Google używa technologii AI do tłumaczenia treści na Twój preferowany język. Tłumaczenia wygenerowane przez AI mogą zawierać błędy.

Oblicz koszty i oszczędności energii słonecznej w lokalizacjach poza Stanami Zjednoczonymi

Deweloperzy z Europejskiego Obszaru Gospodarczego (EOG)

W tej sekcji opisaliśmy, jak wykonać obliczenia, które pozwolą określić najlepszą konfigurację instalacji słonecznej dla gospodarstw domowych poza Stanami Zjednoczonymi. Aby obliczyć rekomendacje, musisz zamodelować koszty instalacji paneli słonecznych i oszczędności, jakie zapewniają, korzystając z danych 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 podanej lokalizacji. Informacje w tych instancjach służą do określania rachunku, zużycia energii i ostatecznie oszczędności związanych z każdym rozmiarem instalacji słonecznej.

W przypadku lokalizacji poza Stanami Zjednoczonymi odpowiedź interfejsu API nie zawiera instancji FinancialAnalysis, więc musisz samodzielnie obliczyć koszty i oszczędności dla każdej konfiguracji paneli słonecznych, zanim będziesz w stanie polecić najlepszą z nich. Aby przeprowadzić obliczenia, musisz zebrać dane dotyczące lokalizacji i postępować zgodnie ze wskazówkami zawartymi w tym dokumencie.

Możesz wzorować swoje obliczenia na obliczeniach, których Solar API używa w przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych. Wyjaśnienie tych obliczeń znajdziesz w artykule Obliczanie oszczędności (Stany Zjednoczone).

Konfiguracje paneli słonecznych

W przypadku lokalizacji poza Stanami Zjednoczonymi informacje o każdej konfiguracji paneli słonecznych, które są potrzebne do analizy finansowej, są podane w polu SolarPanelConfig. Liczba zwracanych instancji SolarPanelConfig zależy od rozmiaru dachu w lokalizacji wejściowej. Do obliczeń potrzebne są wartości z tych 2 pól:

panelsCount: liczba paneli użytych w tej konfiguracji.
yearlyEnergyDcKwh: ilość energii słonecznej (w kWh prądu stałego), którą ta konfiguracja wytwarza w ciągu roku, przy rozmiarze panelu określonym przez te pola w obiekcie SolarPotential:
- panelHeightMeters: wysokość panelu w metrach.
- panelWidthMeters: szerokość panelu w metrach.
- panelCapacityWatts: moc znamionowa panelu w watach.

Poniższy przykład pokazuje jedno 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 wyjściowej w kW, a nie do powierzchni lub liczby paneli, i jest definiowana jako:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Dostosowywanie szacunków produkcji energii do różnych ocen paneli

Aby obliczyć wartość yearlyEnergyDcKwh, interfejs Solar API używa mocy znamionowej w polu panelCapacityWatts, która obecnie wynosi 400 W.

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

Jeśli na przykład moc znamionowa paneli wynosi 500 W, a wartość panelCapacityWatts to 400 W, pomnóż wartość yearlyEnergyDcKwh, którą interfejs API obliczył przy użyciu panelCapacityWatts, przez współczynnik 500/400, czyli 1,25. Jeśli moc znamionowa panelu wynosi 200 W, pomnóż yearlyEnergyDcKwh przez 200/400, czyli przez 0,5.

Nadwyżka energii

Uwzględnianie nadwyżki energii, która może zostać wyprodukowana przez instalację fotowoltaiczną, wykracza poza zakres obliczeń Solar API. Jeśli interfejs Solar API zwraca wiele możliwych instancji SolarPanelConfig dla danego gospodarstwa domowego, nie uwzględnia wyników ani konfiguracji, które generują więcej energii niż wynosi zakładane średnie zużycie energii przez gospodarstwo domowe w USA w FinancialAnalysis.

Możesz jednak mieć powody, aby uwzględniać w rekomendacjach instalacje, które produkują nadmiar energii elektrycznej. Możesz na przykład zrównoważyć stopniowy spadek wydajności paneli (efficiencyDepreciationFactor), dopuszczając nadmierną produkcję w pierwszej części okresu eksploatacji instalacji. Więcej informacji znajdziesz w artykule Wartości wymagane do analizy finansowej.

Niezależnie od powodów, jeśli uwzględnisz w obliczeniach instalacje słoneczne, które wytwarzają nadmiar energii elektrycznej, pamiętaj, że opisane tutaj 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, aby przeprowadzić analizę finansową dla tej instancji:

panelsCount: liczba paneli słonecznych w instalacji. Używasz tej wartości do obliczenia installationSize.
yearlyEnergyDcKwh: ilość energii słonecznej, jaką układ przechwytuje w ciągu roku, wyrażona w kWh prądu stałego, przy określonym panelsCount. Używasz tej wartości do obliczenia energii słonecznej, którą można wykorzystać jako prąd przemienny w gospodarstwie domowym (initialAcKwhPerYear) w każdym installationSize, biorąc pod uwagę straty energii podczas konwersji z prądu stałego na przemienny.

