最新版分布式光伏发电技术项目可行性研究报告(DOC 221页)

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1、分布式光伏发电技术项目可行性研究报告目录第一章综合说明11.1概述11.2编制依据31.3项目任务与规模31.4太阳能资源41.5工程地质41.6发电单元设计及发电量预测41.7电气设计51.8总平面布置及土建设计71.9工程消防设计81.10施工组织设计81.11工程管理设计81.12环境保护与水土保持设计91.13劳动安全与工业卫生101.14节能分析101.15工程设计概算111.16财务评价与社会效果分析12第二章项目任务与规模122.1地区现状及发展规划132.2工程建设的必要性152.3开发光电，促进当地旅游业发展172.4工程建设规模17第三章太阳能资源分析183.1我国太阳能资

2、源分布183.2xx省太阳能资源分析213.3参考气象站选择243.4场址区域的太阳辐射量253.5特殊气象条件对光伏电站的影响303.6太阳能资源评价结论31第四章工程地质324.1设计理念324.2结论及建议32第五章发电单元设计及发电量预测325.1太阳能光伏发电系统的分类及构成325.2太阳电池组件选择325.3太阳电池阵列的运行方式设计385.4逆变器的选择425.5太阳电池阵列设计475.6年上网电量预测51第六章电气设计536.1电气一次536.2电气二次646.3通信部分68第七章总平面布置及土建设计697.1项目所在地概况697.2设计安全标准及设计依据697.3光伏阵列支架

3、及逆变器-升压变单元基础设计707.4地基处理707.5主要建筑材料717.6防风沙设计71第八章工程消防设计738.1设计依据738.2设计原则738.3消防总体设计方案738.4建筑消防设计748.5消防车道设计748.6建筑灭火器设计748.7采暧通风消防设计758.8给排水消防设计758.9消防电气设计758.10施工期消防设计75第九章施工组织计划769.1编制依据769.2编制原则769.3施工条件779.4施工总布置799.5主体工程施工809.6施工总进度899.7工期保障措施919.8安全文明施工措施92第十章工程管理设计9510.1管理模式9510.2管理机构9510.3主

4、要生产管理设施9710.4维护管理方案9710.5拆除、清理方案97第十一章环境保护和水土保持设计9811.1设计依据及目的9811.2环境影响分析9911.3环境和水土影响评价结论及建议100第十二章劳动安全与工业卫生10212.1设计总则10212.2工程劳动安全与工业卫生危害因素分析10612.3劳动安全与工业卫生对策措施10812.4劳动安全与工业卫生机构设置、人员配备及管理制度11612.5事故应急救援预案12012.6预期效果评价12212.7可能存在的问题和建议123第十三章节能分析12313.1设计原则和依据12313.2施工期能耗种类、数量分析和能耗指标12513.3运行期能

5、耗种类、数量分析和能耗指标12713.4主要节能降耗措施12913.5节能降耗效益分析13313.6结语134第十四章工程设计概算13414.1编制说明13414.2机电设备及安装工程13714.3建筑工程13814.4其他费用13814.5投资主要指标13814.6工程设计概算表141第十五章财务评价与社会效果分析14115.1概述14115.2项目投资与资金筹措14215.3分析和评价14315.4财务评价附表146第十六章结论、问题和建议146第一章综合说明1.1概述xx市位于xx省北部xx三角洲地区，中华民族的xx河-xx，在xx市境内流入渤海。xx市地理位置为北纬xx，东经xx。东、

6、北临渤海，西与xx市毗邻，南与xx市、xx市接壤。南北最大纵距123公里，东西最大横距74公里，总面积7923平方公里。xx市地处中纬度，背陆面海，受亚欧大陆和西太平洋共同影响，属暖温带大陆性季风气候，基本气候特征为冬寒夏热，四季分明。春季，干旱多风，早春冷暖无常，常有倒春寒出现，晚春回暖迅速，常发生春旱；夏季，炎热多雨，温高湿大，有时受台风侵袭；秋季，气温下降，雨水骤减，天高气爽；冬季，天气干冷，寒风频吹，多刮北风、西北风，雨雪稀少。主要气象灾害有霜冻、干热风、大风、冰雹、干旱、涝灾、风暴潮灾等。境内南北气候差异不明显。多年平均气温12.8C，无霜期206天，不小于10C的积温约4300C，

