Hitung biaya tenaga surya dan penghematan untuk lokasi di luar AS

Bagian ini menjelaskan cara melakukan penghitungan yang memungkinkan Anda menentukan konfigurasi panel surya terbaik untuk rumah tangga di lokasi di luar AS. Untuk menghitung rekomendasi ini, Anda perlu membuat model biaya pemasangan panel surya dan penghematan yang diberikan menggunakan data dari respons Solar API.

Untuk lokasi AS, Solar API menampilkan instance objek FinancialAnalysis untuk setiap ukuran tagihan listrik untuk lokasi input. Anda menggunakan informasi dalam contoh ini untuk menentukan tagihan, konsumsi energi, dan, pada akhirnya, penghematan yang terkait dengan setiap ukuran pemasangan panel surya.

Untuk lokasi di luar AS, respons API tidak menyertakan instance FinancialAnalysis, sehingga Anda harus menghitung biaya dan penghematan untuk setiap konfigurasi panel surya sebelum dapat merekomendasikan yang terbaik. Untuk melakukan penghitungan, Anda perlu mengumpulkan data spesifik per lokasi dan mengikuti panduan dalam dokumen ini.

Anda dapat membuat model penghitungan berdasarkan penghitungan yang digunakan Solar API untuk lokasi AS. Untuk mengetahui penjelasan tentang kalkulasi ini, lihat Menghitung penghematan biaya (AS).

Konfigurasi panel surya

Untuk lokasi di luar AS, informasi tentang setiap konfigurasi panel surya yang Anda perlukan untuk analisis keuangan disediakan di kolom SolarPanelConfig. Jumlah instance SolarPanelConfig yang ditampilkan bergantung pada ukuran atap lokasi input. Untuk perhitungan, Anda memerlukan nilai dari dua kolom berikut:

Contoh berikut menunjukkan satu instance objek SolarPanelConfig di kolom solarPanelConfigs dalam respons permintaan:

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

Untuk pemasangan panel surya, installationSize mengacu pada output kW, bukan jumlah area atau panel dan didefinisikan sebagai:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Menyesuaikan estimasi produksi energi untuk rating panel yang berbeda-beda

Untuk menghitung nilai yearlyEnergyDcKwh, Solar API menggunakan rating daya di kolom panelCapacityWatts, yang saat ini adalah 250 W.

Jika Anda perlu menggunakan rating daya panel yang berbeda dalam perhitungan dan dimensi panel kira-kira sebanding dengan nilai di kolom panelHeightMeters dan panelWidthMeters, Anda dapat menyesuaikan kalkulasi dengan mengalikan nilai yang ditampilkan oleh API di kolom yearlyEnergyDcKwh dengan rasio rating daya Anda terhadap nilai dalam panelCapacityWatts.

Misalnya, jika rating daya panel Anda 400 W dan panelCapacityWatts adalah 250 W, kalikan nilai yearlyEnergyDcKwh, yang dihitung API dengan menggunakan panelCapacityWatts, dengan faktor 400/250, atau 1,6. Jika rating daya panel Anda adalah 200 W, kalikan yearlyEnergyDcKwh dengan 200/250, atau 0,8.

Produksi energi berlebih

Penghitungan kelebihan energi yang mungkin dihasilkan oleh instalasi panel surya berada di luar cakupan penghitungan Solar API. Faktanya, jika Solar API menampilkan beberapa kemungkinan instance SolarPanelConfig untuk rumah tangga tertentu, Solar API tidak akan mempertimbangkan hasil atau konfigurasi yang menghasilkan lebih banyak daya daripada asumsi konsumsi rumah tangga rata-rata AS di FinancialAnalysis.

Namun, Anda mungkin memiliki alasan untuk menyertakan instalasi yang menghasilkan kelebihan listrik dalam rekomendasi Anda. Misalnya, Anda dapat mengimbangi penurunan bertahap pada efisiensi panel (efficiencyDepreciationFactor) dengan mengizinkan produksi yang berlebih di bagian pertama masa pakai instalasi. Untuk mengetahui informasi selengkapnya, lihat Nilai yang diperlukan untuk analisis keuangan.

Apa pun alasan Anda, jika Anda menyertakan instalasi panel surya yang menghasilkan kelebihan listrik dalam perhitungan, perlu diketahui bahwa penghitungan yang dijelaskan di sini tidak mencakup skenario tersebut.

Nilai yang diperlukan untuk analisis keuangan bagi lokasi di luar AS

Dari setiap instance SolarPanelConfig dalam respons API, Anda memerlukan dua nilai untuk melakukan analisis keuangan untuk instance tersebut:

  • panelsCount: Jumlah panel surya dalam suatu instalasi. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitungan installationSize.
  • yearlyEnergyDcKwh: Jumlah energi surya yang ditangkap tata letak selama satu tahun, dalam kWh listrik DC, dengan panelsCount spesifik. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitungan energi surya yang dapat digunakan sebagai listrik AC di rumah tangga (initialAcKwhPerYear) untuk setiap installationSize, dengan mempertimbangkan kehilangan energi selama konversi dari DC ke AC.

