Cette section explique comment effectuer les calculs qui vous permettent de déterminer la meilleure configuration solaire pour les foyers situés en dehors des États-Unis. Pour calculer les recommandations, vous devez modéliser les coûts d'installation de panneaux solaires et les économies qu'ils permettent de réaliser en utilisant les données d'une réponse de l'API Solar.
Pour les emplacements situés aux États-Unis, l'API Solar renvoie une instance de l'objet FinancialAnalysis pour chaque taille de facture d'électricité correspondant à la zone d'entrée. Les informations contenues dans ces cas servent à déterminer la facture, la consommation d'énergie et, à terme, les économies associées à chaque taille d'installation solaire.
Pour les emplacements en dehors des États-Unis, la réponse de l'API n'inclut pas les instances FinancialAnalysis. Vous devez donc calculer vous-même le coût et les économies pour chaque configuration d'énergie solaire avant de pouvoir recommander la meilleure. Pour effectuer les calculs, vous devez collecter des données spécifiques à un lieu et suivre les instructions fournies dans ce document.
Vous pouvez modéliser vos calculs sur la base des calculs utilisés par l'API Solar pour les sites situés aux États-Unis. Pour en savoir plus sur ces calculs, consultez la section Calculer les économies (États-Unis).
Configurations de panneaux solaires
Pour les emplacements situés en dehors des États-Unis, les informations sur chaque configuration de panneau solaire dont vous avez besoin pour l'analyse financière sont fournies dans le champ SolarPanelConfig.
Le nombre d'instances SolarPanelConfig renvoyées dépend de la taille du toit de l'emplacement d'entrée. Pour effectuer vos calculs, vous avez besoin des valeurs des deux champs suivants:
panelsCount: nombre de panneaux utilisés dans cette configuration.yearlyEnergyDcKwh: quantité d'énergie solaire, en kWh d'électricité CC, que cette configuration produit au cours d'une année, compte tenu de la taille du panneau définie par les champs suivants de l'objetSolarPotential:panelHeightMeters: hauteur du panneau en mètres.panelWidthMeters: largeur du panneau en mètres.panelCapacityWatts: puissance nominale de l'écran en watts.
L'exemple suivant montre une instance de l'objet SolarPanelConfig dans le champ solarPanelConfigs d'une réponse à une requête:
"solarPanelConfigs": [
{
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424,
"roofSegmentSummaries": [
{
"pitchDegrees": 16.253168,
"azimuthDegrees": 169.41516,
"panelsCount": 4,
"yearlyEnergyDcKwh": 1709.2424
}
]
}
]
Pour les installations solaires, installationSize fait référence à la puissance en kW plutôt qu'à la surface ou au nombre de panneaux, et est défini comme suit:
installationSize = panelsCount * panelCapacityWatts/1000 kW
Ajuster les estimations de la production d'énergie pour les différentes notes du panel
Pour calculer la valeur yearlyEnergyDcKwh, l'API Solar utilise la puissance fournie dans le champ panelCapacityWatts, qui est actuellement de 250 W.
Si vous devez utiliser une classe énergétique différente dans vos calculs et que les dimensions des panneaux sont à peu près comparables aux valeurs des champs panelHeightMeters et panelWidthMeters, vous pouvez ajuster vos calculs en multipliant la valeur renvoyée par l'API dans le champ yearlyEnergyDcKwh par le ratio entre la puissance nominale et la valeur indiquée dans panelCapacityWatts.
Par exemple, si l'indice de puissance de vos panneaux est de 400 W et que le panelCapacityWatts est de 250 W, multipliez la valeur de yearlyEnergyDcKwh, que l'API a calculée à l'aide de panelCapacityWatts, par un facteur de 400/250, soit 1,6. Si la puissance nominale de votre panneau est de 200 W, multipliez yearlyEnergyDcKwh par 200/250, soit 0,8.