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

billCostModel(): model do określania kosztu w walucie lokalnej, jaki ponosi gospodarstwo domowe za zużycie określonej liczby kWh. Wysokość opłat za energię elektryczną może się zmieniać z dnia na dzień lub z godziny na 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 rocznie wzrasta koszt energii elektrycznej. W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych Solar API używa wartości 1,022 (roczny wzrost o 2,2%). Dostosuj tę wartość do potrzeb swojego obszaru.
dcToAcDerate: wydajność, z jaką falownik przekształca prąd stały wytwarzany przez panele słoneczne na prąd zmienny używany w gospodarstwie domowym. Interfejs Solar API używa wartości 85% dla lokalizacji w Stanach Zjednoczonych. Dostosuj tę wartość do potrzeb swojego obszaru.
discountRate: interfejs Solar API używa wartości 1,04 (4% rocznego wzrostu) w przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych. Dostosuj tę wartość do potrzeb swojego obszaru.
efficiencyDepreciationFactor: o ile procent spada wydajność paneli słonecznych każdego roku. W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych Solar API używa wartości 0,995 (roczny spadek o 0,5%). Dostosuj tę wartość do potrzeb swojego regionu.
incentives: uwzględnij wszelkie zachęty finansowe do instalowania paneli słonecznych oferowane przez instytucje państwowe w Twojej okolicy.
installationCostModel(): metoda szacowania kosztów instalacji fotowoltaicznej w walucie lokalnej dla danego parametru installationSize. Model kosztów zwykle uwzględnia lokalne koszty pracy i materiałów w danym kraju (installationSize).
installationLifeSpan: oczekiwany okres eksploatacji instalacji fotowoltaicznej. Solar API używa 20 lat. Dostosuj tę wartość do potrzeb swojego obszaru.
kWhConsumptionModel(): model do określania, ile energii zużywa gospodarstwo domowe na podstawie miesięcznego rachunku. W najprostszej postaci rachunek dzieli się przez średni koszt kWh w lokalizacji gospodarstwa domowego.
monthlyBill: średni miesięczny rachunek za prąd dla danego gospodarstwa domowego.
monthlyKWhEnergyConsumption: szacunkowa średnia ilość energii elektrycznej zużywanej przez gospodarstwo domowe w danej lokalizacji w ciągu miesiąca, mierzona w kWh.

Dzięki tym wartościom i informacjom podanym w odpowiedzi interfejsu API możesz wykonać obliczenia niezbędne do zarekomendowania najlepszego rozwiązania installationSize w przypadku lokalizacji nieobjętych interfejsem Solar API.

Kroki obliczeń

Poniższe kroki są oparte na metodologii Solar API. W zależności od informacji dostępnych w Twojej lokalizacji może być konieczne dostosowanie metodologii.

Oblicz roczne zużycie energii w gospodarstwie domowym w podanej lokalizacji:
1. oszacować lub poprosić o miesięczny rachunek za dom;
2. Oblicz monthlyKWhEnergyConsumption na podstawie miesięcznego rachunku. (Jeśli znasz wartość monthlyKWhEnergyConsumption, możesz pominąć ten krok). Przykład:
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. Oblicz annualKWhEnergyConsumption, mnożąc monthlyKWhEnergyConsumption przez 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Uzyskaj odpowiedź interfejsu API dla docelowego gospodarstwa domowego:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
Odpowiedź zawiera informacje o użytecznym nasłonecznieniu, użytecznej powierzchni dachu i co najmniej 1 możliwej konfiguracji paneli słonecznych.
Oblicz roczną produkcję energii słonecznej AC dla każdego elementu installationSize proponowanego przez interfejs API, mnożąc wartość yearlyEnergyDcKwh podaną przez interfejs API w każdej instancji SolarPanelConfig przez lokalną wartość dcToAcDerate:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
Opcjonalnie możesz usunąć z rozważań wszystkie instancje SolarPanelConfig, które wytwarzają więcej energii elektrycznej, niż domownicy zużywają rocznie (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

Oblicz produkcję energii słonecznej w całym okresie eksploatacji (LifetimeProductionAcKwh) dla każdego zwróconego parametru installationSize:

Dla każdego roku okresu eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz ilość energii elektrycznej, którą instalacja będzie produkować rocznie, stosując wykładniczo parametr efficiencyDepreciationFactor do każdego roku po pierwszym.
Dodaj sumy ze wszystkich lat.