Selain itu, Anda perlu mengumpulkan nilai spesifik per lokasi untuk variabel berikut yang akan digunakan dalam penghitungan:

  • billCostModel(): Model Anda untuk menentukan biaya, dalam mata uang lokal, dibayar oleh rumah tangga untuk menggunakan jumlah kWh tertentu. Biaya utilitas untuk listrik dapat bervariasi dari hari ke hari atau jam ke jam, bergantung pada hal-hal seperti permintaan, waktu, dan jumlah listrik yang dikonsumsi rumah tangga. Anda mungkin perlu memperkirakan biaya rata-rata.
  • costIncreaseFactor: Faktor yang meningkatkan biaya listrik setiap tahun. Solar API menggunakan 1.022 (2.2% peningkatan tahunan) untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • dcToAcDerate: Efisiensi saat inverter mengubah listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya menjadi listrik AC yang digunakan di rumah tangga. Solar API menggunakan 85% untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • discountRate: Solar API menggunakan 1,04 (4% kenaikan tahunan) untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • efficiencyDepreciationFactor: Seberapa besar efisiensi penurunan panel surya setiap tahunnya. Solar API menggunakan 0,995 (0,5% penurunan tahunan) untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • insentif: Sertakan insentif moneter untuk pemasangan panel surya yang diberikan oleh entitas pemerintah di area Anda.
  • installationCostModel(): Metode Anda untuk memperkirakan biaya penginstalan panel surya dalam mata uang lokal untuk installationSize tertentu. Model biaya biasanya akan memperhitungkan biaya tenaga kerja lokal dan material untuk installationSize tertentu.
  • installationLifeSpan: Perkiraan masa pakai pemasangan panel surya. Solar API menggunakan rentang waktu 20 tahun. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • kWhConsumptionModel(): Model Anda untuk menentukan banyaknya energi yang dikonsumsi rumah tangga berdasarkan tagihan bulanan. Dalam bentuk yang paling sederhana, Anda akan membagi tagihan dengan biaya rata-rata kWh di lokasi rumah tangga.
  • monthlyBill: tagihan listrik rata-rata bulanan untuk anggota rumah tangga.
  • monthlyKWhEnergyConsumption: Perkiraan jumlah rata-rata listrik yang dikonsumsi rumah tangga di lokasi tertentu dalam sebulan, yang diukur dalam KWh.

Dengan nilai ini dan informasi yang diberikan oleh respons API, Anda dapat melakukan penghitungan yang diperlukan untuk merekomendasikan installationSize terbaik untuk lokasi yang tidak tercakup oleh Solar API.

Langkah-langkah kalkulasi

Langkah-langkah berikut didasarkan pada metodologi Solar API. Anda mungkin perlu menyesuaikan metodologi berdasarkan informasi yang tersedia untuk lokasi Anda.

  1. Hitung konsumsi energi tahunan rumah tangga di lokasi input:

    1. Perkirakan atau minta tagihan bulanan untuk rumah tangga.
    2. Hitung monthlyKWhEnergyConsumption dari tagihan bulanan. (Jika mengetahui monthlyKWhEnergyConsumption, Anda dapat melewati langkah ini.) Contoh:

    monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)

    1. Hitung annualKWhEnergyConsumption dengan mengalikan monthlyKWhEnergyConsumption dengan 12:

    annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12

  2. Dapatkan respons API untuk rumah tangga target:

    https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
    

    Responsnya mencakup sinar matahari yang dapat digunakan, ruang atap yang dapat digunakan, dan satu atau beberapa kemungkinan konfigurasi panel surya.

  3. Hitung produksi AC energi surya tahunan untuk setiap installationSize yang diusulkan API dengan mengalikan nilai yearlyEnergyDcKwh yang disediakan oleh API di setiap instance SolarPanelConfig dengan dcToAcDerate lokal Anda:

    initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate

  4. Secara opsional, hapus dari pertimbangan setiap instance SolarPanelConfig yang menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang dikonsumsi rumah tangga setiap tahun (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

  5. Hitung produksi energi surya sepanjang waktu (LifetimeProductionAcKwh) untuk setiap installationSize yang ditampilkan:

    1. Untuk setiap tahun masa pakai instalasi panel surya, hitung jumlah listrik yang akan dihasilkan oleh instalasi per tahun, dengan menerapkan efficiencyDepreciationFactor secara eksponensial ke setiap tahun setelah pertama.
    2. Tambahkan total untuk semua tahun.

    Tabel berikut menunjukkan contoh cara menghitung produksi energi sepanjang waktu dengan asumsi installationLifeSpan selama 20 tahun. Setiap baris mewakili satu tahun produksi. Setelah tahun pertama, penurunan efisiensi diterapkan secara eksponensial. Terakhir, jumlah semua baris adalah produksi energi seumur hidup dari instalasi panel surya.

