Чтобы переводить контент на ваш предпочитаемый язык, Google использует технологии на основе искусственного интеллекта. Переводы от ИИ могут содержать ошибки.

Как рассчитать расходы на солнечные панели и экономию от них за пределами США

Разработчики из Европейской экономической зоны (ЕЭЗ)

В этом разделе описывается, как выполнить расчеты, которые позволят вам определить наилучшую конфигурацию солнечной батареи для домохозяйств за пределами США. Чтобы рассчитать рекомендации, вам нужно смоделировать затраты на установку солнечных панелей и экономию, которую они обеспечивают, используя данные из ответа Solar API.

Для адресов в США Solar API возвращает экземпляр объекта FinancialAnalysis для каждого размера счета за электричество по указанному адресу. Вы используете информацию в этих экземплярах, чтобы определить счет, потребление энергии и, в конечном счете, экономию, связанную с каждым размером солнечной установки.

Для местоположений за пределами США ответ API не включает экземпляры FinancialAnalysis, поэтому вам нужно самостоятельно рассчитать стоимость и экономию для каждой конфигурации солнечных батарей, прежде чем рекомендовать лучшую. Чтобы выполнить расчеты, вам нужно собрать данные по конкретному местоположению и следовать инструкциям в этом документе.

Вы можете смоделировать свои расчеты на основе расчетов, которые Solar API использует для местоположений в США. Подробнее о том, как рассчитывается экономия (США)…

Конфигурации солнечных панелей

Для местоположений за пределами США информация о каждой конфигурации солнечных панелей, необходимая для финансового анализа, предоставляется в поле SolarPanelConfig. Количество возвращаемых экземпляров SolarPanelConfig зависит от размера крыши здания по указанному адресу. Для расчетов вам понадобятся значения из следующих двух полей:

panelsCount – количество панелей, используемых в этой конфигурации.
yearlyEnergyDcKwh – количество солнечной энергии в кВт⋅ч постоянного тока, которое эта конфигурация производит в течение года, с учетом размера панели, определенного следующими полями в объекте SolarPotential:
- panelHeightMeters – высота панели в метрах.
- panelWidthMeters – ширина панели в метрах.
- panelCapacityWatts – номинальная мощность панели в ваттах.

В примере ниже показан один экземпляр объекта SolarPanelConfig в поле solarPanelConfigs в ответе на запрос.

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

Для солнечных установок installationSize относится к выходной мощности в кВт, а не к площади или количеству панелей, и определяется следующим образом:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Как скорректировать расчеты выработки энергии для панелей с разными характеристиками

Чтобы рассчитать значение yearlyEnergyDcKwh, Solar API использует номинальную мощность в поле panelCapacityWatts, которая в настоящее время составляет 400 Вт.

Если вам нужно использовать в расчетах другую номинальную мощность панели, а размеры панелей примерно сопоставимы со значениями в полях panelHeightMeters и panelWidthMeters, вы можете скорректировать расчеты, умножив значение, возвращаемое API в поле yearlyEnergyDcKwh, на отношение вашей номинальной мощности к значению в поле panelCapacityWatts.

Например, если номинальная мощность ваших панелей составляет 500 Вт, а значение panelCapacityWatts равно 400 Вт, умножьте значение yearlyEnergyDcKwh, которое API рассчитал с помощью panelCapacityWatts, на коэффициент 500/400, или 1,25. Если мощность панели составляет 200 Вт, умножьте yearlyEnergyDcKwh на 200/400, или 0,5.

Избыточное производство энергии

Учет избыточной энергии, которая может быть произведена солнечной установкой, выходит за рамки расчетов Solar API. Если Solar API возвращает несколько возможных экземпляров SolarPanelConfig для определенного домохозяйства, то результаты или конфигурации, которые производят больше энергии, чем предполагаемое среднее потребление домохозяйства в США, не учитываются в FinancialAnalysis.

Однако у вас могут быть причины включить в рекомендации установки, которые производят избыточную электроэнергию. Например, вы можете компенсировать постепенное снижение эффективности панелей (efficiencyDepreciationFactor), разрешив избыточное производство в первой части срока службы установки. Подробнее о значениях, необходимых для финансового анализа…

Если вы все же решите включить в расчеты солнечные батареи, которые производят избыточную электроэнергию, помните, что описанные здесь расчеты не охватывают этот сценарий.

