חישוב עלויות וחיסכון של אנרגיה סולארית (ארה"ב בלבד)

במסמך הזה מוסבר איך המערכת מחשבת את הערכים השונים על ידי Solar API שבו היא משתמשת כדי להמליץ על התקנת לוחות סולאריים ולהעריך את העלויות וחיסכון בעלויות עבור כתובות בארה"ב.

אם תזינו כתובת מגורים באזור שמכוסה בארה"ב, Solar API מציג את האומדנים הבאים:

• כמה אור שמש הבית מקבל בשנה
• כמה מקום יש על הגג להתקנה סולארית
• כמה חיסכון, בדולר ארה"ב, צפוי בבית במהלך 20 השנה של מערכת השמש
• חשבון החשמל החודשי הממוצע עבור הבתים באזור שלך, שאותו אפשר התאמה לפי העיצוב בבית
• גודל מומלץ, שנמדד בקילוואט (kW), למערכת סולארית בית

למרות ש-Solar API מספק אומדנים לכל מבנה שיש לו והאומדנים שהוא מספק מתאימים במיוחד למגורים מבנים מסחריים. מומלץ להשתמש ב-Solar API לגדלים של התקנות סולאריות שממקסם את החיסכון מבלי לייצר יותר אנרגיה בשנה מאשר משק בית שאפשר לצרוך. ה-Soar API לא מחשב ערכים שקשורים לעודפים ייצור אנרגיה.

גודלי ההתקנה המומלצים מוגבלים לצריכת אנרגיה שנתית למשך מכמה סיבות, אבל בעיקר מפני ש כרגע משקי בית בארה"ב מקבלים מעט מאוד אין תועלת כספית מהפקת אנרגיה עודפת. במיקומים בארה"ב שיש להם net Metering, זיכויים בדרך כלל התוקף של אנרגיה עודפת יפוג עם הזמן.

הערכים הנדרשים לניתוח פיננסי עבור מיקומים בארה"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 של אור שמש קולטת בפריסה במהלך השנה, בקוט"ש DC, לפי ערך ספציפי של panelsCount. אתה משתמש ב הערך בחישוב של הפקת האנרגיה הסולארית השנתית באמצעות מיזוג אוויר (initialAcKwhPerYear) בכל installationSize.

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: Solar API משתמש ב- 1.022 (2.2% עלייה שנתית) במיקומים בארה"ב.
• 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.
• discountRate: השימוש ב-Solar API הוא 1.04 (4% מדי שנה עלייה) במיקומים בארה"ב.
• 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.
• 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.

איך זה עובד

חשבון החשמל החודשי הממוצע הוא המפתח לשאר החישובים.

ה-Soar API מבסס בהתחלה את החישובים שלו על מודל חודשי שנבחר מראש בסכום של חשבון הבנק. במקרה הצורך, אפשר לבחור סכום אחר כך שיהיה מדויק יותר משקף את החיוב החודשי הממוצע שלך.

לדעת את סכום החשבון החודשי ועלות החשמל הנוכחית בהינתן המיקום, Solar API יכול להעריך את מספר הקילוואט שעות (קוט"ש) של חשמל שמשתמשים מאותו בית צורכים מדי חודש. בעלות הנוכחית של החשמל בארה"ב, וכדי לקבוע קוט"ש בחשבון חודשי, Solar API מפנה למסדי נתונים שמנוהלים על ידי Clean Power מחקר.

לפי מספר הקוט"ש שצרכת משק בית, האזור השימושי בגג של הבית ואת הפוטנציאל הסולארי במיקום של הבית, באמצעות Solar API אחד או יותר מהגדלים האפשריים של התקנת אנרגיה סולארית, לפי המלצה לגודל הוא חיסכון מקסימלי.

הגודל של התקנת לוח סולארי נמדד לפי הדירוג שלו בקילוואט. קילוואט הדירוג תלוי במספר הלוחות הסולאריים בהגדרה ובחשמל הנמדד בוואט של כל לוח.

