חישוב העלויות והחיסכון של אנרגיה סולארית במיקומים מחוץ לארה"ב

בקטע הזה נסביר איך לבצע את החישובים שמאפשרים לכם לקבוע התצורה הסולארית הטובה ביותר למשקי בית שנמצאים במיקומים מחוץ לארה"ב. כדי לחשב צריך לבנות מודל של העלויות של התקנת לוחות סולאריים החיסכון שהם מניבים באמצעות השימוש בנתונים מממשק API סולרי תשובה.

במיקומים בארה"ב, Solar API מחזיר מופע של אובייקט FinancialAnalysis לכל גודל חשבון חשמל עבור מיקום הקלט. במקרים כאלה, צריך להשתמש במידע כדי לקבוע את החיוב, האנרגיה בצריכת אנרגיה סולארית, ובסופו של דבר את החיסכון שמשויך לכל גודל ההתקנה.

במיקומים מחוץ לארה"ב, תגובת ה-API לא כוללת את הניתוח FinancialAnalysis לכן צריך לחשב את העלות ואת החיסכון של כל אנרגיה סולארית מומלץ להגדיר את ההגדרות האישיות שלכם לפני שתוכלו להמליץ על ההגדרה הטובה ביותר. כדי לבצע את הפונקציה וחישובים, צריך לאסוף נתונים ספציפיים למיקום ולפעול לפי ההנחיות במסמך הזה.

אפשר ליצור מודל של החישובים על סמך החישובים של Solar API משמש למיקומים בארה"ב. להסבר על החישובים האלו, ראו חישוב חיסכון בעלויות (ארה"ב).

הגדרות לוחות סולאריים

במיקומים מחוץ לארה"ב, המידע על כל הגדרה של לוח סולארי הדרושים לניתוח פיננסי מפורט בשדה SolarPanelConfig. מספר המכונות של SolarPanelConfig שהוחזרו תלוי בגג הגודל של מיקום הקלט. לצורך החישובים, צריך את הערכים מה שני השדות הבאים:

• panelsCount: מספר הלוחות שהיו בשימוש בהגדרה הזו.
• yearlyEnergyDcKwh: כמות האנרגיה הסולארית, בקוט"ש חשמל DC, שהתצורה הזו תפיק במהלך שנה, בהינתן הלוח גודל המוגדר על ידי השדות הבאים באובייקט SolarPotential:
  • panelHeightMeters: גובה הלוח במטרים.
  • panelWidthMeters: רוחב הלוח במטרים.
  • panelCapacityWatts: דירוג הספק של הפאנל בוואטים.

הדוגמה הבאה מציגה מופע אחד של האובייקט SolarPanelConfig השדה solarPanelConfigs בתגובה לבקשה:

  "solarPanelConfigs": [
      {
        "panelsCount": 4,
        "yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424,
        "roofSegmentSummaries": [
          {
            "pitchDegrees": 16.253168,
            "azimuthDegrees": 169.41516,
            "panelsCount": 4,
            "yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424
          }
        ]
      }
  ]

בהתקנות סולאריות, הערך installationSize מתייחס לפלט קילוואט ולא לפלט את מספר האזורים או הלוחות, ומוגדרת כך:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

התאמה של אומדני הפקת האנרגיה לפי דירוגים שונים של פאנל

כדי לחשב את הערך של yearlyEnergyDcKwh, Solar API משתמש בחזקה בשדה panelCapacityWatts, שהוא כרגע 250W.

אם אתם צריכים להשתמש בדירוג הספק אחר של הלוח בחישובים של הלוחות דומים פחות או יותר לערכים panelHeightMeters ו-panelWidthMeters, אפשר לשנות את על ידי הכפלת הערך שהוחזר על ידי ה-API, השדה yearlyEnergyDcKwh ביחס בין דירוג העוצמה לבין הערך ב- panelCapacityWatts

לדוגמה, אם דירוג ההספק של הלוחות הוא 400W ו-panelCapacityWatts הוא 250W, ומכפילים את הערך של yearlyEnergyDcKwh, שחושב לפי ה-API באמצעות panelCapacityWatts, לפי פקטור של 400/250, או 1.6. אם עוצמת הפאנל הדירוג הוא 200W. צריך להכפיל את yearlyEnergyDcKwh ב-200/250, או 0.8.

ייצור אנרגיה עודפת

התייחסות לאנרגיה עודפת שעלולה לייצר מהתקנה סולארית לא נכלל בחישובי Solar API. למעשה, אם Solar API מחזיר כמה מופעי SolarPanelConfig אפשריים עבור בשימוש ביתי, ממשק ה-API סולר לא מביא בחשבון תוצאות או הגדרות שמפיקות יותר חשמל בהשוואה לצריכה המשוערת הממוצעת של משקי הבית בארה"ב FinancialAnalysis.

