที่ช่วยประหยัดต้นทุนได้มากที่สุด
ขนาดของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จะวัดตามกำลังในหน่วยกิโลวัตต์ อัตรากิโลวัตต์ขึ้นอยู่กับจำนวนแผงโซลาร์เซลล์ในการกำหนดค่าและอัตรากำลังไฟฟ้าซึ่งวัดเป็นวัตต์ของแต่ละแผง
อัตรากิโลวัตต์ของการติดตั้งไม่เหมือนกับพลังงานเอาต์พุตของการติดตั้ง ซึ่งวัดเป็นหน่วย kWh และเป็นค่าแปรผัน เอาต์พุตกิโลวัตต์-ชั่วโมงของการติดตั้งขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ต่อไปนี้
- ช่วงเวลาของวัน
- สภาพอากาศ
- การวางแนวของแผงตามดวงอาทิตย์
- เงาตกกระทบบนแผงจากวัตถุใกล้เคียง
- ศักยภาพในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาค
- อายุของการติดตั้ง
Solar API มีปัจจัยต่างๆ เช่น ศักยภาพในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาคและอายุของการติดตั้งในค่าประมาณการผลิตพลังงานต่อปีของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์
Solar API จะใช้ภาพถ่ายทางอากาศและการสร้างแบบจำลอง 3 มิติขั้นสูงในการพิจารณาพื้นที่ที่ใช้งานได้ของหลังคาและประเมินขนาดการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่หลังคารองรับ
คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับค่าและการคำนวณ
ส่วนต่อไปนี้อธิบายวิธีที่ Solar API คำนวณค่าใช้จ่าย การประหยัด และขนาดของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับโครงสร้างหนึ่งๆ ในสหรัฐอเมริกา
คำอธิบายของการคำนวณใช้คำศัพท์ในการแสดงค่าในการคำนวณ สำหรับคำอธิบายของคำศัพท์ โปรดดูคำจำกัดความของคำศัพท์ที่ใช้ในการคำนวณของเรา
การใช้พลังงานในครัวเรือนต่อปี
ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Solar API จะกำหนดการใช้ไฟฟ้าต่อเดือนตามจำนวนเงินที่เรียกเก็บรายเดือนและค่าไฟฟ้าในครัวเรือน หลังจากคำนวณการใช้พลังงานรายเดือนของครัวเรือน แล้ว เราคำนวณการใช้พลังงานต่อปีในหน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมงโดยใช้สูตรต่อไปนี้
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
เราถือว่าการใช้พลังงานของครัวเรือนยังคงเท่าเดิมแบบปีต่อปีตลอดช่วงระยะเวลาการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ Solar API ถือว่าอายุการใช้งานของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ที่ 20 ปี
การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ประจำปี
Solar API จะประมาณปริมาณการผลิตพลังงานต่อปีของการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์โดยพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มของแสงอาทิตย์ มุมของแสงแดด และจำนวนชั่วโมงของแสงแดดที่ใช้ได้ในแต่ละภูมิภาคต่อปี
การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์จะผลิตไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งต้องแปลงไฟฟ้าเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ผ่านอินเวอร์เตอร์ก่อนจึงจะใช้ในบ้านได้ ไฟฟ้าบางอย่างอาจสูญเสียไปในระหว่างกระบวนการแปลง และประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์เป็นตัวกำหนดปริมาณการสูญเสีย
ประสิทธิภาพของกระบวนการแปลงจะเรียกว่า DC เป็น AC derate Solar API จะคูณผลผลิตประจำปีของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยค่าลดลง 0.85 จาก DC เป็น AC ผลลัพธ์ที่ได้คือการผลิตไฟฟ้าจากไฟฟ้ากระแสสลับรายปีดังที่แสดงในสูตรต่อไปนี้
initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85
ปริมาณพลังงานที่เกิดจากการติดตั้งจะลดลงประมาณ 0.5% ต่อปีตลอดอายุการติดตั้ง ด้วยเหตุนี้ หลังจากปีแรก Solar API จะคูณเอาต์พุต AC รายปีของการติดตั้งด้วย 99.5% หรือ 0.995 ในแต่ละปีตลอดอายุการติดตั้งโดยประมาณ 20 ปี ดังแสดงในตารางต่อไปนี้
| ปี | การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์รายปี (กิโลวัตต์-ชั่วโมง) |
|---|---|
| 1 | initialAcKwhPerYear |
| 2 | initialAcKwhPerYear x 0.995 |
| : | : |
| 20 | initialAcKwhPerYear x 0.99519 |
เนื่องจากประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ลดลงในอัตราคงที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
อนุกรมเรขาคณิตที่ a = initialAcKwhPerYear และ r =
efficiencyDepreciationFactor เราใช้ผลรวมเรขาคณิตเพื่อคำนวณ LifetimeProductionAcKwh ได้ดังนี้
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))## ต้นทุนของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ หากขนาดของการติดตั้งถูกจำกัดโดยขนาดหลังคาหรือปัจจัยอื่นๆ การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์อาจผลิตไฟฟ้าได้น้อยกว่าที่คนใช้ในครัวเรือน ในกรณีเหล่านี้ ครัวเรือนน่าจะต้องจ่ายค่าสาธารณูปโภคจำนวนหนึ่งในแต่ละปี ดังที่แสดงในสูตรต่อไปนี้
annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired
