Bu belgede, Solar API'nin güneş paneli kurulumlarını önermek ve ABD adresleri için maliyetleri ve maliyet tasarruflarını tahmin etmek amacıyla kullandığı çeşitli değerleri nasıl hesapladığı açıklanmaktadır.
ABD'nin kapsanan bir bölgesindeki bir konutun adresini girerseniz Solar API size aşağıdaki tahminleri gösterir:
- Evin yılda ne kadar güneş ışığı aldığı
- Çatının güneş paneli kurulumu için ne kadar alanı olduğu
- Güneş sisteminin 20 yıllık ömrü boyunca evin ne kadar tasarruf sağlayabileceği (ABD doları cinsinden)
- Bölgenizdeki evler için ortalama aylık elektrik faturası (evinize göre ayarlayabilirsiniz)
- Evde güneş enerjisi sistemi için önerilen boyut (kilovat [kW] cinsinden)
Solar API, verileri olan tüm yapılar için tahminler sağlasa da sağladığı tahminler en çok konutlar veya küçük ticari yapılar için uygundur. Solar API, bir yılda bir hane tarafından tüketilebilenden daha fazla enerji üretmeden tasarrufu en üst düzeye çıkaran güneş enerjisi kurulum boyutlarını önerir. Solar API, fazla enerji üretimiyle ilgili değerleri hesaplamaz.
Önerilen kurulum boyutları, çeşitli nedenlerle yıllık enerji tüketimiyle sınırlıdır. Bunun başlıca nedeni, ABD'deki hanelerin şu anda fazladan enerji üretiminden çok az veya hiç finansal kazanç elde etmemesidir. ABD'de net sayıma sahip konumlarda, fazla enerji üretiminden kazanılan kredilerin süresi genellikle zaman içinde dolar.
ABD konumları için finansal analiz için gerekli değerler
API yanıtındaki her SolarPanelConfig örneği için, ilgili örneğin finansal analizini gerçekleştirmek üzere iki değere ihtiyacınız vardır:
panelsCount: Bir kurulumdaki güneş paneli sayısı.installationSizedeğerini hesaplarken bu değeri kullanırsınız.yearlyEnergyDcKwh: Belirli birpanelsCountiçin bir düzenin bir yıl boyunca DC kWh cinsinden yakaladığı güneş ışığı enerjisi miktarı. Bu değeri, herinstallationSizeiçin yıllık güneş enerjisi AC üretimini (initialAcKwhPerYear) hesaplarken kullanırsınız.
Ayrıca, hesaplamalarda kullanacağınız aşağıdaki değişkenler için konuma özgü değerleri toplamanız gerekir:
- billCostModel(): Belirli sayıda kWh kullanmak için bir hanenin ödediği maliyeti yerel para biriminde belirleme modeliniz. Bir altyapı hizmetinin elektrik için aldığı ücret, talep, günün saati ve hane halkının ne kadar elektrik tükettiği gibi faktörlere bağlı olarak günden güne veya saatten saate değişiklik gösterebilir. Ortalama bir maliyet tahmin etmeniz gerekebilir.
- costIncreaseFactor: Solar API, ABD konumları için 1,022 (yıllık %2,2 artış) değerini kullanır.
- dcToAcDerate: İnverter'in, güneş panelleri tarafından üretilen DC elektriği bir evde kullanılan AC elektriğe dönüştürme verimliliği. Solar API, ABD konumları için %85'i kullanır.
- discountRate: Solar API, ABD konumları için 1,04 (yıllık %4 artış) kullanır.
- efficiencyDepreciationFactor: Güneş panellerinin verimliliğinin her yıl ne kadar azaldığı. Solar API, ABD konumları için 0,995 (yıllık %0,5 azalma) kullanır.
- teşvikler: Bölgenizdeki resmi kurumlar tarafından güneş paneli kurulumu için verilen parasal teşvikleri ekleyin.
- installationCostModel(): Belirli bir
installationSizeiçin güneş enerjisi kurulum maliyetini yerel para biriminde tahmin etme yönteminiz. Maliyet modeli genellikle belirli birinstallationSizeiçin yerel işçilik ve malzeme maliyetlerini hesaba katar. - installationLifeSpan: Güneş enerjisi sisteminin beklenen kullanım ömrü. Solar API 20 yıl kullanır. Bu değeri bölgenize göre gerektiği gibi ayarlayın.
- kWhConsumptionModel(): Bir hanedeki aylık faturaya göre ne kadar enerji tüketileceğini belirlemek için kullandığınız model. En basit haliyle, faturayı hane konumundaki bir kWh'nin ortalama maliyetine bölerseniz.
- monthlyBill: Bir konut hanesinin ortalama aylık elektrik faturası.
- monthlyKWhEnergyConsumption: Belirli bir konumdaki hane halkının bir ay içinde tükettiği ortalama elektrik miktarının KWh cinsinden tahmini.
Bu değerler ve API yanıtı tarafından sağlanan bilgilerle, Solar API'nin kapsamına girmeyen konumlar için en iyi installationSize'yi önermek üzere gerekli hesaplamaları yapabilirsiniz.
