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미국 외 지역의 태양광 비용 및 절감액 계산하기

유럽 경제 지역 (EEA) 개발자

이 섹션에서는 미국 외 지역의 가구에 가장 적합한 태양광 구성을 결정할 수 있는 계산 방법을 설명합니다. 추천을 계산하려면 Solar API 응답의 데이터를 사용하여 태양광 패널 설치 비용과 태양광 패널로 얻을 수 있는 절감액을 모델링해야 합니다.

미국 위치의 경우 Solar API는 입력 위치의 각 전기 요금 크기에 대해 FinancialAnalysis 객체의 인스턴스를 반환합니다. 이러한 인스턴스의 정보를 사용하여 각 태양광 설치 크기와 관련된 청구서, 에너지 소비량, 궁극적으로 절감액을 결정합니다.

미국 이외의 지역의 경우 API 응답에 FinancialAnalysis 인스턴스가 포함되지 않으므로 최적의 구성을 추천하려면 각 태양광 구성의 비용과 절감액을 직접 계산해야 합니다. 계산을 수행하려면 위치별 데이터를 수집하고 이 문서의 안내를 따라야 합니다.

미국 위치에 Solar API가 사용하는 계산을 기반으로 계산을 모델링할 수 있습니다. 이러한 계산에 대한 설명은 비용 절감액 계산 (미국)을 참고하세요.

태양광 패널 구성

미국 외 지역의 경우 재무 분석에 필요한 각 태양광 패널 구성에 관한 정보가 SolarPanelConfig 필드에 제공됩니다. 반환되는 SolarPanelConfig 인스턴스 수는 입력 위치의 지붕 크기에 따라 다릅니다. 계산에는 다음 두 필드의 값이 필요합니다.

panelsCount: 이 구성에 사용되는 패널 수입니다.
yearlyEnergyDcKwh: SolarPotential 객체의 다음 필드에 정의된 패널 크기를 고려할 때 이 구성이 1년 동안 생성하는 태양 에너지의 양(kWh 단위의 DC 전기)입니다.
- panelHeightMeters: 패널 높이(미터)입니다.
- panelWidthMeters: 패널 너비(미터)입니다.
- panelCapacityWatts: 패널 전력 등급(와트)입니다.

다음 예는 요청 응답의 solarPanelConfigs 필드에 있는 SolarPanelConfig 객체의 인스턴스를 보여줍니다.

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

태양광 설치의 경우 installationSize은 면적이나 패널 수가 아닌 kW 출력을 나타내며 다음과 같이 정의됩니다.

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

다양한 패널 등급에 맞게 에너지 생산량 추정치 조정

yearlyEnergyDcKwh 값을 계산하기 위해 Solar API는 현재 400W인 panelCapacityWatts 필드의 전력 등급을 사용합니다.

계산에 다른 패널 전력 등급을 사용해야 하고 패널의 크기가 panelHeightMeters 및 panelWidthMeters 필드의 값과 대략적으로 유사한 경우 yearlyEnergyDcKwh 필드에서 API가 반환한 값에 전력 등급과 panelCapacityWatts의 값의 비율을 곱하여 계산을 조정할 수 있습니다.

예를 들어 패널의 전력 등급이 500W이고 panelCapacityWatts이 400W인 경우 API가 panelCapacityWatts을 사용하여 계산한 yearlyEnergyDcKwh 값을 500/400 또는 1.25의 계수로 곱합니다. 패널 전력 등급이 200W인 경우 yearlyEnergyDcKwh에 200/400 또는 0.5를 곱합니다.

과도한 에너지 생산

태양광 설치로 생산될 수 있는 초과 에너지는 Solar API 계산 범위에 포함되지 않습니다. 실제로 Solar API가 특정 가구에 대해 가능한 SolarPanelConfig 인스턴스를 여러 개 반환하는 경우 Solar API는 FinancialAnalysis에서 가정된 미국 평균 가구 소비량보다 더 많은 전력을 생산하는 결과나 구성을 고려하지 않습니다.

하지만 과도한 전기를 생산하는 설치를 추천에 포함해야 하는 이유가 있을 수 있습니다. 예를 들어 설치 수명 초기에 과도한 생산을 허용하여 패널 효율의 점진적인 감소 (efficiencyDepreciationFactor)를 상쇄할 수 있습니다. 자세한 내용은 재무 분석에 필요한 값을 참고하세요.

이유가 무엇이든 간에 잉여 전기를 생산하는 태양광 설치를 계산에 포함하는 경우 여기에 설명된 계산에는 해당 시나리오가 포함되지 않습니다.