7、可满足农作物的两年三熟。年平均降水量555.9毫米，多集中在夏季，占全年降水量的65%，降水量年际变化大，易形成旱、涝灾害。本项目地处太阳能资源较为丰富的xx市xx经济开发区xx市xx工程有限公司厂房屋顶上，厂房总面积76780平方米。xx工程6MWp屋顶分布式光伏发电项目规划总容量6MW。xx工程6MWp屋顶分布式光伏发电项目屋面以固定倾角17设计安装24000块标准功率255Wp多晶硅光伏组件，总容量6.12MWp，预计运营期内平均年上网电量744.12万kWh。xx市位于xx省北部xx三角洲地区，区域太阳能资源丰富，具有利用太阳能的良好条件，根据我国太阳能资源区域划分标准，该地区为资源很

8、丰富地区，适合建设大型光伏发电项目。1.1.1建筑类型项目总可利用面积约76780平方米，集中于xx市xx工程有限公司的厂房屋顶。建筑形式及承重结构完全满足屋顶太阳能光伏电站建设要求。1.1.2峰值功率本工程设计容量6.12MWp。利用厂房屋顶安装太阳能光伏组件。本工程运行期年平均上网电量744.12万kWh。本项目按6MW装机容量设计，计划总投资为5296万元人民币，包含设备供给、设计、安调、培训、消缺、质保等。本工程计划总投资5296万元，其中静态投资5190.46万元，单位千瓦静态投资8314.85元。上网电价1.47元（含税），在此电价下，投资回收期为（所得税后）6.73年，总投资收益

9、率为12.71%，项目资本金利润率为49.01%，项目财务内部收益率（全部投资）15.37%;就财务报表显示，项目具有一定的盈利能力。xx设计院有限公司受xx工程委托，承担xx工程6MWp屋顶分布式光伏发电项目可行性研究阶段的设计工作。设计的主要内容包括项目任务与规模、太阳能资源、工程地质、发电单元设计及发电量预测、电气设计、电站总平面布置及土建设计、工程消防设计、施工组织设计、工程管理设计、环境保护和水土保持设计、劳动安全与工业卫生设计、节能分析、工程设计概算、财务评价与社会效果分析等。1.2编制依据1、国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见国发【2013】24号2、xx省人民政府关于贯彻

10、落实国发【2013】24号文件促进光伏产业健康发展的意见鲁政发【2014】16号3、本工程可行性研究技术咨询合同4、业主提供的其他资料及附件1.3项目任务与规模本工程的主要任务是发电。从可再生能源资源利用分析，xx市太阳能资源较为丰富，开发潜力巨大。xx市平均年太阳辐射量5186.10MJ/m2，属于太阳光能资源很丰富的地区，适宜建设太阳能电站。从项目开发建设条件方面分析，本电站场址选择在xx市xx工程有限公司厂房屋顶，不重新使用土地，有效地节约土地的使用。项目所在的经济开发区已经形成了由公路、铁路构成的交通网络，内外交通便捷，有利于建设期间所需设备材料的运输。综合分析，建设xx工程6MWp屋

11、顶分布式光伏发电项目是合适的。本项目利用xx市xx工程有限公司厂房屋顶，不重新占用土地，项目建设用地符合国家有关土地利用政策。通过对场址所在地区各方面条件的分析，该处场址在技术上是可行的，具备建设太阳能光伏电站的条件。1.4太阳能资源xx市太阳能资源较为丰富，开发潜力巨大。xx市平均年太阳辐射量5186.10MJ/m2，属于太阳光能资源很丰富的地区，在场址区建设并网太阳能光伏电站是可行的。1.5工程地质本项目建设在xx市xx工程有限公司厂房屋顶，需要对屋顶的结构做好防水处理。1.6发电单元设计及发电量预测xx工程6MWp屋顶分布式光伏发电项目规划总容量6MW，设计安装24000块标准功率255

