Bu belgede Solar API'nin güneş paneli kurulumlarını önermek ve ABD'deki adreslerin maliyet ve tasarruflarını tahmin etmek için kullandığı çeşitli değerleri nasıl hesapladığı açıklanmaktadır.
ABD'nin kapsama dahil olan bir bölgesindeki bir konutun adresini girerseniz Solar API size aşağıdaki tahminleri gösterir:
- Evin yılda aldığı güneş ışığı miktarı
- Güneş enerjisi tesisatı için çatıda ne kadar alan olduğu
- Bir güneş sisteminin 20 yıllık ömrü boyunca evin elde edebileceği tasarruf ABD doları cinsinden
- Bölgenizdeki evlerin aylık ortalama elektrik faturası. Bu faturayı evinize göre ayarlayabilirsiniz
- Ev üzerindeki bir güneş sistemi için kilovat (kW) cinsinden ölçülen önerilen boyut
Solar API, veri sahibi olduğu tüm yapılar için tahminler sağlasa da sağladığı tahminler en çok konutlar veya küçük ticari yapılar için uygundur. Solar API, bir yıl içinde bir hanenin tüketebileceğinden daha fazla enerji üretmeden tasarrufu en üst düzeye çıkaran güneş enerjisi tesisatı boyutlarını önerir. Solar API, aşırı enerji üretimiyle ilgili değerleri hesaplamaz.
Önerilen tesisat boyutları çeşitli nedenlerle yıllık enerji tüketimiyle sınırlıdır ancak bunun başlıca nedeni şu anda ABD'deki hanelerin şu anda fazla enerji üretiminden çok az maddi fayda elde etmesi veya hiç maddi fayda sağlamamasıdır. Net sayacın kullanıldığı ABD'de, fazla enerji üretiminden elde edilen krediler genellikle zaman içinde sona erer.
ABD konumları için finansal analiz için gerekli değerler
API yanıtındaki her bir SolarPanelConfig örneğinden, söz konusu örnekle ilgili finansal analiz gerçekleştirmek için iki değere ihtiyacınız vardır:
panelsCount: Bir tesisattaki güneş paneli sayısı.installationSizehesaplamanızda bu değeri kullanırsınız.yearlyEnergyDcKwh: Belirli birpanelsCountdeğerine göre bir düzenin bir yıl boyunca DC kW/sa cinsinden yakaladığı güneş ışığı enerjisi miktarıdır. Her birinstallationSizeiçin yıllık güneş enerjisi AC üretimini (initialAcKwhPerYear) hesaplarken bu değeri kullanırsınız.
Ayrıca, hesaplamalarda kullanacağınız aşağıdaki değişkenler için konuma özgü değerler toplamanız gerekir:
- billCostModel(): Bir hanenin belirli bir kW/sa başına kullanım için ödediği maliyeti yerel para birimi cinsinden belirlemeye yarayan modeliniz. Kamu hizmetlerinin elektrik kullanımı ücretleri; talep, günün saati ve evin tükettiği elektrik miktarı gibi faktörlere bağlı olarak günden güne veya saatten saate değişebilir. Ortalama bir maliyeti tahmin etmeniz gerekebilir.
- costIncreaseFactor: Solar API, ABD'deki konumlar için 1,022 (yıllık artış 2,2) kullanır.
- dcToAcDerate: Bir invertörün, güneş panelleri tarafından üretilen DC elektriği, evde kullanılan AC elektriğe dönüştürdüğü verimliliktir. Solar API, ABD konumları için %85 kullanır.
- discountRate: Solar API, ABD'deki konumlar için 1,04 (yıllık artış) kullanır.
- efficiencyDepreciationFactor: Güneş panellerinin verimliliğinin her yıl ne kadar düştüğü. Solar API, ABD konumları için 0,995 (yıllık düşüş) 0,995 kullanır.
- Teşvikler: Bölgenizdeki devlet kurumları tarafından verilen güneş paneli kurulumu için maddi teşvikleri dahil edin.
- installationCostModel(): Belirli bir
installationSizeiçin yerel para biriminde güneş enerjisi kurma maliyetini tahmin etme yönteminiz. Maliyet modeli genellikle belirli birinstallationSizeiçin yerel işçilik ve malzeme maliyetlerini hesaba katar. - installationLifeSpan: Güneş enerjisi tesisatının beklenen ömrü. Solar API 20 yıl kullanır. Bu değeri alanınız için gereken şekilde ayarlayın.
- kWhConsumptionModel(): Aylık faturaya göre bir hanenin ne kadar enerji tükettiğini belirleyen modeliniz. En basit şekilde, faturayı hanenin bulunduğu yerdeki bir kW/sa'nın ortalama maliyetine bölersiniz.
- monthlyBill: İlgili hanenin aylık ortalama elektrik faturası.
- monthlyKWhEnergyConsumption: Belirli bir konumdaki hanenin bir ay içinde tükettiği ortalama elektrik miktarı (KW/sa cinsinden ölçülür).
