Ta strona została przetłumaczona przez Cloud Translation API.

Oblicz koszty i oszczędności energii słonecznej w lokalizacjach poza Stanami Zjednoczonymi

W tej sekcji opisujemy, jak wykonywać obliczenia, które pozwolą Ci określić najlepszą konfigurację energii słonecznej dla gospodarstw domowych znajdujących się poza Stanami Zjednoczonymi. Aby obliczyć rekomendacje, należy modelować koszty instalacji paneli słonecznych i związane z nimi oszczędności, wykorzystując dane z odpowiedzi interfejsu Solar API.

W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API zwraca instancję obiektu FinancialAnalysis dla każdego rozmiaru rachunku za prąd w lokalizacji wejściowej. Na podstawie informacji z tych instancji określasz wysokość rachunku, zużycie energii, a w ostatecznym rozrachunku oszczędności związane z poszczególnymi rozmiarami instalacji fotowoltaicznych.

W przypadku lokalizacji innych niż Stany Zjednoczone odpowiedź interfejsu API nie obejmuje instancji FinancialAnalysis, więc musisz samodzielnie obliczyć koszt i oszczędności dla każdej konfiguracji fotowoltaicznej, zanim polecisz najlepszą z nich. Aby wykonać obliczenia, musisz zebrać dane dotyczące lokalizacji i postępować zgodnie ze wskazówkami w tym dokumencie.

Możesz modelować swoje obliczenia na podstawie obliczeń, z których korzysta Solar API dla lokalizacji w USA. Wyjaśnienie tych obliczeń znajdziesz w artykule Obliczanie oszczędności (USA).

Konfiguracje paneli słonecznych

W przypadku krajów innych niż Stany Zjednoczone informacje o każdej konfiguracji paneli słonecznych potrzebnych do analizy finansowej znajdują się w polu SolarPanelConfig. Liczba zwracanych instancji (SolarPanelConfig) zależy od wielkości dachu lokalizacji wejściowej. Do obliczeń potrzebujesz wartości z tych 2 pól:

panelsCount: liczba paneli używanych w tej konfiguracji.
yearlyEnergyDcKwh – ilość energii słonecznej (w kWh energii elektrycznej prądu stałego), którą ta konfiguracja wytwarza w ciągu roku, biorąc pod uwagę rozmiar panelu określony przez te pola w obiekcie SolarPotential:
- panelHeightMeters: wysokość panelu w metrach.
- panelWidthMeters: szerokość panelu w metrach.
- panelCapacityWatts: moc panelu w watach.

Poniższy przykład pokazuje 1 wystąpienie obiektu SolarPanelConfig w polu solarPanelConfigs w odpowiedzi na żądanie:

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

W przypadku instalacji fotowoltaicznych installationSize odnosi się do mocy obliczeniowej w kW, a nie do liczby powierzchni lub paneli i jest zdefiniowany jako:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Dostosuj szacowaną produkcję energii na podstawie różnych ocen paneli

Aby obliczyć wartość yearlyEnergyDcKwh, interfejs Solar API używa mocy obliczeniowej w polu panelCapacityWatts, która wynosi obecnie 250 W.

Jeśli w obliczeniach musisz użyć innej wartości mocy obliczeniowej panelu, a wymiary paneli są mniej więcej porównywalne z wartościami w polach panelHeightMeters i panelWidthMeters, możesz dostosować te obliczenia, mnożąc wartość zwracaną przez interfejs API w polu yearlyEnergyDcKwh przez stosunek mocy obliczeniowej do wartości w polu panelCapacityWatts.

Jeśli na przykład moc paneli wynosi 400 W, a panelCapacityWatts to 250 W, pomnóż wartość yearlyEnergyDcKwh, którą interfejs API obliczył za pomocą funkcji panelCapacityWatts, przez współczynnik 400/250, czyli przez 1,6. Jeśli moc panelu wynosi 200 W, pomnóż yearlyEnergyDcKwh przez 200/250, czyli 0,8.

