Ta strona została przetłumaczona przez Cloud Translation API.

Oblicz koszty i oszczędności energii słonecznej w lokalizacjach poza Stanami Zjednoczonymi

Deweloperzy z Europejskiego Obszaru Gospodarczego (EOG)

W tej sekcji opisaliśmy, jak przeprowadzać obliczenia, które pozwolą Ci określić najlepszą konfigurację instalacji solarnej dla gospodarstw domowych w lokalizacjach poza Stanami Zjednoczonymi. Aby obliczyć rekomendacje, musisz modelować koszty instalacji paneli słonecznych i oszczędności, jakie zapewniają, korzystając z danych z odpowiedzi interfejsu Solar API.

W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API zwraca instancję obiektu FinancialAnalysis dla każdego rozmiaru rachunku za prąd w danej lokalizacji. Na podstawie tych informacji możesz określić rachunek, zużycie energii, a w konsekwencji oszczędności związane z każdym rozmiarem instalacji solarnej.

W przypadku lokalizacji poza Stanami Zjednoczonymi odpowiedź interfejsu API nie zawiera instancji FinancialAnalysis, więc musisz samodzielnie obliczyć koszt i oszczędności dla każdej konfiguracji solarnej, zanim będziesz w stanie zarekomendować najlepszą z nich. Aby przeprowadzić obliczenia, musisz zebrać dane dotyczące konkretnej lokalizacji i postępować zgodnie z instrukcjami zawartymi w tym dokumencie.

Możesz oprzeć swoje obliczenia na obliczeniach, których interfejs Solar API używa w przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych. Wyjaśnienie tych obliczeń znajdziesz w artykule Obliczanie oszczędności (Stany Zjednoczone).

Konfiguracje paneli słonecznych

W przypadku lokalizacji poza Stanami Zjednoczonymi informacje o każdej konfiguracji paneli słonecznych, które są potrzebne do analizy finansowej, są podane w polu SolarPanelConfig. Liczba zwracanych instancji SolarPanelConfig zależy od wielkości dachu w lokalizacji wejściowej. Do obliczeń potrzebujesz wartości z tych 2 pól:

panelsCount: liczba paneli używanych w tej konfiguracji.
yearlyEnergyDcKwh: ilość energii słonecznej w kWh prądu stałego, jaką ta konfiguracja wytwarza w ciągu roku, przy założeniu rozmiaru panelu określonego przez te pola w obiekcie SolarPotential:
- panelHeightMeters: wysokość panelu w metrach.
- panelWidthMeters: szerokość panelu w metrach.
- panelCapacityWatts: moc panelu w watach.

Poniższy przykład przedstawia 1 instancję obiektu SolarPanelConfig w polu solarPanelConfigs w odpowiedzi na żądanie:

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

W przypadku instalacji solarnych installationSize odnosi się do mocy wyjściowej w kW, a nie do powierzchni lub liczby paneli. Jest ona zdefiniowana w ten sposób:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

Dostosowywanie szacunków produkcji energii w przypadku różnych ocen paneli

Aby obliczyć wartość yearlyEnergyDcKwh, interfejs Solar API używa mocy znamionowej w polu panelCapacityWatts, która wynosi obecnie 400 W.

Jeśli w obliczeniach musisz użyć innej mocy znamionowej paneli, a ich wymiary są w przybliżeniu porównywalne z wartościami w polach panelHeightMeters i panelWidthMeters, możesz dostosować obliczenia, mnożąc wartość zwróconą przez interfejs API w polu yearlyEnergyDcKwh przez stosunek mocy znamionowej do wartości w polu panelCapacityWatts.

Jeśli na przykład moc znamionowa paneli wynosi 500 W, a panelCapacityWatts to 400 W, pomnóż wartość yearlyEnergyDcKwh, którą interfejs API obliczył na podstawie panelCapacityWatts, przez współczynnik 500/400, czyli 1,25. Jeśli moc panelu wynosi 200 W, pomnóż yearlyEnergyDcKwh przez 200/400, czyli 0,5.