미국 외 지역의 재무 분석에 필요한 값

API 응답의 각 SolarPanelConfig 인스턴스에서 해당 인스턴스의 재무 분석을 실행하려면 다음 두 값이 필요합니다.

panelsCount: 설치된 태양광 패널 수입니다. installationSize 계산에 이 값을 사용합니다.
yearlyEnergyDcKwh: 특정 panelsCount가 주어졌을 때 1년 동안 레이아웃에서 포착하는 태양 에너지의 양(kWh 단위의 DC 전기)입니다. 이 값은 각 installationSize의 가정에서 AC 전기로 사용할 수 있는 태양 에너지 (initialAcKwhPerYear)를 계산할 때 사용되며, DC에서 AC로 변환하는 동안 발생하는 에너지 손실을 고려합니다.

또한 계산에 사용할 다음 변수의 위치별 값을 수집해야 합니다.

billCostModel(): 특정 kWh를 사용하는 데 대해 가구에서 지불하는 비용을 현지 통화로 결정하는 모델입니다. 전력회사가 청구하는 전기 요금은 수요, 시간대, 가구에서 소비하는 전기량과 같은 요인에 따라 매일 또는 매시간 달라질 수 있습니다. 평균 비용을 추정해야 할 수도 있습니다.
costIncreaseFactor: 전기 비용이 매년 증가하는 비율입니다. Solar API는 미국 위치에 1.022 (연간 2.2% 증가)를 사용합니다. 지역에 맞게 이 값을 조정합니다.
dcToAcDerate: 인버터가 태양광 패널에서 생성된 DC 전력을 가정에서 사용되는 AC 전력으로 변환하는 효율성입니다. Solar API는 미국 위치에 85%를 사용합니다. 지역에 맞게 이 값을 조정합니다.
discountRate: Solar API는 미국 위치에 1.04 (연간 4% 증가)를 사용합니다. 지역에 맞게 이 값을 조정합니다.
efficiencyDepreciationFactor: 태양광 패널의 효율이 매년 얼마나 감소하는지입니다. Solar API는 미국 위치에 0.995 (연간 0.5% 감소)를 사용합니다. 지역에 맞게 이 값을 조정합니다.
인센티브: 거주 지역의 정부 기관에서 제공하는 태양광 패널 설치에 대한 금전적 인센티브를 포함합니다.
installationCostModel(): 지정된 installationSize에 대해 현지 통화로 태양광 설치 비용을 추정하는 메서드입니다. 비용 모델은 일반적으로 지정된 installationSize의 현지 인건비와 자재비를 고려합니다.
installationLifeSpan: 태양광 설치의 예상 수명입니다. Solar API는 20년을 사용합니다. 지역에 맞게 이 값을 조정합니다.
kWhConsumptionModel(): 월별 청구서를 기반으로 가구에서 소비하는 에너지 양을 결정하는 모델입니다. 가장 간단한 형태는 청구액을 거주 지역의 kWh당 평균 비용으로 나누는 것입니다.
monthlyBill: 대상 가구의 월 평균 전기 요금입니다.
monthlyKWhEnergyConsumption: 특정 위치의 가구에서 한 달에 소비하는 평균 전기량을 추정한 값입니다(단위: kWh).

이러한 값과 API 응답에서 제공하는 정보를 사용하여 Solar API에서 다루지 않는 위치에 가장 적합한 installationSize를 추천하는 데 필요한 계산을 실행할 수 있습니다.

계산 단계

다음 단계는 Solar API의 방법론을 기반으로 합니다. 위치에 따라 사용할 수 있는 정보를 기반으로 방법을 조정해야 할 수 있습니다.

입력 위치에서 가구의 연간 에너지 소비량을 계산합니다.
1. 가구의 월별 청구액을 추정하거나 요청합니다.
2. 월별 요금에서 monthlyKWhEnergyConsumption을 계산합니다. (monthlyKWhEnergyConsumption을 알고 있으면 이 단계를 건너뛸 수 있습니다.) 예를 들면 다음과 같습니다.
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. monthlyKWhEnergyConsumption에 12를 곱하여 annualKWhEnergyConsumption을 계산합니다.
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
타겟 가구의 API 응답 가져오기:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
대답에는 사용 가능한 햇빛, 사용 가능한 지붕 공간, 하나 이상의 가능한 태양 전지판 구성이 포함됩니다.
API가 제안하는 각 installationSize의 연간 태양 에너지 AC 생산량을 API가 각 SolarPanelConfig 인스턴스에서 제공하는 yearlyEnergyDcKwh 값에 현지 dcToAcDerate를 곱하여 계산합니다.

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
선택적으로 연간 가정 소비량보다 더 많은 전기를 생산하는 SolarPanelConfig 인스턴스를 고려 대상에서 제외합니다(initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

반환된 각 installationSize의 전체 기간 태양 에너지 생산량(LifetimeProductionAcKwh)을 계산합니다.