דירוג הקילוואט של התקנה אינו זהה לפלט האנרגיה של להתקנה, שנמדדת בקילוואט לשעה והיא משתנה. את פלט הקוט"ש תלויה בגורמים כגון אלה:

• השעה ביום
• מזג האוויר
• כיוון החלונית לשמש
• צלליות שהוטלו על החלוניות על ידי עצמים בקרבת מקום
• הפוטנציאל הסולארי האזורי
• גיל ההתקנה

Solar API כולל גורמים כמו פוטנציאל סולארי אזורי והגיל של ההתקנה בהערכה שלו לגבי הפקת האנרגיה השנתית של אנרגיה סולארית בתהליך ההתקנה.

כדי לקבוע את השטח השימושי של גג ולהעריך את גודל הלוחות הסולאריים שהוא יכול לתמוך בו, ה-Solar API משתמש בצילומי אוויר ובתלת-ממד מתקדם מודלים גדולים של שפה.

הסבר מפורט על הערכים והחישובים

בקטעים הבאים מוסבר איך ה-Soar API מחשב את העלויות: והגדלים של התקנות סולאריות למבנה מסוים בארה"ב.

בהסברים של החישובים נעשה שימוש במונחים כדי לייצג ערכים וחישובים. להסבר על המונחים, ניתן לעיין בהגדרות של המונחים שמופיעים בהם בחישובים שלנו.

צריכת אנרגיה שנתית לבית

כפי שצוין קודם, Solar API קובע את הצריכה החודשית של החשמל מבוסס על סכום החשבון החודשי ועלות החשמל, נמצא הבית. לאחר קביעת צריכת החשמל החודשית של משק בית, אנחנו מחשבים את צריכת האנרגיה השנתית בקילוואט לשעה באמצעות את הנוסחה הבאה:

annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12

ההנחה היא שצריכת האנרגיה של משק בית תישאר ללא שינוי בהשוואה לשנה הקודמת את החיים של מתקן סולארי. ה- Solar API מניח את חייו של לשנה של 20 שנה.

הפקת אנרגיה סולארית שנתית

Solar API מעריך את ייצור האנרגיה השנתי של אנרגיה סולארית לאחר התחשבות בגורמים כמו עוצמת אור השמש, זווית את אור השמש ואת מספר השעות של אור שמש שניתן להשתמש בו מדי שנה.

מערכות סולאריות מפיקות חשמל באמצעות זרם ישיר (DC), שצריך הומר לחשמל עם מהפך מתח חילופין (AC) באמצעות מהפך. להשתמש בו בבית. חלק מהחשמל אובד במהלך תהליך ההמרה, היעילות של המהפך קובעת כמה תאבד.

היעילות של תהליך ההמרה נקראת DC to AC להוריד בדרגה. כדי לפצות על האובדן, Solar API מכפיל את הפלט של התקנת אנרגיה סולארית על ידי זרם ישר לזרם חילופין של 0.85. התוצאה היא ייצור שנתי של חשמל AC, כפי שמוצג בנוסחה הבאה:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85

כמות האנרגיה שהתקנה מייצרת פוחתת ב-0.5% שכל בכל שנה במשך חיי ההתקנה. כדי להתחשב בנתון הזה, אחרי לשנה, ה-Soar API מכפיל את תפוקת ה-AC השנתית של ההתקנה ב- 99.5% או 0.995, בכל שנה במהלך 20 השנים הבאות של ההתקנה. הזה אפשר לראות את הדוגמה בטבלה הבאה.

שנה	הפקת אנרגיה סולארית שנתית (קוט"ש)
1	initialAcKwhPerYear
2	initialAcKwhPerYear x 0.995
:	:
20	initialAcKwhPerYear x 0.99519

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))

עלות החשמל באמצעות אנרגיה סולארית

אם גודל ההתקנה מוגבל על ידי גודל הגג או גורמים אחרים, התקנה סולארית עשויה להפיק פחות חשמל מאשר משק בית שצורך. לחשבון במקרים כאלה, בני הבית יצטרכו לשלם על תשתיות החשמל בכל שנה, כפי שמוצג בנוסחה הבאה:

annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired

כדי להביא בחשבון את העלות הזו, Solar API מחיל מודל של עלות חיוב על כמות החשמל המשוערת, בקילוואט לשעה, שדרושה למשק הבית כל חיי ההתקנה הסולארית. הנוסחה הבאה ממחישה את זה חישוב:

annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)