עם זאת, ייתכן שיש סיבות לכך לכלול התקנות שמניבות עודפים החשמל שמופיע בהמלצות שלכם. לדוגמה, ייתכן שתרצו לקזז את ירידה הדרגתית ביעילות הפאנל (efficiencyDepreciationFactor) לפי באופן שמאפשר ייצור עודף בחלק הראשון של חיי ההתקנה. עבור מידע נוסף זמין במאמר הערכים הנדרשים בנתונים פיננסיים את הניתוח.

מה תהיה הסיבה לכך, אם כללתם מערכות סולאריות שמפיקות עודפים החשמל בחישובים שלכם, רק שימו לב שהחישובים שמוסבר כאן אנחנו לא כוללים את התרחיש הזה.

הערכים הנדרשים לניתוח פיננסי עבור מיקומים מחוץ לארה"ב

מכל מופע של SolarPanelConfig בתגובת ה-API, נדרשים שני ערכים כדי לבצע את הניתוח הפיננסי במקרה הזה:

• panelsCount: מספר הלוחות הסולאריים בהתקנה. אתם משתמשים את הערך הזה בחישוב של installationSize.
• yearlyEnergyDcKwh: כמה אנרגיה סולארית צורכת פריסה במהלך שנה, בקוט"ש חשמל של DC, בהינתן ערך ספציפי של panelsCount. אתם משתמשים בערך הזה בחישוב של אנרגיה סולארית שניתן להשתמש בה חשמל AC במשק בית (initialAcKwhPerYear) של כל אחד installationSize, תוך התייחסות לכל אובדן אנרגיה במהלך המרה מ-DC ל-AC.

בנוסף, צריך לאסוף ערכים ספציפיים למיקום עבור שבהם תשתמשו בחישובים:

• billCostModel(): המודל לקביעת העלות, המטבע שמשולם על ידי משק בית עבור שימוש במספר נתון של קוט"ש. באיזו מידה החיובים על חשמל יכולים להיות שונים מיום ליום או מדי שעה בהתאם לגורמים כמו ביקוש, השעה ביום וכמות החשמל צריכה. יכול להיות שתצטרכו להעריך עלות ממוצעת.
• costIncreaseFactor: הגורם שבו עלות החשמל עולה מדי שנה. ב-Soar API נעשה שימוש ב- 1.022 (2.2% מדי שנה עלייה) במיקומים בארה"ב. אפשר לשנות את הערך לפי הצורך באזור שלכם.
• dcToAcDerate: היעילות שבה מהפך ממיר את התגובה הישירה החשמל המופק על ידי הלוחות הסולאריים לחשמל שפועל על בסיס AC בשימוש בבית. ב-Soar API נעשה שימוש ב- 85% לארה"ב מיקומים. אפשר לשנות את הערך לפי הצורך באזור שלכם.
• discountRate: השימוש ב-Solar API הוא 1.04 (4% מדי שנה עלייה) במיקומים בארה"ב. אפשר לשנות את הערך לפי הצורך באזור שלכם.
• efficiencyDepreciationFactor: מידת היעילות של האנרגיה הסולארית היא נסגרת מדי שנה. ב-Soar API נעשה שימוש ב- 0.995 (0.5% ירידה שנתית) במיקומים בארה"ב. אפשר לשנות את הערך הזה לפי הצורך אזור.
• תמריצים: צריך לכלול תמריצים כספיים להתקנת לוחות סולאריים שניתנו על ידי ישויות ממשלתיות באזור שלך.
• installationCostModel(): השיטה לחישוב העלות של התקנת אנרגיה סולארית במטבע מקומי עבור installationSize נתון. העלות בדרך כלל מביאים בחשבון את עלויות העבודה והעלויות המקומיות installationSize
• installationLifeSpan: משך החיים הצפוי של התקנת השמש. ב-Solar API נעשה שימוש במשך 20 שנה. אפשר לשנות את הערך הזה לפי הצורך אזור.
• kWhConsumptionModel(): המודל שקובע את כמות האנרגיה צריכה לפי חשבון חודשי. בצורתו הפשוטה ביותר, מחלקים את החשבון בעלות הממוצעת של קוט"ש במיקום של הבית.
• monthlyBill: חשבון החשמל החודשי הממוצע של נושא מסוים בבית.
• monthlyKWhEnergyConsumption: הערכה לסכום הממוצע של החשמל הביתי במקום נתון צורך בחודש, לפי בקוט"ש.

באמצעות הערכים האלה והמידע שסופק על ידי תגובת ה-API, אתם יכולים: לבצע את החישובים הדרושים כדי להמליץ על ה-installationSize הטוב ביותר, מיקומים שלא מכוסים על ידי Solar API.