12、Wp多晶硅光伏组件，总容量6.12MWp，预计运营期内平均年上网电量744.12万kWh。太阳能电池组件经日光照射后，形成低压直流电，太阳电池组件并联后的直流电采用电缆送至汇流箱；经汇流箱汇流后采用电缆引至逆变器室，逆变器输出的交流电由1台500kVA升压变压器将电压从270V升至0.4kV接至本厂区内的0.4kV配电室实现并网。太阳能光伏阵列效率指在1000W/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。(1)太阳电池老化系数n1：太阳电池由于老化等因素的影响，使太阳能光伏系统运行期发电效率逐年衰减。多晶硅组件自项目投产运行之日起，一年内衰减率不高于2.5%，之后每年衰减率不高于0

13、.7%，项目全生命周期内衰减率不高于20%;(2)系统综合效率2:太阳电池方阵组合的损失、尘埃遮挡、线路损耗及逆变器、变压器等电气设备老化，使系统效率降低，本工程损耗及老化综合效率取85.11%。在运营期25年内的年平均上网电量为744.12万KWh。1.7电气设计1.7.1接入电力系统方案考虑电站装机容量、系统输电损失和接入点地理位置，该电站宜采用0.4kV电压等级接入电网。1.7.2电气接线方案本项目共12个光伏发电单元系统。每0.5MW太阳电池经串并联后发出直流电，经汇流箱汇流至各自的直流防雷配电柜，再接入逆变器直流侧。通过逆变器将直流电转变成交流电。(1)新建设光伏发电单元逆变器与箱式

14、变压器的组合方式逆变器容量为500kW。每1台500kW逆变器输出的交流电由1台500kVA升压变压器将电压从270V升至0.4kV。(2)集电线路方案本工程集电线路采用0.4kV电缆接线方式连接至0.4kV配电装置。根据光伏阵列的布置情况，6MWp光伏阵列逆变器组成一个集电单元，共敷设12回集电线路至0.4kV配电装置。(3)并网方案通过12回0.4kV线路接至本厂区内的0.4kV配电室实现并网。1.7.3主要电气设备的选型和布置(1)太阳电池组件：太阳电池组件是通过光伏效应将太阳能直接转变为直流电能的部件，是光伏电站的核心部件。在电站直流发电系统中，太阳电池组件通过合理的连接，形成电站所需

15、的太阳电池方阵，并与逆变器构成直流发电系统。在项目电站中，由众多的单件峰值功率为255Wp的晶体硅太阳电池组件构成了整个电站6MW的太阳电池方阵。(2)并网逆变器：逆变器采用MPPT(最大功率跟踪）技术最大限度将直流电（DC)转变成交流电（AC)，输出符合电网要求的电能。具有交流过压、欠压保护，超频、欠频保护，高温保护，交流及直流的过流保护，直流过压保护，防孤岛保护等保护功能。此外，逆变器带有多种通讯接口进行数据采集并将数据发送到远控室，其控制器带有模拟输入端口与外部传感器相连，可测量日照和温度等数据，便于整个电站数据处理分析。(3)电气设备布置：本项目共建设5个逆变配电室及5个箱变，每个逆变

16、配电室及箱变布置对应0.5MW电池方阵每方阵设有1台500kW逆变器以及高、低压开关柜，升压变压器等设备。本项目6MW电池方阵通过电缆集电线路连接至0.4kV配电装置。1.7.4控制系统设计光伏发电监控系统采用分布式网络结构，监控范围包括太阳电池方阵、并网逆变器、总配电室及站用电等电气系统的监控，其主要监测参数包括：直流配电柜输入电流、逆变器进出口的电压、电流、功率、频率、逆变器机内温度、逆变器运行状态及内部参数、发电量、环境温度、风速、风向及辐照强度，以及站用电气系统的各种参数等。计算机监控系统实现对电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥目、遥调、遥控全部的远动功能，具有与调

