En este documento, se explica cómo la API de Solar calcula los distintos valores que usa para recomendar la instalación de paneles solares y estimar los costos y ahorro de costos para direcciones en EE.UU.
Si ingresas la dirección de una residencia en una región cubierta de EE.UU., el La API de Solar te muestra las siguientes estimaciones:
- Cuánta luz solar recibe la casa al año
- Cuánto espacio tiene el techo para una instalación solar
- Cuánto ahorro, en dólares estadounidenses, puede esperar la casa a lo largo de 20 años de un sistema solar
- La factura promedio mensual de electricidad de las casas de tu área, que puedes consultar se ajusta a tu casa
- Un tamaño recomendado, medido en kilovatios (kW), para un sistema solar en la casa
Si bien la API de Solar proporciona estimaciones para cualquier estructura que tenga datos, las estimaciones que proporciona son las más adecuadas para residencias o con estructuras comerciales. La API de Solar recomienda tamaños de instalación de paneles solares que maximizan el ahorro sin producir más energía en un año que una familia que puede consumir. La API de Solar no calcula valores relacionados con el exceso la producción de energía.
Los tamaños de instalación recomendados se limitan al consumo anual de energía para por varias razones, pero principalmente porque los hogares de EE.UU. actualmente reciben poco o ningún beneficio financiero por el exceso de producción de energía. En ubicaciones de EE.UU. que tengan medición neta, créditos por la producción de energía en exceso, por lo general, vencen con el tiempo.
Valores obligatorios para el análisis financiero de ubicaciones en EE.UU.
Para cada instancia de SolarPanelConfig en la respuesta de la API, necesitas dos valores
para realizar el análisis financiero de esa instancia:
panelsCount: Es la cantidad de paneles solares en una instalación. Usas este valor en tu cálculo deinstallationSize.yearlyEnergyDcKwh: Cuánta energía solar captura un diseño sobre el durante un año, en kWh de CC, según unpanelsCountespecífico. Usas esta valor en el cálculo de la producción anual de energía solar de CA (initialAcKwhPerYear) de cadainstallationSize.
Además, debes recopilar valores específicos de la ubicación para los siguientes elementos: variables que usarás en los cálculos:
- billCostModel(): Tu modelo para determinar el costo, en formato local. moneda pagada por una familia por utilizar una determinada cantidad de kWh Cuánto los cargos de electricidad por electricidad pueden variar de un día a otro o de una hora a otra. en función de factores como la demanda, la hora del día y cuánta electricidad que consume en el hogar. Es posible que debas estimar un costo promedio.
- costIncreaseFactor: La API de Solar usa la versión 1.022 (2.2% aumento anual) para ubicaciones de EE.UU.
- dcToAcDerate: La eficiencia con la que un inversor convierte la CC producida por los paneles solares a la electricidad de CA que se usa en un hogar. La API de Solar usa un 85% para EE.UU. ubicaciones.
- discountRate: La API de Solar usa 1.04 (4% anual de aumento) para ubicaciones en EE.UU.
- efficiencyDepreciationFactor: Indica el grado de eficiencia de la energía solar. de paneles de control disminuye cada año. La API de Solar usa 0.995 (0.5% disminución anual) para ubicaciones de EE.UU.
- incentivos: incluyen cualquier incentivo monetario para la instalación de paneles solares. proporcionadas por entidades gubernamentales de tu zona.
- installationCostModel(): Es el método para estimar el costo de
instalando energía solar en moneda local por un
installationSizedeterminado. El costo daría cuenta de los costos de mano de obra y materiales locales para uninstallationSize - installationLifeSpan: Es la vida útil esperada de la instalación solar. La API de Solar usa 20 años. Ajusta este valor según sea necesario para tu en una sola área de almacenamiento en etapa intermedia.
- kWhConsumptionModel(): Es el modelo para determinar la cantidad de energía que que consume la familia en función de una factura mensual. En su forma más sencilla, usarías dividir la factura por el costo promedio de un kWh en la ubicación de la casa.
- monthlyBill: La factura de electricidad mensual promedio de un sujeto grupo familiar.
- monthlyKWhEnergyConsumption: una estimación de la cantidad promedio de de electricidad que consume el grupo familiar en un lugar determinado por mes, según la medición en kWh.