İşleyiş şekli
Ortalama aylık elektrik faturası, hesaplamaların geri kalanı için temeldir.
Solar API, hesaplamalarını başlangıçta önceden seçilmiş bir aylık fatura tutarına göre yapar. Gerekirse, kendi ortalama aylık faturanızı daha doğru yansıtan farklı bir tutar seçebilirsiniz.
Solar API, aylık faturanın tutarını ve belirli bir konumdaki elektrik maliyetini bilerek bir hane halkının her ay tükettiği kilovat saat (kWh) elektrik miktarını tahmin edebilir. Solar API, ABD'deki mevcut elektrik maliyeti için ve aylık faturadaki kWh'leri belirlemek amacıyla Clean Power Research tarafından yönetilen veritabanlarını referans olarak kullanır.
Solar API, bir hanenin tükettiği kWh sayısını, evin çatısının kullanılabilir alanını ve evin konumunun güneş enerjisi potansiyelini kullanarak bir veya daha fazla olası güneş enerjisi kurulum boyutunu değerlendirir ve en fazla tasarruf sağlayan boyutu önerir.
Güneş paneli kurulumunun boyutu, kW değerine göre ölçülür. kW değeri, yapılandırmadaki güneş paneli sayısına ve her panelin watt cinsinden ölçülen güç derecesine bağlıdır.
Bir kurulumun kW değeri, kWh cinsinden ölçülen ve değişken olan kurulumun enerji çıkışıyla aynı değildir. Bir kurulumun kWh çıkışı aşağıdaki gibi faktörlere bağlıdır:
- Günün saati
- Hava durumu
- Panelin güneşe göre yönü
- Panellere yakındaki nesnelerden düşen gölgeler
- Bölgesel güneş enerjisi potansiyeli
- Kurulumun yaşı
Solar API, bir güneş enerjisi tesisatının yıllık enerji üretimiyle ilgili tahmininde bölgesel güneş enerjisi potansiyeli ve tesisatın yaşı gibi faktörleri dikkate alır.
Solar API, bir çatının kullanılabilir alanını belirlemek ve destekleyebileceği güneş enerjisi sistemi boyutunu tahmin etmek için havadan çekilen görüntüler ve gelişmiş 3D modelleme kullanır.
Değerlerin ve hesaplamaların ayrıntılı açıklaması
Aşağıdaki bölümlerde, Solar API'nin ABD'deki belirli bir yapının güneş paneli kurulum maliyetlerini, tasarruflarını ve boyutlarını nasıl hesapladığı açıklanmaktadır.
Hesaplamaların açıklamalarında, hesaplamalardaki değerleri temsil etmek için terimler kullanılır. Terimlerin açıklaması için Hesaplamalarımızda kullanılan terimlerin tanımı başlıklı makaleyi inceleyin.
Hanelerin yıllık enerji tüketimi
Daha önce de belirtildiği gibi Solar API, aylık fatura tutarına ve hanelerin bulunduğu yerdeki elektrik maliyetine göre aylık elektrik tüketimini belirler. Bir hanenin aylık elektrik tüketimini belirledikten sonra, yıllık enerji tüketimini KWh cinsinden hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanırız:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Bir hanedeki enerji tüketiminin, güneş enerjisi sisteminin kullanım ömrü boyunca her yıl aynı kalması varsayılır. Solar API, güneş enerjisi sistemi kurulumunun kullanım süresini 20 yıl olarak varsayar.
Yıllık güneş enerjisi üretimi
Solar API, güneş ışığının yoğunluğu, güneş ışığının açısı ve bir bölgenin yılda aldığı kullanılabilir güneş ışığı saati sayısı gibi faktörleri dikkate alarak bir güneş enerjisi tesisatının yıllık enerji üretimini tahmin eder.
Güneş panelleri doğru akım (DC) elektrik üretir. Bu elektriği evinizde kullanabilmeniz için bir invertör tarafından alternatif akıma (AC) dönüştürülmesi gerekir. Dönüşüm işlemi sırasında bir miktar elektrik kaybedilir. Kaybedilen miktar, invertörün verimliliğine bağlıdır.
Dönüşüm sürecinin verimliliği DC'den AC'ye oran olarak adlandırılır. Solar API, kaybı hesaba katmak için güneş enerjisi tesisatının yıllık çıkışını 0,85'lik bir DC'den AC'ye düşürme faktörüyle çarpar. Sonuç, aşağıdaki formülde gösterildiği gibi yıllık AC elektrik üretimidir:
initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85
Bir kurulumun ürettiği enerji miktarı, kurulumun ömrü boyunca her yıl yaklaşık %0,5 oranında azalır. Bu durumu hesaba katmak için Solar API, ilk yıldan sonra bir tesisatın yıllık AC çıkışını, tesisatın tahmini 20 yıllık ömrü boyunca her yıl 99,5% veya 0, 995 ile çarpar. Bu durum aşağıdaki tabloda gösterilmektedir.