Nadwyżka produkcji energii

Uwzględnianie nadwyżki energii, która może być wytwarzana przez instalację fotowoltaiczną, wykracza poza zakres obliczeń interfejsu Solar API. Jeśli interfejs Solar API zwraca wiele możliwych instancji SolarPanelConfig dla danego gospodarstwa domowego, nie uwzględnia wyników ani konfiguracji, które generują więcej energii niż zakładane średnie zużycie w gospodarstwie domowym w Stanach Zjednoczonych w FinancialAnalysis.

Możesz jednak mieć powody, aby uwzględniać w rekomendacjach instalacje, które wytwarzają nadwyżkę energii elektrycznej. Możesz na przykład zrekompensować stopniowy spadek wydajności paneli (efficiencyDepreciationFactor), zezwalając na nadwyżkę produkcji w pierwszej części okresu eksploatacji instalacji. Więcej informacji znajdziesz w artykule Wymagane wartości do analizy finansowej.

Niezależnie od powodów, jeśli w obliczeniach uwzględniasz instalacje solarne, które wytwarzają nadmiar energii elektrycznej, pamiętaj, że opisane tutaj obliczenia nie obejmują tego scenariusza.

Wymagane wartości do analizy finansowej w przypadku lokalizacji poza Stanami Zjednoczonymi

Z każdej instancji SolarPanelConfig w odpowiedzi interfejsu API potrzebujesz 2 wartości, aby przeprowadzić analizę finansową tej instancji:

panelsCount: liczba paneli słonecznych w instalacji. Używasz tej wartości do obliczania installationSize.
yearlyEnergyDcKwh: ilość energii słonecznej, jaką układ wychwytuje w ciągu roku, w kWh prądu stałego, przy określonym panelsCount. Używasz tej wartości w obliczeniach energii słonecznej, którą można wykorzystać jako energię elektryczną AC w gospodarstwie domowym (initialAcKwhPerYear) każdego installationSize, biorąc pod uwagę wszelkie straty energii podczas konwersji z DC na AC.

Musisz też zebrać wartości tych zmiennych, które są specyficzne dla danej lokalizacji i które wykorzystasz w obliczeniach:

billCostModel(): model określania kosztu w walucie lokalnej, jaki ponosi gospodarstwo domowe za zużycie określonej liczby kWh. Wysokość opłat za energię elektryczną może się zmieniać z dnia na dzień lub z godziny na godzinę w zależności od takich czynników jak popyt, pora dnia i ilość energii zużywanej przez gospodarstwo domowe. Może być konieczne oszacowanie średniego kosztu.
costIncreaseFactor: współczynnik, o który rośnie roczny koszt energii elektrycznej. W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API używa wartości 1,022 (wzrost roczny o 2,2%). W razie potrzeby dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
dcToAcDerate: wydajność, z jaką falownik przekształca prąd stały wytwarzany przez panele słoneczne w prąd zmienny używany w gospodarstwie domowym. W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API używa wartości 85%. W razie potrzeby dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
discountRate: w przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API używa wartości 1,04 (4% rocznego wzrostu). W razie potrzeby dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
efficiencyDepreciationFactor: o ile spada wydajność paneli słonecznych każdego roku. W przypadku lokalizacji w Stanach Zjednoczonych interfejs Solar API używa wartości 0,995 (0,5% rocznego spadku). W razie potrzeby dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
zachęty: podaj wszelkie zachęty pieniężne do instalacji paneli słonecznych oferowane przez instytucje państwowe w Twojej okolicy.
installationCostModel(): Twoja metoda szacowania kosztu instalacji fotowoltaicznej w walucie lokalnej dla danego installationSize. Model kosztów zwykle uwzględnia lokalne koszty pracy i materiałów w danym installationSize.
installationLifeSpan: oczekiwana żywotność instalacji fotowoltaicznej. Interfejs Solar API używa 20 lat. W razie potrzeby dostosuj tę wartość do swojego obszaru.
kWhConsumptionModel(): model określania zużycia energii przez gospodarstwo domowe na podstawie miesięcznego rachunku. W najprostszej postaci rachunek należy podzielić przez średni koszt kilowatogodziny w lokalizacji gospodarstwa domowego.
monthlyBill: średni miesięczny rachunek za prąd w gospodarstwie domowym.
monthlyKWhEnergyConsumption: szacunkowa średnia ilość energii elektrycznej zużywanej przez gospodarstwo domowe w danej lokalizacji w ciągu miesiąca, mierzona w kWh.