Nadmierna produkcja energii

Uwzględnianie nadmiarowej energii, która może być generowana przez instalacje słoneczne, nie jest w zakresie uwzględniana w obliczeniach interfejsu Solar API. Jeśli interfejs Solar API zwraca kilka możliwych instancji SolarPanelConfig w danym gospodarstwie domowym, Solar API nie uwzględnia wyników ani konfiguracji, które generują większą moc niż zakładane średnie zużycie w gospodarstwie domowym w danym regionie FinancialAnalysis.

Być może jednak warto uwzględnić w rekomendacjach instalacje, które generują nadmiar energii elektrycznej. Możesz na przykład skorygować stopniowy spadek wydajności panelu (efficiencyDepreciationFactor), pozwalając na zbyt długi czas produkcji w pierwszej części cyklu życia instalacji. Więcej informacji znajdziesz w artykule Wartości wymagane do analizy finansowej.

Niezależnie od powodów, jeśli uwzględniasz w swoich obliczeniach instalacje słoneczne, które wytwarzają nadmiar energii elektrycznej, pamiętaj, że opisane tu obliczenia nie obejmują tego scenariusza.

Wartości wymagane do analizy finansowej w przypadku lokalizacji poza Stanami Zjednoczonymi

Z każdej instancji SolarPanelConfig w odpowiedzi interfejsu API potrzebujesz 2 wartości do przeprowadzenia analizy finansowej tej instancji:

panelsCount: liczba paneli słonecznych w instalacji. Używając tej wartości, obliczasz installationSize.
yearlyEnergyDcKwh: ilość energii słonecznej przechwyconej przez układ w ciągu roku, wyrażona w kWh energii elektrycznej prądu stałego na podstawie określonej wartości panelsCount. Ta wartość jest używana do obliczania ilości energii słonecznej wykorzystywanej jako energia elektryczna wykorzystywana w gospodarstwie elektrycznym (initialAcKwhPerYear) w każdym gospodarstwie domowym (initialAcKwhPerYear) z uwzględnieniem wszelkich strat energii uzyskanych podczas konwersji prądu stałego na prąd przemienny.installationSize

Dodatkowo musisz dla tych zmiennych zebrać wartości zależne od lokalizacji, których użyjesz w obliczeniach:

billCostModel(): model określania kosztów (w walucie lokalnej) opłacanych przez gospodarstwo domowe za określoną liczbę kWh. Opłaty za media mogą się różnić z dnia na dzień lub o godzinę w zależności od takich czynników jak zapotrzebowanie, pora dnia i ilość energii elektrycznej zużywanej przez gospodarstwo domowe. Może być konieczne oszacowanie średniego kosztu.
costIncreaseFactor: współczynnik, o który zwiększa się roczny koszt energii elektrycznej. W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API wykorzystuje 1.022 (2,2&percnt; wzrost roczny). Dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
dcToAcDerate: wydajność, z jaką falownik przekształca prąd elektryczny wytwarzany przez panele słoneczne w prąd prąd przemienny używany w gospodarstwie domowym. W Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API używa algorytmu 85&percnt. Dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
discountRate: interfejs Solar API używa wartości 1,04 (4&percnt; roczny wzrost) dla lokalizacji w Stanach Zjednoczonych. Dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
efficiencyDepreciationFactor: o ile spada efektywność paneli słonecznych każdego roku. W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API używa wartości 0,995 (0,5&percnt rocznego spadku). Dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
Zachęty: uwzględnij wszelkie zachęty finansowe do instalacji paneli słonecznych od instytucji państwowych w Twojej okolicy.
installationCostModel(): metoda szacowania kosztu instalacji fotowoltaicznej w walucie lokalnej za dany installationSize. Model kosztowy zazwyczaj uwzględnia lokalne koszty pracy i materiałów w przypadku danego rodzaju danych installationSize.
installationLifeSpan: oczekiwany czas eksploatacji instalacji fotowoltaicznej. Solar API używa 20 lat. Dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
kWhConsumptionModel(): model określania ilości energii zużywanej przez gospodarstwo domowe na podstawie miesięcznego rachunku. W najprostszej formie podzielimy rachunek przez średni koszt kWh w lokalizacji gospodarstwa domowego.
monthlyBill: średni miesięczny rachunek za prąd w gospodarstwie domowym danego podmiotu.
monthlyKWhEnergyConsumption: szacunkowa średnia ilość energii elektrycznej zużywanej przez gospodarstwo domowe w danej lokalizacji w ciągu miesiąca, mierzona w KWh.