Tabela poniżej pokazuje przykładowe obliczenia energii wyprodukowanej w ciągu całego okresu eksploatacji przy założeniu, że installationLifeSpan wynosi 20 lat. Każdy wiersz reprezentuje rok produkcji. Po pierwszym roku spadek wydajności jest stosowany wykładniczo. Suma wszystkich wierszy to ilość energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną w całym okresie jej eksploatacji.

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

Ponieważ wydajność panelu słonecznego spada w stałym tempie, jest to zasadniczo ciąg geometryczny, w którym a = initialAcKwhPerYear, a r = efficiencyDepreciationFactor. Możemy użyć sumy geometrycznej, aby obliczyć LifetimeProductionAcKwh:

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

Poniższy kod w Pythonie oblicza powyższą sumę geometryczną:

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

Dla każdego zwróconego urządzenia installationSize oblicz koszt zużycia energii w całym okresie eksploatacji, jeśli urządzenie installationSize jest zainstalowane:

Dla każdego roku okresu eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz koszt energii elektrycznej, którą gospodarstwo domowe będzie musiało kupować rocznie, aby pokryć zużycie energii, którego nie pokrywa energia słoneczna. Użyj obliczonych wcześniej wartości annualKWhEnergyConsumption i initialAcKwhPerYear. W każdym kolejnym roku po pierwszym roku zastosuj do wartości współczynniki efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor i discountRate.
Dodaj sumy ze wszystkich lat.

W tabeli poniżej znajdziesz przykład obliczania kosztu energii elektrycznej w okresie eksploatacji. Każdy wiersz reprezentuje koszt energii elektrycznej w ciągu roku w okresie użytkowania instalacji fotowoltaicznej. Po pierwszym roku zarówno zwiększony koszt energii elektrycznej, jak i stopa dyskontowa są stosowane wykładniczo. Suma wszystkich wierszy to łączny koszt energii elektrycznej w przypadku korzystania z instalacji fotowoltaicznej.

Rok	Roczny rachunek za media w obecnej 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 w Pythonie zwraca tablicę annualUtilityBillEstimate dla każdego roku 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

Obliczanie łącznego kosztu energii elektrycznej, jeśli instalacja fotowoltaiczna nie zostanie zainstalowana:

Dla każdego roku okresu eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz koszt energii elektrycznej, którą gospodarstwo domowe będzie musiało kupować rocznie, jeśli nie zainstaluje fotowoltaiki. Użyj wartości monthlyBill. W każdym roku po pierwszym roku zastosuj wartości costIncreaseFactor i discountRate do monthlyBill.
Dodaj sumy ze wszystkich lat.

W tabeli poniżej pokazujemy przykładowy sposób obliczania kosztu energii elektrycznej bez fotowoltaiki w całym okresie eksploatacji. Każdy wiersz przedstawia koszt energii elektrycznej w ciągu roku przez taką samą liczbę lat, jak okres użytkowania instalacji fotowoltaicznej. Po pierwszym roku zarówno zwiększony koszt energii elektrycznej, jak i stopa dyskontowa są stosowane wykładniczo. Na koniec suma wszystkich wierszy to koszt energii elektrycznej w ciągu całego okresu użytkowania bez instalacji fotowoltaicznej.

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

Poniższy kod wykonuje powyższe obliczenia:

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

Oblicz koszt instalacji dla każdego rozmiaru instalacji:

installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)
Dodaj wszystkie zachęty pieniężne dostępne w lokalizacji domu.
Dla każdego rozmiaru instalacji oblicz całkowite koszty związane z instalacją paneli słonecznych:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Dla każdego rozmiaru instalacji oblicz łączne oszczędności związane z instalacją paneli fotowoltaicznych:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Wybierz rozmiar instalacji, który zapewnia największe oszczędności.

Po zakończeniu obliczeń

Na podstawie podanych przez Ciebie informacji, danych zwróconych przez Solar API i powyższych obliczeń możesz rekomendować wielkości instalacji fotowoltaicznych, które zapewnią maksymalne oszczędności gospodarstwom domowym w Twojej okolicy.

W rekomendacjach, które przekazujesz użytkownikowi, możesz też uwzględnić te informacje zwracane przez interfejs API w obiekcie SolarPotential pola solarPotential:

Ilość użytecznego światła słonecznego, które dociera do domu w ciągu roku. Jest ona zwracana w polu maxSunshineHoursPerYear obiektu SolarPotential.
Ile stóp kwadratowych dachu można wykorzystać na instalację solarną. Ta wartość 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