17、度通信中心交换信息的能力。1.8总平面布置及土建设计1.8.1电站总平面布置项目占地约76780平方米，集中于xx市xx工程有限公司的厂房屋顶。建筑形式及承重结构完全满足屋顶太阳能光伏电站建设要求。1.8.2土建设计本期土建工程包括：太阳能光伏电站、箱式变压器、逆变器室等。太阳电池组件支架采用热镀锌防腐。由于该项目和xx市xx工程有限公司项目在一个厂区，则该项目用水和排水都依附于该项目。本期工程逆变器室设机械排风系统，排除室内余热。1.9工程消防设计本工程消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的设计原则，针对工程的具体情况，积极采用先进的防火技术，做到保障安全，使用方便，经济合理。逆变器室配置手提

18、式磷酸铵盐干粉灭火器等消防器材。严禁采用明火采暖。本工程采用发热电缆和电辐射板的采暖方式。消防电源采用两路供电，场内重要场所设有通信电话。1.10施工组织设计拟选场址区地势平坦（建筑屋顶），交通便利，运输方便。主要建筑物材料来源充足，所有建筑材料均可通过公路运至施工现场。生活用品可从市区采购。本工程高峰期施工用电负荷约为200kW。施工电源从市电电网接入。施工高峰日用水量为70m3/d。本期工程施工期生产用水均引自市政管网。工程总工期为5个月，其中施工准备0.5个月，土建、太阳能光伏电池组件安装、电缆敷设等4个月，缺陷处理及验收等1个月。1.11工程管理设计本项目建设期间，根据项目目标，以及针

19、对项目的管理内容和管理深度，成立项目公司。建设期计划设置5个部门：计划部、综合管理部、设备管理部、工程管理部、财务审计部，共12人，组织机构采用直线职能制，互相协调分工，明确职责，开展项目管理各项工作。综合管理部由工程建设期间的计划部和综合管理部合并，负责综合计划、总经理办公、文档管理；财务部负责财务收支、财务计划、工资福利管理；生产运行部负责运营公司生产运营以及安全管理；设备管理部负责设备技术监控、定期维护。1.12环境保护与水土保持设计太阳能光伏发电是可再生能源，主要是利用太阳能转变为电能，项目不排放任何有害气体。在施工中由于混凝土搅拌、钢结构的切割与焊接和施工车辆的行驶，可能在作业面及其

20、附近区域产生粉尘和二次扬尘，造成局部区域的空气和噪音污染。可采用洒水等措施，尽量降低空气中颗粒物的浓度，同时避免夜晚施工，减少施工噪音对居民生活影响。太阳能光伏发电具有较高的自动化运行水平，电场运行和管理人员较少，少量的生活污水经化粪池处理后定期清掏外运，对水环境不会产生不利影响。本项目不存在水土流失等特点。本工程建成后对当地的地方经济发展将起到积极作用，既可以提供新的电源，又不增加环境压力，还可为当地增加新的城市景观，具有明显的社会效益和环境效益。1.13劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生设计遵循国家已经颁布的政策，贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，参照GB50706-2011水利水电

21、工程劳动安全与工业卫生设计规范的要求，在设计中结合工程实际，采用先进的技术措施和可靠的防范手段，确保工程投产后符合劳动安全及工业卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。设计着重反映工程投产后，职工及劳动者的人身安全与卫生方面紧密相关的内容，分析生产过程中的危害因素，提出防范措施和对策。劳动安全设计包括防火防爆、防电气伤害、防机械伤害、防坠落伤害、防洪、防淹等内容。工业卫生设计包括防噪声及防振动、采光与照明、防尘、防污、防腐蚀、防毒、防电磁辐射等内容。安全卫生管理包括安全卫生机构设置及人员配备，事故应急救援预案等，在采取了安全防范措施及对生产运行人员的安全教育和培训后，对太阳能光伏电站的

22、安全运行提供了良好的生产条件，有助于减少生产人员错误操作而导致安全事故以及由于运行人员处理事故不及时而导致设备损坏和事故的进一步扩大，降低了经济损失，保障了生产的安全运行。1.14节能分析本工程采用绿色能源-太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻节能、环保的指导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求。通过贯彻落实各项节能措施，本工程节能指标满足国家有关规定的要求。本电站建成后预计每年上网电量744.12万KWh，按照火电煤耗(标准煤）每度电耗煤328g，建设投运每年可节约标准煤约2440.70t，每年可减