Con estos valores y la información proporcionada por la respuesta de la API, puedes
realizar los cálculos necesarios para recomendar el mejor installationSize para
ubicaciones no cubiertas por la API de Solar.
Cómo funciona
La factura de electricidad mensual promedio es la clave para el resto de los cálculos.
La API de Solar inicialmente basa sus cálculos en un presupuesto mensual preseleccionado importe de la factura. Si es necesario, puedes seleccionar una cantidad diferente que te resulte más precisa refleja tu propia factura mensual promedio.
Conocer el importe de una factura mensual y el costo actual de la electricidad en una ubicación determinada, la API de Solar puede estimar el número de kilovatios-hora (kWh) de electricidad que consume una familia por mes. Por el costo actual de electricidad en EE.UU. y para determinar los kWh de una factura mensual, el La API de Solar hace referencia a bases de datos mantenidas por Clean Power Investigación.
Usando la cantidad de kWh que consume una casa, el área utilizable del techo de una casa y el potencial solar de la ubicación de la casa, la API de Solar evalúa uno o más tamaños posibles de instalaciones solares y recomienda genera el mayor ahorro.
El tamaño de una instalación de paneles solares se mide por su potencia de kW. La palabra clave depende de la cantidad de paneles solares en la configuración medida en vatios, de cada panel.
La calificación en kW de una instalación no es la misma que la producción de energía de una que se mide en kWh y es variable. La salida en kWh de un la instalación depende de factores como los siguientes:
- La hora del día
- El clima
- La orientación del panel hacia el sol
- Cualquier sombra proyectada en los paneles por objetos cercanos
- El potencial solar regional
- La antigüedad de la instalación
La API de Solar incluye factores como el potencial solar regional y la antigüedad de la instalación en su estimación de la producción energética anual de una fuente de energía solar instalación.
Determinar el área utilizable de un techo y estimar el tamaño de la instalación solar que admite, la API de Solar utiliza imágenes aéreas y 3D avanzado modelado.
Explicación detallada de los valores y cálculos
En las siguientes secciones, se explica cómo la API de Solar calcula los costos, de ahorros y el tamaño de las instalaciones solares en una estructura determinada en EE.UU.
Las explicaciones de los cálculos usan términos para representar valores en el realizar cálculos. Para ver una explicación de los términos, consulte la Definición de los términos utilizados en nuestros cálculos.
Consumo de energía anual de los hogares
Como mencionamos antes, la API de Solar determina el consumo mensual de electricidad en función del importe de la factura mensual y el costo de la electricidad, cuando grupo familiar. Luego de determinar el consumo mensual de electricidad de un grupo familiar, calculamos el consumo anual de energía en kWh mediante la siguiente fórmula:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Se supone que el consumo de energía de una familia se mantendrá igual año tras año la vida útil de una instalación solar. La API de Solar asume la vida de un instalación de paneles solares en 20 años.
Producción anual de energía solar
La API de Solar estima la producción energética anual de una energía solar de la instalación considerando factores como la intensidad de la luz solar, el ángulo la luz solar y la cantidad de horas de luz solar utilizable que una región recibe anualmente.
Las instalaciones de energía solar producen electricidad de corriente continua (CC), convertido en electricidad de corriente alterna (CA) por un inversor antes de usarla en tu casa. Se pierde algo de electricidad durante el proceso de conversión. la eficiencia del inversor determina cuánto se pierde.
La eficiencia del proceso de conversión se conoce como DC a AC. degradación. Para dar cuenta de la pérdida, la API de Solar multiplica la de la instalación solar por una disminución de CC a CA de 0.85. El resultado es el producción anual de electricidad de CA, como se muestra en la siguiente fórmula:
initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85
La cantidad de energía que produce una instalación disminuye en aproximadamente un 0.5% que las año durante el ciclo de vida de la instalación. Para tener en cuenta esto, después de la primera año, la API de Solar multiplica la salida anual de CA de una instalación por 99.5% o 0.995, durante el ciclo de vida estimado de 20 años de la instalación por año. Esta se ilustra en la siguiente tabla.
