คำนวณค่าใช้จ่ายและการประหยัดค่าใช้จ่ายพลังงานแสงอาทิตย์ (สหรัฐอเมริกาเท่านั้น)

เอกสารนี้อธิบายวิธีที่ Solar API คำนวณค่าต่างๆ ที่ใช้ในการแนะนำการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์และประเมินต้นทุน และการประหยัดต้นทุนสำหรับที่อยู่ในสหรัฐอเมริกา

หากคุณป้อนที่อยู่ของที่พักอาศัยในภูมิภาคที่ครอบคลุมของสหรัฐอเมริกา Solar API จะแสดงค่าประมาณต่อไปนี้

• ปริมาณแสงอาทิตย์ที่บ้านได้รับในแต่ละปี
• หลังคามีพื้นที่เท่าใดสำหรับการติดตั้งโซลาร์เซลล์
• เงินที่ประหยัดได้เป็นดอลลาร์สหรัฐตลอดอายุการใช้งาน 20 ปีของระบบพลังงานแสงอาทิตย์
• ค่าไฟเฉลี่ยต่อเดือนสำหรับบ้านในพื้นที่ของคุณ ซึ่งคุณสามารถ ปรับให้เหมาะกับบ้านของคุณได้
• ขนาดที่แนะนำซึ่งวัดเป็นกิโลวัตต์ (kW) สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์บนบ้าน

แม้ว่า Solar API จะให้ค่าประมาณสำหรับโครงสร้างใดก็ตามที่มีข้อมูล แต่ค่าประมาณที่ให้จะเหมาะกับที่อยู่อาศัยหรือโครงสร้างเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก มากที่สุด Solar API จะแนะนำขนาดการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ที่ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้สูงสุดโดยไม่ผลิตพลังงานใน 1 ปีมากกว่าที่ครัวเรือน จะใช้ได้ Solar API ไม่ได้คำนวณค่าที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานส่วนเกิน

ขนาดการติดตั้งที่แนะนำจะจำกัดไว้ที่การใช้พลังงานต่อปีด้วยเหตุผลหลายประการ แต่เหตุผลหลักคือปัจจุบันครัวเรือนในสหรัฐอเมริกาได้รับประโยชน์ทางการเงินจากการผลิตพลังงานส่วนเกินเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย ในสหรัฐอเมริกาซึ่งมีการวัดผลสุทธิ เครดิตที่ได้รับจากการผลิตพลังงานส่วนเกินมักจะหมดอายุเมื่อเวลาผ่านไป

ค่าที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ทางการเงินสำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา

จากอินสแตนซ์ SolarPanelConfig แต่ละรายการในการตอบกลับ API คุณต้องมีค่า 2 ค่า เพื่อทำการวิเคราะห์ทางการเงินสำหรับอินสแตนซ์นั้น

• panelsCount: จำนวนแผงโซลาร์เซลล์ในการติดตั้ง คุณใช้ ค่านี้ในการคำนวณ installationSize
• yearlyEnergyDcKwh: ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่เลย์เอาต์จับได้ตลอดทั้งปีในหน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมง DC เมื่อกำหนด panelsCount ที่เฉพาะเจาะจง คุณใช้ค่านี้ในการคำนวณการผลิตไฟฟ้ากระแสสลับจากพลังงานแสงอาทิตย์ต่อปี (initialAcKwhPerYear) ของแต่ละ installationSize

นอกจากนี้ คุณยังต้องรวบรวมค่าเฉพาะสถานที่ตั้งสำหรับตัวแปรต่อไปนี้ ซึ่งคุณจะใช้ในการคำนวณ