Production d'énergie excédentaire
La prise en compte de l'énergie excédentaire qui pourrait être produite par une installation solaire n'est pas prise en compte dans les calculs de l'API Solar. En fait, si l'API Solar renvoie plusieurs instances SolarPanelConfig possibles pour un foyer donné, elle ne prend pas en compte les résultats ou les configurations qui produisent plus d'énergie que la consommation moyenne supposée des foyers américains dans la région FinancialAnalysis.
Toutefois, vous pouvez avoir des raisons d'inclure dans vos recommandations des installations qui génèrent une trop grande quantité d'électricité. Par exemple, vous pouvez compenser la baisse progressive de l'efficacité des panneaux (efficiencyDepreciationFactor) en autorisant une production excessive au cours de la première partie de la durée de vie d'une installation. Pour en savoir plus, consultez la section Valeurs requises pour l'analyse financière.
Quelles que soient vos raisons, si vous incluez dans vos calculs des installations solaires qui produisent un excès d'électricité, sachez simplement que les calculs expliqués ici ne couvrent pas ce scénario.
Valeurs requises pour l'analyse financière pour les zones géographiques hors États-Unis
Dans chaque instance SolarPanelConfig de la réponse de l'API, vous avez besoin de deux valeurs pour effectuer l'analyse financière de cette instance:
panelsCount:nombre de panneaux solaires dans une installation. Vous utilisez cette valeur pour calculer lainstallationSize.yearlyEnergyDcKwh:quantité d'énergie solaire qu'une mise en page capture au cours d'une année, en kWh d'électricité CC, pour une valeurpanelsCountspécifique. Vous utilisez cette valeur pour calculer l'énergie solaire utilisable comme électricité CA dans un foyer (initialAcKwhPerYear) de chaqueinstallationSize, en tenant compte de toute perte d'énergie lors de la conversion du courant continu en CA.
En outre, vous devez recueillir des valeurs spécifiques à l'emplacement pour les variables suivantes que vous utiliserez dans les calculs:
- billCostModel():modèle permettant de déterminer le coût, en devise locale, payé par un foyer pour utiliser un nombre donné de kWh. La quantité d'électricité facturée pour l'électricité peut varier d'un jour à l'autre ou d'une heure à l'autre, en fonction de facteurs tels que la demande, l'heure de la journée et la quantité d'électricité consommée par le foyer. Vous devrez peut-être estimer un coût moyen.
- costIncreaseFactor:facteur dans lequel le coût de l'électricité augmente chaque année. L'API Solar utilise 1,022 (augmentation annuelle de 2,2 %) pour les emplacements aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de votre zone géographique.
- dcToAcDerate:efficacité à laquelle un onduleur convertit l'électricité CC produite par les panneaux solaires en courant alternatif utilisé dans un foyer. L'API Solar utilise 85 % pour les États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de votre zone géographique.
- discountRate:l'API Solar utilise 1,04 % (augmentation annuelle de quatre %) pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur en fonction de votre zone géographique.
- efficiencyDepreciationFactor:degré de baisse de l'efficacité des panneaux solaires chaque année. L'API Solar utilise une valeur de 0,995 (0,5 % de diminution annuelle) pour les emplacements situés aux États-Unis. Ajustez cette valeur selon vos besoins en fonction de votre zone.
- Avantages:incluez tous les avantages financiers offerts par les organismes gouvernementaux de votre région pour l'installation de panneaux solaires.
- installationCostModel():votre méthode d'estimation du coût d'installation de l'énergie solaire en devise locale pour un
installationSizedonné. Le modèle de coût tient généralement compte des coûts locaux de la main-d'œuvre et des matériaux pour uneinstallationSizedonnée. - installationLifeSpan:durée de vie prévue de l'installation solaire. L'API Solar utilise 20 ans d'utilisation. Ajustez cette valeur selon vos besoins en fonction de votre zone.
