Cette section explique comment effectuer les calculs qui vous permettent de déterminer la meilleure configuration solaire pour les foyers situés en dehors des États-Unis. Pour calculer les recommandations, vous devez modéliser les coûts d'installation de panneaux solaires et les économies qu'ils permettent de réaliser en utilisant les données d'une réponse à l'API Solar.
Pour les emplacements situés aux États-Unis, l'API Solar renvoie une instance de l'objet FinancialAnalysis pour chaque montant de facture d'électricité correspondant à l'emplacement d'entrée. Ces informations vous permettent de déterminer la facture, la consommation d'énergie et, en fin de compte, les économies associées à chaque taille d'installation solaire.
Pour les emplacements situés en dehors des États-Unis, la réponse de l'API n'inclut pas les instances FinancialAnalysis. Vous devez donc calculer vous-même le coût et les économies de chaque configuration d'installations solaires avant de pouvoir recommander la meilleure solution. Pour effectuer ces calculs, vous devez collecter des données spécifiques aux établissements et suivre les instructions fournies dans ce document.
Vous pouvez modéliser vos calculs à partir de ceux utilisés par l'API Solar pour les emplacements situés aux États-Unis. Pour en savoir plus sur ces calculs, consultez la section Calculer les économies (États-Unis).
Configurations de panneaux solaires
Pour les sites situés en dehors des États-Unis, les informations sur chaque configuration de panneaux solaires dont vous avez besoin pour l'analyse financière sont fournies dans le champ SolarPanelConfig.
Le nombre d'instances SolarPanelConfig renvoyées dépend de la taille du toit de l'emplacement d'entrée. Pour vos calculs, vous avez besoin des valeurs des deux champs suivants:
panelsCount: nombre de panneaux utilisés dans cette configuration.yearlyEnergyDcKwh: quantité d'énergie solaire, en kWh d'électricité continue, que cette configuration produit au cours d'une année, en fonction de la taille du panneau définie par les champs suivants dans l'objetSolarPotential:panelHeightMeters: hauteur du panneau en mètres.panelWidthMeters: largeur du panneau en mètres.panelCapacityWatts: puissance nominale du panneau en watts.
L'exemple suivant montre une instance de l'objet SolarPanelConfig dans le champ solarPanelConfigs d'une réponse à une requête:
"solarPanelConfigs": [
{
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424,
"roofSegmentSummaries": [
{
"pitchDegrees": 16.253168,
"azimuthDegrees": 169.41516,
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424
}
]
}
]
Pour les installations solaires, installationSize fait référence à la production en kW plutôt qu'au nombre de panneaux ou de superficies. Il est défini comme suit:
installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW
Ajuster les estimations de production d'énergie pour différentes classifications du panel
Pour calculer la valeur yearlyEnergyDcKwh, l'API Solar utilise la puissance nominale indiquée dans le champ panelCapacityWatts, qui est actuellement de 250 W.
Si vous devez utiliser une puissance nominale différente dans vos calculs et que les dimensions des panneaux sont à peu près comparables aux valeurs des champs panelHeightMeters et panelWidthMeters, vous pouvez ajuster vos calculs en multipliant la valeur renvoyée par l'API dans le champ yearlyEnergyDcKwh par le rapport entre votre puissance nominale et la valeur dans panelCapacityWatts.
Par exemple, si la puissance nominale de vos panneaux est de 400 W et que la valeur de panelCapacityWatts est de 250 W, multipliez la valeur de yearlyEnergyDcKwh, calculée par l'API à l'aide de panelCapacityWatts, par un facteur de 400/250, soit 1,6. Si la puissance nominale de votre panneau est de 200 W, multipliez yearlyEnergyDcKwh par 200/250, ou par 0,8.
Production d'énergie excessive
La comptabilisation de l'énergie excédentaire pouvant être produite par une installation solaire n'est pas prise en compte dans les calculs de l'API Solar. En fait, si l'API Solar renvoie plusieurs instances SolarPanelConfig possibles pour un foyer donné, elle ne tient pas compte des résultats ou des configurations qui produisent plus d'énergie que la consommation moyenne supposée des foyers aux États-Unis dans la FinancialAnalysis.
Toutefois, il peut être utile d'inclure dans vos recommandations les installations qui génèrent un excès d'électricité. Par exemple, vous pouvez compenser la baisse progressive de l'efficacité des panneaux (efficiencyDepreciationFactor) en autorisant une production excessive dans la première partie de la vie d'une installation. Pour en savoir plus, consultez la section Valeurs requises pour l'analyse financière.
Quelles que soient vos raisons, si vous incluez des installations solaires qui génèrent un excès d'électricité dans vos calculs, sachez simplement que les calculs expliqués ici ne couvrent pas ce scénario.
