محاسبه هزینه های خورشیدی و پس انداز برای مکان های غیر ایالات متحده

توسعه‌دهندگان منطقه اقتصادی اروپا (EEA)

اگر آدرس صورتحساب شما در منطقه اقتصادی اروپا باشد، که از ۸ ژوئیه ۲۰۲۵ لازم‌الاجرا است، شرایط خدمات پلتفرم نقشه‌های گوگل (EEA) برای استفاده شما از خدمات اعمال خواهد شد. اطلاعات بیشتر . علاوه بر این، محتوای خاصی از API خورشیدی دیگر بازگردانده نخواهد شد. اطلاعات بیشتر .

این بخش نحوه انجام محاسباتی را شرح می‌دهد که شما را قادر می‌سازد بهترین پیکربندی خورشیدی را برای خانوارها در مکان‌های غیر آمریکایی تعیین کنید. برای محاسبه توصیه‌ها، باید هزینه‌های نصب پنل‌های خورشیدی و صرفه‌جویی‌هایی که آنها با استفاده از داده‌های پاسخ Solar API ارائه می‌دهند را مدل‌سازی کنید.

برای مکان‌های ایالات متحده، رابط برنامه‌نویسی کاربردی خورشیدی (Sola API) برای هر اندازه قبض برق برای مکان ورودی، نمونه‌ای از شیء FinancialAnalysis را برمی‌گرداند. شما از اطلاعات موجود در این موارد برای تعیین قبض، مصرف انرژی و در نهایت، صرفه‌جویی‌های مرتبط با هر اندازه نصب سیستم خورشیدی استفاده می‌کنید.

برای مکان‌های غیر آمریکایی، پاسخ API شامل نمونه‌های FinancialAnalysis نمی‌شود، بنابراین شما باید قبل از اینکه بتوانید بهترین پیکربندی خورشیدی را توصیه کنید، هزینه و صرفه‌جویی را برای هر پیکربندی خورشیدی خودتان محاسبه کنید. برای انجام محاسبات، باید داده‌های خاص مکان را جمع‌آوری کرده و از راهنمایی‌های این سند پیروی کنید.

شما می‌توانید محاسبات خود را بر اساس محاسباتی که Solar API برای مکان‌های ایالات متحده استفاده می‌کند، مدل‌سازی کنید. برای توضیح این محاسبات، به محاسبه صرفه‌جویی در هزینه (ایالات متحده) مراجعه کنید.

پیکربندی‌های پنل خورشیدی

برای مکان‌های غیر آمریکایی، اطلاعات مربوط به هر پیکربندی پنل خورشیدی که برای تحلیل مالی نیاز دارید، در فیلد SolarPanelConfig ارائه شده است. تعداد نمونه‌های SolarPanelConfig که بازگردانده می‌شوند، به اندازه سقف مکان ورودی بستگی دارد. برای محاسبات خود، به مقادیر دو فیلد زیر نیاز دارید:

• panelsCount : تعداد پنل‌هایی که در این پیکربندی استفاده می‌شوند.
• yearlyEnergyDcKwh : مقدار انرژی خورشیدی، بر حسب کیلووات ساعت برق DC، که این پیکربندی در طول یک سال تولید می‌کند، با توجه به اندازه پنل که توسط فیلدهای زیر در شیء SolarPotential تعریف شده است:
  • panelHeightMeters : ارتفاع پنل بر حسب متر.
  • panelWidthMeters : عرض پنل بر حسب متر.
  • panelCapacityWatts : توان نامی پنل بر حسب وات.

مثال زیر یک نمونه از شیء SolarPanelConfig را در فیلد solarPanelConfigs در پاسخ یک درخواست نشان می‌دهد:

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

برای تأسیسات خورشیدی، installationSize به جای مساحت یا تعداد پنل، به کیلووات خروجی اشاره دارد و به صورت زیر تعریف می‌شود:

installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW

تنظیم تخمین‌های تولید انرژی برای رتبه‌بندی‌های مختلف پنل

برای محاسبه مقدار yearlyEnergyDcKwh ، رابط برنامه‌نویسی کاربردی خورشیدی (Solare API) از رتبه‌بندی توان در فیلد panelCapacityWatts استفاده می‌کند که در حال حاضر ۴۰۰ وات است.