23、少碳粉尘排放量约1843.92t，SO2排放量约203.14t，氮氧化物排放量约101.72t，CO2排放量约6759.56t。可见太阳能光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。本工程将是一个环保、低耗能、节约型的太阳能光伏发电项目。1.15工程设计概算工程设计概算参照风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准，结合国家、部门及地区现行的有关规定、定额、费率标准进行编制。材料预算价格按xx市2015年第四

24、季度市场价格水平确定，并计入材料运杂费及采购保管费等。本工程运行期年平均上网电量744.12万KWh。本项目按6MW装机容量设计，总投资为5296万元人民币，包含设备供给、设计、安调、培训、消缺、质保等。1.16财务评价与社会效果分析1.16.1财务评价财务评价是在国家现行财税制度和价格体系的基础上，对项目进行财务效益分析，考察项目的盈利能力、清偿能力等财务状况，以判断其在财务上的可行性。本工程计划总投资5296万元，其中静态投资5190.46万元，单位千瓦静态投资8650.77元。上网电价1.47元（含税），在此电价下，投资回收期为（所得税后）6.73年，总投资收益率为12.71%，项目资本

25、金利润率为49.01%，项目财务内部收益率（全部投资）15.37%;就财务报表显示，项目具有一定的盈利能力。1.16.2社会效果分析xx工程6MWp屋顶分布式光伏发电项目的建设与其他化石能源发电方式相比，可使有害物质排放量明显减少，大大减轻了对环境的污染。还可以促进当地能源电力结构调整以及当地经济和旅游业的发展。第二章项目任务与规模本项目地处太阳能资源很丰富的xx经济开发区xx市xx工程有限公司厂房屋顶上，厂房总面积约76780平方米。xx县经济技术开发区始建于1992年，1994年被xx省政府批准为省级经济开发区。2009年成功跨入省级开发区30强，被评为“xx十大最具经济活力的园区”和“x

26、x省十佳最具投资潜力开发区”。xx县与东青高速、东港高速、威乌高速相邻，距济南、青岛、天津、北京分别为2、3、4、5小时的路程，距机场、火车站和海港仅1-1.5小时路程。公路交通四通八达，海、陆交通十分便利。本项目装机容量6MW，年平均上网电量为744.12万KWh。工程任务是发电。2.1地区现状及发展规划2.1.1xx市xx市位于xx省北部xx三角洲地区，中华民族的xx河-xx，在xx市境内流入渤海。xx市地理位置为北纬xx，东经xx。东、北临渤海，西与xx市毗邻，南与xx市、xx市接壤。南北最大纵距123公里，东西最大横距74公里，总面积7923平方公里。xx市公路交通十分便利。南北方向以

27、东青高速公路和东港高速公路、S310、S240省道为主干，东西方向以G220国道（南二路）以及S319、S228、S315等省道为支路，高速公路、省道纵横交错，构成发达的公路交通运输网络。xx市地处中纬度，背陆面海，受亚欧大陆和西太平洋共同影响，属暖温带大陆性季风气候，基本气候特征为冬寒夏热，四季分明。春季，干旱多风，早春冷暖无常，常有倒春寒出现，晚春回暖迅速，常发生春旱；夏季，炎热多雨，温高湿大，有时受台风侵袭；秋季，气温下降，雨水骤减，天高气爽；冬季，天气干冷，寒风频吹，多刮北风、西北风，雨雪稀少。主要气象灾害有霜冻、干热风、大风、冰雹、干旱、涝灾、风暴潮灾等。境内南北气候差异不明显。多年

28、平均气温12.8C，无霜期206天，不小于10C的积温约4300C，可满足农作物的两年三熟。年平均降水量555.9毫米，多集中在夏季，占全年降水量的65%，降水量年际变化大，易形成旱、涝灾害。2.1.2xx经济开发区xx县地处泰沂山北麓山前冲积平原和xx冲淤积平原的交迭地带，地势由西南倾向东北，西南部最高程海拔28米，东北部最低为2米，绝大部分地区的地面高程在3.5-15米之间，坡降为0.48%。xx县地处暖温带，属季风型气候，境内气候无明显差异。气候特征是雨、热同季，大陆性强(大陆度66.4)，寒暑交替，四季分明。春季为3-5月，气温回暖快，降水少，风速大，气候干燥。夏季为6-8月，气温高，