• billCostModel(): โมเดลสำหรับกำหนดต้นทุนในสกุลเงินท้องถิ่น ที่ครัวเรือนจ่ายสำหรับการใช้ไฟฟ้าจำนวนหนึ่งในหน่วยกิโลวัตต์ชั่วโมง ค่าไฟฟ้าที่ผู้ให้บริการด้านสาธารณูปโภคเรียกเก็บอาจแตกต่างกันไปในแต่ละวันหรือแต่ละชั่วโมง โดยขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น อุปสงค์ ช่วงเวลาของวัน และปริมาณไฟฟ้าที่ครัวเรือนใช้ คุณอาจต้องประมาณค่าใช้จ่ายเฉลี่ย
• costIncreaseFactor: Solar API ใช้ 1.022 (เพิ่มขึ้น 2.2% ต่อปี) สำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
• dcToAcDerate: ประสิทธิภาพที่อินเวอร์เตอร์แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ที่ ใช้ในครัวเรือน Solar API ใช้ 85% สำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
• discountRate: Solar API ใช้ 1.04 (เพิ่มขึ้น 4% ต่อปี ในสหรัฐอเมริกา)
• efficiencyDepreciationFactor: ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์ ลดลงในแต่ละปีมากน้อยเพียงใด Solar API ใช้ 0.995 (ลดลง 0.5% ต่อปี) สำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
• สิ่งจูงใจ: ระบุสิ่งจูงใจที่เป็นตัวเงินสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ ที่หน่วยงานรัฐบาลในพื้นที่ของคุณมอบให้
• installationCostModel(): วิธีการประมาณค่าใช้จ่ายในการ ติดตั้งโซลาร์เซลล์ในสกุลเงินท้องถิ่นสำหรับ installationSize ที่ระบุ โดยปกติแล้ว โมเดลต้นทุน จะพิจารณาต้นทุนค่าแรงและค่าวัสดุในพื้นที่สำหรับinstallationSizeที่กำหนด
• installationLifeSpan: อายุการใช้งานที่คาดการณ์ของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ Solar API ใช้ 20 ปี ปรับค่านี้ตามความจำเป็นสำหรับ พื้นที่ของคุณ
• kWhConsumptionModel(): โมเดลสำหรับพิจารณาปริมาณพลังงานที่ครัวเรือนใช้โดยอิงตามใบเรียกเก็บเงินรายเดือน ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด คุณจะ หารค่าไฟฟ้าด้วยต้นทุนเฉลี่ยของ kWh ในสถานที่ตั้งของครัวเรือน
• monthlyBill: บิลค่าไฟเฉลี่ยต่อเดือนสำหรับครัวเรือนที่เกี่ยวข้อง
• monthlyKWhEnergyConsumption: ค่าประมาณของปริมาณไฟฟ้าเฉลี่ยที่ครัวเรือนในสถานที่ตั้งหนึ่งๆ ใช้ใน 1 เดือน โดยวัดเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง

ค่าเหล่านี้และข้อมูลที่ได้จากการตอบกลับของ API จะช่วยให้คุณ ทำการคำนวณที่จำเป็นเพื่อแนะนำ installationSize ที่ดีที่สุดสำหรับ สถานที่ตั้งที่ Solar API ไม่ครอบคลุม

วิธีการทำงาน

บิลค่าไฟเฉลี่ยต่อเดือนเป็นกุญแจสำคัญในการคำนวณที่เหลือ

ในตอนแรก Solar API จะใช้การคำนวณตามจำนวนเงินในใบเรียกเก็บเงินรายเดือนที่เลือกไว้ล่วงหน้า หากต้องการ คุณสามารถเลือกจำนวนเงินอื่นที่สะท้อนค่าใช้จ่ายเฉลี่ยรายเดือนของคุณได้แม่นยำยิ่งขึ้น

เมื่อทราบจำนวนเงินในใบเรียกเก็บเงินรายเดือนและค่าไฟฟ้าปัจจุบันในสถานที่ที่กำหนด Solar API จะประมาณจำนวนกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) ของไฟฟ้าที่ครัวเรือนใช้ในแต่ละเดือนได้ สำหรับค่าไฟฟ้าปัจจุบันทั่วสหรัฐอเมริกา และเพื่อกำหนดกิโลวัตต์-ชั่วโมงจากค่าไฟฟ้าประจำเดือน Solar API จะอ้างอิงฐานข้อมูลที่Clean Power Research ดูแล

Solar API จะประเมินขนาดการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่เป็นไปได้ 1 ขนาดขึ้นไป และแนะนำขนาดที่ช่วยประหยัดได้มากที่สุด โดยใช้จำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมงที่ครัวเรือนใช้ พื้นที่ที่ใช้ได้ของหลังคาบ้าน และศักยภาพในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ของตำแหน่งบ้าน

ขนาดการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์วัดจากอัตรา kW การจัดประเภท kW จะขึ้นอยู่กับจำนวนแผงโซลาร์เซลล์ในการกำหนดค่าและการจัดประเภทกำลัง ซึ่งวัดเป็นวัตต์ของแผงแต่ละแผง

การจัดประเภท kW ของการติดตั้งไม่เหมือนกับเอาต์พุตพลังงานของการติดตั้ง ซึ่งวัดเป็น kWh และเปลี่ยนแปลงได้ เอาต์พุต kWh ของ การติดตั้งขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น