اگر در محاسبات خود نیاز به استفاده از توان نامی پنل متفاوتی دارید و ابعاد پنل‌ها تقریباً با مقادیر موجود در فیلدهای panelHeightMeters و panelWidthMeters قابل مقایسه است، می‌توانید محاسبات خود را با ضرب کردن مقدار برگردانده شده توسط API در فیلد yearlyEnergyDcKwh در نسبت توان نامی خود به مقدار موجود در panelCapacityWatts تنظیم کنید.

برای مثال، اگر توان نامی پنل‌های شما ۵۰۰ وات و panelCapacityWatts آن ۴۰۰ وات است، مقدار yearlyEnergyDcKwh را که API با استفاده از panelCapacityWatts محاسبه کرده است، در ضریب ۵۰۰/۴۰۰ یا ۱.۲۵ ضرب کنید. اگر توان نامی پنل شما ۲۰۰ وات است، yearlyEnergyDcKwh در ۲۰۰/۴۰۰ یا ۰.۵ ضرب کنید.

تولید انرژی مازاد

محاسبه‌ی انرژی اضافی که ممکن است توسط یک تأسیسات خورشیدی تولید شود، خارج از محدوده‌ی محاسبات Solar API است. در واقع، اگر Solar API چندین نمونه‌ی ممکن SolarPanelConfig را برای یک خانوار مشخص برگرداند، Solar API نتایج یا پیکربندی‌هایی را که برق بیشتری نسبت به میانگین مصرف خانوار فرضی ایالات متحده در FinancialAnalysis تولید می‌کنند، در نظر نمی‌گیرد.

با این حال، ممکن است دلایلی برای گنجاندن تأسیساتی که برق اضافی تولید می‌کنند در توصیه‌های خود داشته باشید. به عنوان مثال، ممکن است بخواهید کاهش تدریجی راندمان پنل (ضریب استهلاک بهره‌وری ) را با در نظر گرفتن تولید اضافی در بخش اول عمر یک تأسیسات جبران کنید. برای اطلاعات بیشتر، به مقادیر مورد نیاز برای تحلیل مالی مراجعه کنید.

دلیل شما هرچه که باشد، اگر تأسیسات خورشیدی که برق اضافی تولید می‌کنند را در محاسبات خود لحاظ می‌کنید، فقط توجه داشته باشید که محاسباتی که در اینجا توضیح داده شده است، آن سناریو را پوشش نمی‌دهد.

مقادیر مورد نیاز برای تحلیل مالی برای مکان‌های غیر آمریکایی

از هر نمونه SolarPanelConfig در پاسخ API، برای انجام تحلیل مالی برای آن نمونه به دو مقدار نیاز دارید:

• panelsCount : تعداد پنل‌های خورشیدی در یک نصب. شما از این مقدار در محاسبه installationSize استفاده می‌کنید.
• yearlyEnergyDcKwh : مقدار انرژی خورشیدی که یک طرح در طول یک سال، بر حسب کیلووات ساعت برق DC، با توجه به تعداد panelsCount خاص، جذب می‌کند. شما از این مقدار در محاسبه انرژی خورشیدی قابل استفاده به عنوان برق AC در یک خانه ( initialAcKwhPerYear ) برای هر installationSize استفاده می‌کنید، با در نظر گرفتن هرگونه اتلاف انرژی در طول تبدیل از DC به AC.

علاوه بر این، شما باید مقادیر مختص به مکان را برای متغیرهای زیر که در محاسبات استفاده خواهید کرد، جمع‌آوری کنید:

