เอกสารนี้อธิบายวิธีที่ Solar API คำนวณค่าต่างๆ ที่ใช้ในการแนะนำการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ รวมถึงประเมินค่าใช้จ่ายและต้นทุนที่ประหยัดสำหรับที่อยู่ในสหรัฐอเมริกา
หากคุณป้อนที่อยู่ของที่พักอาศัยในภูมิภาคที่ครอบคลุมของสหรัฐอเมริกา Solar API จะแสดงค่าประมาณต่อไปนี้
- ปริมาณแสงอาทิตย์ที่บ้านได้รับต่อปี
- หลังคามีพื้นที่สําหรับการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์
- บ้านจะประหยัดได้เพียงใด หากเป็นดอลลาร์สหรัฐในช่วง 20 ปีของระบบสุริยะ
- ค่าไฟรายเดือนโดยเฉลี่ยสำหรับบ้านในพื้นที่ของคุณ ซึ่งคุณสามารถ ปรับตามบ้านได้
- ขนาดที่แนะนำ มีหน่วยเป็นกิโลวัตต์ (kW) สำหรับระบบสุริยะในบ้าน
แม้ว่า Solar API จะแสดงค่าประมาณสำหรับโครงสร้างที่มีข้อมูลอยู่ แต่ค่าประมาณที่แสดงจะเหมาะสมที่สุดสำหรับที่อยู่อาศัยหรืออาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก Solar API แนะนำขนาดการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานสูงสุดโดยไม่ผลิตพลังงานใน 1 ปีเกินกว่าที่ครัวเรือนจะใช้ได้ Solar API จะไม่คำนวณค่าที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานส่วนเกิน
ขนาดติดตั้งที่แนะนำจำกัดไว้ที่การใช้พลังงานต่อปีด้วยเหตุผลหลายประการ แต่เหตุผลหลักคือครัวเรือนในสหรัฐฯ ได้รับประโยชน์ทางการเงินจากการผลิตพลังงานส่วนเกินเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย สำหรับสถานที่ในสหรัฐอเมริกาที่มีการวัดสุทธิ เครดิตที่ได้รับจากการผลิตพลังงานส่วนเกินมักหมดอายุเมื่อเวลาผ่านไป
ค่าที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ทางการเงินสำหรับสถานที่ในสหรัฐอเมริกา
จากอินสแตนซ์ SolarPanelConfig แต่ละรายการในการตอบกลับ API คุณต้องมีค่า 2 ค่าเพื่อทำการวิเคราะห์ทางการเงินสำหรับอินสแตนซ์นั้น
panelsCount: จำนวนแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้ง คุณใช้ค่านี้ในการคำนวณinstallationSizeyearlyEnergyDcKwh: ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่เลย์เอาต์ทำได้ตลอด 1 ปี โดยมีหน่วยเป็น DC kWh โดยพิจารณาจากpanelsCountที่เจาะจง คุณใช้ค่านี้ในการคำนวณการผลิต AC พลังงานแสงอาทิตย์ประจำปี (initialAcKwhPerYear) ของinstallationSizeแต่ละรายการ
นอกจากนี้ คุณต้องรวบรวมค่าที่เจาะจงสถานที่ตั้งสำหรับตัวแปรต่อไปนี้ที่คุณจะใช้ในการคำนวณด้วย
- billCostModel(): โมเดลสําหรับการพิจารณาต้นทุนในสกุลเงินท้องถิ่นที่จ่ายโดยครอบครัวสําหรับการใช้จํานวน kWh ที่กำหนด ค่าสาธารณูปโภคของค่าไฟฟ้าอาจแตกต่างกันไปในแต่ละวันหรือชั่วโมงต่อชั่วโมงโดยขึ้นอยู่กับสิ่งต่างๆ เช่น ความต้องการ ช่วงเวลาของวัน และปริมาณไฟฟ้าที่ครัวเรือนใช้ คุณอาจต้องประมาณค่าใช้จ่ายเฉลี่ย
- costIncreaseFactor: Solar API ใช้ 1.022 (เพิ่มขึ้น 2.2% ต่อปี) สำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
- dcToAcDerate: ประสิทธิภาพที่อินเวอร์เตอร์แปลงไฟฟ้า DC ที่ผลิตโดยแผงโซลาร์เซลล์เป็นไฟฟ้า AC ที่ใช้ในครัวเรือน Solar API ใช้ 85% สำหรับที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
- discountRate: Solar API ใช้ 1.04 (เพิ่มขึ้น 4% ต่อปี) สำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
- efficiencyDepreciationFactor: ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ลดลงในแต่ละปี Solar API ใช้ 0.995 (ลดลง 0.5% ต่อปี) สำหรับสถานที่ในสหรัฐอเมริกา
- สิ่งจูงใจ: ระบุสิ่งจูงใจที่เป็นเงินสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่ออกโดยหน่วยงานของรัฐในพื้นที่ของคุณ
- installationCostModel(): วิธีการประมาณต้นทุนของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในสกุลเงินท้องถิ่นสำหรับ
