Hitung biaya tenaga surya dan penghematan untuk lokasi di luar AS

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

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

Untuk lokasi di luar Amerika Serikat, respons API tidak menyertakan instance FinancialAnalysis, jadi Anda harus menghitung biaya dan penghematan untuk setiap konfigurasi solar sendiri sebelum dapat merekomendasikan yang terbaik. Untuk melakukan penghitungan, Anda perlu mengumpulkan data khusus lokasi dan mengikuti panduan dalam dokumen ini.

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

Konfigurasi panel surya

Untuk lokasi di luar Amerika Serikat, informasi tentang setiap konfigurasi panel surya yang Anda perlukan untuk analisis keuangan diberikan di kolom SolarPanelConfig. Jumlah instance SolarPanelConfig yang ditampilkan bergantung pada ukuran atap lokasi input. Untuk penghitungan, 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 surya, installationSize mengacu pada output kW, bukan area atau jumlah panel, dan didefinisikan sebagai:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Menyesuaikan estimasi produksi energi untuk rating panel yang berbeda

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 penghitungan dan dimensi panel secara kasar sebanding dengan nilai di kolom panelHeightMeters dan panelWidthMeters, Anda dapat menyesuaikan penghitungan dengan mengalikan nilai yang ditampilkan oleh API di kolom yearlyEnergyDcKwh dengan rasio rating daya Anda terhadap nilai di panelCapacityWatts.

Misalnya, jika rating daya panel Anda adalah 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

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

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

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

Nilai yang diperlukan untuk analisis keuangan untuk lokasi di luar Amerika Serikat

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

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

Selain itu, Anda perlu mengumpulkan nilai khusus lokasi untuk variabel berikut yang akan Anda gunakan dalam penghitungan:

  • billCostModel(): Model Anda untuk menentukan biaya, dalam mata uang lokal, yang dibayar oleh rumah tangga untuk menggunakan jumlah kWh tertentu. Jumlah biaya utility untuk listrik dapat bervariasi dari hari ke hari atau jam ke jam, bergantung pada hal-hal seperti permintaan, waktu, dan jumlah listrik yang digunakan rumah tangga. Anda mungkin perlu memperkirakan biaya rata-rata.
  • costIncreaseFactor: Faktor yang digunakan untuk menghitung peningkatan biaya listrik setiap tahun. Solar API menggunakan 1,022 (peningkatan tahunan sebesar 2,2%) untuk lokasi di Amerika Serikat. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • dcToAcDerate: Efisiensi saat inverter mengonversi listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya menjadi listrik AC yang digunakan di rumah tangga. Solar API menggunakan 85% untuk lokasi di Amerika Serikat. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • discountRate: Solar API menggunakan 1,04 (4% peningkatan tahunan) untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • efficiencyDepreciationFactor: Seberapa banyak efisiensi panel solar menurun setiap tahun. Solar API menggunakan 0,995 (penurunan tahunan sebesar 0,5%) untuk lokasi di Amerika Serikat. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • insentif: Sertakan insentif moneter untuk memasang panel surya yang diberikan oleh entitas pemerintah di area Anda.
  • installationCostModel(): Metode Anda untuk memperkirakan biaya pemasangan panel surya dalam mata uang lokal untuk installationSize tertentu. Model biaya biasanya akan memperhitungkan biaya tenaga kerja dan bahan lokal untuk installationSize tertentu.
  • installationLifeSpan: Perkiraan masa pakai pemasangan panel surya. Solar API menggunakan 20 tahun. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • kWhConsumptionModel(): Model Anda untuk menentukan jumlah energi yang dikonsumsi rumah tangga berdasarkan tagihan bulanan. Dalam bentuknya yang paling sederhana, Anda akan membagi tagihan dengan biaya rata-rata kWh di lokasi rumah tangga.
  • monthlyBill: tagihan listrik bulanan rata-rata untuk rumah tangga subjek.
  • monthlyKWhEnergyConsumption: Estimasi jumlah rata-rata listrik yang digunakan rumah tangga di lokasi tertentu dalam sebulan, 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 penghitungan

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. Estimasi atau minta tagihan bulanan untuk rumah tangga.
    2. Hitung monthlyKWhEnergyConsumption dari tagihan bulanan. (Jika Anda 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 konfigurasi panel surya yang mungkin.

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

    initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate

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

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

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

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

    Tahun Produksi energi surya tahunan (kWh)
    1 initialAcKwhPerYear
    2 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
    : :
    20 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19
    Total LifetimeProductionAcKwh

Karena efisiensi panel surya menurun dengan kecepatan konstan, ini pada dasarnya adalah deret 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 sepanjang waktu konsumsi energi jika installationSize diinstal:

    1. Untuk setiap tahun masa pakai pemasangan surya, hitung biaya listrik yang perlu dibeli rumah tangga setiap tahun untuk menutupi 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, costIncreaseFactor, dan discountRate ke nilai.
    2. Tambahkan total untuk semua tahun.

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

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

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 listrik sepanjang waktu jika instalasi surya tidak dipasang:

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

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

    Tahun Tagihan utilitas tahunan dalam nilai mata uang lokal saat ini
    1 annualBill = monthlyBill x 12
    2 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
    : :
    20 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / 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 rumah tangga.

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

    totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives

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

    savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

  5. Pilih ukuran penginstalan yang memberikan penghematan paling banyak.

Setelah penghitungan selesai

Dengan menggunakan informasi yang Anda berikan, informasi yang ditampilkan oleh Solar API, dan penghitungan di atas, Anda akan dapat merekomendasikan ukuran pemasangan panel surya yang memberikan penghematan biaya maksimum untuk rumah tangga di wilayah Anda.

Dalam rekomendasi yang Anda berikan kepada pengguna akhir, Anda juga dapat menyertakan informasi berikut yang ditampilkan oleh API dalam objek SolarPotential dari kolom solarPotential:

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