שלבי החישוב

השלבים הבאים מבוססים על המתודולוגיה של Solar API. ייתכן ש תצטרכו לשנות את המתודולוגיה בהתאם למידע שזמין את המיקום שלך.

1. חשבו את צריכת האנרגיה השנתית של הבית לפי הקלט location:

   1. אפשר להעריך או לבקש את החשבון החודשי של משק הבית.
   2. מחשבים את הערך monthlyKWhEnergyConsumption לפי החיוב החודשי. (אם אתם מכירים את monthlyKWhEnergyConsumption, תוכלו לדלג על השלב הזה). לדוגמה:

   monthlyKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption(monthlyKWhEnergyConsumption)

   1. כדי לחשב את annualKWhEnergyConsumption, מכפילים monthlyKWhEnergyConsumption עד 12:

   annualKWhEnergyConsumption = MonthlyKWhEnergyConsumption x 12

2. לקבל את תגובת ה-API לבית היעד:

   https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
   

   התגובה כוללת אור שמש שאפשר להשתמש בו, שטח גג שאפשר להשתמש בו ועוד הגדרות אפשריות של לוחות סולאריים.

3. לחשב את הערך השנתי של הפקת אנרגיה סולארית מ-AC של כל אחד מהם installationSize שה-API מציע באמצעות הכפלה של הערך yearlyEnergyDcKwh ערך שה-API מספק בכל מופע של SolarPanelConfig dcToAcDerate:

   initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate

4. אופציונלי, אפשר להסיר משיקולים של כל מופע של SolarPanelConfig מייצרים יותר חשמל ממה שצורך בני הבית בשנה (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

5. חישוב משך החיים של הפקת אנרגיה סולארית (LifetimeProductionAcKwh) של כל ערך שהוזן בשדה installationSize:

   1. לכל שנה של משך החיים של התקנת אנרגיה סולארית, מחושבים כמות החשמל שההתקנה תייצר מדי שנה, את efficiencyDepreciationFactor באופן אקספוננציאלי לכל שנה אחרי קודם.
   2. מוסיפים את הסכומים הכוללים לכל השנים.

   בטבלה הבאה מוצגת דוגמה לאופן שבו מחשבים את אנרגיית החיים בהנחה של installationLifeSpan של 20 שנה. כל שורה מייצג שנה של הפקה. אחרי השנה הראשונה, הדחייה מוחלת באופן אקספוננציאלי. לבסוף, הסכום של כל השורות הוא ייצור אנרגיה לכל החיים של המתקן הסולארי.

   שנה	הפקת אנרגיה סולארית שנתית (קוט"ש)
   1	initialAcKwhPerYear
   2	+ initialAcKwhPerYear x רמת היעילות של מדד היעילות
   :	:
   20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19
   סה"כ	LifetimeProductionAcKwh

מכיוון שהיעילות של הלוחות הסולאריים פוחתת בקצב קבוע, סדרה גיאומטרית שבה a = startAcKwhPerYear ו-r = valueDepreciationFactor. אפשר להשתמש בסכום גאומטרי כדי לחשב LifetimeProductionAcKwh:

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

קוד Python הבא מחשב את הסכום הגאומטרי שלמעלה:

def LifetimeProductionAcKwh(
    dcToAcDerate,
    yearlyEnergyDcKwh,
    efficiencyDepreciationFactor,
    installationLifeSpan):
  return (
    dcToAcDerate *
    yearlyEnergyDcKwh *
    (1 - pow(
      efficiencyDepreciationFactor,
      installationLifeSpan)) /
    (1 - efficiencyDepreciationFactor))

1. לכל installationSize שהוחזרו, מחשבים את עלות חיי המשתמש בסך צריכת האנרגיה אם installationSize מותקן:

   1. לכל שנה של משך החיים של התקנת אנרגיה סולארית, מחושבים עלות החשמל הביתי שתצטרכו לרכוש מדי שנה מכסים את צריכת האנרגיה שלא נגרמה על ידי אנרגיה סולארית. שימוש בערכים עבור annualKWhEnergyConsumption ו-initialAcKwhPerYear שחושבו קודם לכן. לכל שנה אחרי השנה הראשונה, צריך להחיל את efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor discountRate לערכים.
   2. מוסיפים את הסכומים הכוללים לכל השנים.

   בטבלה הבאה מוצגת דוגמה לאופן החישוב של עלות חיי המשתמש. החשמל. כל שורה מייצגת את עלות החשמל לשנה בחיים של התקנת אנרגיה סולארית. לאחר השנה הראשונה, גם עלות החשמל גבוהה יותר ותעריף ההנחה באופן אקספוננציאלי. לבסוף, הסכום של כל השורות הוא העלות של משך החיים של החשמלי בהתקנה סולארית.