- kWhConsumptionModel():votre modèle permettant de déterminer la quantité d'énergie consommée par un ménage sur la base d'une facture mensuelle. Dans sa forme la plus simple, vous diviseriez la facture par le coût moyen d'un kWh dans la zone géographique du foyer.
- monthlyBill:facture d'électricité mensuelle moyenne d'un foyer donné.
- monthlyKWhEnergyConsumption:estimation de la quantité moyenne d'électricité consommée par un foyer à un emplacement donné en un mois, mesurée en KWh.
Ces valeurs et les informations fournies par la réponse de l'API vous permettent d'effectuer les calculs nécessaires pour recommander la meilleure valeur installationSize pour les emplacements non couverts par l'API Solar.
Étapes de calcul
Les étapes suivantes reposent sur la méthodologie de l'API Solar. Vous devrez peut-être ajuster votre méthodologie en fonction des informations disponibles pour votre emplacement.
Calculer la consommation d'énergie annuelle du foyer dans l'emplacement d'entrée:
- Estimez ou demandez la facture mensuelle du foyer.
- Calculez la valeur monthlyKWhEnergyConsumption sur la facture mensuelle. Si vous connaissez la valeur monthlyKWhEnergyConsumption, vous pouvez ignorer cette étape. Exemple :
monthlyKWhEnergyConsumption = kWhConsumptionModel(monthlyBill)
- Calculez la valeur annualKWhEnergyConsumption en multipliant la valeur de monthlyKWhEnergyConsumption par 12:
annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12
Obtenez la réponse de l'API pour le foyer cible:
https://solar.googleapis.com/v1/buildingInsights:findClosest?location.latitude=lat-number&location.longitude=long-number&key=yourAPIKey
La réponse inclut la lumière du soleil utilisable, la surface de toit utilisable et une ou plusieurs configurations possibles de panneaux solaires.
Calculez la production annuelle d'énergie solaire (CA) de chaque
installationSizeproposée par l'API en multipliant la valeuryearlyEnergyDcKwhfournie par l'API dans chaque instanceSolarPanelConfigpar votre dcToAcDerate local:initialAcKwhPerYear =
yearlyEnergyDcKwhx dcToAcDerateVous pouvez également exclure de toute instance
SolarPanelConfigqui produit plus d'électricité que la consommation annuelle du foyer (initialAcKwhPerYear > annualKWhEnergyConsumption).Calculez la production totale d'énergie solaire (LifetimeProductionAcKwh) pour chaque valeur installationSize renvoyée:
- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez la quantité d'électricité que l'installation produira chaque année, en appliquant la valeur efficiencyDepreciationFactor de manière exponentielle pour chaque année après la première.
- Additionner les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre comment calculer la production d'énergie vie en supposant un installationLifeSpan de 20 ans. Chaque ligne représente une année de production. Après la première année, la baisse d'efficacité s'applique de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond à la production d'énergie depuis l'installation de panneaux solaires.
Year Production annuelle d'énergie solaire (kWh) 1 initialAcKwhPerYear 2 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor : : 20 + initialAcKwhPerYear x efficiencyDepreciationFactor19 Total LifetimeProductionAcKwh
Comme l'efficacité des panneaux solaires se dégrade à un rythme constant, il s'agit essentiellement d'une série géométrique où a = initialAcKwhPerYear et r =efficiencyDepreciationFactor. Nous pouvons utiliser une somme géométrique pour calculer la valeur LifetimeProductionAcKwh:
LifetimeProductionAcKwh = (dcToAcDerate * initialAcKwhPerYear * (1 - pow(efficiencyDepreciationFactor, installationLifeSpan)) / (1 - efficiencyDepreciationFactor))
Le code Python suivant calcule la somme géométrique ci-dessus:
def LifetimeProductionAcKwh(
dcToAcDerate,
yearlyEnergyDcKwh,
efficiencyDepreciationFactor,
installationLifeSpan):
return (
dcToAcDerate *
yearlyEnergyDcKwh *
(1 - pow(
efficiencyDepreciationFactor,
installationLifeSpan)) /
(1 - efficiencyDepreciationFactor))
Pour chaque
installationSizerenvoyé, calculez le coût de la consommation d'énergie sur la durée de vie si l'installationSizeest installé:- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez le coût de l'électricité que le foyer devra acheter chaque année afin de couvrir la consommation d'énergie non couverte par l'énergie solaire. Utilisez les valeurs pour annualKWhEnergyConsumption et initialAcKwhPerYear que vous avez calculées précédemment. Après la première année, appliquez les valeurs efficiencyDepreciationFactor, costIncreaseFactor et discountRate pour chaque année.
