सौर ऊर्जा की लागत और बचत का हिसाब लगाना (सिर्फ़ अमेरिका में रहने वालों के लिए)

इस दस्तावेज़ में बताया गया है कि Solar API, अलग-अलग वैल्यू का हिसाब कैसे लगाता है. इन वैल्यू का इस्तेमाल, सोलर पैनल इंस्टॉल करने के सुझाव देने के साथ-साथ, अमेरिका के पतों के लिए लागत और बचत का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है.

अगर अमेरिका के किसी ऐसे इलाके का पता डाला जाता है जहां सोलर सिस्टम काम करता है, तो Solar API आपको ये अनुमान दिखाता है:

  • घर पर साल भर में कितनी धूप आती है
  • छत पर सोलर पैनल इंस्टॉल करने के लिए कितनी जगह है
  • सोलर सिस्टम के 20 साल के लाइफ़टाइम में, घर के लिए डॉलर में कितनी बचत हो सकती है
  • आपके इलाके में मौजूद घरों के लिए, बिजली का हर महीने का औसत बिल. इसे अपने घर के हिसाब से अडजस्ट किया जा सकता है
  • घर पर सोलर सिस्टम के लिए सुझाया गया साइज़, जो किलोवॉट (kW) में मेज़र किया जाता है

Solar API, किसी भी ऐसे स्ट्रक्चर के लिए अनुमान देता है जिसका डेटा उसके पास हो. हालांकि, यह अनुमान, घरों या छोटे कमर्शियल स्ट्रक्चर के लिए सबसे सही होते हैं. Solar API, सोलर पैनल के ऐसे साइज़ के सुझाव देता है जिनसे साल भर में ज़्यादा से ज़्यादा बचत की जा सके. साथ ही, इनसे किसी घर के लिए ज़रूरत से ज़्यादा ऊर्जा भी पैदा नहीं होती. Solar API, ज़्यादा ऊर्जा पैदा करने से जुड़ी वैल्यू का हिसाब नहीं लगाता.

सोलर पैनल के इंस्टॉलेशन के लिए सुझाए गए साइज़, सालाना ऊर्जा खपत के हिसाब से तय किए जाते हैं. ऐसा कई वजहों से किया जाता है. हालांकि, मुख्य वजह यह है कि अमेरिका के परिवारों को फ़िलहाल, ज़्यादा ऊर्जा उत्पादन से कम या कोई फ़ायदा नहीं मिलता. अमेरिका के जिन इलाकों में नेट मीटरिंग की सुविधा है वहां ज़्यादा ऊर्जा जनरेट करने से मिलने वाले क्रेडिट की समयसीमा खत्म हो जाती है.

अमेरिका में मौजूद जगहों के लिए, वित्तीय विश्लेषण के लिए ज़रूरी वैल्यू

एपीआई के जवाब में मौजूद हर SolarPanelConfig इंस्टेंस के लिए, आपको उस इंस्टेंस का वित्तीय विश्लेषण करने के लिए दो वैल्यू की ज़रूरत होगी:

  • panelsCount: किसी इंस्टॉलेशन में सोलर पैनल की संख्या. installationSize की गिनती करते समय, इस वैल्यू का इस्तेमाल किया जाता है.
  • yearlyEnergyDcKwh: किसी खास panelsCount के हिसाब से, एक साल में एक लेआउट से कितनी डीसी किलोवॉट की सूरज की रोशनी से मिलने वाली ऊर्जा कैप्चर होती है. इस वैल्यू का इस्तेमाल, हर installationSize के लिए सौर ऊर्जा के सालाना उत्पादन (initialAcKwhPerYear) का हिसाब लगाने के लिए किया जाता है.