Korzystając z tych wartości oraz informacji podanych w odpowiedzi interfejsu API, możesz wykonać obliczenia niezbędne do zarekomendowania najlepszych właściwości installationSize w lokalizacjach, których nie obejmuje Solar API.

Kroki obliczeń

Poniższe kroki są oparte na metodologii interfejsu Solar API. Konieczne może być dostosowanie metodologii na podstawie informacji dostępnych dla Twojej lokalizacji.

Oblicz roczne zużycie energii w gospodarstwie domowym w lokalizacji wejściowej:
1. Oszacuj lub poproś o miesięczny rachunek za gospodarstwo domowe.
2. Oblicz wartość monthlyKWhEnergyConsumption na podstawie miesięcznego rachunku. (Jeśli znasz wartość monthlyKWhEnergyConsumption, możesz pominąć ten krok). Przykład:
monthlyKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption(monthlyKWhEnergyConsumption)
1. Oblicz wartość annualKWhEnergyConsumption, mnożąc wartość annualKWhEnergyConsumption przez 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Pobierz odpowiedź interfejsu API dla domu docelowego:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
Odpowiedź obejmuje światło słoneczne, użyteczną przestrzeń dachową i co najmniej 1 możliwą konfigurację paneli słonecznych.
Oblicz roczną produkcję prądu stałego z energii słonecznej dla każdej installationSize, którą proponuje interfejs API, mnożąc wartość yearlyEnergyDcKwh otrzymaną przez interfejs API w każdej instancji SolarPanelConfig przez lokalną wartość dcToAcDerate:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
Opcjonalnie usuń z rozmowy wszystkie instancje SolarPanelConfig, które wytwarzają więcej energii elektrycznej niż gospodarstwo domowe zużywają rocznie (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

Oblicz całkowitą produkcję energii słonecznej (LifetimeProductionAcKwh) każdego zwróconego elementu installationSize:

Dla każdego okresu eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz ilość energii elektrycznej produkowanej przez instalację rocznie, stosując wartość efficiencyDepreciationFactor wykładniczo do każdego roku po pierwszym.
Dodaj sumy za wszystkie lata.

W tabeli poniżej znajdziesz przykład obliczania ilości energii od początku śledzenia przy założeniu, że parametr installationLifeSpan ma wartość 20 lat. Każdy wiersz odpowiada roku produkcji. Po upływie pierwszego roku spadek efektywności jest stosowany wykładniczo. Suma wszystkich wierszy to suma całkowita produkcji energii przez instalację fotowoltaiczną.

Rok	Roczna produkcja energii słonecznej (kWh)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
Łącznie	LifetimeProductionAcKwh

Ponieważ wydajność panelu słonecznego zmniejsza się w stałym tempie, jest to w zasadzie ciąg geometryczny, w którym a = początkowyAcKwhPerYear, a r = wydajnośćDepreciationFactor. Za pomocą sumy geometrycznej możemy obliczyć LifetimeProductionAcKwh:

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

Ten kod w Pythonie oblicza powyższą sumę geometryczną:

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

Dla każdej zwróconej wartości installationSize oblicz całkowity koszt zużycia energii, jeśli jest zainstalowany installationSize:

Dla każdego roku eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz koszt energii elektrycznej, którą gospodarstwo domowe musi co roku kupować, aby pokryć zużycie energii niewykorzystywane przez energię słoneczną. Użyj obliczonych wcześniej wartości annualKWhEnergyConsumption i initialAcKwhPerYear. Za każdy rok po pierwszym roku zastosuj do wartości efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor i discountRate.
Dodaj sumy za wszystkie lata.