• billCostModel() : مدل شما برای تعیین هزینه، به ارز محلی، که توسط یک خانوار برای استفاده از تعداد مشخصی کیلووات ساعت پرداخت می‌شود. میزان هزینه برق می‌تواند از روزی به روز دیگر یا ساعتی به ساعت دیگر بسته به مواردی مانند تقاضا، زمان روز و میزان مصرف برق خانوار متفاوت باشد. ممکن است لازم باشد هزینه متوسط ​​را تخمین بزنید.
• costIncreaseFactor : ضریبی که هزینه برق سالانه به آن افزایش می‌یابد. Solar API برای مکان‌های ایالات متحده از عدد ۱.۰۲۲ (افزایش سالانه ۲.۲٪) استفاده می‌کند. این مقدار را در صورت نیاز برای منطقه خود تنظیم کنید.
• dcToAcDerate : راندمانی که یک اینورتر با آن برق DC تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را به برق AC مورد استفاده در خانه تبدیل می‌کند. Solar API برای مکان‌های ایالات متحده از ۸۵٪ استفاده می‌کند. این مقدار را در صورت نیاز برای منطقه خود تنظیم کنید.
• نرخ تخفیف : API خورشیدی برای مکان‌های ایالات متحده از ۱.۰۴ (۴٪ افزایش سالانه) استفاده می‌کند. این مقدار را در صورت نیاز برای منطقه خود تنظیم کنید.
• ضریب استهلاک بهره‌وری : میزان کاهش راندمان پنل‌های خورشیدی هر ساله. Solar API برای مکان‌های ایالات متحده از عدد ۰.۹۹۵ (کاهش سالانه ۰.۵٪) استفاده می‌کند. این مقدار را در صورت نیاز برای منطقه خود تنظیم کنید.
• مشوق‌ها : هرگونه مشوق مالی برای نصب پنل‌های خورشیدی که توسط نهادهای دولتی در منطقه شما ارائه می‌شود را لحاظ کنید.
• installationCostModel() : روش شما برای تخمین هزینه نصب سیستم خورشیدی به ارز محلی برای یک installationSize مشخص. مدل هزینه معمولاً هزینه‌های نیروی کار محلی و مواد را برای یک installationSize مشخص در نظر می‌گیرد.
• installationLifeSpan : طول عمر مورد انتظار برای نصب سیستم خورشیدی. Solar API این مقدار را 20 سال در نظر می‌گیرد. این مقدار را در صورت نیاز برای منطقه خود تنظیم کنید.
• kWhConsumptionModel() : مدل شما برای تعیین میزان مصرف انرژی یک خانوار بر اساس صورتحساب ماهانه. در ساده‌ترین شکل، شما صورتحساب را بر میانگین هزینه یک کیلووات ساعت در محل سکونت خانوار تقسیم می‌کنید.
• صورتحساب ماهانه : میانگین صورتحساب برق ماهانه برای یک خانوار مورد بررسی.
• مصرف انرژی ماهانه کیلووات ساعت : تخمینی از میانگین میزان برق مصرفی ماهانه خانوار در یک مکان مشخص، که بر حسب کیلووات ساعت اندازه‌گیری می‌شود.

با استفاده از این مقادیر و اطلاعات ارائه شده توسط پاسخ API، می‌توانید محاسبات لازم را برای توصیه بهترین installationSize برای مکان‌هایی که تحت پوشش API خورشیدی نیستند، انجام دهید.

مراحل محاسبه

مراحل زیر بر اساس روش Solar API است. ممکن است لازم باشد روش خود را بر اساس اطلاعات موجود برای مکان خود تنظیم کنید.

1. مصرف انرژی سالانه خانوار را در محل ورودی محاسبه کنید:

   1. صورتحساب ماهانه خانوار را تخمین بزنید یا درخواست کنید.
   2. مصرف انرژی ماهانه (KWhEnergyConsumption) را از روی صورتحساب ماهانه محاسبه کنید. (اگر KWhEnergyConsumption ماهانه را می‌دانید، می‌توانید از این مرحله صرف نظر کنید.) برای مثال:

   مصرف انرژی ماهانه = kWhConsumptionModel ( صورتحساب ماهانه )

   1. مصرف انرژی سالانه (KWH) را با ضرب کردن مصرف انرژی ماهانه (KWH) در ۱۲ محاسبه کنید:

   مصرف انرژی سالانه (کیلووات ساعت) = مصرف انرژی ماهانه (کیلووات ساعت) × ۱۲

2. پاسخ API را برای خانوار هدف دریافت کنید:

   https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey

   این پاسخ شامل نور خورشید قابل استفاده، فضای سقف قابل استفاده و یک یا چند پیکربندی ممکن پنل خورشیدی است.