29、湿度大，降水集中，气候湿热。秋季为9-11月，气温急降，雨量骤减，天高气爽。冬季为12-2月，雨雪稀少，寒冷干燥。境内历年平均日照时数为2234.0小时，年日照极值2881.4小时。历年平均气温12.3C，年平均最高气温18.8C，年平均最低气温6.8C。降水量历年平均587.4毫米，多集中在6-9月。全年主导风向为东南风。风向随季节有明显变化。冬季多吹西北风，春、夏季多吹东南风，初秋多吹东南风，晚秋多吹西北风。常年始霜期为10月21日前后，常年终霜日在4月6日前后，年平均无霜期为198天。2.2工程建设的必要性2.2.1符合可再生能源发展规划和能源产业发展方向我国是世界上最大的煤炭生产国和消

30、费国之一，也是少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，在能源生产和消费中，煤炭约占商品能源消费构成75%，已成为我国大气污染的主要来源。因此，大力开发太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等xx工程和可再生能源利用技术将成为减少环境污染的重要措施之一。根据中国应对气候变化国家方案和可再生能源中长期发展规划，我国将通过大力发展可再生能源，优化能源消费结构，到2020年，力争使可再生能源开发利用总量在一次能源供应结构中的比重提高到15%。今后我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务仍是加快能源工业结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。以光电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程为重点，以“设备国

31、产化、产品标准化、产业规模化、市场规范化”为目标，加快可再生能源开发。近几年，国际太阳能光伏发电迅猛发展，太阳能光伏发电已由补充能源向替代能源过渡，并在向并网发电的方向发展。本太阳能光伏电站选址在xx省，从资源量以及太阳能产品的发展趋势来看，在xx开发太阳能光伏发电项目，有利于增加可再生能源的比例，优化系统电源结构，且没有任何污染，减轻环保压力。2.2.2地区国民经济可持续发展的需要本太阳能光伏电站处在xx经济开发区。为促进该地区经济持续快速发展，做好能源保障工作至关重要。要以充足的电力供应保障经济发展带来的用电需求，要以电力的发展带动产业的发展。在化石能源日益枯竭的情况下，确立发展xx工程为

32、战略目标，不仅符合当地生态环境的要求，也顺应了国家节能减排的要求，同时可为xx市经济社会可持续、快速发展奠定坚固基础。xx市太阳能资源丰富，充分利用该地区清洁的太阳能资源，把太阳能资源的开发建设作为今后经济发展的产业之一，可带动该地区清洁能源的发展，促进人民群众物质文化生活水平的提高，推动城镇和农村经济以及各项事业的发展。2.2.3促进能源电力结构调整的需要国家要求每个省（区）常规能源和可再生能源必须保持一定的比例。目前xx能源结构中火电占较大比重，可以考虑充分利用当地丰富的太阳能资源，大力开发太阳能，将会促进xx清洁能源多元化发展，并且在一定程度上促进xx能源电力结构的改善。2.2.4改善生

33、态，保护环境的需要保护与改善人类赖以生存的环境，实现可持续发展，是世界各国人民的共同愿望。我国政府已把可持续发展作为经济社会发展的基本战略，并采取了一系列重大举措。合理开发和节约使用自然资源，改进资源利用方式，调整资源结构配置，提高资源利用率，都是改善生态、保护环境的有效途径。太阳能是清洁的、可再生的能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策，太阳能光伏电站的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地。本电站建成后预计每年上网电量744.12万KWh，按照火电煤耗(标准煤）每度电耗煤328g，建设投运每年可节约标准煤约2440.70t，每年可减少碳粉尘排

34、放量约1843.92t，SO2排放量约203.14t，氮氧化物排放量约101.72t，CO2排放量约6759.56t。可见太阳能光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。2.3开发光电，促进当地旅游业发展科技旅游是新兴的一种旅游形式，在促进旅游业发展的同时，提高了公众的科学文化素质。太阳能光伏电站是新的绿色能源项目，本太阳能光伏电站建成后，将会成为城市新景观，也是科普旅游的一个新亮点，有力促进当地旅游产业的发展。2