Bu değerler ve API yanıtı tarafından sağlanan bilgilerle, Solar API'nin kapsamadığı konumlar için en iyi installationSize önerisini önermek üzere gerekli hesaplamaları yapabilirsiniz.
İşleyiş şekli
Aylık ortalama elektrik faturası, hesaplamaların geri kalanında kilit rol oynar.
Solar API, başlangıçta hesaplamalarını önceden seçilmiş aylık bir fatura tutarına dayandırır. Gerekirse kendi ortalama aylık faturanızı daha doğru yansıtan farklı bir tutar seçebilirsiniz.
Solar API, belirli bir konumdaki aylık fatura tutarını ve mevcut elektriğin maliyetini öğrenerek bir hanenin her ay tükettiği kilovat saat (kW/sa) enerji miktarını tahmin edebilir. Solar API, ABD'deki mevcut elektriğin maliyetini hesaplamak ve aylık fatura üzerinden kW/sa değerini belirlemek için Clean Power Research tarafından yönetilen veritabanlarına referans verir.
Solar API, hanenin tükettiği kW/sa sayısını, bir ev çatısının kullanılabilir alanını ve ev konumunun güneş enerjisi potansiyelini kullanarak bir veya daha fazla güneş enerjisi tesisatı boyutunu değerlendirir ve en fazla tasarruf sağlayacak boyutu önerir.
Güneş paneli tesisatının boyutu kW değeri ile ölçülür. kW derecesi, yapılandırmadaki güneş paneli sayısına ve her panelin vat cinsinden ölçülen güç derecesine bağlıdır.
Bir tesisin kW değeri, kurulumun enerji çıkışıyla aynı değildir. kW/sa cinsinden ölçülür ve değişkendir. Bir kurulumun kW/sa. çıktısı aşağıdakiler gibi faktörlere bağlıdır:
- Günün saati
- Hava durumu
- Panelin güneşe yönü
- Yakındaki nesnelerin panellere çizdiği 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 paneli tesisat boyutunu tahmin etmek için havadan görüntüler ve gelişmiş 3D modelleme kullanır.
Değerlerin ve hesaplamaların ayrıntılı açıklaması
Aşağıdaki bölümlerde, Solar API'nin ABD'de belirli bir yapı için güneş enerjisi tesisatlarının maliyetlerini, tasarruflarını ve boyutlarını nasıl hesapladığı açıklanmaktadır.
Hesaplamaların açıklamalarında, hesaplamalardaki değerleri temsil eden terimler kullanılır. Terimlerin açıklaması için Hesaplamalarımızda kullanılan terimlerin tanımı bölümüne bakın.
Hanenin yıllık enerji tüketimi
Daha önce de belirtildiği gibi Solar API, aylık elektrik tüketimini, aylık fatura tutarına ve bir hanenin elektrik maliyetine göre belirler. Bir hanenin aylık elektrik tüketimini belirledikten sonra, aşağıdaki formülü kullanarak KW/sa cinsinden yıllık enerji tüketimini hesaplarız:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Bir hanenin enerji tüketiminin güneş enerjisi tesisatının ömrü boyunca yıldan yıla aynı kaldığı varsayılır. Solar API, bir güneş enerjisi tesisatının 20 yıl ömrü olduğunu varsayar.
Yıllık güneş enerjisi üretimi
Solar API, güneş ışığının yoğunluğu, güneş ışığı açısı ve bir bölgenin yıllık kullanılabilir güneş ışığı süresi gibi faktörleri göz önünde bulundurarak bir güneş enerjisi tesisatının yıllık enerji üretimini tahmin eder.
Güneş enerjisi tesisatı doğru akım (DC) elektriği üretir. Bu elektriği evinizde kullanabilmeniz için önce bir inverter tarafından alternatif akım (AC) elektriğe dönüştürülmesi gerekir. Dönüştürme sürecinde elektriğin bir kısmı kaybedilir. Kayıp miktarı, inverterin verimliliğine göre belirlenir.
Dönüşüm sürecinin verimliliği, DC'den AC'ye azaltma olarak adlandırılır. Solar API, bu kaybı hesaba katmak için güneş enerjisi tesisatının yıllık çıkışını DC'den AC'ye 0,85 değerindeki bir değer ile çarpar. Sonuç olarak aşağıdaki formülde gösterildiği gibi yıllık AC elektriği üretilir:
initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85
Bir kurulumun ürettiği enerji miktarı, kurulum ömrü boyunca her yıl yaklaşık 0,5 oranında azalır. Bunu hesaba katmak için, Solar API ilk yıldan sonra kurulumun yıllık AC çıkışını her yıl kurulumun tahmini 20 yıllık ömrü boyunca her yıl 0, 99,5 x 99, 5 ile çarpar. Bu, aşağıdaki tabloda gösterilmektedir.