installationSizeที่ระบุ โดยทั่วไปรูปแบบต้นทุนจะคำนึงถึงต้นทุนแรงงานและวัสดุในท้องถิ่นสําหรับinstallationSizeหนึ่งๆ - installationLifeSpan: อายุการใช้งานที่คาดไว้ของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ Solar API ใช้เวลา 20 ปี ปรับค่านี้ตามความจำเป็นสำหรับพื้นที่ของคุณ
- kWhConsumptionModel(): โมเดลของคุณในการกำหนดปริมาณพลังงานที่ครอบครัวใช้โดยดูตามใบเรียกเก็บเงินรายเดือน รูปแบบที่ง่ายที่สุดคือคุณจะหารบิลด้วยค่าใช้จ่ายเฉลี่ย 1 กิโลวัตต์ชั่วโมงจากตำแหน่งที่ตั้งของครัวเรือน
- monthlyBill: ค่าไฟรายเดือนโดยเฉลี่ยสำหรับบ้านแต่ละห้อง
- monthlyKWhEnergyConsumption: ค่าประมาณของปริมาณไฟฟ้าเฉลี่ยที่ครัวเรือนใช้ในสถานที่หนึ่งๆ ใช้ใน 1 เดือน โดยวัดเป็นหน่วย KWh
ค่าเหล่านี้และข้อมูลที่ได้จากการตอบสนองของ API จะช่วยให้คุณทำการคำนวณที่จำเป็นเพื่อแนะนำ installationSize ที่ดีที่สุดสำหรับสถานที่ที่ Solar API ไม่ได้ครอบคลุมได้
วิธีการทำงาน
ค่าไฟรายเดือนโดยเฉลี่ยเป็นกุญแจสำคัญในการคำนวณส่วนที่เหลือ
ในขั้นต้น Solar API จะคำนวณตามจำนวนเงินที่เรียกเก็บรายเดือนที่เลือกไว้ล่วงหน้า หากจำเป็น คุณสามารถเลือกจำนวนเงินอื่นที่แสดงตรงกับการเรียกเก็บเงินรายเดือนเฉลี่ยของคุณเองมากกว่า
เมื่อทราบจำนวนเงินที่เรียกเก็บรายเดือนและค่าไฟฟ้าปัจจุบันในสถานที่หนึ่งๆ Solar API สามารถประมาณจำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมงของไฟฟ้าที่ครัวเรือนใช้ในแต่ละเดือน (kWh) ได้ Solar API อ้างอิงฐานข้อมูลที่ดูแลโดยฝ่ายวิจัยพลังงานสะอาดสำหรับต้นทุนไฟฟ้าปัจจุบันในสหรัฐอเมริกาและเพื่อกำหนดกิโลวัตต์ชั่วโมงจากการเรียกเก็บเงินรายเดือน
Solar API ประเมินขนาดการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นไปได้อย่างน้อย 1 ขนาด และแนะนำขนาดที่ประหยัดที่สุด ด้วยการใช้จำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมงที่ครัวเรือนใช้ พื้นที่ใช้สอยของหลังคาบ้าน และศักยภาพในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของตำแหน่งบ้าน
ระบบจะวัดขนาดของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์โดยใช้ค่ากิโลวัตต์ อัตรากิโลวัตต์ขึ้นอยู่กับจำนวนแผงโซลาร์เซลล์ในการกำหนดค่าและอัตรากำลังไฟฟ้าซึ่งวัดเป็นหน่วยวัตต์ของแผงแต่ละแผง
คะแนนกิโลวัตต์ของการติดตั้งไม่เหมือนกับเอาต์พุตพลังงานของการติดตั้ง ซึ่งวัดเป็นหน่วยกิโลวัตต์ชั่วโมงและเปลี่ยนแปลงได้ เอาต์พุต kWh ของการติดตั้งขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ต่อไปนี้
- ช่วงเวลาของวัน
- สภาพอากาศ
- การวางแนวแผงให้ตรงกับดวงอาทิตย์
- เงาที่เกิดจากวัตถุใกล้เคียงบนแผง
- ศักยภาพในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาค
- อายุของการติดตั้ง
Solar API รวมถึงปัจจัยต่างๆ เช่น ศักยภาพในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในระดับภูมิภาค และอายุของการติดตั้ง ในค่าประมาณของการผลิตพลังงานประจำปีของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์
Solar API จะใช้ภาพถ่ายทางอากาศและการสร้างแบบจำลอง 3 มิติขั้นสูง เพื่อระบุพื้นที่ที่ใช้งานได้ของหลังคาและประมาณขนาดการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่หลังคารองรับได้
คำอธิบายค่าและการคำนวณโดยละเอียด
ส่วนต่อไปนี้จะอธิบายวิธีที่ Solar API คำนวณต้นทุน การประหยัด และขนาดของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับโครงสร้างหนึ่งๆ ในสหรัฐอเมริกา
คำอธิบายของการคำนวณนี้ใช้พจน์แทนค่าในการคำนวณ สำหรับคำอธิบายของคำศัพท์ต่างๆ โปรดดูคำจำกัดความของคำศัพท์ที่ใช้ในการคำนวณของเรา
การใช้พลังงานในครัวเรือนต่อปี
ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Solar API กําหนดการใช้ไฟฟ้ารายเดือนโดยอิงตามจํานวนเงินที่เรียกเก็บรายเดือน และต้นทุนค่าไฟฟ้าของบ้านที่ตั้งอยู่ หลังจากพิจารณาปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อเดือนของครัวเรือนแล้ว เราจะคำนวณการใช้พลังงานต่อปีเป็นหน่วยกิโลวัตต์ชั่วโมงโดยใช้สูตรต่อไปนี้
