Dokumen ini menjelaskan cara Solar API menghitung berbagai nilai yang digunakan untuk merekomendasikan pemasangan panel surya dan memperkirakan biaya serta penghematan biaya untuk alamat di Amerika Serikat.
Jika Anda memasukkan alamat tempat tinggal di wilayah AS yang tercakup, Solar API akan menampilkan estimasi berikut:
- Jumlah sinar matahari yang diterima rumah setiap tahun
- Berapa banyak ruang yang tersedia di atap untuk pemasangan panel surya
- Berapa penghematan, dalam dolar AS, yang dapat diperoleh rumah selama masa pakai sistem tenaga surya selama 20 tahun
- Tagihan listrik bulanan rata-rata untuk rumah di area Anda, yang dapat Anda sesuaikan untuk rumah Anda
- Ukuran yang direkomendasikan, diukur dalam kilowatt (kW), untuk sistem surya di rumah
Meskipun Solar API memberikan estimasi untuk struktur apa pun yang memiliki data, estimasi yang diberikan paling cocok untuk tempat tinggal atau struktur komersial kecil. Solar API merekomendasikan ukuran pemasangan surya yang memaksimalkan penghematan tanpa menghasilkan lebih banyak energi dalam setahun daripada yang dapat dikonsumsi rumah tangga. Solar API tidak menghitung nilai yang terkait dengan produksi energi berlebih.
Ukuran pemasangan yang direkomendasikan dibatasi untuk konsumsi energi tahunan karena beberapa alasan, tetapi terutama karena rumah tangga di Amerika Serikat saat ini mendapatkan sedikit atau tidak ada manfaat finansial dari produksi energi yang berlebih. Di lokasi AS yang memiliki pengukuran bersih, kredit yang diperoleh dari produksi energi berlebih biasanya akan berakhir masa berlakunya seiring waktu.
Nilai yang diperlukan untuk analisis keuangan untuk lokasi di 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 penghitunganinstallationSize.yearlyEnergyDcKwh: Jumlah energi sinar matahari yang ditangkap tata letak selama satu tahun, dalam DC kWh, denganpanelsCounttertentu. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitungan produksi AC energi surya tahunan (initialAcKwhPerYear) dari setiapinstallationSize.
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: Solar API menggunakan 1,022 (kenaikan tahunan sebesar 2,2%) untuk lokasi di Amerika Serikat.
- 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.
- discountRate: Solar API menggunakan 1,04 (4% peningkatan tahunan) untuk lokasi AS.
- efficiencyDepreciationFactor: Seberapa banyak efisiensi panel solar menurun setiap tahun. Solar API menggunakan 0,995 (penurunan tahunan sebesar 0,5%) untuk lokasi di Amerika Serikat.
- 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
installationSizetertentu. Model biaya biasanya akan memperhitungkan biaya tenaga kerja dan bahan lokal untukinstallationSizetertentu. - 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.
Cara kerjanya
Tagihan listrik bulanan rata-rata adalah kunci untuk penghitungan lainnya.
Solar API awalnya mendasarkan penghitungannya pada jumlah tagihan bulanan yang telah dipilih sebelumnya. Jika perlu, Anda dapat memilih jumlah yang berbeda yang lebih akurat mencerminkan tagihan bulanan rata-rata Anda sendiri.
Dengan mengetahui jumlah tagihan bulanan dan biaya listrik saat ini di lokasi tertentu, Solar API dapat memperkirakan jumlah kilowatt jam (kWh) listrik yang digunakan rumah tangga setiap bulan. Untuk biaya listrik saat ini di seluruh Amerika Serikat, dan untuk menentukan kWh dari tagihan bulanan, Solar API mereferensikan database yang dikelola oleh Clean Power Research.
Dengan menggunakan jumlah kWh yang digunakan rumah tangga, area atap rumah yang dapat digunakan, dan potensi tenaga surya di lokasi rumah, Solar API mengevaluasi satu atau beberapa kemungkinan ukuran pemasangan tenaga surya dan merekomendasikan ukuran yang memberikan penghematan paling banyak.