W tabeli poniżej znajdziesz przykład obliczania całkowitego kosztu energii elektrycznej. Każdy wiersz przedstawia koszt energii elektrycznej w ciągu roku użytkowania instalacji fotowoltaicznej. Po upływie pierwszego roku zarówno zwiększony koszt energii elektrycznej, jak i stawka rabatowa są stosowane wykładniczo. Suma wszystkich wierszy to całkowity koszt energii elektrycznej wraz z instalacją fotowoltaiczną.

Rok	Roczny rachunek za media w bieżącej wartości w walucie lokalnej (USD) (annualUtilityBillEstimate)
1	annualUtilityBillEstimateYear1 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption – initialAcKwhPerYear)
2	annualUtilityBillEstimateYear2 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption – initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor) x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualUtilityBillEstimateYear20 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption – initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19) x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Łącznie	remainingLifetimeUtilityBill

Ten kod Pythona zwraca tablicę annualUtilityBillEstimate dla każdego roku w 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

Oblicz koszt energii elektrycznej od początku śledzenia, jeśli nie ma instalacji fotowoltaicznej:

Dla każdego roku eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz roczny koszt energii elektrycznej, którą gospodarstwo domowe musi zakupić, jeśli nie jest ona zainstalowana. Użyj wartości monthlyBill. Za każdy rok po pierwszym roku zastosuj wartości costIncreaseFactor i discountRate do monthlyBill.
Dodaj sumy za wszystkie lata.

W tabeli poniżej znajdziesz przykład obliczania całkowitego kosztu energii elektrycznej bez energii słonecznej. Każdy wiersz przedstawia koszt energii elektrycznej w danym roku w obrębie tej samej liczby lat co żywotność instalacji fotowoltaicznej. Po upływie pierwszego roku zarówno zwiększony koszt energii elektrycznej, jak i stawka rabatowa są stosowane wykładniczo. Suma wszystkich wierszy to całkowity koszt energii elektrycznej bez instalacji fotowoltaicznych.

Rok	Roczny rachunek za media w bieżącej walucie lokalnej
1	annualBill = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Łącznie	costOfElectricityWithoutSolar

Następujący kod wykonuje powyższe obliczenia:

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

Oblicz koszt instalacji dla każdego rozmiaru instalacji:

installationCost = localinstallCostModel(installationSize)
Dodaj wszelkie zachęty finansowe dostępne w miejscu zamieszkania.
Oblicz łączne koszty instalacji fotowoltaicznej dla każdego rozmiaru instalacji:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill – zachęty
Dla każdego rozmiaru instalacji oblicz łączne oszczędności związane z instalacją fotowoltaiki:

oszczędności = koszt energii elektrycznejWithoutSolar - totalCostWithSolar
Wybierz rozmiar instalacji, który przyniesie największe oszczędności.

Po zakończeniu obliczeń

Na podstawie podanych przez Ciebie informacji, informacji zwróconych przez Solar API i powyższych obliczeń będziesz w stanie zarekomendować rozmiary instalacji fotowoltaicznych, które zapewnią maksymalny oszczędności w przypadku gospodarstw domowych w Twojej okolicy.

W rekomendacjach przekazywanych użytkownikowi możesz też uwzględnić w obiekcie SolarPotential w polu solarPotential te informacje zwracane przez interfejs API:

Ilość użytego światła słonecznego docierającego do domu w ciągu roku. Wartość ta jest zwracana w polu maxSunshineHoursPerYear obiektu SolarPotential.
Ile stóp kwadratowych dachu może posłużyć do instalacji paneli słonecznych. Wartość ta jest zwracana w polu wholeRoofStats obiektu SolarPotential.
Średni miesięczny rachunek za prąd w gospodarstwie domowym.

Wstecz

Obliczanie kosztów i oszczędności (tylko Stany Zjednoczone)

Dalej

Oblicz koszty i oszczędności w TypeScript