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
มีการสันนิษฐานว่าการใช้พลังงานของครัวเรือนจะยังคงเท่ากับปีเดียวกันทุกปีตลอดช่วงอายุของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ Solar API คาดไว้ว่า การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์มีอายุ 20 ปี
การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ประจำปี
Solar API ประมาณการผลิตพลังงานประจำปีของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์โดยการพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มของแสงอาทิตย์ มุมของแสงอาทิตย์ และจำนวนชั่วโมงของแสงอาทิตย์ที่ใช้งานได้ที่ภูมิภาคหนึ่งๆ ได้รับในแต่ละปี
การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์จะผลิตไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งจะต้องแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) โดยอินเวอร์เตอร์ก่อนที่คุณจะนำมาใช้ในบ้านได้ มีไฟฟ้าบางส่วนสูญหายไประหว่างการแปลง และประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์เป็นตัวกำหนดปริมาณที่สูญเสียไป
ประสิทธิภาพของกระบวนการ Conversion เรียกว่าการแยก DC ไปยัง AC Solar API นำเอาต์พุตประจำปีของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์มาคูณกับค่า DC กับ AC ที่ 0.85 เพื่ออธิบายความสูญเสียดังกล่าว ผลที่ได้คือการผลิตไฟฟ้า AC ต่อปีดังที่แสดงในสูตรต่อไปนี้
initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85
ปริมาณพลังงานที่การติดตั้งทำให้เกิดลดลงประมาณ 0.5% ในแต่ละปีตลอดอายุการติดตั้ง สำหรับกรณีนี้ หลังจากปีแรก Solar API จะเพิ่มเอาต์พุตของ AC รายปีของการติดตั้งด้วย 99.5% หรือ 0.995 ต่อปีจากอายุการใช้งานโดยประมาณ 20 ปีของการติดตั้ง ดังที่แสดงในตารางต่อไปนี้
| ปี | การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ (กิโลวัตต์-ชั่วโมง) ต่อปี |
|---|---|
| 1 | initialAcKwhPerYear |
| 2 | initialAcKwhPerYear x 0.995 |
| : | : |
| 20 | initialAcKwhPerYear x 0.99519 |
เนื่องจากประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์จะเสื่อมลงในอัตราคงที่ จึงเป็นอนุกรมเรขาคณิตที่ a = defaultAcKwhPerYear และ r =
efficiencyDepreciationFactor เราจะใช้ผลรวมเรขาคณิตเพื่อคำนวณ LifetimeProductionAcKwh ดังนี้
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
ต้นทุนไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
หากขนาดของการติดตั้งถูกจำกัดโดยขนาดหลังคาหรือปัจจัยอื่นๆ การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์อาจผลิตไฟฟ้าน้อยกว่าที่ครัวเรือนใช้ ในกรณีเช่นนี้ ครัวเรือนก็น่าจะต้องจ่ายค่าไฟจำนวนหนึ่งในแต่ละปี ดังที่แสดงในสูตรต่อไปนี้
annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired
สำหรับค่าใช้จ่ายส่วนนี้ Solar API จะใช้โมเดลค่าใช้จ่ายการเรียกเก็บเงินกับปริมาณไฟฟ้าโดยประมาณในหน่วยกิโลวัตต์ชั่วโมงที่ครัวเรือนจะต้องการจากสาธารณูปโภคตลอดอายุการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ สูตรต่อไปนี้จะแสดงการคำนวณดังกล่าว
annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)
เราจะคำนวณค่าไฟที่เพิ่มขึ้นในแต่ละปีโดยใช้ costIncreaseFactor 2.2% หรือ 0.22 ต่อปีสำหรับสถานที่ตั้งในสหรัฐอเมริกา
costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022
เนื่องจากเงินเฟ้อ เราจำเป็นต้องลดมูลค่าของสกุลเงินลงในการประมาณค่าใช้จ่ายในอนาคต ด้วยเหตุนี้ เราจึงใช้อัตราส่วนลด 4% กับโมเดลสำหรับสถานที่ในสหรัฐอเมริกาดังนี้
discountRate = 1 + 4% = 1.04