Valeurs requises pour l'analyse financière des établissements situés en dehors des États-Unis
Pour chaque instance SolarPanelConfig de la réponse de l'API, vous avez besoin de deux valeurs pour effectuer l'analyse financière de cette instance:
panelsCount:nombre de panneaux solaires installés dans une installation. Vous utilisez cette valeur dans le calcul deinstallationSize.yearlyEnergyDcKwh:quantité d'énergie solaire captée par un réseau au cours d'une année, en kWh d'électricité CC, en fonction d'unpanelsCountspécifique. Vous utilisez cette valeur pour calculer l'énergie solaire qui est utilisable comme électricité alternative dans un foyer (initialAcKwhPerYear) pour chaqueinstallationSize, en tenant compte de toute perte d'énergie lors de la conversion du courant continu en courant alternatif.
En outre, vous devez collecter des valeurs spécifiques aux lieux pour les variables suivantes, que vous utiliserez dans les calculs:
- billCostModel():votre modèle permettant de déterminer le coût, en devise locale, payé par un foyer pour l'utilisation d'un nombre donné de kWh. Les frais d'électricité varient d'un jour à l'autre, ou d'une heure à l'autre, en fonction de la demande, de l'heure de la journée et de la consommation électrique du foyer. Vous devrez peut-être estimer un coût moyen.
- costIncreaseFactor:facteur d'augmentation annuel du coût de l'électricité. L'API Solar utilise 1,022 (augmentation annuelle de 2,2 %) pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de votre zone géographique.
- dcToAcDerate:efficacité avec laquelle un onduleur convertit le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif utilisé dans un foyer. L'API Solar utilise 85 % pour les zones géographiques situées aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de votre zone géographique.
- discountRate:l'API Solar utilise la valeur 1,04 (augmentation annuelle de 4 %) pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de votre zone géographique.
- efficiencyDepreciationFactor:degré de baisse de l'efficacité des panneaux solaires chaque année. L'API Solar utilise 0,995 (baisse annuelle de 0,5 %) pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur selon vos besoins.
- Incitations:incluez toutes les incitations monétaires proposées par les organismes gouvernementaux de votre région pour installer des panneaux solaires.
- installationCostModel():méthode permettant d'estimer le coût de l'installation d'installations solaires en devise locale pour une valeur
installationSizedonnée. Le modèle de coût tient généralement compte des coûts locaux de main-d'œuvre et de matériaux pour uninstallationSizedonné. - installationLifeSpan:durée de vie prévue de l'installation solaire. L'API Solar utilise 20 ans. Ajustez cette valeur selon vos besoins.
- kWhConsumptionModel():votre modèle permettant de déterminer la consommation d'énergie d'un foyer sur la base d'une facture mensuelle. Dans sa forme la plus simple, vous divisez la facture par le coût moyen d'un kWh à l'emplacement du foyer.
- monthlyBill:facture d'électricité mensuelle moyenne pour un foyer concerné.
- monthlyKWhEnergyConsumption:estimation de la quantité moyenne d'électricité consommée par le foyer à un emplacement donné en un mois, mesurée en kWh.
Avec ces valeurs et les informations fournies par la réponse de l'API, vous pouvez effectuer les calculs nécessaires afin de recommander la meilleure installationSize pour les lieux non couverts par l'API Solar.
Étapes de calcul
Les étapes suivantes sont basées sur la méthodologie de l'API Solar. Vous devrez peut-être ajuster votre méthodologie en fonction des informations disponibles pour votre emplacement.
Calculer la consommation d'énergie annuelle du foyer à l'emplacement d'entrée:
- Estimez ou demandez la facture mensuelle du foyer.
- Calculez la valeur monthlyKWhEnergyConsumption sur la facture mensuelle. (Si vous connaissez la valeur monthlyKWhEnergyConsumption, vous pouvez ignorer cette étape.) Exemple :
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
- Calculez annualKWhEnergyConsumption en multipliant la valeur monthlyKWhEnergyConsumption par 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Obtenez la réponse de l'API pour le foyer cible:
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
La réponse inclut la lumière du soleil utilisable, la surface de toit utilisable et une ou plusieurs configurations de panneaux solaires possibles.
Calculez la production annuelle d'énergie solaire pour chaque
installationSizeproposée par l'API en multipliant la valeuryearlyEnergyDcKwhfournie par l'API dans chaque instanceSolarPanelConfigpar la valeur dcToAcDerate locale:initialAcKwhPerYear =
yearlyEnergyDcKwhx dcToAcDerateVous pouvez également ignorer toute instance
SolarPanelConfigqui produit plus d'électricité que la consommation annuelle du foyer (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).Calculez la production d'énergie solaire sur la durée de vie (LifetimeProductionAcKwh) de chaque valeur installationSize renvoyée:
- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez la quantité d'électricité que l'installation produira chaque année, en appliquant la valeur efficiencyDepreciationFactor de manière exponentielle à chaque année après la première.
- Additionnez les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre un exemple de calcul de la production énergétique sur la durée de vie en supposant un installationLifeSpan de 20 ans. Chaque ligne représente une année de production. Après la première année, la baisse d'efficacité s'applique de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond à la production énergétique sur la durée de vie de l'installation solaire.
