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计算美国境外的太阳能成本和节省的成本

本部分介绍如何进行计算，以确定适合非美国地区的家庭的最佳太阳能配置。如需计算建议值，您需要使用 Solar API 响应中的数据，对安装太阳能电池板的费用及其带来的节省进行建模。

对于美国位置，Solar API 会针对输入位置的每个电费账单金额返回 FinancialAnalysis 对象的实例。您可以根据这些实例中的信息确定账单、能源消耗，以及最终与每个太阳能装置的安装规模相关的节省费用。

对于美国以外的地点，API 响应不包含 FinancialAnalysis 实例，因此您必须先自行计算每项太阳能配置的费用和节省金额，然后才能推荐最佳配置。如要执行计算，您需要收集特定位置的数据，并遵循本文档中的指南。

您可以根据 Solar API 针对美国位置进行的计算来建模。有关这些计算的说明，请参阅计算节省的费用（美国）。

太阳能电池板配置

对于美国以外的地点，SolarPanelConfig 字段中提供了进行金融分析所需的每种太阳能电池板配置的信息。返回的 SolarPanelConfig 实例数取决于输入位置的屋顶大小。在计算中，您需要以下两个字段中的值：

panelsCount：此配置中使用的面板数量。
yearlyEnergyDcKwh：根据 SolarPotential 对象中的以下字段定义的电池板尺寸，此配置一年内产生的太阳能发电量（以 kWh 为单位）：
- panelHeightMeters：面板高度（以米为单位）。
- panelWidthMeters：面板宽度（以米为单位）。
- panelCapacityWatts：电池板功率（以瓦特为单位）。

以下示例显示了请求响应的 solarPanelConfigs 字段中 SolarPanelConfig 对象的一个实例：

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

对于太阳能装置，installationSize 是指输出功率（千瓦），而不是面积或电池板数量，其定义如下：

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

根据不同的样本组评分调整能源生产估算值

为了计算 yearlyEnergyDcKwh 值，Solar API 使用 panelCapacityWatts 字段中的电量，目前为 250W。

如果您需要在计算中使用不同的面板功率等级，并且各面板的维度与 panelHeightMeters 和 panelWidthMeters 字段中的值大致相当，则您可以调整计算，方法是将 yearlyEnergyDcKwh 字段中 API 返回的值乘以您的额定功率与 panelCapacityWatts 中的值的比率。

例如，如果电池板的额定功率为 400W，panelCapacityWatts 为 250W，请将 API 通过 panelCapacityWatts 计算得出的 yearlyEnergyDcKwh 值乘以 400/250 或 1.6。如果电池板功率为 200W，请将 yearlyEnergyDcKwh 乘以 200/250 或 0.8。

过剩的能源生产

计算太阳能装置可能产生的多余能源超出了 Solar API 的计算范围。实际上，如果 Solar API 针对给定家庭返回多个可能的 SolarPanelConfig 实例，Solar API 便不会考虑产生超过 FinancialAnalysis 中假定的美国平均家庭能耗的结果或配置。

不过，您可能会出于某些原因在推荐中包含产生过量电力的装置。例如，您可能希望在安装生命周期的第一阶段允许过量生产，以弥补面板效率的逐渐下降（即 efficiencyDepreciationFactor）。如需了解详情，请参阅财务分析的必需值。

无论您出于什么原因，如果在计算中包含产生过量电力的太阳能装置，但请注意，此处介绍的计算并未涵盖这种情况。

用于非美国地区的财务分析的必需值

在 API 响应中的每个 SolarPanelConfig 实例中，您需要两个值才能对该实例执行财务分析：

panelsCount：安装中的太阳能电池板数量。您可以在计算 installationSize 时使用此值。
yearlyEnergyDcKwh：在给定的 panelsCount 条件下，布局在一年中捕获的太阳能发电量（以 kWh 为单位的直流电）。您可以使用此值计算每个 installationSize 中家庭可用作交流电（initialAcKwhPerYear）的太阳能（需将从直流电转换为交流电期间的所有能量损失考虑在内）。