• ช่วงเวลาของวัน
• สภาพอากาศ
• การวางแนวของแผงให้หันไปทางดวงอาทิตย์
• เงาที่วัตถุใกล้เคียงทอดลงบนแผง
• ศักยภาพในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ระดับภูมิภาค
• อายุของการติดตั้ง

Solar API จะรวมปัจจัยต่างๆ เช่น ศักยภาพด้านพลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาคและอายุ ของการติดตั้งในการประมาณการผลิตพลังงานต่อปีของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์

Solar API ใช้ภาพถ่ายทางอากาศและการสร้างแบบจำลอง 3 มิติขั้นสูงเพื่อกำหนดพื้นที่ที่ใช้ได้ของหลังคาและประเมินขนาดการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่รองรับ

คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับค่าและการคำนวณ

ส่วนต่อไปนี้จะอธิบายวิธีที่ Solar API คำนวณต้นทุน การประหยัด และขนาดของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับโครงสร้างที่กำหนดในสหรัฐอเมริกา

คำอธิบายของการคำนวณจะใช้คำศัพท์เพื่อแสดงค่าในการคำนวณ ดูคำอธิบายของคำศัพท์ได้ที่คำจำกัดความของคำศัพท์ที่ใช้ในการคำนวณ

การใช้พลังงานในครัวเรือนต่อปี

ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Solar API จะกำหนดการใช้ไฟฟ้าต่อเดือนโดยอิงตามจำนวนเงินในใบเรียกเก็บเงินรายเดือนและค่าไฟฟ้าในพื้นที่ที่ครัวเรือนตั้งอยู่ หลังจากพิจารณาการใช้ไฟฟ้าต่อเดือนของครัวเรือนแล้ว เราจะคำนวณการใช้พลังงานต่อปีเป็นกิโลวัตต์ชั่วโมงโดยใช้สูตรต่อไปนี้

annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12

ระบบจะถือว่าการใช้พลังงานของครัวเรือนยังคงเท่าเดิมในแต่ละปีตลอดอายุการใช้งานของแผงโซลาร์เซลล์ Solar API ถือว่าการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์มีอายุการใช้งาน 20 ปี

การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ต่อปี

Solar API จะประมาณการผลิตพลังงานต่อปีของระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์โดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มของแสงอาทิตย์ มุมของแสงอาทิตย์ และจำนวนชั่วโมงที่มีแสงแดดที่ใช้ได้ต่อปีในภูมิภาค

การติดตั้งโซลาร์เซลล์จะผลิตไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งต้องแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) โดยอินเวอร์เตอร์ก่อนจึงจะนำไปใช้ในบ้านได้ ไฟฟ้าบางส่วนจะสูญเสียไปในกระบวนการแปลง และ ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์จะเป็นตัวกำหนดปริมาณไฟฟ้าที่สูญเสียไป

ประสิทธิภาพของกระบวนการ Conversion เรียกว่าอัตรา DC เป็น AC Solar API จะคูณเอาต์พุตประจำปีของระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยการลดค่า DC เป็น AC ที่ 0.85 เพื่อคำนึงถึงการสูญเสีย ผลลัพธ์คือ การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับรายปี ดังที่แสดงในสูตรต่อไปนี้

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85

ปริมาณพลังงานที่ระบบผลิตได้จะลดลงประมาณ 0.5% ในแต่ละปีตลอดอายุการใช้งานของระบบ เพื่ออธิบายถึงเรื่องนี้ หลังจากปีแรก แล้ว Solar API จะคูณเอาต์พุต AC รายปีของการติดตั้งด้วย 99.5% หรือ 0.995 ในแต่ละปีตลอดอายุการใช้งานโดยประมาณ 20 ปีของการติดตั้ง ซึ่ง แสดงในตารางต่อไปนี้

เนื่องจากประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ลดลงในอัตราคงที่ จึงถือได้ว่าเป็น อนุกรมเรขาคณิตที่ a = initialAcKwhPerYear และ r = efficiencyDepreciationFactor เราใช้ผลรวมทางเรขาคณิตเพื่อคำนวณ LifetimeProductionAcKwhได้ดังนี้