| Yıl | Yıllık güneş enerjisi üretimi (kWs) |
|---|---|
| 1 | initialAcKwhPerYear |
| 2 | initialAcKwhPerYear x 0,995 |
| : | : |
| 20 | initialAcKwhPerYear x 0,99519 |
Güneş paneli verimliliği sabit bir oranda azaldığından, temelde a = initialAcKwhPerYear ve r =efficiencyDepreciationFactor'ın olduğu bir geometrik seridir. LifetimeProductionAcKwh değerini hesaplamak için geometrik bir toplam kullanabiliriz:
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))## Güneş enerjisiyle elektrik maliyeti Bir tesisin boyutu çatı ya da diğer faktörler nedeniyle sınırlıysa güneş enerjisi tesisatı evin tükettiğinden daha az elektrik üretebilir. Bu gibi durumlarda, aşağıdaki formülde gösterildiği gibi hanenin muhtemelen her yıl bir miktar elektrik için elektrik ücreti ödemesi gerekir:
annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired
Solar API, bu maliyeti hesaba katmak amacıyla tahmini elektrik miktarına fatura maliyet modeli uygular. Elektrik, kW/sa cinsinden, hanenin güneş enerjisi tesisatının ömrü boyunca bir kamu hizmeti kaynağından ihtiyacı olacaktır. Aşağıdaki formül bu hesaplamayı göstermektedir:
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
Elektrik maliyetindeki yıllık artışı hesaba katmak amacıyla ABD'deki konumlar için yılda 2,2% yani 0,22 costIncreaseFactor uygulanır:
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
Enflasyon nedeniyle, gelecekteki maliyetlerin tahminimizde para birimi değerini düşürmemiz gerekmektedir. Bunu hesaba katmak amacıyla, ABD'deki konumlar için modelimize %4'lük indirim oranı uygularız:
discountRate = 1 + 4% = 1.04
Aşağıdaki tabloda yıllık elektrik faturasının bir güneş enerjisi tesisatının ömrü boyunca nasıl hesaplandığı gösterilmektedir. remainingLifetimeUtilityBill, güneş enerjisi tesisatının 20 yıllık kullanım ömrünün her biri için elektrik/su/doğalgaz faturalarının toplamıdır.
| Yıl | Mevcut yerel para birimi cinsinden yıllık elektrik faturası (ABD doları) (annualUtilityBillEstimate) |
|---|---|
| 1 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) = yıllıkUtilityBillEstimateYear1 |
| 2 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,995) x 1,022 / 1,04 = yıllıkUtilityBillEstimateYear2 |
| : | : |
| 20 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,99519) x 1,02219 / 1,0419 = yıllıkUtilityBillYear2 |
| Toplam | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimateYear1 + annualUtilityBillEstimateYear2 + .... + annualUtilityBillEstimateYear20 |
Güneş enerjisi olmadan elektriğin maliyeti
Bir hanenin güneş enerjisi kurması durumunda ne kadar tasarruf edebileceğini hesaplamak için evin güneş enerjisi kurmazsa ne kadar ödeyeceğini de hesaplamamız gerekir.
Güneş enerjisiyle elektriğin maliyetini hesaplarken yaptığımız gibi, hesaplamaya 1,022 costIncreaseFactor ve 1,04 olan discountRate uygulayarak elektrikteki artışın ve enflasyonun artan maliyetini de hesaba katmamız gerekir.
Aşağıdaki tabloda, güneş enerjisi kullanılmadığında yıllık elektrik faturasının bir güneş enerjisi tesisatının ömrü boyunca nasıl hesaplandığı gösterilmektedir. costOfElectricityWithoutSolar, aynı 20 yıllık döneme ait güneş enerjisi kaynaklı elektrik maliyeti için kullandığımız elektrik/su/doğalgaz faturalarının toplamıdır.
| Yıl | Yıllık elektrik 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 | Tüm yıllık faturaların toplamı (costOfElectricityWithoutSolar = 204, 35 x monthlyBill olarak da ifade edilebilir) |
Güneş enerjisi tesisatı maliyeti
Solar API, önerilen güneş enerjisi yapılandırmasının kurulum maliyetini, sağladığı tahminlere dahil eder. Solar API, bir kurulumun maliyetini tahmin etmek için yerelleştirilmiş bir kurulum maliyeti modeli ve kurulumun boyutunu kullanır.
installationCost = InstallationCostModel (installationSize)
Teşvikler
Devlet kuruluşları güneş enerjisi kurulumu için teşvikler sağlayabilir. Teşvikler genellikle vergi kredisi biçiminde verilir. Solar API, bir hanenin konumuna göre toplam maliyet tahmininden hane halkına sunulan tüm teşvikleri çıkarır.
Güneş enerjisi tesisatının toplam maliyeti
Solar API, bir güneş enerjisi yapılandırmasının 20 yıllık toplam maliyetini aşağıdaki formülü kullanarak hesaplar:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Toplam tasarruf
Solar API, aşağıdaki formülü kullanarak hanenin ne kadar tasarruf edeceğini hesaplar:
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Solar API, her olası kurulum boyutu için yukarıdaki hesaplamaları yapar ve ardından hane halkı için maksimum tasarruf sağlayacak kurulum boyutunu önerir. Öneriyle birlikte tahmini tasarruf miktarı döndürülür.