Na podstawie tych wartości i informacji podanych w odpowiedzi interfejsu API możesz przeprowadzić obliczenia niezbędne do rekomendowania najlepszego installationSize w przypadku lokalizacji nieobjętych interfejsem Solar API.

Etapy obliczeń

Poniższe kroki są oparte na metodologii interfejsu Solar API. Może być konieczne dostosowanie metodologii na podstawie informacji dostępnych w Twojej lokalizacji.

Oblicz roczne zużycie energii w gospodarstwie domowym w lokalizacji wejściowej:
1. szacować lub prosić o rachunek miesięczny za gospodarstwo domowe;
2. Oblicz monthlyKWhEnergyConsumption na podstawie rachunku miesięcznego. (Jeśli znasz wartość monthlyKWhEnergyConsumption, możesz pominąć ten krok). Przykład:
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
1. Oblicz annualKWhEnergyConsumption, mnożąc monthlyKWhEnergyConsumption przez 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Uzyskaj odpowiedź interfejsu API dla docelowego gospodarstwa domowego:
```
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
```
Odpowiedź zawiera informacje o dostępnym nasłonecznieniu, dostępnej powierzchni dachu i co najmniej jednej możliwej konfiguracji paneli słonecznych.
Oblicz roczną produkcję energii słonecznej w AC dla każdego installationSize zaproponowanego przez interfejs API, mnożąc wartość yearlyEnergyDcKwh podaną przez interfejs API w każdym wystąpieniu SolarPanelConfig przez lokalny współczynnik dcToAcDerate:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate
Opcjonalnie możesz wykluczyć z rozważań wszystkie SolarPanelConfig, które wytwarzają więcej energii elektrycznej niż roczne zużycie gospodarstwa domowego (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).

Oblicz całkowitą produkcję energii słonecznej (LifetimeProductionAcKwh) dla każdego zwróconego rozmiaru instalacji:

W przypadku każdego roku eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz ilość energii elektrycznej, jaką instalacja wyprodukuje rocznie, stosując efficiencyDepreciationFactor wykładniczo do każdego roku po pierwszym.
Dodaj sumy za wszystkie lata.

W tabeli poniżej znajdziesz przykład obliczania produkcji energii w całym okresie eksploatacji przy założeniu, że installationLifeSpan wynosi 20 lat. Każdy wiersz reprezentuje rok produkcji. Po pierwszym roku spadek wydajności jest stosowany wykładniczo. Suma wszystkich wierszy to całkowita produkcja energii przez instalację fotowoltaiczną w całym okresie jej eksploatacji.

Rok	Roczna produkcja energii słonecznej (kWh)
1	initialAcKwhPerYear
2	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor
:	:
20	+ initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor¹⁹
Łącznie	LifetimeProductionAcKwh

Wydajność paneli słonecznych spada w stałym tempie, więc jest to w zasadzie ciąg geometryczny, w którym a = początkowa roczna produkcja energii AC w kWh, a r = współczynnik utraty wydajności. Do obliczenia LifetimeProductionAcKwh możemy użyć sumy geometrycznej:

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

Poniższy kod w Pythonie oblicza powyższą sumę geometryczną:

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

Dla każdego zwróconego installationSize oblicz koszt zużycia energii w całym okresie eksploatacji, jeśli installationSize jest zainstalowany:

Na każdy rok eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz koszt energii elektrycznej, którą gospodarstwo domowe będzie musiało kupować rocznie, aby pokryć zużycie energii, które nie jest zaspokajane przez energię słoneczną. Użyj wartości atrybutów annualKWhEnergyConsumption i initialAcKwhPerYear, które zostały wcześniej obliczone. W każdym roku po pierwszym zastosuj do wartości współczynnik amortyzacji wydajności, współczynnik wzrostu kosztów i stopę dyskontową.
Dodaj sumy za wszystkie lata.