Обязательные значения для финансового анализа за пределами США

Из каждого экземпляра SolarPanelConfig в ответе API вам нужно получить два значения, чтобы выполнить финансовый анализ для этого экземпляра:

panelsCount: количество солнечных панелей в установке. Это значение используется при расчете installationSize.
yearlyEnergyDcKwh. Количество солнечной энергии, которое улавливает макет в течение года, в кВт⋅ч постоянного тока, при заданном значении panelsCount. Это значение используется для расчета солнечной энергии, которую можно использовать в качестве переменного тока в домохозяйстве (initialAcKwhPerYear) для каждого installationSize, с учетом любых потерь энергии при преобразовании постоянного тока в переменный.

Кроме того, вам нужно собрать значения следующих переменных, которые вы будете использовать в расчетах:

billCostModel(). Модель для определения стоимости в местной валюте, которую платит домохозяйство за использование определенного количества кВт⋅ч. Тарифы на электроэнергию могут меняться в зависимости от времени суток, спроса и объема потребления. Возможно, вам потребуется рассчитать среднюю стоимость.
costIncreaseFactor: коэффициент, на который ежегодно увеличивается стоимость электроэнергии. В Solar API для США используется значение 1,022 (ежегодный рост на 2,2 %). При необходимости скорректируйте это значение для своего региона.
dcToAcDerate: эффективность, с которой инвертор преобразует постоянный ток, вырабатываемый солнечными панелями, в переменный ток, используемый в доме. В Solar API для США используется значение 85 %. При необходимости скорректируйте это значение для своего региона.
discountRate. Solar API использует значение 1,04 (ежегодный рост на 4&percnt;) для местоположений в США. При необходимости измените это значение.
efficiencyDepreciationFactor: насколько снижается эффективность солнечных панелей каждый год. В Solar API для США используется значение 0,995 (ежегодное снижение на 0,5 %). При необходимости скорректируйте это значение для своего региона.
incentives: укажите любые денежные поощрения за установку солнечных панелей, предоставляемые государственными учреждениями в вашем регионе.
installationCostModel(). Метод оценки стоимости установки солнечных батарей в местной валюте для заданного значения installationSize. Модель затрат обычно учитывает местные затраты на рабочую силу и материалы для данного installationSize.
installationLifeSpan: ожидаемый срок службы солнечной установки. В Solar API используется 20 лет. Измените это значение в соответствии с вашим регионом.
kWhConsumptionModel(): модель для определения количества энергии, потребляемой домохозяйством, на основе ежемесячного счета. В самом простом случае вы делите счет на среднюю стоимость кВт⋅ч в месте проживания семьи.
monthlyBill: средний ежемесячный счет за электричество для домохозяйства.
monthlyKWhEnergyConsumption – приблизительное среднее количество электроэнергии, которое домохозяйство в определенном местоположении потребляет за месяц, в кВт·ч.

Используя эти значения и информацию, полученную в ответе API, вы можете выполнить расчеты, необходимые для того, чтобы рекомендовать оптимальную installationSize для мест, не охваченных Solar API.

Этапы расчета

Ниже описаны шаги, которые выполняются в рамках методологии Solar API. Возможно, вам придется скорректировать свою методологию на основе информации, доступной для вашего местоположения.

Рассчитайте годовое потребление энергии домохозяйством в указанном местоположении.
1. Рассчитать или запросить ежемесячный счет за коммунальные услуги.
2. Рассчитайте monthlyKWhEnergyConsumption на основе ежемесячного счета. Если вы знаете значение monthlyKWhEnergyConsumption, то можете пропустить этот шаг. Пример:
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. Рассчитайте annualKWhEnergyConsumption, умножив monthlyKWhEnergyConsumption на 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Получите ответ API для целевой семьи:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
В ответе указывается количество солнечного света, доступная площадь крыши и одна или несколько возможных конфигураций солнечных панелей.
Рассчитайте годовую выработку солнечной энергии переменного тока для каждого installationSize, предложенного API. Для этого умножьте значение yearlyEnergyDcKwh, предоставленное API в каждом экземпляре SolarPanelConfig, на местный dcToAcDerate:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
При необходимости исключите из рассмотрения все экземпляры SolarPanelConfig, которые производят больше электроэнергии, чем домохозяйство потребляет за год (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

Рассчитайте объем солнечной энергии, производимой за весь срок службы (LifetimeProductionAcKwh), для каждого возвращенного значения installationSize:

Для каждого года срока службы солнечной установки рассчитайте количество электроэнергии, которое она будет производить ежегодно, применяя efficiencyDepreciationFactor экспоненциально к каждому году после первого.
Сложите итоговые суммы за все годы.