35、.4工程建设规模太阳能光伏电站的规模主要考虑所在地区的太阳能资源、电力系统需求情况、项目开发建设条件等因素。从地区能源资源来看，xx市太阳能资源很丰富。从电力系统需求方面分析，项目建成后，向整个厂区提供电力电量，减小电网负担可促进地区经济可持续发展。从项目开发建设条件方面分析，场址选择在xx市xx工程有限公司厂房屋顶，不重新占地。xx工程6MWp屋顶分布式光伏发电项目，建成后接入厂区电网。从能源资源利用、电力系统供需、项目开发条件等方面综合分析，本阶段装机规模拟为6MW是合适的。第三章太阳能资源分析3.1我国太阳能资源分布我国是世界上太阳能资源最丰富的地区之一，太阳能资源丰富地区占国土面积96

36、%以上，每年地表吸收的太阳能相当于1.7万亿吨标准煤的能量。按太阳能总辐射量的空间分布，我国可以划分为四个区域，见表3.1-1。我国1978-2007年平均的年总辐射量、年总直接辐射量、直射比年平均值和年总日照时数的空间分布情况如图3.1-1所示。表3.1-1我国太阳能资源等级区划表名称等级指标（MJ/a）占国土面积（）地区最丰富630017.4西藏大部分、新疆南部以及青海、甘肃 和内蒙古的西部很丰富5040630042.7新疆北部、东北地区及内蒙古东部、华 北及江苏北部（包括xx地区）、黄土 高原、青海和甘肃东部、四川西部至横 断山区以及福建、广东沿海一带和海南岛。丰富3780504036.

37、3东南丘陵区、汉水流域以及四川、贵州、 广西西部等地区。一般37803.6川黔区图3.1-1我国太阳能资源分布从图3.1-1中可以看出：新疆东南边缘、西藏大部、青海中西部、甘肃河西走廊西部、内蒙古阿拉善高原及其以西地区构成了太阳能资源“最丰富带”，其中西藏南部和青海格尔木地区是两个高值中心；新疆大部分地区、西藏东部、云南大部、青海东部、四川盆地以西、甘肃中东部、宁夏全部、陕西北部、山西北部、河北西北部、内蒙古中东部至锡林浩特和赤峰一带，是我国太阳能资源“很丰富带”；中东部和东北的大部分地区都属于太阳能资源的“较丰富带”；只有以四川盆地为中心，四川省东部、重庆全部、贵州大部、湖南西部等地区属于太

38、阳能资源的“一般带”。年总直接辐射量的空间分布特征与总辐射比较一致，在青藏高原以南以及内蒙古东部的部分地区，直射比甚至达到0.7以上。年总日照时数的空间分布与年总辐射量基本一致，“最丰富带”的年日照时数在3000h左右，“很丰富带”的年日照时数在2400-3000h之间，“较丰富带”的年日照时数在1200-2400h左右，“一般带”的年日照时数在1200h以下。从全国太阳能资源空间分布来看，项目所在地xx经济开发区的太阳能资源较好，属于很丰富带适合建设光伏电站项目。3.2xx省太阳能资源分析xx省太阳能资源较为丰富，年总辐射在4480-5800M/m2之间，处于II类区（很丰富区）和III类区

39、（丰富区），分布情况见表2.2-1所示。xx省位于东经22.9-3824.01、北纬11447.5-12242.37，南北最大长度约420km，东西最大宽度约700km，境内有沿海、平原、丘陵、山地等多种地形,使之太阳辐射的差异较大。从下表可以看出，xx省年太阳总辐射量分布呈现南少北多的趋势，其中，低值出现在鲁西南，在4650M/m2以下，高值出现在鲁北和xx三角洲，在5550M/m2以上。可以看出，xx市位于xx省北部xx三角洲地区，太阳能资源丰富程度为丰富，适合建设光伏电站项目。表3.2-1xx省太阳能资源分布表序号区域区域经纬度年总辐射量MJ/1德州庆云与xx无棣交界区域北纬37.737