Solar API จะนำรูปแบบค่าใช้จ่ายที่เรียกเก็บกับปริมาณไฟฟ้าโดยประมาณในหน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งครัวเรือนจะต้องใช้จากสาธารณูปโภคตลอดอายุของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ สูตรต่อไปนี้จะแสดงการคำนวณนี้
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
เพื่อรองรับต้นทุนค่าไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นต่อปี เราใช้ costIncreaseFactor ของ 2.2% หรือ 0.22 ต่อปีสำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา โดยมีรายละเอียดดังนี้
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
เนื่องจากเงินเฟ้อ เราต้องลดมูลค่าของมูลค่าสกุลเงินในการประมาณค่าใช้จ่ายในอนาคตของเรา ด้วยเหตุผลนี้ เราจะใช้อัตราส่วนลด 4% กับรูปแบบของเราสำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
discountRate = 1 + 4% = 1.04
ตารางต่อไปนี้แสดงวิธีคำนวณใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภคในแต่ละปีตลอดอายุของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ remainingLifetimeUtilityBill คือยอดรวมของบิลค่าสาธารณูปโภคสำหรับทุก 20 ปีของอายุการใช้งานของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์
| ปี | ใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภคประจำปีในมูลค่าสกุลเงินท้องถิ่นปัจจุบัน (USD) (annualUtilityBillEstimate) |
|---|---|
| 1 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) = annualUtilityBillassessYear1 |
| 2 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0.995) x 1.022 / 1.04 = annualUtilityBillestimatedYear2 |
| : | : |
| 20 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0.99519) x 1.02219 / 1.0419 = annualUtilityBillestimatedYear2 |
| รวม | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillassessYear1 + annualUtilityBillestimatedYear2 + .... + annualUtilityBillestimatedYear20 |
ต้นทุนไฟฟ้าที่ไม่ได้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์
ในการคำนวณจำนวนเงินที่ครัวเรือนจะประหยัดได้หากผู้ใช้ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ เราจำเป็นต้องคำนวณจำนวนเงินที่ครอบครัวอาจต้องจ่ายหากไม่ใช้ด้วย
เราต้องพิจารณาค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นของไฟฟ้าและเงินเฟ้อโดยใช้ costIncreaseFactor ที่มีค่าเป็น 1.022 และ discountRate 1.04 ในการคำนวณ เหมือนที่เราทำในการคำนวณต้นทุนค่าไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์
ตารางต่อไปนี้แสดงวิธีคำนวณใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภคแต่ละปีที่ไม่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ตลอดอายุของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ costOfElectricityWithoutSolar คือยอดรวมของใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภคในช่วงระยะเวลา 20 ปีเดียวกันกับค่าไฟฟ้าของพลังงานแสงอาทิตย์
| ปี | ใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภครายปี (USD) |
|---|---|
| 1 | monthlyBill x 12 |
| 2 | monthlyBill x 12 x 1.022 / 1.04 |
| : | : |
| 20 | monthlyBill x 12 x 1.02219 / 1.0419 |
| รวม | ผลรวมของใบเรียกเก็บเงินรายปีทั้งหมดซึ่งแสดงเป็น costOfElectricityWithoutSolar = 204.35 x monthlyBill ด้วยเช่นกัน |
ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์
Solar API ประกอบด้วยค่าใช้จ่ายในการติดตั้งการกำหนดค่าพลังงานแสงอาทิตย์ที่แนะนำในค่าประมาณที่มีให้ หากต้องการประเมินต้นทุนของการติดตั้ง Solar API จะใช้โมเดลต้นทุนการติดตั้งที่แปลแล้วและขนาดการติดตั้ง
installationCost = InstallationCostModel (installationSize)
สิ่งจูงใจ
หน่วยงานรัฐอาจให้สิ่งจูงใจในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ สิ่งจูงใจมักจะอยู่ในรูปแบบเครดิตภาษี Solar API จะหักลบสิ่งจูงใจที่ปัจจุบันมีต่อครอบครัวออกจากค่าประมาณของค่าใช้จ่ายทั้งหมด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้งของครอบครัว
ราคารวมในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์
Solar API คํานวณต้นทุนรวม 20 ปีของการกําหนดค่าพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้สูตรต่อไปนี้
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดที่ประหยัดได้
Solar API จะคำนวณการประหยัดค่าใช้จ่ายสำหรับครอบครัวโดยใช้สูตรต่อไปนี้
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Solar API จะคํานวณตามขนาดการติดตั้งที่เป็นไปได้แต่ละขนาด จากนั้นแนะนําขนาดการติดตั้งที่ช่วยประหยัดงบประมาณได้สูงสุดสําหรับครอบครัว จำนวนค่าใช้จ่ายที่ประหยัดได้โดยประมาณ จะแสดงพร้อมกับคำแนะนำ