Dokumen ini menjelaskan cara Solar API menghitung berbagai nilai yang digunakannya untuk merekomendasikan pemasangan panel surya dan memperkirakan biaya dan penghematan biaya untuk alamat di AS.
Jika Anda memasukkan alamat tempat tinggal di wilayah yang dicakup di AS, Solar API akan menampilkan perkiraan berikut:
- Berapa banyak sinar matahari yang diterima rumah setiap tahun
- Berapa banyak ruang atap untuk pemasangan panel surya
- Berapa banyak penghematan, dalam dolar AS, yang dapat diharapkan rumah selama 20 tahun tata surya
- Tagihan listrik bulanan rata-rata untuk rumah di area Anda, yang dapat disesuaikan untuk kebutuhan rumah
- Ukuran yang direkomendasikan, diukur dalam kilowatt (kW), untuk tata surya di rumah
Meskipun Solar API memberikan perkiraan untuk semua struktur yang datanya dimiliki, perkiraan yang disediakannya paling cocok untuk tempat tinggal atau struktur komersial kecil. Solar API merekomendasikan ukuran instalasi panel 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 yang berlebihan.
Ukuran instalasi yang direkomendasikan dibatasi pada konsumsi energi tahunan karena beberapa alasan, tetapi terutama karena rumah tangga AS saat ini hanya mendapatkan sedikit atau tidak ada manfaat finansial dari produksi energi yang berlebihan. Di lokasi AS yang memiliki pengukuran bersih, kredit yang diperoleh dari produksi energi berlebih biasanya akan habis masa berlakunya seiring waktu.
Nilai yang diperlukan untuk analisis keuangan bagi lokasi di AS
Dari setiap instance SolarPanelConfig dalam respons API, Anda memerlukan dua nilai
untuk melakukan analisis keuangan untuk instance tersebut:
panelsCount: Jumlah panel surya dalam suatu instalasi. Anda menggunakan nilai ini dalam penghitunganinstallationSize.yearlyEnergyDcKwh: Jumlah energi sinar matahari yang diperoleh tata letak selama satu tahun, dalam DC kWh, denganpanelsCountspesifik. Nilai ini digunakan dalam penghitungan produksi AC energi surya tahunan (initialAcKwhPerYear) untuk setiapinstallationSize.
Selain itu, Anda perlu mengumpulkan nilai spesifik per lokasi untuk variabel berikut yang akan digunakan dalam penghitungan:
- billCostModel(): Model Anda untuk menentukan biaya, dalam mata uang lokal, dibayar oleh rumah tangga untuk menggunakan jumlah kWh tertentu. Biaya utilitas untuk listrik dapat bervariasi dari hari ke hari atau jam ke jam, bergantung pada hal-hal seperti permintaan, waktu, dan jumlah listrik yang dikonsumsi rumah tangga. Anda mungkin perlu memperkirakan biaya rata-rata.
- costIncreaseFactor: Solar API menggunakan 1.022 (2,2% peningkatan tahunan) untuk lokasi AS.
- dcToAcDerate: Efisiensi saat inverter mengubah listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya menjadi listrik AC yang digunakan di rumah tangga. Solar API menggunakan 85% untuk lokasi AS.
- discountRate: Solar API menggunakan 1,04 (4% kenaikan tahunan) untuk lokasi AS.
- efficiencyDepreciationFactor: Seberapa besar efisiensi penurunan panel surya setiap tahunnya. Solar API menggunakan 0,995 (0,5% penurunan tahunan) untuk lokasi AS.
- insentif: Sertakan insentif moneter untuk pemasangan panel surya yang diberikan oleh entitas pemerintah di area Anda.
- installationCostModel(): Metode Anda untuk memperkirakan biaya
penginstalan panel surya dalam mata uang lokal untuk
installationSizetertentu. Model biaya biasanya akan memperhitungkan biaya tenaga kerja lokal dan material untukinstallationSizetertentu. - installationLifeSpan: Perkiraan masa pakai pemasangan panel surya. Solar API menggunakan rentang waktu 20 tahun. Sesuaikan nilai ini sesuai kebutuhan untuk area Anda.