| Yıl | Yıllık güneş enerjisi üretimi (kWh) |
|---|---|
| 1 | initialAcKwhPerYear |
| 2 | initialAcKwhPerYear x 0,995 |
| : | : |
| 20 | initialAcKwhPerYear x 0,99519 |
Güneş paneli verimliliği sabit bir oranda azaldığı için temelde a = initialAcKwhPerYear ve r = efficiencyDepreciationFactor olan bir geometrik seridir. LifetimeProductionAcKwh değerini hesaplamak için geometrik toplam kullanabiliriz:
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
Güneş enerjisiyle elektrik maliyeti
Kurulumun boyutu çatı boyutu veya diğer faktörler tarafından sınırlandırılırsa güneş enerjisi kurulumu, bir hane halkının tükettiğinden daha az elektrik üretebilir. Bu durumlarda, hane muhtemelen her yıl aşağıdaki formüle göre bir miktar elektrik için altyapı hizmeti ödemek zorunda kalır:
annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired
Solar API, bu maliyeti hesaba katmak için hane halkının güneş enerjisi tesisatının kullanım ömrü boyunca bir altyapı kuruluşundan ihtiyaç duyacağı tahmini elektrik miktarına (kWh cinsinden) bir fatura maliyeti modeli uygular. Aşağıdaki formül bu hesaplamayı göstermektedir:
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
Elektrik maliyetindeki yıllık artışı hesaba katmak için ABD konumları için yıllık 2,2% veya 0,22 değerinde bir costIncreaseFactor uygularız:
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
Enflasyon nedeniyle, gelecekteki maliyetlerle ilgili tahminlerimizde para biriminin değerini indirime tabi tutmamız gerekir. Bu durumu hesaba katmak için ABD konumları için modelimize 4 indirim oranı uyguluyoruz:
discountRate = 1 + 4% = 1.04
Aşağıdaki tabloda, bir güneş enerjisi tesisatının kullanım ömrü boyunca her yıla ait altyapı hizmeti faturasının nasıl hesaplandığı gösterilmektedir. remainingLifetimeUtilityBill, güneş enerjisi tesisatının kullanım ömrünün 20 yılının her biri için altyapı faturalarının toplamıdır.
| Yıl | Mevcut yerel para birimi değeri (ABD doları) cinsinden yıllık altyapı hizmeti faturası (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 |
| Toplam | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimateYear1 + annualUtilityBillEstimateYear2 + …. + annualUtilityBillEstimateYear20 |
Güneş enerjisi olmadan elektrik maliyeti
Bir hane güneş paneli kurarsa ne kadar tasarruf edebileceğini hesaplamak için, panel kurmazsa ne kadar ödeme yapabileceğini de hesaplamamız gerekir.
Güneş enerjisiyle elektrik maliyetini hesaplarken yaptığımız gibi, 1,022 değerinde costIncreaseFactor ve 1,04 değerinde discountRate uygulayarak hesaplamaya girerek yine artan elektrik maliyetini ve enflasyonu hesaba katmamız gerekir.
Aşağıdaki tabloda, güneş enerjisi kullanmadan her yıl ödenen altyapı hizmeti faturasının, güneş enerjisi tesisatının kullanım ömrü boyunca nasıl hesaplandığı gösterilmektedir. costOfElectricityWithoutSolar, güneş enerjisi ile elektrik maliyeti için kullandığımız 20 yıllık dönemdeki altyapı faturalarının toplamıdır.
| Yıl | Yıllık altyapı hizmeti faturası (ABD doları) |
|---|---|
| 1 | monthlyBill x 12 |
| 2 | monthlyBill x 12 x 1,022 / 1,04 |
| : | : |
| 20 | monthlyBill x 12 x 1,02219 / 1,0419 |
| Toplam | Tüm yıllık faturaların toplamı. costOfElectricityWithoutSolar = 204, 35 x monthlyBill şeklinde de ifade edilebilir. |
Güneş enerjisi sisteminin kurulum maliyeti
Solar API, sunduğu tahminlere önerilen güneş enerjisi yapılandırmasının kurulum maliyetini dahil eder. Solar API, bir kurulumun maliyetini tahmin etmek için yerelleştirilmiş bir kurulum maliyeti modeli ve kurulumun boyutunu kullanır.
installationCost = InstallationCostModel (installationSize)
Teşvikler
Devlet kuruluşları, güneş paneli kurulumu için teşvikler sunabilir. Teşvikler genellikle vergi kredisi şeklindedir. Solar API, bir hanedeki konuma göre, hanenin şu anda yararlanabileceği teşvikleri toplam maliyet tahmininden çıkarır.
Güneş enerjisi kurulumunun toplam maliyeti
Solar API, aşağıdaki formülü kullanarak bir güneş enerjisi yapılandırmasının 20 yıllık toplam maliyetini hesaplar:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Toplam tasarruf
Solar API, aşağıdaki formülü kullanarak hanenin tasarrufunu hesaplar:
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Solar API, her olası kurulum boyutu için yukarıdaki hesaplamaları gerçekleştirir ve ardından haneye en fazla tasarruf sağlayan kurulum boyutunu önerir. Tahmini tasarruf tutarı, öneriyle birlikte döndürülür.