此外，您需要为以下将在计算中使用的变量收集特定于位置的值：

billCostModel()：用于确定家庭使用给定数量的 kWh 时家庭所支付费用的模型。公共事业公司的电力费用可能每天或每小时有所不同，具体取决于用电需求、时段以及家庭用电量等因素。您可能需要估算平均费用。
costIncreaseFactor：电力成本每年增加的系数。Solar API 针对美国位置使用 1.022（每年增加 2.2）。根据您所在地区的需要调整此值。
dcToAcDerate：逆变器将太阳能电池板产生的直流电转换为家庭使用的交流电的效率。Solar API 针对美国使用 85&percnt;。根据您所在地区的需要调整此值。
discountRate：对于美国，Solar API 使用 1.04（每年增加 4 次）。根据您所在地区的需要调整此值。
efficiencyDepreciationFactor：太阳能电池板的能效每年降低的程度。Solar API 针对美国位置使用 0.995（每年减少 0.5）。根据需要针对您所在区域调整此值。
奖励：包含您所在地区的政府实体为安装太阳能电池板提供的任何金钱奖励。
installationCostModel()：对于给定 installationSize，用于估算以本地货币安装太阳能板的费用的方法。对于给定的 installationSize，成本模型通常会考虑当地人工成本和材料成本。
installationLifeSpan：太阳能安装的预期生命周期。 Solar API 使用 20 年。根据需要针对您所在区域调整此值。
kWhConsumptionModel()：用于根据每月帐单确定家庭能源消耗量的模型。最简单的方式是将账单除以家庭所在地每千瓦时的平均费用。
monthlyBill：目标家庭的平均月度电费。
monthlyKWhEnergyConsumption：估算在指定地点家庭每月平均消耗的电量，以千瓦时为单位。

利用这些值和 API 响应提供的信息，您可以执行必要的计算，为 Solar API 未涵盖的位置推荐最佳 installationSize。

计算步骤

以下步骤基于 Solar API 的方法。您可能需要根据您所在地点的可用信息调整方法。

计算输入地点的家庭每年的能耗情况：
1. 估算或查询家庭账单的每月费用。
2. 从月度账单中计算 monthlyKWhEnergyConsumption。（如果您了解 monthlyKWhEnergyConsumption，则可以跳过此步骤。）例如：
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. 将 monthlyKWhEnergyConsumption 乘以 12，计算出 annualKWhEnergyConsumption 的效果：
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
获取目标家庭的 API 响应：
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
响应包括可用的阳光、可用的屋顶空间以及一个或多个可能的太阳能电池板配置。
计算该 API 建议的每个 installationSize 的年度太阳能交流发电量，计算方法是：将 API 在每个 SolarPanelConfig 实例中提供的 yearlyEnergyDcKwh 值乘以您当地的 dcToAcDerate：

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
（可选）移除所有发电量超过家庭年用电量的 SolarPanelConfig 实例 (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption)。

计算每个返回的 installationSize 的生命周期太阳能发电量 (LifetimeProductionAcKwh)：

对于太阳能装置的每一年，请计算安装装置每年产生的电量，将 efficiencyDepreciationFactor 按指数方式应用于第 1 年之后的每年。
将各年的总数相加。

下表显示了一个示例，说明如何计算生命周期能源产量（假设 installationLifeSpan 为 20 年）。每一行代表生产年份。第一年之后，效率下降以指数方式呈现。最后，所有行的总和是太阳能装置的生命周期发电量。

年	年度太阳能产量（千瓦时）
1	initialAcKwhPerYear
2	+ 初始 AcKwhPerYearinitialAcKwhPerYear x initialAcKwhPerYear
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x initialAcKwhPerYear¹⁹
总计	LifetimeProductionAcKwh