- kWhConsumptionModel(): Model Anda untuk menentukan banyaknya energi yang dikonsumsi rumah tangga berdasarkan tagihan bulanan. Dalam bentuk yang paling sederhana, Anda akan membagi tagihan dengan biaya rata-rata kWh di lokasi rumah tangga.
- monthlyBill: tagihan listrik rata-rata bulanan untuk anggota rumah tangga.
- monthlyKWhEnergyConsumption: Perkiraan 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 untuk merekomendasikan installationSize terbaik untuk
lokasi yang tidak tercakup oleh Solar API.
Cara kerjanya
Tagihan listrik rata-rata bulanan adalah kunci untuk perhitungan lainnya.
Solar API awalnya mendasarkan penghitungannya pada jumlah tagihan bulanan yang telah dipilih sebelumnya. Jika perlu, Anda dapat memilih jumlah berbeda yang mencerminkan tagihan bulanan rata-rata Anda sendiri dengan lebih akurat.
Dengan mengetahui jumlah tagihan bulanan dan biaya listrik saat ini di lokasi tertentu, Solar API dapat memperkirakan jumlah kilowatt jam (kWh) listrik yang dikonsumsi rumah tangga setiap bulan. Untuk biaya listrik saat ini di seluruh AS, dan untuk menentukan kWh dari tagihan bulanan, Solar API mereferensikan database yang dikelola oleh Clean Power Research.
Dengan menggunakan jumlah kWh yang dikonsumsi rumah tangga, area atap rumah yang dapat digunakan, dan potensi tenaga surya dari lokasi rumah, Solar API mengevaluasi satu atau beberapa kemungkinan ukuran pemasangan panel surya dan merekomendasikan ukuran yang dapat memberikan penghematan paling besar.
Ukuran instalasi panel surya diukur berdasarkan peringkat kW-nya. Rating kW bergantung pada jumlah panel surya dalam konfigurasi dan rating daya, yang diukur dalam watt, dari setiap panel.
Rating kW dari penginstalan tidak sama dengan output energi penginstalan, yang diukur dalam kWh dan dapat bervariasi. Output kWh penginstalan bergantung pada faktor-faktor seperti berikut:
- Waktu
- Cuaca
- Orientasi panel terhadap matahari
- Bayangan yang dihasilkan pada panel oleh objek di sekitar
- Potensi tenaga surya regional
- Umur pemasangan
Solar API menyertakan faktor-faktor seperti potensi tenaga surya regional dan usia instalasi dalam perkiraan produksi energi tahunan dari instalasi panel surya.
Untuk menentukan area atap yang dapat digunakan dan memperkirakan ukuran instalasi panel surya yang dapat didukungnya, Solar API menggunakan citra udara dan pemodelan 3D tingkat lanjut.
Penjelasan terperinci tentang nilai dan perhitungan
Bagian berikut menjelaskan cara Solar API menghitung biaya, penghematan, dan ukuran instalasi panel surya untuk struktur tertentu di Amerika Serikat.
Penjelasan penghitungan menggunakan istilah untuk mewakili nilai dalam kalkulasi. 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 tempat rumah tangga berada. Setelah menentukan konsumsi listrik bulanan rumah tangga, kami menghitung konsumsi energi tahunan dalam KWh dengan menggunakan formula berikut:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Konsumsi energi rumah tangga diasumsikan tetap sama dari tahun ke tahun selama masa pakai instalasi panel surya. Solar API mengasumsikan masa pakai instalasi panel surya selama 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 didapatkan suatu wilayah setiap tahun.
Instalasi surya menghasilkan listrik arus searah (DC), yang harus dikonversi menjadi listrik arus bolak-balik (AC) oleh inverter sebelum dapat digunakan di rumah. Sebagian listrik hilang selama proses konversi, dan efisiensi inverter menentukan banyaknya listrik yang hilang.