В таблице ниже показано, как рассчитать выработку энергии за весь срок службы, если installationLifeSpan составляет 20 лет. Каждая строка представляет год производства. После первого года снижение эффективности применяется по экспоненте. Сумма всех строк – это количество энергии, которое солнечная установка может выработать за весь срок службы.

Год	Годовое производство солнечной энергии (кВт⋅ч)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
Всего	LifetimeProductionAcKwh

Поскольку эффективность солнечной панели снижается с постоянной скоростью, это по сути геометрическая прогрессия, где a – initialAcKwhPerYear, а r – efficiencyDepreciationFactor. Для расчета LifetimeProductionAcKwh можно использовать геометрическую сумму:

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

Следующий код Python вычисляет геометрическую сумму, указанную выше:

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

Для каждого возвращенного installationSize рассчитайте стоимость потребления энергии за весь срок службы, если installationSize установлен:

Для каждого года срока службы солнечной установки рассчитайте стоимость электроэнергии, которую домохозяйству потребуется покупать ежегодно, чтобы покрыть потребление энергии, не обеспечиваемое солнечной энергией. Используйте значения annualKWhEnergyConsumption и initialAcKwhPerYear, которые вы рассчитали ранее. Для каждого последующего года примените к значениям efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor и discountRate.
Сложите итоговые суммы за все годы.

В таблице ниже показано, как рассчитать стоимость электроэнергии за весь срок службы. Каждая строка представляет стоимость электроэнергии за год в течение срока службы солнечной установки. После первого года и повышенная стоимость электроэнергии, и ставка дисконтирования применяются экспоненциально. Сумма всех строк – это стоимость электроэнергии за весь срок службы солнечной установки.

Год	Годовой счет за коммунальные услуги в текущей местной валюте (доллары США) (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
Всего	remainingLifetimeUtilityBill

Следующий код Python возвращает массив annualUtilityBillEstimate для каждого года 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

Рассчитайте стоимость электроэнергии за весь срок службы, если солнечные панели не установлены:

Для каждого года срока службы солнечной установки рассчитайте стоимость электроэнергии, которую домохозяйству придется покупать ежегодно, если солнечная установка не будет установлена. Используйте значение monthlyBill. Для каждого года после первого примените значения costIncreaseFactor и discountRate к monthlyBill.
Сложите итоговые суммы за все годы.

В таблице ниже показано, как рассчитать стоимость электроэнергии за весь срок службы без солнечных батарей. Каждая строка представляет собой стоимость электроэнергии за год в течение того же количества лет, что и срок службы солнечной установки. После первого года и повышенная стоимость электроэнергии, и ставка дисконтирования применяются экспоненциально. Сумма всех строк – это стоимость электроэнергии за весь срок службы без солнечных панелей.

Год	Годовой счет за коммунальные услуги в местной валюте
1	annualBill = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
Всего	costOfElectricityWithoutSolar

Приведенный ниже код выполняет описанные выше вычисления.

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

Рассчитайте стоимость установки для каждого размера установки:

installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)
Сложите все денежные поощрения, доступные для домохозяйства.
Для каждого размера установки рассчитайте общую стоимость, связанную с установкой солнечных батарей:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Для каждого размера установки рассчитайте общую экономию, связанную с установкой солнечных батарей:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Выберите размер установки, который обеспечивает наибольшую экономию.

Когда расчеты будут завершены

Используя предоставленную вами информацию, данные, возвращаемые Solar API, и приведенные выше расчеты, вы сможете рекомендовать размеры солнечных установок, которые обеспечат максимальную экономию средств для домохозяйств в вашем регионе.

В рекомендации, которые вы предоставляете конечному пользователю, вы также можете включить следующую информацию, возвращаемую API в объекте SolarPotential поля solarPotential:

Сколько полезного солнечного света получает дом за год. Это значение возвращается в поле maxSunshineHoursPerYear объекта SolarPotential.
Площадь крыши в квадратных футах, которую можно использовать для установки солнечных панелей. Возвращается в поле wholeRoofStats объекта SolarPotential.
Средний ежемесячный счет за электричество для домохозяйства.

Рассчитайте расходы и экономию (только для США)

Как рассчитать затраты и экономию в TypeScript