| Año | Producción anual de energía solar (kWh) |
|---|---|
| 1 | initialAcKwhPerYear |
| 2 | initialAcKwhPerYear × 0.995 |
| : | : |
| 20 | initialAcKwhPerYear × 0.99519 |
Debido a que la eficiencia del panel
solar disminuye a un ritmo constante,
una serie geométrica en la que a = InitialAcKwhPerYear y r =
eficienciaDepreciationFactor. Podemos usar una suma geométrica para calcular la
LifetimeProductionAcKwh
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
El costo de la electricidad con energía solar
Si el tamaño de una instalación está limitado por el tamaño del techo u otros factores, el una instalación solar podría producir menos electricidad de la que consume una casa. En en estos casos, es probable que la familia tenga que pagar a una compañía eléctrica por de electricidad por año, como se muestra en la siguiente fórmula:
annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired
Para compensar este costo, la API de Solar aplica un modelo de costo de facturación al cantidad estimada de electricidad, en kWh, que el hogar necesitará de una compañía eléctrica durante el ciclo de vida de la instalación solar. La siguiente fórmula ilustra esta cálculo:
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
Para compensar el aumento anual en el costo de la electricidad, aplicamos una costIncreaseFactor de 2.2%, o 0.22, por año para ubicaciones en EE.UU.:
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
Debido a la inflación, tenemos que descontar el valor del valor de la moneda en nuestras estimaciones de costos futuros. Para dar cuenta de esto, aplicamos un descuento tasa a nuestro modelo para Ubicaciones en EE.UU.:
discountRate = 1 + 4% = 1.04
La siguiente tabla muestra cómo se calcula la factura de electricidad de cada año en el período la vida útil de una instalación de energía solar. La remainingLifetimeUtilityBill es la suma. el total de las facturas de electricidad por cada uno de los 20 años de la instalación de paneles solares a lo largo de su vida útil.
| Año | Factura anual de electricidad en el valor de la moneda local actual (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 |
| Total | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimateYear1 + annualUtilityBillEstimateYear2 + .... + annualUtilityBillEstimateYear20 |
El costo de la electricidad sin energía solar
Para calcular cuánto puede ahorrar una familia si instala la energía solar, también tenemos para calcular cuánto podría pagar el grupo familiar si no lo hace.
Nuevamente, tenemos que considerar el aumento del costo de la electricidad y la inflación en aplicando el costIncreaseFactor de 1.022 y el discountRate de 1.04 al valor como lo hicimos cuando calculábamos el costo de la electricidad con energía solar.
En la siguiente tabla, se muestra cómo se calcula la factura de cada año de electricidad sin energía solar calculadas para el ciclo de vida de una instalación solar. El costOfElectricityWithoutSolar es la suma total de las facturas de electricidad durante durante el mismo período de 20 años que usamos para el costo de la electricidad con energía solar.
| Año | Factura anual de servicios públicos (USD) |
|---|---|
| 1 | monthlyBill x 12 |
| 2 | monthlyBill x 12 x 1.022 / 1.04 |
| : | : |
| 20 | monthlyBill x 12 x 1.02219 / 1.0419 |
| Total | Suma de todas las facturas anuales, que también se puede expresar como costOfElectricityWithoutSolar = 204.35 x monthlyBill |
El costo de la instalación de paneles solares
La API de Solar incluye el costo de instalar la fuente de energía solar recomendada configuración en las estimaciones que proporciona. Para estimar el costo de un la API de Solar usa un modelo de costos de instalación localizado y el tamaño de la instalación.
installationCost = InstallationCostModel (installationSize)
Incentivos
Las entidades gubernamentales pueden ofrecer incentivos para la instalación de paneles solares. El los incentivos suelen ser créditos fiscales. Según la duración del local, la API de Solar resta cualquier incentivo que esté actualmente disponibles para el grupo familiar a partir de la estimación de costos totales.
El costo total de la instalación de paneles solares
La API de Solar calcula el costo total por 20 años de una configuración solar mediante la siguiente fórmula:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
El ahorro total
La API de Solar calcula los ahorros domésticos con la siguiente fórmula:
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
La API de Solar realiza los cálculos anteriores para cada una tamaño de la instalación y, luego, se recomienda el tamaño de instalación que proporciona la máximos ahorros para el hogar. El importe del ahorro estimado es que se muestra con la recomendación.