ตารางต่อไปนี้แสดงวิธีคำนวณใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภคในแต่ละปีตลอดอายุการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ remainingLifetimeUtilityBill คือผลรวมของใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภคแต่ละระยะเวลา 20 ปีของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์
| ปี | ใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภครายปีในมูลค่าสกุลเงินท้องถิ่นปัจจุบัน (USD) (annualUtilityBillEstimate) |
|---|---|
| 1 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear) = annualUtilityBillestimatedYear1 |
| 2 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0.995) x 1.022 / 1.04 = annualUtilityBillYearYear2 |
| : | : |
| 20 | billCostModel (yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear x 0.99519) x 1.02219 / 1.0419 = annualUtilityAmountYear2 |
| รวม | remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillBillingYear1 + annualUtilityBillBillingYear2 + .... + annualUtilityBillในครั้งต่อไปYear20 |
ต้นทุนไฟฟ้าโดยไม่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์
ในการคำนวณว่าครอบครัวจะประหยัดได้เท่าใดหากติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ เรายังต้องคำนวณจำนวนเงินที่ครอบครัวจะจ่ายหากไม่มีคนใช้ด้วย
เราต้องพิจารณาค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นของค่าไฟฟ้าและเงินเฟ้ออีกครั้งด้วยการใช้ costIncreaseFactor ของ 1.022 และ costIncreaseFactor ที่ 1.04 ในการคำนวณ เหมือนกับที่เราคำนวณเมื่อคำนวณต้นทุนค่าไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
ตารางต่อไปนี้แสดงวิธีคำนวณค่าสาธารณูปโภคที่ไม่มีพลังงานแสงอาทิตย์ของแต่ละปีตลอดอายุการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ costOfElectricityWithoutSolar คือยอดรวมของใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภคในระยะเวลา 20 ปีเดียวกันกับที่เราใช้สำหรับค่าไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
| ปี | ใบเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภครายปี (USD) |
|---|---|
| 1 | monthlyBill x 12 |
| 2 | monthlyBill x 12 x 1.022 / 1.04 |
| : | : |
| 20 | monthlyBill x 12 x 1.02219 / 1.0419 |
| รวม | ผลรวมของใบเรียกเก็บเงินรายปีทั้งหมด ซึ่งอาจแสดงเป็น costOfElectricityWithoutSolar = 204.35 x monthlyBill |
ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์
Solar API จะรวมต้นทุนของการติดตั้งการกำหนดค่าพลังงานแสงอาทิตย์ที่แนะนำไว้ในค่าประมาณที่แสดง ในการประมาณค่าใช้จ่ายของการติดตั้ง Solar API จะใช้โมเดลต้นทุนการติดตั้งที่แปลแล้วและขนาดของการติดตั้ง
installationCost = InstallationCostModel (installationSize)
สิ่งจูงใจ
หน่วยงานรัฐอาจมีสิ่งจูงใจให้ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ สิ่งจูงใจมักอยู่ในรูปแบบเครดิตภาษี Solar API หักสิ่งจูงใจที่มีอยู่ในครอบครัวออกจากการประมาณค่าใช้จ่ายทั้งหมดโดยอิงตามสถานที่ตั้งของครัวเรือน
ค่าใช้จ่ายรวมของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์
Solar API คำนวณต้นทุนรวม 20 ปีของการกำหนดค่าพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้สูตรต่อไปนี้
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดที่ประหยัดได้
Solar API คำนวณเงินที่ประหยัดได้จากครอบครัวโดยใช้สูตรต่อไปนี้
savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Solar API จะคํานวณข้างต้นสําหรับขนาดการติดตั้งที่เป็นไปได้แต่ละรายการ จากนั้นจะแนะนำขนาดการติดตั้งที่ประหยัดต้นทุนสูงสุดต่อครอบครัว จำนวนเงินที่ประหยัดได้โดยประมาณจะแสดง พร้อมกับคำแนะนำ