इसके अलावा, आपको यहां दिए गए वैरिएबल के लिए जगह के हिसाब से वैल्यू इकट्ठा करनी होंगी. इनका इस्तेमाल कैलकुलेशन में किया जाएगा:

  • billCostModel(): यह आपका मॉडल है, जिससे यह तय किया जाता है कि किसी घर में तय संख्या में kWh का इस्तेमाल करने के लिए, स्थानीय मुद्रा में कितने पैसे चुकाने होंगे. बिजली के लिए बिजली विभाग का शुल्क, हर दिन या हर घंटे अलग-अलग हो सकता है. यह कई बातों पर निर्भर करता है, जैसे कि मांग, दिन का समय, और घर में बिजली की खपत. आपको औसत लागत का अनुमान लगाना पड़ सकता है.
  • costIncreaseFactor: Solar API, अमेरिका की जगहों के लिए 1.022 (हर साल 2.2% बढ़ोतरी) का इस्तेमाल करता है.
  • dcToAcDerate: यह उस क्षमता को दिखाता है जिससे इन्वर्टर, सोलर पैनल से जनरेट होने वाली डीसी बिजली को घर में इस्तेमाल होने वाली एसी बिजली में बदलता है. Solar API, अमेरिका की जगहों के लिए 85% का इस्तेमाल करता है.
  • discountRate: Solar API, अमेरिका की जगहों के लिए 1.04 (हर साल 4% की बढ़ोतरी) का इस्तेमाल करता है.
  • efficiencyDepreciationFactor: हर साल सोलर पैनल की परफ़ॉर्मेंस में कितनी गिरावट आती है. Solar API, अमेरिका की जगहों के लिए 0.995 (हर साल 0.5% कम होना) का इस्तेमाल करता है.
  • इंसेंटिव: अपने इलाके में सोलर पैनल इंस्टॉल करने के लिए, सरकारी इकाइयों से मिले पैसे के इंसेंटिव की जानकारी दें.
  • installationCostModel(): किसी दिए गए installationSize के लिए, स्थानीय मुद्रा में सोलर पैनल इंस्टॉल करने की लागत का अनुमान लगाने का आपका तरीका. लागत के मॉडल में, आम तौर पर किसी installationSize के लिए स्थानीय श्रम और सामग्री की लागत शामिल होती है.
  • installationLifeSpan: सोलर पैनल इंस्टॉलेशन के चलने की अनुमानित अवधि. Solar API, 20 साल का डेटा इस्तेमाल करता है. अपने इलाके के हिसाब से, इस वैल्यू में ज़रूरत के मुताबिक बदलाव करें.
  • kWhConsumptionModel(): यह आपका मॉडल है, जिससे यह तय किया जाता है कि हर महीने के बिल के आधार पर, किसी घर में कितनी ऊर्जा खर्च होती है. सबसे आसान तरीके से, आपको बिल को घर की जगह के हिसाब से एक किलोवॉट-घंटे की औसत कीमत से divide करना होगा.
  • monthlyBill: किसी परिवार के लिए, हर महीने का औसत बिजली का बिल.
  • monthlyKWhEnergyConsumption: किसी जगह के घर में एक महीने में खर्च होने वाली बिजली की औसत मात्रा का अनुमान. इसे kWh में मेज़र किया जाता है.

इन वैल्यू और एपीआई के रिस्पॉन्स से मिली जानकारी की मदद से, उन जगहों के लिए सबसे सही installationSize का सुझाव देने के लिए ज़रूरी कैलकुलेशन किए जा सकते हैं जिन पर Solar API लागू नहीं होता.

यह कैसे काम करता है

बाकी सभी गणनाओं के लिए, हर महीने के बिजली के बिल का औसत होना ज़रूरी है.

Solar API, शुरुआत में अपने हिसाब लगाने के लिए, पहले से चुने गए हर महीने के बिल की रकम का इस्तेमाल करता है. ज़रूरत पड़ने पर, आपके पास कोई दूसरी रकम चुनने का विकल्प होता है. यह रकम, आपके हर महीने के औसत बिल को ज़्यादा सटीक तरीके से दिखाती है.

किसी जगह के हर महीने के बिल की रकम और बिजली की मौजूदा कीमत का पता लगाकर, Solar API यह अनुमान लगा सकता है कि कोई घर हर महीने कितने किलोवॉट-घंटे (kWh) बिजली का इस्तेमाल करता है. अमेरिका में बिजली की मौजूदा कीमत और हर महीने के बिल से किलोवाट-घंटे का पता लगाने के लिए, Solar API, Clean Power Research के बनाए गए डेटाबेस का रेफ़रंस देता है.