Efisiensi proses konversi disebut sebagai turunan DC ke AC. Untuk memperhitungkan kerugian tersebut, Solar API mengalikan output tahunan dari instalasi panel surya dengan penurunan 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 memperhitungkan hal ini, setelah tahun pertama, Solar API mengalikan output AC tahunan dari suatu instalasi sebesar 99,5%, atau 0,995, setiap tahun selama perkiraan masa pakai instalasi 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 melambat pada laju yang konstan, pada dasarnya ini adalah
seri 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 instalasi dibatasi oleh ukuran atap atau faktor lainnya, instalasi tenaga surya mungkin menghasilkan lebih sedikit listrik daripada yang dikonsumsi rumah tangga. Dalam kasus ini, rumah tangga kemungkinan harus membayar utilitas atas 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 instalasi panel surya. Formula berikut mengilustrasikan penghitungan ini:
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
Untuk memperhitungkan peningkatan biaya listrik tahunan, kami menerapkan costIncreaseFactor sebesar 2,2%, atau 0,22, per tahun untuk lokasi di AS:
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
Karena inflasi, kita harus mengurangi nilai nilai mata uang dalam perkiraan biaya mendatang. Oleh karena itu, kami menerapkan tarif diskon 4% pada model kami untuk lokasi AS:
discountRate = 1 + 4% = 1.04
Tabel berikut menunjukkan cara penghitungan tagihan utilitas setiap tahun selama masa instalasi panel surya. remainingLifetimeUtilityBill adalah jumlah total tagihan utilitas untuk setiap 20 tahun masa pakai instalasi panel surya.
| Tahun | Tagihan utilitas tahunan dalam nilai mata uang lokal saat ini (USD) (annualUtilityBillEstimate) |
|---|---|
| 1 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) = annualUtilityBillEstimatedYear1 |
| 2 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,995) x 1,022 / 1,04 = annualUtilityBillYear2 |
| : | : |
| 20 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0,99519) x 1,02219 / 1,0419 = annualUtilityBillEstimatedYear2 |
| Total | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimatedYear1 + annualUtilityBillEstimatedYear2 + .... + annualUtilityBillEstimatedYear20 |
Biaya listrik tanpa tenaga surya
Untuk menghitung penghematan yang mungkin dicapai rumah tangga jika memasang panel surya, kita juga harus menghitung jumlah yang mungkin dibayar rumah tangga jika tidak.
Sekali lagi, kita harus memperhitungkan peningkatan biaya listrik dan inflasi dengan menerapkan costIncreaseFactor 1,022 dan costIncreaseFactor 1,04 ke perhitungan, seperti yang kita lakukan saat menghitung biaya listrik dengan tenaga surya.
Tabel berikut menunjukkan cara penghitungan tagihan utilitas setiap tahun tanpa panel surya selama masa pakai instalasi panel surya. costOfElectricityWithoutSolar adalah jumlah total tagihan utilitas selama periode 20 tahun yang sama dengan yang kami gunakan untuk biaya listrik dengan panel 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 penginstalan konfigurasi panel surya yang direkomendasikan dalam perkiraan yang disediakannya. 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 tersebut sering kali berbentuk kredit pajak. Berdasarkan lokasi rumah tangga, Solar API mengurangi insentif yang saat ini tersedia untuk rumah tangga dari estimasi total biaya.
Total biaya pemasangan panel surya
Solar API menghitung total biaya konfigurasi tenaga surya selama 20 tahun dengan menggunakan formula berikut:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
Total penghematan
Solar API menghitung penghematan untuk rumah tangga menggunakan formula berikut:
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Solar API melakukan penghitungan di atas untuk setiap kemungkinan ukuran penginstalan, lalu merekomendasikan ukuran penginstalan yang memberikan penghematan maksimum untuk anggota keluarga. Jumlah estimasi penghematan akan ditampilkan dengan rekomendasi.