   שנה	חשבון שנתי על תשתיות בערך המטבע המקומי הנוכחי (USD) (annualUtilityBillEstimate)
   1	annualUtilityBillEstimateYear1 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption – initialAcKwhPerYear)
   2	annualUtilityBillEstimateYear2 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor) x costIncreaseFactor / discountRate
   :	:
   20	annualUtilityBillEstimateYear20 = annualUtilityBillEstimateYear20 (annualUtilityBillEstimateYear20 - annualUtilityBillEstimateYear20 x annualUtilityBillEstimateYear20) x annualUtilityBillEstimateYear20 / annualUtilityBillEstimateYear20
   סה"כ	remainingLifetimeUtilityBill

קוד Python הבא מחזיר מערך של annualUtilityBillEstimate עבור בכל שנה של installationLifeSpan:

def annualUtilityBillEstimate(
    yearlyKWhEnergyConsumption,
    initialAcKwhPerYear,
    efficiencyDepreciationFactor,
    year,
    costIncreaseFactor,
    discountRate):
  return (
    billCostModel(
      yearlyKWhEnergyConsumption -
      annualProduction(
        initialAcKwhPerYear,
        efficiencyDepreciationFactor,
        year)) *
    pow(costIncreaseFactor, year) /
    pow(discountRate, year))

def lifetimeUtilityBill(
    yearlyKWhEnergyConsumption,
    initialAcKwhPerYear,
    efficiencyDepreciationFactor,
    installationLifeSpan,
    costIncreaseFactor,
    discountRate):
  bill = [0] * installationLifeSpan
  for year in range(installationLifeSpan):
    bill[year] = annualUtilityBillEstimate(
      yearlyKWhEnergyConsumption,
      initialAcKwhPerYear,
      efficiencyDepreciationFactor,
      year,
      costIncreaseFactor,
      discountRate)
  return bill

1. חשבו את עלות החשמל לכל משך החיים אם אין התקנה סולארית מותקנת:

   1. לכל שנה של משך החיים של התקנת אנרגיה סולארית, מחושבים עלות החשמל שהמשפחה תצטרך לרכוש מדי שנה, לא מותקנת רשת סולארית. משתמשים בערך monthlyBill. לכל שנה אחרי השנה הראשונה, מפעילים את הפרמטר costIncreaseFactor discountRate ל-MonthlyBill.
   2. מוסיפים את הסכומים הכוללים לכל השנים.

   בטבלה הבאה מוצגת דוגמה לאופן החישוב של עלות חיי המשתמש. החשמל ללא סולארי. כל שורה מייצגת את העלות של החשמל למשך שנה באותו מספר שנים כמו משך החיים של התקנה סולארית. אחרי השנה הראשונה, גם העלות המוגדלת של החשמל ושיעור ההנחה מוחלים באופן אקספוננציאלי. לבסוף, סכום כל השורות הוא עלות החשמל לכל החיים ללא אנרגיה סולארית בתהליך ההתקנה.

   שנה	חשבון שנתי על תשתיות בערך במטבע המקומי הנוכחי
   1	annualBill = MonthlyBill x 12
   2	annualBill = MonthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
   :	:
   20	annualBill = MonthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
   סה"כ	costOfElectricityWithoutSolar

הקוד הבא מבצע את החישוב שלמעלה:

lifetimeBill = (
    monthlyBill * 12 *
    (1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
    (1 - costIncreaseFactor / discountRate))

1. מחשבים את עלות ההתקנה לכל גודל התקנה:

   installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)

2. אפשר להוסיף תמריצים כספיים שזמינים למשתמשים מאותו בית המיקום.

3. מחשבים את העלויות הכוללות שמשויכות לכל גודל התקנה מתקינים אנרגיה סולארית:

   totalCostWithSolar = installationCost + נשארLifetimeUtilityBill - תמריצים

4. לחשב את החיסכון הכולל שמשויך לכל גודל התקנה מתקינים אנרגיה סולארית:

   חיסכון = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

5. כדאי לבחור את גודל ההתקנה שמניב את החיסכון הכי גדול.

מתי החישובים מתבצעים

על סמך המידע שתספקו, המידע שהוחזר על ידי Solar API והחישובים שלמעלה יכולים להמליץ גדלים של התקנות סולאריות שמספקים חיסכון מקסימלי בעלויות למשק בית באזור שלך.

בהמלצות שאתם מספקים למשתמשי הקצה, אפשר לכלול גם את המידע הבא שמוחזר על ידי ה-API בשדה SolarPotential אובייקט של השדה solarPotential:

• כמות אור השמש הניתנות לשימוש שבית מקבל מדי שנה, שהוחזר השדה maxSunshineHoursPerYear של האובייקט SolarPotential.
• בכמה מ"ר של גג אפשר להשתמש להתקנת לוחות סולאריים, מוחזר בשדה wholeRoofStats של האובייקט SolarPotential.
• חשבון החשמל החודשי הממוצע של משק הבית.