3. تولید سالانه انرژی خورشیدی AC هر installationSize که API پیشنهاد می‌دهد را با ضرب مقدار yearlyEnergyDcKwh ارائه شده توسط API در هر نمونه SolarPanelConfig در dcToAcDerate محلی خود محاسبه کنید:

   initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x dcToAcDerate

4. به صورت اختیاری، هر نمونه SolarPanelConfig که برق بیشتری نسبت به مصرف سالانه خانوار تولید می‌کند را از بررسی حذف کنید ( initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption ).

5. محاسبه طول عمر تولید انرژی خورشیدی ( LifetimeProductionAcKwh ) برای هر نصب برگشتی:

   1. برای هر سال از طول عمر تأسیسات خورشیدی، مقدار برقی را که تأسیسات سالانه تولید خواهد کرد، محاسبه کنید و ضریب استهلاک بهره‌وری را به صورت نمایی برای هر سال پس از سال اول اعمال کنید.
   2. مجموع اعداد مربوط به همه سال‌ها را با هم جمع کنید.

   جدول زیر مثالی از نحوه محاسبه تولید انرژی در طول عمر سیستم خورشیدی را با فرض طول عمر نصب ۲۰ سال نشان می‌دهد. هر ردیف نشان دهنده یک سال تولید است. پس از سال اول، کاهش راندمان به صورت نمایی اعمال می‌شود. در نهایت، مجموع تمام ردیف‌ها، تولید انرژی در طول عمر سیستم خورشیدی است.

   سال	تولید انرژی خورشیدی سالانه (کیلووات ساعت)
   ۱	مقدار اولیهAcKwhPerYear
   ۲	+ مقدار اولیه AcKwhPerYear x ضریب استهلاک بهره‌وری
   :	:
   ۲۰	+ مقدار اولیه AcKwhPerYear × ضریب استهلاک بهره‌وری ^۱۹
   مجموع	تولید مادام العمر (AcKwh)

از آنجا که راندمان پنل خورشیدی با نرخ ثابتی کاهش می‌یابد، اساساً یک سری هندسی است که در آن a = initialAcKwhPerYear و r = efficiencyDepreciationFactor است. می‌توانیم از یک جمع هندسی برای محاسبه LifetimeProductionAcKwh استفاده کنیم:

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

کد پایتون زیر مجموع هندسی بالا را محاسبه می‌کند:

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

1. برای هر installationSize برگشتی، هزینه مصرف انرژی در طول عمر را در صورت نصب installationSize محاسبه کنید :

   1. برای هر سال از طول عمر تأسیسات خورشیدی، هزینه برقی را که خانوار باید سالانه خریداری کند تا مصرف انرژی که توسط انرژی خورشیدی تأمین نمی‌شود را پوشش دهد، محاسبه کنید . از مقادیر annualKWhEnergyConsumption و initialAcKwhPerYear که قبلاً محاسبه کرده‌اید، استفاده کنید. برای هر سال پس از سال اول، efficiencyDepreciationFactor ، costIncreaseFactor و discountRate را به مقادیر اعمال کنید.
   2. مجموع اعداد مربوط به همه سال‌ها را با هم جمع کنید.

   جدول زیر مثالی از نحوه محاسبه هزینه طول عمر برق را نشان می‌دهد. هر ردیف نشان دهنده هزینه برق برای یک سال در طول عمر نصب خورشیدی است. پس از سال اول، هم افزایش هزینه برق و هم نرخ تخفیف به صورت نمایی اعمال می‌شوند. در نهایت، مجموع تمام ردیف‌ها، هزینه طول عمر برق با نصب خورشیدی است.

   سال	صورتحساب سالانه خدمات رفاهی به ارزش فعلی پول محلی (دلار آمریکا) ( annualUtilityBillEstimate )
   ۱	annualUtilityBillEstimateYear1 = billCostModel ( yearlyKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear )
   ۲	تخمین صورتحساب سودمندی سالانه سال دوم = مدل هزینه صورتحساب (مصرف انرژی سالانه - مقدار اولیه مصرف انرژی سالانه - ضریب استهلاک بهره‌وری ) × ضریب افزایش هزینه / نرخ تخفیف
   :	:
   ۲۰	تخمین صورتحساب سالانه‌ی مصرف انرژی (Year20) = billCostModel ( مصرف انرژی سالانه - مقدار اولیه‌ی مصرف انرژی سالانه (iyear) × ضریب استهلاک (efficiencyDepreciationFactor )) × ضریب افزایش هزینه (costIncreaseFactor) / نرخ تخفیف (discountRate)
   مجموع	صورتحساب سودمندی مادام العمر باقیمانده