כדי להביא בחשבון את העלייה השנתית בעלות החשמל, אנחנו מיישמים costIncreaseFactor של 2.2% או 0.22 לשנה במיקומים בארה"ב:

costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022

עקב אינפלציה, צריך להפחית את הערך של ערך המטבע אומדנים של עלויות עתידיות. לכן, אנחנו מחילים על הנחה דירוג למודל שלנו מיקומים בארה"ב:

discountRate = 1 + 4% = 1.04

הטבלה הבאה מציגה איך מחושב חשבון התשתיות של כל שנה חיים של מתקן סולארי. הערך remainingLifetimeUtilityBill הוא הסכום סך חשבונות התשתיות לכל אחת מ-20 השנים של יום ההתקנה כל משך החיים שלו.

שנה	חשבון שנתי על תשתיות בערך המטבע המקומי הנוכחי (USD) (annualUtilityBillEstimate)
1	billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) = annualUtilityBillEstimateYear1
2	billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0.995) x 1.022 / 1.04 = annualUtilityBillEstimateYear2
:	:
20	billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption – initialAcKwhPerYear x 0.99519) x 1.02219 / 1.0419 = annualUtilityBillEstimateYear2
סה"כ	remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimateYear1 + annualUtilityBillEstimateYear2 + .... + annualUtilityBillEstimateYear20

עלות החשמל ללא אנרגיה סולארית

כדי לחשב כמה משק בית יכול לחסוך אם מתקינים אנרגיה סולארית, יש לנו גם כדי לחשב כמה בני הבית עשויים לשלם אם הם לא משלמים.

שוב צריך להביא בחשבון את עלות החשמל והאינפלציה ההולכת וגדלה להחיל את costIncreaseFactor של 1.022 ואת discountRate של 1.04 על החישובים, כפי שעשינו כשחשבנו את עלות החשמל באמצעות אנרגיה סולארית.

בטבלה הבאה מוצג איך חשבון התשתיות של כל שנה ללא אנרגיה סולארית המחושב לאורך החיים של התקנה סולארית. costOfElectricityWithoutSolar הוא הסכום הכולל של חשבונות התשתיות במשך אותה תקופה של 20 שנים שבה השתמשנו בעלות החשמל עם אנרגיה סולארית.

שנה	חשבון שנתי על תשתיות (דולר ארה"ב)
1	monthlyBill x 12
2	monthlyBill x 12 x 1.022 / 1.04
:	:
20	monthlyBill x 12 x 1.02219 / 1.0419
סה"כ	סכום כל החשבונות השנתיים, שניתן לבטא גם כ- costOfElectricityWithoutSolar = 204.35 x חיוב חודשי

העלות של התקנת אנרגיה סולארית

ה-API סולרי כולל את עלות ההתקנה של מערכות סולאריות מומלצות בהערכות שהוא מספק. כדי להעריך את העלות של ההתקנה הראשונית של Solar API משתמש במודל עלות התקנה מותאם לשוק המקומי גודל ההתקנה.

installationCost = InstallationCostModel (installationSize)

תמריצים

ישויות ממשלתיות עשויות לספק תמריצים להתקנת לוחות סולאריים. לעיתים קרובות, תמריצים הם זיכוי מס. מבוסס על המיקום, ה-Soar API מחסיר את התמריצים הקיימים כרגע זמין למשק הבית מתוך ההערכה של סך העלויות.

העלות הכוללת של התקנה סולארית

ה-API סולרי מחשב את העלות הכוללת ל-20 שנה של תצורה סולארית באמצעות הנוסחה הבאה:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives

החיסכון הכולל

ה-Soar API מחשב את החיסכון למשק הבית באמצעות הפונקציה את הנוסחה הבאה:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

ה-Soar API מבצע את החישובים שלמעלה עבור כל אפשרות אפשרית גודל ההתקנה ולאחר מכן המלצה על גודל ההתקנה שמספק החיסכון המקסימלי למשק הבית. סכום החיסכון המשוער הוא שחוזרת עם ההמלצה.