Solar API, घर में खर्च होने वाले किलोवॉट-घंटे, घर की छत के इस्तेमाल किए जा सकने वाले हिस्से, और घर की जगह पर सोलर पैनल से मिलने वाले फ़ायदे का इस्तेमाल करके, सोलर पैनल के एक या एक से ज़्यादा साइज़ का आकलन करता है. साथ ही, सबसे ज़्यादा बचत करने वाले साइज़ का सुझाव देता है.

सोलर पैनल के इंस्टॉलेशन का साइज़, उसकी किलोवॉट रेटिंग से मेज़र किया जाता है. किलोवॉट रेटिंग, कॉन्फ़िगरेशन में मौजूद सोलर पैनल की संख्या और हर पैनल की वॉट में मेज़र की गई पावर रेटिंग पर निर्भर करती है.

किसी इंस्टॉलेशन की किलोवॉट रेटिंग, उस इंस्टॉलेशन के एनर्जी आउटपुट के बराबर नहीं होती. एनर्जी आउटपुट को किलोवॉट-घंटे में मेज़र किया जाता है और यह अलग-अलग हो सकता है. किसी इंस्टॉलेशन का kWh आउटपुट इन बातों पर निर्भर करता है:

  • दिन के किसी खास समय के आधार पर
  • मौसम
  • पैनल का सूरज के मुकाबले ओरिएंटेशन
  • आस-पास मौजूद ऑब्जेक्ट की वजह से पैनल पर पड़ने वाली छाया
  • इलाके के हिसाब से सौर ऊर्जा उत्पादन की क्षमता
  • इंस्टॉलेशन की उम्र

Solar API, सोलर पैनल से होने वाले सालाना ऊर्जा उत्पादन का अनुमान लगाने के लिए, क्षेत्र के हिसाब से सोलर पैनल की क्षमता और इंस्टॉलेशन की उम्र जैसे फ़ैक्टर को शामिल करता है.

Solar API, हवाई तस्वीरों और बेहतर 3D मॉडलिंग का इस्तेमाल करके, छत के इस्तेमाल किए जा सकने वाले हिस्से का पता लगाता है. साथ ही, यह अनुमान लगाता है कि उस पर कितने सोलर पैनल इंस्टॉल किए जा सकते हैं.

वैल्यू और कैलकुलेशन के बारे में पूरी जानकारी

यहां दिए गए सेक्शन में बताया गया है कि Solar API, अमेरिका में किसी दिए गए स्ट्रक्चर के लिए, सोलर इंस्टॉलेशन की लागत, बचत, और साइज़ का हिसाब कैसे लगाता है.

कैलकुलेशन की जानकारी में, कैलकुलेशन में वैल्यू दिखाने के लिए शब्दों का इस्तेमाल किया जाता है. इन शब्दों के बारे में जानने के लिए, कैलकुलेशन में इस्तेमाल हुए शब्दों की परिभाषा देखें.

घर में ऊर्जा की सालाना खपत

जैसा कि पहले बताया गया है, Solar API हर महीने के बिजली के बिल की रकम और घर के हिसाब से बिजली की कीमत के आधार पर, हर महीने की बिजली की खपत का पता लगाता है. किसी घर में हर महीने बिजली की खपत का पता लगाने के बाद, हम इस फ़ॉर्मूला का इस्तेमाल करके, सालाना ऊर्जा की खपत का हिसाब kWh में लगाते हैं:

annualKWhEnergyConsumption = monthlyKWhEnergyConsumption x 12

यह माना जाता है कि सोलर सिस्टम के लाइफ़टाइम के दौरान, किसी घर में ऊर्जा की खपत हर साल एक जैसी रहती है. Solar API, सोलर पैनल सिस्टम के लाइफ़टाइम को 20 साल मानता है.

सालाना सौर ऊर्जा का उत्पादन

Solar API, किसी सोलर इंस्टॉलेशन से होने वाले सालाना ऊर्जा उत्पादन का अनुमान लगाता है. इसके लिए, वह सूरज की रोशनी की तीव्रता, रोशनी के ऐंगल, और किसी इलाके में साल भर में सूरज की रोशनी के इस्तेमाल के लिए उपलब्ध घंटों की संख्या जैसे फ़ैक्टर को ध्यान में रखता है.