由于太阳能电池板的效率以恒定速率衰减，因此它本质上是一个几何级数，其中 aa = 初始 AcKwhPerYear，a = efficiencyDepreciationFactor。我们可以使用几何总和来计算 LifetimeProductionAcKwh：

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

以下 Python 代码会计算上述几何总和：

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

对于每个返回 installationSize，计算如果安装了 installationSize 的情况下的生命周期能耗成本：

针对太阳能装置的每一年使用寿命，计算家庭每年需要购买的电力成本，涵盖太阳能发电无法达到的能耗。使用您之前计算的 annualKWhEnergyConsumption 和 initialAcKwhPerYear 的值。对于第一年之后的每年，将 efficiencyDepreciationFactor、costIncreaseFactor 和 discountRate 应用于相应的值。
将各年的总数相加。

下表显示了一个示例，说明如何计算电的生命周期费用。每行表示太阳能装置安装寿命期间的一年电力成本。第一年后，电成本上涨和折扣率呈指数级应用。最后，所有行的总和是安装太阳能装置的生命周期电力成本。

年	以当前本地货币价格计算的年度公共事业缴费单 (USD) (annualUtilityBillEstimate)
1	annualUtilityBillEstimateYear1 = annualUtilityBillEstimateYear1 (annualUtilityBillEstimateYear1 - annualUtilityBillEstimateYear1)
2	annualUtilityBillEstimateYear2 = annualUtilityBillEstimateYear2 (annualUtilityBillEstimateYear2 - annualUtilityBillEstimateYear2 x annualUtilityBillEstimateYear2) x annualUtilityBillEstimateYear2 / annualUtilityBillEstimateYear2
:	:
20	annualUtilityBillEstimateYear20 = annualUtilityBillEstimateYear20 (annualUtilityBillEstimateYear20 - annualUtilityBillEstimateYear20 x annualUtilityBillEstimateYear20) x annualUtilityBillEstimateYear20 / annualUtilityBillEstimateYear20
总计	remainingLifetimeUtilityBill

以下 Python 代码会针对 installationLifeSpan 的每年返回一个 annualUtilityBillEstimate 数组：

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

如果未安装太阳能装置，应计算终身用电成本：

对于太阳能安装的每一年，计算如果未安装太阳能，家庭每年需要购买的电力费用。使用 monthlyBill 的值。在第一年之后的每年，将 costIncreaseFactor 和 discountRate 值应用于 monthlyBill。
将各年的总数相加。

下表显示了一个示例，说明如何计算不使用太阳能时的电力的生命周期成本。每一行表示与太阳能装置的寿命相同的一年的电力成本。第一年后，电成本上涨和折扣率呈指数级应用。最后，所有行的总和是未安装太阳能电池板的电力的生命周期成本。

年	年度公共事业缴费单（当前本地货币金额）
1	annualBill = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
总计	costOfElectricityWithoutSolar

以下代码会执行上述计算：

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

对于每种安装大小，计算安装费用：

installationCost = localInstallerCostModel(installationSize)
加上可用于家庭位置的所有货币奖励。
对于每种安装规模，计算与安装太阳能板相关的总费用：

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
对于每种安装大小，计算安装太阳能电池板可节省的总金额：

省钱 = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
请选择最节省的安装大小。

计算完成后

根据您提供的信息、Solar API 返回的信息以及上述计算，您应该能够建议太阳能安装规模，从而为您所在地区的家庭节省最多的成本。

在您向最终用户提供的建议中，您还可以在 solarPotential 字段的 SolarPotential 对象中添加 API 返回的以下信息：

房屋每年获得的可用日照量，在 SolarPotential 对象的 maxSunshineHoursPerYear 字段中返回。
太阳能装置可以使用的屋顶面积是多少平方英尺，此值在 SolarPotential 对象的 wholeRoofStats 字段中返回。
家庭的平均月度电费。

计算费用和节省费用（仅限美国）

在 TypeScript 中计算费用和节省金额