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

ค่าไฟฟ้าเมื่อใช้พลังงานแสงอาทิตย์

หากขนาดของการติดตั้งถูกจำกัดด้วยขนาดหลังคาหรือปัจจัยอื่นๆ การติดตั้งโซลาร์เซลล์อาจผลิตไฟฟ้าได้น้อยกว่าที่ครัวเรือนใช้ ในกรณีเหล่านี้ ครัวเรือนอาจต้องจ่ายค่าไฟฟ้าจำนวนหนึ่งให้แก่สาธารณูปโภคในแต่ละปี ดังที่แสดงในสูตรต่อไปนี้

annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired

Solar API จะใช้รูปแบบต้นทุนค่าไฟฟ้ากับปริมาณไฟฟ้าโดยประมาณเป็นกิโลวัตต์ชั่วโมงที่ครัวเรือนจะต้องใช้จากสาธารณูปโภคตลอดอายุการใช้งานของระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อคำนวณต้นทุนนี้ สูตรต่อไปนี้แสดงการคำนวณนี้

annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)

เราใช้ costIncreaseFactor ที่ 2.2% หรือ 0.22 ต่อปีสำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกาเพื่อพิจารณาการเพิ่มขึ้นของค่าไฟฟ้าในแต่ละปี

costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022

เนื่องจากภาวะเงินเฟ้อ เราจึงต้องลดมูลค่าของสกุลเงินใน การประมาณค่าใช้จ่ายในอนาคต เราจึงใช้อัตราส่วนลด 4% กับโมเดลสำหรับ สถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา

discountRate = 1 + 4% = 1.04

ตารางต่อไปนี้แสดงวิธีคำนวณค่าไฟฟ้าในแต่ละปีตลอดอายุการใช้งานของระบบโซลาร์เซลล์ remainingLifetimeUtilityBill คือผลรวมของค่าสาธารณูปโภคตลอดอายุการใช้งาน 20 ปีของการติดตั้งโซลาร์เซลล์

ค่าไฟฟ้าที่ไม่ได้มาจากพลังงานแสงอาทิตย์

หากต้องการคำนวณว่าครัวเรือนจะประหยัดเงินได้เท่าใดหากติดตั้งโซลาร์เซลล์ เราก็ต้องคำนวณด้วยว่าครัวเรือนจะจ่ายเงินเท่าใดหากไม่ติดตั้ง

เราต้องคำนึงถึงค่าไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและอัตราเงินเฟ้ออีกครั้งโดยการใช้costIncreaseFactor ที่ 1.022 และdiscountRate ที่ 1.04 ในการคำนวณ เช่นเดียวกับตอนที่เราคำนวณค่าไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์

ตารางต่อไปนี้แสดงวิธีคำนวณค่าไฟฟ้าแต่ละปีที่ไม่มีพลังงานแสงอาทิตย์ ตลอดอายุการใช้งานของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ costOfElectricityWithoutSolar คือผลรวมของค่าสาธารณูปโภคในช่วงระยะเวลา 20 ปีเดียวกันกับที่เราใช้สำหรับค่าไฟฟ้าเมื่อมีโซลาร์เซลล์

ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งโซลาร์เซลล์

Solar API จะรวมค่าใช้จ่ายในการติดตั้งการกำหนดค่าพลังงานแสงอาทิตย์ที่แนะนำไว้ในการประมาณการที่ API ให้ Solar API ใช้โมเดลต้นทุนการติดตั้งในพื้นที่และขนาดของการติดตั้งเพื่อประมาณต้นทุนการติดตั้ง

installationCost = InstallationCostModel (installationSize)

สิ่งจูงใจ

หน่วยงานรัฐอาจให้สิ่งจูงใจในการติดตั้งโซลาร์เซลล์ โดยมักอยู่ในรูปแบบเครดิตภาษี API พลังงานแสงอาทิตย์จะหักสิ่งจูงใจที่ครัวเรือนมีสิทธิ์ได้รับในปัจจุบันออกจากค่าประมาณของต้นทุนทั้งหมด โดยอิงตามตำแหน่งของครัวเรือน

ต้นทุนรวมเมื่อติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์

Solar API จะคำนวณต้นทุนรวม 20 ปีของการกำหนดค่าพลังงานแสงอาทิตย์ โดยใช้สูตรต่อไปนี้

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives

ยอดรวมที่ประหยัดได้

Solar API จะคำนวณเงินที่ครัวเรือนประหยัดได้โดยใช้ สูตรต่อไปนี้

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

Solar API จะทำการคำนวณข้างต้นสำหรับขนาดการติดตั้งที่เป็นไปได้แต่ละขนาด จากนั้นจะแนะนำขนาดการติดตั้งที่ช่วยให้ครัวเรือนประหยัดได้สูงสุด ระบบจะแสดงจำนวนเงินที่ประหยัดได้โดยประมาณพร้อมกับคำแนะนำ