सोलर सिस्टम से डायरेक्ट करंट (डीसी) बिजली पैदा होती है. इसे अपने घर में इस्तेमाल करने से पहले, इन्वर्टर की मदद से ऐल्टरनेटिंग करंट (एसी) में बदलना पड़ता है. बदलाव की प्रोसेस के दौरान, कुछ बिजली खर्च हो जाती है. यह इन्वर्टर की परफ़ॉर्मेंस पर निर्भर करता है कि कितनी बिजली खर्च होगी.

कन्वर्ज़न प्रोसेस की परफ़ॉर्मेंस को डीसी से एसी में बदलने की दर कहा जाता है. इस नुकसान को ध्यान में रखते हुए, Solar API, सोलर इंस्टॉलेशन के सालाना आउटपुट को डीसी से एसी के डेरेट 0.85 से गुणा करता है. इससे, एसी बिजली का सालाना उत्पादन पता चलता है. इसका हिसाब लगाने के लिए, नीचे दिया गया फ़ॉर्मूला इस्तेमाल करें:

initialAcKwhPerYear = yearlyEnergyDcKwh x 0.85

किसी सोलर सिस्टम के लाइफ़टाइम में, हर साल उसकी ऊर्जा जनरेट करने की क्षमता में करीब 0.5% की गिरावट आती है. इस बात का ध्यान रखने के लिए, Solar API पहले साल के बाद, इंस्टॉलेशन के सालाना एसी आउटपुट को 99.5% या 0.995 से गुणा करता है. यह गुणा करने की प्रक्रिया, इंस्टॉलेशन के अनुमानित 20 साल के लाइफ़टाइम के दौरान हर साल की जाती है. इस बारे में नीचे दी गई टेबल में बताया गया है.

साल सालाना सौर ऊर्जा का उत्पादन (kWh)
1 initialAcKwhPerYear
2 initialAcKwhPerYear x 0.995
: :
20 initialAcKwhPerYear x 0.99519

सोलर पैनल की परफ़ॉर्मेंस में लगातार गिरावट आती रहती है. इसलिए, यह एक ज्यामितीय सीरीज़ है, जिसमें a = initialAcKwhPerYear और r = efficiencyDepreciationFactor होता है. LifetimeProductionAcKwh का हिसाब लगाने के लिए, ज्यामितीय योग का इस्तेमाल किया जा सकता है:

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

सोलर एनर्जी से बिजली की लागत

अगर छत के साइज़ या अन्य वजहों से, सोलर पैनल के इंस्टॉलेशन का साइज़ सीमित है, तो हो सकता है कि सोलर पैनल से उतनी बिजली न मिले जितनी घर में खर्च होती है. इन मामलों में, घर के लोगों को हर साल बिजली के लिए कुछ पैसे चुकाने पड़ सकते हैं. इसकी जानकारी नीचे दिए गए फ़ॉर्मूला में दी गई है:

annualKWhEnergyConsumption - initialAcKwhPerYear = annualUtilityEnergyRequired

इस लागत का हिसाब लगाने के लिए, Solar API, बिजली के बिल की लागत का एक मॉडल लागू करता है. यह मॉडल, सोलर पैनल के इंस्टॉल होने के बाद, घर के लिए ज़रूरी बिजली की अनुमानित खपत (कि॰वॉ॰एच॰) के आधार पर लागू होता है. इस कैलकुलेशन को नीचे दिए गए फ़ॉर्मूले से समझा जा सकता है:

annualUtilityBillEstimate = billCostModel(utilityEnergyRequired)

बिजली की कीमत में हर साल होने वाली बढ़ोतरी को ध्यान में रखते हुए, हम अमेरिका में मौजूद जगहों के लिए हर साल 2.2% या 0.22 का costIncreaseFactor लागू करते हैं:

costIncreaseFactor = 1 + 2.2% = 1.022

महंगाई की वजह से, हमें आने वाले समय में होने वाली लागतों के अनुमान में, मुद्रा की वैल्यू में छूट देनी पड़ती है. इसकी वजह से, हम अमेरिका में मौजूद जगहों के लिए अपने मॉडल पर 4% की छूट की दर लागू करते हैं:

discountRate = 1 + 4% = 1.04

नीचे दी गई टेबल से पता चलता है कि सोलर सिस्टम के जीवनकाल के दौरान, हर साल के बिजली, पानी वगैरह के बिल का हिसाब कैसे लगाया जाता है. remainingLifetimeUtilityBill, सोलर इंस्टॉलेशन के लाइफ़टाइम के 20 सालों के लिए, बिजली, पानी वगैरह के बिलों का कुल योग होता है.