Ukuran pemasangan panel surya diukur berdasarkan rating kW-nya. Rating kW bergantung pada jumlah panel surya dalam konfigurasi dan rating daya, yang diukur dalam watt, dari setiap panel.
Rating kW pemasangan tidak sama dengan output energi pemasangan, yang diukur dalam kWh dan bersifat variabel. Output kWh instalasi bergantung pada faktor-faktor seperti berikut:
- Waktu
- Cuaca
- Orientasi panel terhadap matahari
- Bayangan apa pun yang dihasilkan pada panel oleh objek di sekitar
- Potensi tenaga surya regional
- Usia penginstalan
Solar API menyertakan faktor-faktor seperti potensi energi surya regional dan usia instalasi dalam estimasi produksi energi tahunan dari instalasi surya.
Untuk menentukan area atap yang dapat digunakan dan memperkirakan ukuran instalasi tenaga surya yang dapat didukungnya, Solar API menggunakan citra udara dan pemodelan 3D lanjutan.
Penjelasan mendetail tentang nilai dan penghitungan
Bagian berikut menjelaskan cara Solar API menghitung biaya, penghematan, dan ukuran pemasangan panel surya untuk struktur tertentu di Amerika Serikat.
Penjelasan penghitungan menggunakan istilah untuk mewakili nilai dalam penghitungan. Untuk penjelasan istilah, lihat Definisi istilah yang digunakan dalam penghitungan kami.
Konsumsi energi rumah tangga tahunan
Seperti yang disebutkan sebelumnya, Solar API menentukan konsumsi listrik bulanan berdasarkan jumlah tagihan bulanan dan biaya listrik di lokasi rumah. Setelah menentukan konsumsi listrik bulanan rumah tangga, kita menghitung konsumsi energi tahunan dalam KWh menggunakan formula berikut:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Konsumsi energi rumah tangga diasumsikan tetap sama dari tahun ke tahun selama masa pakai pemasangan surya. Solar API mengasumsikan masa pakai instalasi panel surya adalah 20 tahun.
Produksi energi surya tahunan
Solar API memperkirakan produksi energi tahunan dari instalasi surya dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti intensitas sinar matahari, sudut sinar matahari, dan jumlah jam sinar matahari yang dapat digunakan yang diperoleh suatu wilayah setiap tahun.
Instalasi surya menghasilkan listrik arus searah (DC), yang harus dikonversi menjadi listrik arus bolak-balik (AC) oleh inverter sebelum Anda dapat menggunakannya di rumah. Sebagian listrik akan hilang selama proses konversi, dan efisiensi inverter menentukan jumlah yang hilang.
Efisiensi proses konversi disebut sebagai derate DC ke AC. Untuk memperhitungkan kerugian, Solar API mengalikan output tahunan penginstalan surya dengan derate DC ke AC sebesar 0,85. Hasilnya adalah produksi listrik AC tahunan, seperti yang ditunjukkan dalam formula berikut:
initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85
Jumlah energi yang dihasilkan instalasi menurun sekitar 0,5% setiap tahun selama masa pakai instalasi. Untuk memperhitungkannya, setelah tahun pertama, Solar API akan mengalikan output AC tahunan dari penginstalan dengan 99,5%, atau 0,995, setiap tahun selama perkiraan masa aktif penginstalan selama 20 tahun. Hal ini diilustrasikan dalam tabel berikut.