태양광 발전 시스템의 수명 동안 매년 시스템에서 생산되는 전력량을 계산하고 첫해 이후 매년에 efficiencyDepreciationFactor를 지수적으로 적용합니다.
모든 연도의 합계를 더합니다.

다음 표는 installationLifeSpan이 20년이라고 가정할 때 평생 에너지 생산량을 계산하는 방법을 보여줍니다. 각 행은 생산 연도를 나타냅니다. 첫해 이후에는 효율성 감소가 지수적으로 적용됩니다. 마지막으로 모든 행의 합계는 태양광 설치의 전체 기간 에너지 생산량입니다.

연도	연간 태양 에너지 생산량 (kWh)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
합계	LifetimeProductionAcKwh

태양광 패널 효율은 일정한 비율로 감소하므로 기본적으로 a = initialAcKwhPerYear, r = efficiencyDepreciationFactor인 기하급수입니다. 기하급수 합을 사용하여 LifetimeProductionAcKwh를 계산할 수 있습니다.

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

다음 Python 코드는 위의 기하급수 합계를 계산합니다.

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

반환된 각 installationSize에 대해 installationSize이 설치된 경우 에너지 소비의 수명 비용을 계산합니다.

태양광 설치의 수명 기간 동안 태양광으로 충족되지 않는 에너지 소비를 충당하기 위해 가구에서 매년 구매해야 하는 전기 비용을 계산합니다. 이전에 계산한 annualKWhEnergyConsumption 및 initialAcKwhPerYear 값을 사용합니다. 첫해 이후의 각 연도에 대해 efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor, discountRate을 값에 적용합니다.
모든 연도의 합계를 더합니다.

다음 표는 전기 수명의 비용을 계산하는 방법을 보여주는 예입니다. 각 행은 태양광 설치 수명 동안의 연간 전기 비용을 나타냅니다. 첫해 이후에는 전기 요금 인상과 할인율이 모두 기하급수적으로 적용됩니다. 마지막으로 모든 행의 합계는 태양광 설치가 있는 경우의 전체 기간 전기 비용입니다.

연도	현재 현지 통화 가치의 연간 공공요금 청구액 (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
합계	remainingLifetimeUtilityBill

다음 Python 코드는 installationLifeSpan의 모든 연도에 대해 annualUtilityBillEstimate 배열을 반환합니다.

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

태양광 설치가 설치되지 않은 경우의 전체 기간 전기 비용 계산:

태양광 설치의 수명 기간 동안 태양광이 설치되지 않은 경우 가구에서 매년 구매해야 하는 전기 비용을 계산합니다. monthlyBill 값을 사용합니다. 첫해 이후의 각 연도에 대해 costIncreaseFactor 및 discountRate 값을 monthlyBill에 적용합니다.
모든 연도의 합계를 더합니다.

다음 표는 태양광이 없는 경우의 평생 전기 비용을 계산하는 방법을 보여줍니다. 각 행은 태양광 설치의 수명과 동일한 기간 동안의 연간 전기 비용을 나타냅니다. 첫해 이후에는 전기 요금 인상과 할인율이 모두 지수적으로 적용됩니다. 마지막으로 모든 행의 합계는 태양광 설치가 없는 경우의 평생 전기료입니다.

연도	현재 현지 통화 가치로 표시된 연간 공공요금 청구액
1	annualBill = monthlyBill x 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19
합계	costOfElectricityWithoutSolar

다음 코드는 위의 계산을 실행합니다.

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

각 설치 크기에 대해 설치 비용을 계산합니다.

installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)
가구 위치에서 사용할 수 있는 금전적 인센티브를 모두 합산합니다.
각 설치 크기에 대해 태양광 설치와 관련된 총비용을 계산합니다.

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
각 설치 크기에 대해 태양광 설치와 관련된 총 절감액을 계산합니다.

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
가장 많은 절감 효과를 제공하는 설치 크기를 선택합니다.

계산이 완료된 경우

제공된 정보, Solar API에서 반환된 정보, 위의 계산을 사용하여 해당 지역의 가구에 최대한의 비용 절감을 제공하는 태양광 설치 크기를 추천할 수 있습니다.

최종 사용자에게 제공하는 추천에는 solarPotential 필드의 SolarPotential 객체에서 API가 반환하는 다음 정보도 포함할 수 있습니다.

주택이 연간 받는 사용 가능한 일조량입니다. SolarPotential 객체의 maxSunshineHoursPerYear 필드에 반환됩니다.
태양광 설치에 사용할 수 있는 지붕의 면적(제곱피트)입니다. SolarPotential 객체의 wholeRoofStats 필드에 반환됩니다.
가구의 월평균 전기 요금입니다.

비용 및 절감액 계산 (미국만 해당)

TypeScript에서 비용 및 절감액 계산하기