    Tahun Produksi energi surya tahunan (kWh)
    1 initialAcKwhPerYear
    2 + initialAcKwhPerYear x efisiensiDepreciationFactor
    : :
    20 + initialAcKwhPerYear x efisiensiDepreciationFactor19
    Total LifetimeProductionAcKwh

Karena efisiensi panel surya melambat pada laju yang konstan, pada dasarnya ini adalah seri geometris dengan a = initialAcKwhPerYear dan r = efficiencyDepreciationFactor. Kita dapat menggunakan jumlah geometris untuk menghitung LifetimeProductionAcKwh:

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

Kode Python berikut menghitung jumlah geometris di atas:

def LifetimeProductionAcKwh(
    dcToAcDerate,
    yearlyEnergyDcKwh,
    efficiencyDepreciationFactor,
    installationLifeSpan):
  return (
    dcToAcDerate *
    yearlyEnergyDcKwh *
    (1 - pow(
      efficiencyDepreciationFactor,
      installationLifeSpan)) /
    (1 - efficiencyDepreciationFactor))
  1. Untuk setiap installationSize yang ditampilkan, hitung biaya masa pakai konsumsi energi jika installationSize diinstal:

    1. Untuk setiap tahun masa pakai instalasi panel surya, hitung biaya listrik yang perlu dibeli rumah tangga setiap tahun untuk mencakup konsumsi energi yang tidak terpenuhi oleh tenaga surya. Gunakan nilai untuk annualKWhEnergyConsumption dan initialAcKwhPerYear yang Anda hitung sebelumnya. Untuk setiap tahun setelah tahun pertama, terapkan efficiencyDepreciationFactor, costImproveFactor, dan discountRate ke nilai.
    2. Tambahkan total untuk semua tahun.

    Tabel berikut menunjukkan contoh cara menghitung biaya umur listrik. Setiap baris mewakili biaya listrik selama satu tahun selama masa pakai instalasi panel surya. Setelah tahun pertama, kenaikan biaya listrik dan tarif diskon diterapkan secara eksponensial. Terakhir, jumlah semua baris adalah biaya listrik sepanjang waktu dengan instalasi panel surya.

    Tahun Tagihan utilitas tahunan dalam nilai mata uang lokal saat ini (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
    Total remainingLifetimeUtilityBill

Kode Python berikut menampilkan array annualUtilityBillEstimate untuk setiap tahun 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
  1. Hitung biaya umur listrik jika instalasi panel surya tidak diinstal:

    1. Untuk setiap tahun masa pakai instalasi panel surya, hitung biaya listrik yang perlu dibeli rumah tangga setiap tahun jika solar tidak dipasang. Gunakan nilai untuk monthlyBill. Untuk setiap tahun setelah tahun pertama, terapkan nilai costIncreaseFactor dan costIncreaseFactor ke costIncreaseFactor.
    2. Tambahkan total untuk semua tahun.

    Tabel berikut menunjukkan contoh cara menghitung biaya umur listrik tanpa panel surya. Setiap baris mewakili biaya listrik selama satu tahun selama jumlah tahun yang sama dengan masa pakai instalasi panel surya. Setelah tahun pertama, kenaikan biaya listrik dan tarif diskon diterapkan secara eksponensial. Terakhir, jumlah semua baris adalah biaya listrik sepanjang waktu tanpa instalasi panel surya.

    Tahun Tagihan utilitas tahunan dalam nilai mata uang lokal saat ini
    1 annualBill = monthlyBill x 12
    2 annualBill = monthlyBill x 12 x costImproveFactor / discountRate
    : :
    20 annualBill = monthlyBill x 12 x costImproveFactor19 / discountRate19
    Total costOfElectricityWithoutSolar

Kode berikut melakukan penghitungan di atas:

lifetimeBill = (
    monthlyBill * 12 *
    (1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
    (1 - costIncreaseFactor / discountRate))
  1. Untuk setiap ukuran penginstalan, hitung biaya penginstalan:

    installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)

  2. Tambahkan insentif moneter yang tersedia untuk lokasi anggota keluarga.

  3. Untuk setiap ukuran instalasi, hitung total biaya yang terkait dengan pemasangan panel surya:

    totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - insentif

  4. Untuk setiap ukuran instalasi, hitung total penghematan yang terkait dengan penginstalan panel surya:

    hemats = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

  5. Pilih ukuran penginstalan yang paling menghemat biaya.

Ketika perhitungan Anda selesai

Dengan menggunakan informasi yang diberikan, informasi yang ditampilkan oleh Solar API, dan penghitungan di atas, Anda akan dapat merekomendasikan ukuran pemasangan panel surya yang menghemat biaya maksimum untuk rumah tangga di area Anda.

Dalam rekomendasi yang diberikan kepada pengguna akhir, Anda juga dapat menyertakan informasi berikut yang ditampilkan oleh API di objek SolarPotential pada kolom solarPotential:

  • Jumlah sinar matahari yang dapat digunakan yang diterima rumah setiap tahunnya, yang ditampilkan di kolom maxSunshineHoursPerYear dari objek SolarPotential.
  • Berapa kaki persegi atap yang dapat digunakan untuk pemasangan panel surya, yang ditampilkan di kolom wholeRoofStats dari objek SolarPotential.
  • Tagihan listrik bulanan rata-rata untuk rumah tangga.