| Tahun | Produksi energi surya tahunan (kWh) |
|---|---|
| 1 | initialAcKwhPerYear |
| 2 | initialAcKwhPerYear x 0,995 |
| : | : |
| 20 | initialAcKwhPerYear x 0,99519 |
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))Biaya listrik dengan tenaga surya
Jika ukuran pemasangan dibatasi oleh ukuran atap atau faktor lainnya, pemasangan solar mungkin menghasilkan lebih sedikit listrik daripada yang dikonsumsi rumah tangga. Dalam kasus ini, rumah tangga kemungkinan harus membayar utilitas untuk sejumlah listrik setiap tahun, seperti yang ditunjukkan dalam formula berikut:
annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired
Untuk memperhitungkan biaya ini, Solar API menerapkan model biaya tagihan ke perkiraan jumlah listrik, dalam kWh, yang akan dibutuhkan rumah tangga dari utilitas selama masa pakai instalasi surya. Formula berikut mengilustrasikan penghitungan ini:
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
Untuk memperhitungkan kenaikan biaya listrik tahunan, kami menerapkan costIncreaseFactor sebesar 2,2%, atau 0,22, per tahun untuk lokasi di Amerika Serikat:
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
Karena inflasi, kita harus memberikan diskon pada nilai mata uang dalam perkiraan biaya di masa mendatang. Untuk memperhitungkannya, kami menerapkan tarif diskon sebesar 4% ke model kami untuk lokasi AS:
discountRate = 1 + 4% = 1.04
Tabel berikut menunjukkan cara menghitung tagihan utilitas setiap tahun selama masa pakai pemasangan surya. remainingLifetimeUtilityBill adalah jumlah total tagihan utilitas untuk setiap 20 tahun masa pakai instalasi surya.
| Tahun | Tagihan utilitas tahunan dalam nilai mata uang lokal saat ini (USD) (annualUtilityBillEstimate) |
|---|---|
| 1 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) = annualUtilityBillEstimateYear1 |
| 2 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,995) x 1,022 / 1,04 = annualUtilityBillEstimateYear2 |
| : | : |
| 20 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,99519) x 1,02219 / 1,0419 = annualUtilityBillEstimateYear2 |
| Total | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimateYear1 + annualUtilityBillEstimateYear2 + …. + annualUtilityBillEstimateYear20 |
Biaya listrik tanpa tenaga surya
Untuk menghitung jumlah penghematan yang mungkin diperoleh rumah tangga jika mereka memasang panel surya, kita juga harus menghitung jumlah yang mungkin harus dibayar rumah tangga jika tidak memasangnya.
Kita harus memperhitungkan lagi kenaikan biaya listrik dan inflasi dengan menerapkan costIncreaseFactor sebesar 1,022 dan discountRate sebesar 1,04 ke dalam penghitungan, seperti yang kita lakukan saat menghitung biaya listrik dengan tenaga surya.
Tabel berikut menunjukkan cara menghitung tagihan utilitas setiap tahun tanpa tenaga surya selama masa pakai pemasangan tenaga surya. costOfElectricityWithoutSolar adalah jumlah total tagihan utilitas selama periode 20 tahun yang sama dengan yang kita gunakan untuk biaya listrik dengan tenaga surya.
| Tahun | Tagihan utilitas tahunan (USD) |
|---|---|
| 1 | monthlyBill x 12 |
| 2 | monthlyBill x 12 x 1,022 / 1,04 |
| : | : |
| 20 | monthlyBill x 12 x 1,02219 / 1,0419 |
| Total | Jumlah semua tagihan tahunan, yang juga dapat dinyatakan sebagai costOfElectricityWithoutSolar = 204,35 x monthlyBill |
Biaya pemasangan panel surya
Solar API menyertakan biaya pemasangan konfigurasi solar yang direkomendasikan dalam estimasi yang diberikannya. Untuk memperkirakan biaya penginstalan, Solar API menggunakan model biaya penginstalan yang dilokalkan dan ukuran penginstalan.
installationCost = InstallationCostModel (installationSize)
Insentif
Entitas pemerintah mungkin memberikan insentif untuk pemasangan panel surya. Insentif sering kali berupa kredit pajak. Berdasarkan lokasi rumah, Solar API akan mengurangi insentif apa pun yang saat ini tersedia untuk rumah tangga dari estimasi total biaya.
Total biaya dengan pemasangan panel surya
Solar API menghitung total biaya 20 tahun untuk konfigurasi surya menggunakan formula berikut:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Total penghematan
Solar API menghitung penghematan untuk rumah tangga menggunakan rumus berikut:
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Solar API melakukan penghitungan di atas untuk setiap kemungkinan ukuran penginstalan, lalu merekomendasikan ukuran penginstalan yang memberikan penghematan maksimum untuk rumah tangga. Jumlah estimasi penghematan ditampilkan dengan rekomendasi.