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, Anda perlu membuat model biaya pemasangan panel surya dan penghematan yang diberikannya dengan menggunakan data dari respons Solar API.

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

Anda dapat membuat model penghitungan berdasarkan Solar API yang digunakan untuk lokasi di AS. Untuk penjelasan tentang penghitungan 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 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 panel surya, installationSize mengacu pada output kW, bukan jumlah area atau panel dan didefinisikan sebagai:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Menyesuaikan perkiraan produksi energi untuk rating panel yang berbeda

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

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

Misalnya, jika rating daya panel Anda adalah 400 W dan panelCapacityWatts adalah 250 W, kalikan nilai yearlyEnergyDcKwh, yang dihitung API 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.

Kelebihan produksi energi

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

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

Apa pun alasan Anda, jika Anda menyertakan instalasi tenaga surya yang menghasilkan kelebihan listrik dalam perhitungan Anda, perhatikan 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 instalasi. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitungan installationSize.
  • yearlyEnergyDcKwh: Berapa banyak energi surya yang ditangkap tata letak selama setahun, dalam kWh listrik DC, dengan panelsCount tertentu. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitungan energi surya yang dapat digunakan sebagai listrik AC dalam rumah tangga (initialAcKwhPerYear) dari setiap installationSize, dengan memperhitungkan hilangnya energi selama konversi dari DC ke AC.

Selain itu, Anda perlu mengumpulkan nilai spesifik per 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. Berapa biaya utilitas untuk listrik dapat bervariasi dari hari ke hari atau jam ke jam, bergantung pada hal-hal seperti permintaan, waktu, dan berapa banyak listrik yang digunakan rumah tangga. Anda mungkin perlu memperkirakan biaya rata-rata.
  • costIncreaseFactor: Faktor yang menyebabkan peningkatan biaya listrik setiap tahun. Solar API menggunakan 1.022 (2,2% kenaikan 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 dalam rumah tangga. Solar API menggunakan 85% untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • discountRate: Solar API menggunakan versi 1.04 (peningkatan 4% tahunan) untuk lokasi di AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • efficiencyDepreciationFactor: Penurunan efisiensi panel surya setiap tahun. Solar API menggunakan 0,995 (penurunan tahunan 0,5%) untuk lokasi AS. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • insentif: Menyertakan insentif uang 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 material lokal untuk installationSize tertentu.
  • installationLifeSpan: Masa pakai yang diharapkan dari instalasi panel surya. Solar API menggunakan waktu 20 tahun. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
  • kWhConsumptionModel(): Model Anda untuk menentukan banyaknya energi yang dikonsumsi oleh 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 subyek.
  • monthlyKWhEnergyConsumption: Estimasi 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 guna merekomendasikan installationSize terbaik untuk lokasi yang tidak tercakup oleh Solar API.

Langkah penghitungan

Langkah-langkah berikut ini 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 dari setiap installationSize yang diusulkan API dengan mengalikan nilai yearlyEnergyDcKwh yang diberikan oleh API di setiap instance SolarPanelConfig dengan dcToAcDerate lokal:

    initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate

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

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

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

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

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

Karena efisiensi panel surya melemah pada tingkat yang konstan, pada dasarnya ini adalah deret geometri 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 selama masa pakai instalasi panel surya, hitung biaya listrik yang perlu dibeli rumah tangga setiap tahunnya untuk mencakup konsumsi energi yang tidak dipenuhi 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 jumlah total untuk semua tahun.

    Tabel berikut menampilkan contoh cara menghitung biaya listrik sepanjang waktu. Setiap baris merepresentasikan 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 = 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 panel surya tidak diinstal:

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

    Tabel berikut menunjukkan contoh cara menghitung biaya listrik sepanjang waktu tanpa tenaga surya. Setiap baris menunjukkan biaya listrik selama satu tahun selama jumlah tahun yang sama dengan masa pakai instalasi panel surya. Setelah tahun pertama, peningkatan biaya listrik dan tarif diskon diterapkan secara eksponensial. Terakhir, jumlah semua barisnya 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 costIncreaseFactor / discountRate
    : :
    20 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
    Total costOfElectricityWithoutSolar

Kode berikut akan melakukan penghitungan di atas:

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

    installationCost = installationCost(installationSize)

  2. Tambahkan insentif uang yang tersedia untuk lokasi 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 pemasangan panel surya:

    saves = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

  5. Pilih ukuran penginstalan yang paling hemat.

Ketika perhitungan Anda selesai

Dengan menggunakan informasi yang Anda berikan, informasi yang ditampilkan oleh Solar API, dan penghitungan di atas, Anda seharusnya dapat merekomendasikan ukuran instalasi panel surya yang memberikan penghematan 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 dalam objek SolarPotential dari kolom solarPotential:

  • Jumlah sinar matahari yang dapat digunakan yang diterima rumah setiap tahun, yang ditampilkan dalam kolom maxSunshineHoursPerYear 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.