साल स्थानीय मुद्रा (डॉलर) में, सालाना यूटिलिटी बिल की मौजूदा वैल्यू (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
कुल remainingLifetimeUtilityBill = annualUtilityBillEstimateYear1 + annualUtilityBillEstimateYear2 + …. + annualUtilityBillEstimateYear20

सोलर पैनल के बिना बिजली की लागत

सोलर पैनल इंस्टॉल करने पर, किसी परिवार को कितनी बचत हो सकती है, इसका हिसाब लगाने के लिए, हमें यह भी हिसाब लगाना पड़ता है कि सोलर पैनल इंस्टॉल न करने पर, परिवार को कितने पैसे चुकाने पड़ सकते हैं.

हमें फिर से बिजली की बढ़ती कीमत और महंगाई का हिसाब लगाना होगा. इसके लिए, costIncreaseFactor के तौर पर 1.022 और discountRate के तौर पर 1.04 का इस्तेमाल करना होगा. ठीक उसी तरह जैसे हमने सोलर से बिजली की लागत का हिसाब लगाया था.

नीचे दी गई टेबल से पता चलता है कि सोलर सिस्टम के लाइफ़टाइम के दौरान, हर साल के बिजली, पानी वगैरह के बिल का हिसाब कैसे लगाया जाता है. costOfElectricityWithoutSolar, बिजली के बिलों का कुल योग है. यह बिल, बिजली के लिए सोलर पैनल इस्तेमाल करने पर लगने वाले बिल के हिसाब से, 20 साल की अवधि के लिए तय किया गया है.

साल बिजली, पानी जैसी सुविधाओं का सालाना बिल (डॉलर में)
1 monthlyBill x 12
2 monthlyBill x 12 x 1.022 / 1.04
: :
20 monthlyBill x 12 x 1.02219 / 1.0419
कुल साल भर के सभी बिलों का कुल योग. इसे इस तरह भी लिखा जा सकता है costOfElectricityWithoutSolar = 204.35 x monthlyBill

सोलर पैनल इंस्टॉल करने की लागत

Solar API, दिए गए अनुमान में सुझाए गए सोलर कॉन्फ़िगरेशन को इंस्टॉल करने की लागत शामिल करता है. इंस्टॉलेशन की लागत का अनुमान लगाने के लिए, Solar API, इंस्टॉलेशन की लागत के स्थानीय मॉडल और इंस्टॉलेशन के साइज़ का इस्तेमाल करता है.

installationCost = InstallationCostModel (installationSize)

इंसेंटिव

सरकारी इकाइयां, सोलर पैनल इंस्टॉल करने के लिए इंसेंटिव दे सकती हैं. आम तौर पर, ये इंसेंटिव टैक्स क्रेडिट के तौर पर मिलते हैं. Solar API, किसी घर की जगह के आधार पर, कुल लागत के अनुमान से, उस घर के लिए फ़िलहाल उपलब्ध इंसेंटिव को घटा देता है.

सोलर पैनल इंस्टॉल करने की कुल लागत

Solar API, सोलर कॉन्फ़िगरेशन की 20 साल की कुल लागत का हिसाब लगाने के लिए, इस फ़ॉर्मूला का इस्तेमाल करता है:

totalCostWithSolar = installationCost + remainingLifetimeUtilityBill - incentives

कुल बचत

Solar API, इस फ़ॉर्मूला का इस्तेमाल करके घर के लिए बचत का हिसाब लगाता है:

savings = costOfElectricityWithoutSolar - totalCostWithSolar

Solar API, ऊपर बताए गए कैलकुलेशन को हर संभव इंस्टॉलेशन साइज़ के लिए करता है. इसके बाद, वह उस साइज़ का सुझाव देता है जिससे घर के लिए ज़्यादा से ज़्यादा बचत हो. सुझाव के साथ, अनुमानित बचत की रकम भी दिखती है.

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