W tabeli poniżej pokazujemy przykład obliczania kosztu energii elektrycznej w całym okresie użytkowania. Każdy wiersz przedstawia koszt energii elektrycznej w danym roku użytkowania instalacji fotowoltaicznej. Po pierwszym roku zarówno zwiększony koszt energii elektrycznej, jak i stopa rabatu są stosowane wykładniczo. Ostatecznie suma wszystkich wierszy to koszt energii elektrycznej w całym okresie eksploatacji instalacji fotowoltaicznej.

Rok	Roczny rachunek za media w obecnej walucie lokalnej (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
Łącznie	remainingLifetimeUtilityBill

Poniższy kod w Pythonie zwraca tablicę annualUtilityBillEstimate dla każdego roku 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

Oblicz koszt energii elektrycznej w całym okresie eksploatacji, jeśli instalacja fotowoltaiczna nie zostanie zainstalowana:

Na każdy rok okresu eksploatacji instalacji fotowoltaicznej oblicz koszt energii elektrycznej, którą gospodarstwo domowe będzie musiało kupować rocznie, jeśli nie zainstaluje paneli słonecznych. Użyj wartości monthlyBill. W każdym roku po pierwszym zastosuj wartości costIncreaseFactor i discountRate do wartości monthlyBill.
Dodaj sumy za wszystkie lata.

Tabela poniżej zawiera przykład obliczania kosztu energii elektrycznej w całym okresie eksploatacji bez instalacji paneli słonecznych. Każdy wiersz przedstawia koszt energii elektrycznej w ciągu roku przez tyle lat, ile wynosi okres użytkowania instalacji fotowoltaicznej. Po pierwszym roku zarówno wzrost kosztów energii elektrycznej, jak i stopa rabatu są stosowane wykładniczo. Ostatnia wartość to łączny koszt energii elektrycznej bez instalacji paneli słonecznych w całym okresie eksploatacji.

Rok	Roczny rachunek za media w bieżącej walucie lokalnej
1	annualBill = monthlyBill × 12
2	annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate
:	:
20	annualBill = monthlyBill × 12 × costIncreaseFactor19 / discountRate19
Łącznie	costOfElectricityWithoutSolar

Powyższe obliczenia wykonuje ten kod:

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

Oblicz koszt instalacji dla każdego rozmiaru instalacji:

installationCost = localInstallationCostModel(installationSize)
Dodaj wszystkie zachęty pieniężne dostępne dla gospodarstwa domowego w danej lokalizacji.
Oblicz całkowite koszty związane z instalacją paneli słonecznych dla każdego rozmiaru instalacji:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Oblicz łączne oszczędności związane z instalacją paneli słonecznych dla każdego rozmiaru instalacji:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Wybierz rozmiar instalacji, który zapewnia największe oszczędności.

Po zakończeniu obliczeń

Korzystając z podanych przez Ciebie informacji, danych zwracanych przez interfejs Solar API i powyższych obliczeń, możesz rekomendować rozmiary instalacji solarnych, które zapewniają maksymalne oszczędności dla gospodarstw domowych w Twojej okolicy.

W rekomendacjach, które przekazujesz użytkownikowi, możesz też uwzględnić te informacje zwracane przez interfejs API w obiekcie SolarPotential pola solarPotential:

Ilość użytecznego światła słonecznego, które dociera do domu w ciągu roku. Jest ona zwracana w polu maxSunshineHoursPerYear obiektu SolarPotential.
Ile stóp kwadratowych dachu można wykorzystać pod instalację solarną. Wartość ta jest zwracana w polu wholeRoofStats obiektu SolarPotential.
Średni miesięczny rachunek za prąd w gospodarstwie domowym.

Wstecz

Obliczanie kosztów i oszczędności (tylko Stany Zjednoczone)

Dalej

Oblicz koszty i oszczędności w TypeScript