Year Production annuelle d'énergie solaire (kWh) 1 initialAcKwhPerYear 2 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor : : 20 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19 Total LifetimeProductionAcKwh
Étant donné que l'efficacité des panneaux solaires se dégrade à un rythme constant, il s'agit essentiellement d'une série géométrique dans laquelle a = initialAcKwhPerYear et r =efficiencyDepreciationFactor. Nous pouvons utiliser une somme géométrique pour calculer la LifetimeProductionAcKwh:
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
Le code Python suivant calcule la somme géométrique ci-dessus:
def LifetimeProductionAcKwh(
dcToAcDerate,
yearlyEnergyDcKwh,
efficiencyDepreciationFactor,
installationLifeSpan):
return (
dcToAcDerate *
yearlyEnergyDcKwh *
(1 - pow(
efficiencyDepreciationFactor,
installationLifeSpan)) /
(1 - efficiencyDepreciationFactor))
Pour chaque
installationSizerenvoyée, calculez le coût sur la durée de vie de la consommation d'énergie si l'installationSizeest installé:- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez le coût de l'électricité que le foyer devra acheter annuellement afin de couvrir la consommation d'énergie non satisfaite par l'énergie solaire. Utilisez les valeurs pour annualKWhEnergyConsumption et initialAcKwhPerYear que vous avez calculées précédemment. Pour chaque année suivant la première année, appliquez efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor et discountRate aux valeurs.
- Additionnez les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre un exemple de calcul du coût sur la durée de vie de l'électricité. Chaque ligne représente le coût de l'électricité pour une année dans la durée de vie de l'installation solaire. Après la première année, l'augmentation du coût de l'électricité et le taux de remise sont appliqués de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond au coût sur la durée de vie de l'électricité avec l'installation solaire.
Year Facture d'eau, d'électricité ou de gaz annuelle en devise locale (USD) (annualUtilityBillEstimate) 1 annualUtilityBillEstimateYear1 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) 2 annualUtilityBillEstimateYear2 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor) x costIncreaseFactor / discountRate : : 20 annualUtilityBillEstimateYear20 = billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19) x costIncreaseFactor19 / discountRate19 Total remainingLifetimeUtilityBill
Le code Python suivant renvoie un tableau de annualUtilityBillEstimate pour chaque année de installationLifeSpan:
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
Calculer le coût sur la durée de vie de l'électricité si aucune installation solaire n'est installée:
- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez le coût de l'électricité que le foyer devra acheter annuellement si l'installation solaire n'est pas installée. Utilisez la valeur de monthlyBill. Pour chaque année suivant la première année, appliquez les valeurs costIncreaseFactor et discountRate à monthlyBill.
- Additionnez les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre un exemple de calcul du coût sur la durée de vie d'une électricité sans énergie solaire. Chaque ligne représente le coût de l'électricité pour un an sur le même nombre d'années que la durée de vie d'une installation solaire. Après la première année, l'augmentation du coût de l'électricité et le taux de remise sont appliqués de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond au coût sur la durée de vie de l'électricité sans installation solaire.
Year Facture de charge courante annuelle en devise locale actuelle 1 annualBill = monthlyBill x 12 2 annualBill = monthlyBill x 12 x costBoosterFactor / discountRate : : 20 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19 Total costOfElectricityWithoutSolar
Le code suivant effectue le calcul ci-dessus:
lifetimeBill = (
monthlyBill * 12 *
(1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
(1 - costIncreaseFactor / discountRate))
Calculez le coût de chaque taille d'installation:
installationCost = localInstallationCostModel(
installationSize)Ajoutez tous les avantages financiers disponibles pour le foyer.
Pour chaque taille d'installation, calculez les coûts totaux associés à l'installation de panneaux solaires:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - Incitations
Pour chaque taille d'installation, calculez les économies totales associées à l'installation de panneaux solaires:
économies = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Sélectionnez la taille d'installation qui permet de réaliser le plus d'économies.
Lorsque vos calculs sont terminés
À l'aide des informations que vous fournissez, des informations renvoyées par l'API Solar et des calculs ci-dessus, vous devriez pouvoir recommander des tailles d'installation solaires permettant aux foyers de votre région de réaliser des économies maximales.
Dans les recommandations que vous fournissez à l'utilisateur final, vous pouvez également inclure les informations suivantes renvoyées par l'API dans l'objet SolarPotential du champ solarPotential:
- Quantité de lumière du soleil utilisable reçue par une maison chaque année, renvoyée dans le champ
maxSunshineHoursPerYearde l'objetSolarPotential. - Nombre de pieds carrés de toit pouvant être utilisés pour une installation solaire, laquelle est renvoyée dans le champ
wholeRoofStatsde l'objetSolarPotential. - Facture d'électricité mensuelle moyenne du foyer.