- Additionner les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre comment calculer le coût de l'électricité sur la durée de vie. Chaque ligne représente le coût de l'électricité pour la durée de vie de l'installation solaire. Après la première année, le coût d'électricité augmenté et le taux de remise sont appliqués de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond au coût de l'électricité pour l'installation de panneaux solaires.
Year Facture annuelle de charge courante dans la devise locale actuelle (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 Total remainingLifetimeUtilityBill
Le code Python suivant renvoie un tableau de annualUtilityBillEstimate pour chaque année de 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
Calculer le coût de l'électricité sur la durée de vie si aucune installation solaire n'est installée:
- Pour chaque année de la durée de vie de l'installation solaire, calculez le coût de l'électricité que le foyer devra acheter chaque année si l'installation solaire n'est pas installée. Utilisez la valeur pour monthlyBill. Pour chaque année après la première année, appliquez les valeurs costIncreaseFactor et discountRate pour monthlyBill.
- Additionner les totaux pour toutes les années.
Le tableau suivant montre comment calculer le coût de l'électricité sans énergie solaire. Chaque ligne représente le coût de l'électricité pour une année sur le même nombre d'années que la durée de vie d'une installation solaire. Après la première année, le coût d'électricité augmenté et le taux de remise sont appliqués de manière exponentielle. Enfin, la somme de toutes les lignes correspond au coût de l'électricité sans installation solaire.
Year Facture annuelle de charge courante dans la devise locale actuelle 1 annualBill = monthlyBill x 12 2 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor / discountRate : : 20 annualBill = monthlyBill x 12 x costIncreaseFactor19 / discountRate19 Total costOfElectricityWithoutSolar
Le code suivant effectue le calcul ci-dessus:
lifetimeBill = (
monthlyBill * 12 *
(1 - pow(costIncreaseFactor / discountRate, installationLifeSpan)) /
(1 - costIncreaseFactor / discountRate))
Pour chaque taille d'installation, calculez le coût d'installation:
installationCost = localInstallationCostModel(
installationSize)Ajoutez tous les avantages financiers disponibles pour la zone géographique du foyer.
Pour chaque taille d'installation, calculez le coût total associé à l'installation de panneaux solaires:
totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - Incitations
Pour chaque taille d'installation, calculez les économies totales associées à l'installation de panneaux solaires:
économies = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar
Sélectionnez la taille d'installation qui permet le plus d'économies.
Lorsque vos calculs sont terminés
À l'aide des informations que vous fournissez, des informations renvoyées par l'API Solar et des calculs ci-dessus, vous devriez pouvoir recommander des tailles d'installation solaires permettant de réduire au maximum les coûts des foyers de votre région.
Dans les recommandations que vous fournissez à l'utilisateur final, vous pouvez également inclure les informations suivantes, qui sont renvoyées par l'API dans l'objet SolarPotential du champ solarPotential:
- Quantité d'ensoleillement utilisable par une maison chaque année, renvoyée dans le champ
maxSunshineHoursPerYearde l'objetSolarPotential. - Nombre de pieds carrés de toit pouvant être utilisés pour une installation solaire, qui est renvoyé dans le champ
wholeRoofStatsde l'objetSolarPotential. - Facture mensuelle moyenne d'un foyer.