کد پایتون زیر آرایه‌ای از annualUtilityBillEstimate را برای هر سال از installationLifeSpan برمی‌گرداند:

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

1. اگر سیستم خورشیدی نصب نشده باشد، هزینه برق در طول عمر آن را محاسبه کنید :

   1. برای هر سال از طول عمر نصب سیستم خورشیدی، هزینه برقی را که خانوار باید سالانه در صورت عدم نصب سیستم خورشیدی خریداری کند، محاسبه کنید . از این مقدار برای monthBill استفاده کنید. برای هر سال پس از سال اول، مقادیر costIncreaseFactor و discountRate را برای monthBill اعمال کنید.
   2. مجموع اعداد مربوط به همه سال‌ها را با هم جمع کنید.

   جدول زیر مثالی از نحوه محاسبه هزینه طول عمر برق بدون استفاده از انرژی خورشیدی را نشان می‌دهد. هر ردیف نشان دهنده هزینه برق برای یک سال در همان تعداد سال‌هایی است که طول عمر یک نصب خورشیدی در نظر گرفته شده است. پس از سال اول، هم افزایش هزینه برق و هم نرخ تخفیف به صورت نمایی اعمال می‌شوند. در نهایت، مجموع تمام ردیف‌ها، هزینه طول عمر برق بدون نصب خورشیدی است.

   سال	صورتحساب سالانه خدمات شهری به ارزش فعلی پول محلی
   ۱	صورتحساب سالانه = صورتحساب ماهانه × ۱۲
   ۲	صورتحساب سالانه = صورتحساب ماهانه × ۱۲ × فاکتور افزایش هزینه / نرخ تخفیف
   :	:
   ۲۰	صورتحساب سالانه = صورتحساب ماهانه × ۱۲ × هزینه افزایشی فاکتور ۱۹ / نرخ تخفیف ۱۹
   مجموع	هزینه برق بدون انرژی خورشیدی

کد زیر محاسبه‌ی بالا را انجام می‌دهد:

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

1. برای هر اندازه نصب، هزینه نصب را محاسبه کنید :

   هزینه نصب = مدل هزینه نصب محلی ( installationSize )

2. هرگونه مشوق مالی موجود در محل سکونت خانوار را جمع کنید .

3. برای هر اندازه نصب، کل هزینه‌های مربوط به نصب سیستم خورشیدی را محاسبه کنید :

   totalCostWithSolar = installationCost + residualLifetimeUtilityBill - مشوق‌ها

4. برای هر اندازه نصب، کل صرفه‌جویی مرتبط با نصب سیستم خورشیدی را محاسبه کنید :

   صرفه‌جویی = هزینه برق بدون انرژی خورشیدی - کل هزینه برق با انرژی خورشیدی

5. اندازه نصبی را انتخاب کنید که بیشترین صرفه‌جویی را داشته باشد.

وقتی محاسبات شما انجام شد

با استفاده از اطلاعاتی که شما ارائه می‌دهید، اطلاعات برگردانده شده توسط Solar API و محاسبات فوق، باید بتوانید اندازه‌های نصب پنل خورشیدی را پیشنهاد دهید که حداکثر صرفه‌جویی در هزینه را برای خانوارهای منطقه شما فراهم کند.

در توصیه‌هایی که به کاربر نهایی خود ارائه می‌دهید، می‌توانید اطلاعات زیر را که توسط API برگردانده می‌شود، در شیء SolarPotential از فیلد solarPotential نیز قرار دهید:

• میزان نور خورشید قابل استفاده‌ای که یک خانه سالانه دریافت می‌کند، که در فیلد maxSunshineHoursPerYear از شیء SolarPotential برگردانده می‌شود.
• چند فوت مربع از سقف می‌تواند برای نصب سیستم خورشیدی استفاده شود، که در فیلد wholeRoofStats از شیء SolarPotential برگردانده می‌شود.
• میانگین هزینه برق ماهانه برای هر خانوار.