40、.9东经 117.3117.656002xx中部北纬 37.437.8东经11811956003济南最北部与德州和xx之间北纬37.2 37.5东经 116.8117.555004烟台西北部沿海北纬37.6 37.8 东经120.2 120.855005济南中南部与泰安交界处（泰山区域）北纬36.236.5东经117117.255006xx北半部北纬37.5以上 东经 117.3117.654007xx其它区域北纬3738.2 东经 117.5 118.554008xx北部沿海北纬37以上53009德州大部分530010烟台其它区域530011xx中上部北纬36.4以上520012青岛北部53

41、0013济南中、北部520014青岛其它地区520015青岛市区、崂山、黄岛510016聊城大部分500017莱芜全部500018泰安大部分500019威海大部分500020xx大部分500021日照、临沂北部北纬35.5以上490022xx、xx南部与临沂交界区域北纬 35.7 36.3490023日照中部480024济宁北部480025临沂中部470026菏泽西部470027日照西南部470028菏泽东部460029济宁南部460030临沂西南部460031枣庄全部460032全省平均50743.3参考气象站选择本工程场址位于xx经济开发区，地理中心坐标为东经11823，北纬3703。离场

42、址所在地较近的气象站为xx气象站，该站只有太阳能辐射一般观测记录，但可作为场址区域的太阳能观测数据；通过与场址相对较近的济南和福山两个基准气象站的综合分析比较，最终选福山太阳能辐射观测站作为本工程太阳能资源分析的参考气象站，主要依据如下：1)地理位置对比：福山气象站地理中心位置为东经12112，北纬3728，观测站海拔高度7.1m;济南气象站地理中心位置为东经11703，北纬3636，观测站海拔高度170.3m;场址中心位置地理中心坐标为东经11823，北纬3703，场址区域海拔高度约10m。通过比较可知，福山气象站的海拔高度和纬度与场址更接近，从太阳能辐射量关系密切的纬度来说，福山气象站与场

43、址基本属于同纬度地区，故从地理位置的比较来看，福山气象站比较适合作为本工程的参考气象站。2)局部气候对比：虽然两个气象站均位于xx省内，同属暖温带季风型大陆性气候，但从周边环境来说福山与xx更为接近，故从气候条件的比较来看，福山气象站比较适合作为本工程的参考气象站综上所述，福山气象站与场址处纬度接近，地表自然现状相近，局部气候特征相似，所以选取济南气象站作为本工程太阳资源分析的参考气象站比较合适。3.4场址区域的太阳辐射量3.4.1参考气象站太阳辐射的资料统计分析照时数历年变化情况见图3.4-1、图3.4-2和图3.4-3。图3.4-1福山气象站历年太阳总辐射量变化直方图图3.4-2福山站多年

44、逐月平均总辐射量变化直方图图3.4-3福山气象站历年日照时数变化直方图从上面两图中可以看出根据福山日射站近10年的太阳辐射资料进行统计分析，近10年福山站年总辐射量在4916.95-5360.4MJ/m2之间，日照小时数在2286.4-2601h之间；年总辐射量最低值出现在2006年，为4916.95MJ/m2，年总辐射量最高值出现在2004年，为5360.4MJ/m2；年日照时数最低值出现在2005年，为2286.4h，年日照时数最高值出现在2007年，为2601h。其中有个别年份二者年际变化有所波动外，从总体来看二者都呈下降趋势，这与全国大部分地区太阳能资源的变化趋势一致。3.4.2实测气

45、象站太阳辐射的资料统计分析根据近2001-2010年福山日射站和xx多年观测资料统计得到多年日照时数特征见图3.4-4、图3.4-5。-图3.4-4xx多年逐月日照时数变化直方图图3.4-5福山站多年逐月平均日照时数变化直方图从上图可看出，两站多年逐月平均日照时数年内变化趋势基本-致，3-6月份日照时数相对最多，12-2月份日照时数相对最少。依据太阳能资源评估方法中太阳总辐射计算公式（具体见公式1和公式2)，根据近10年（2001-2010年）福山日射站资料计算得到模型参数a、b，然后利用xx气象站多年观测资料参照计算公式统计得到xx多年太阳总辐射量特征。式中：Q为太阳总辐射量；Q天文为太阳天

46、文辐射量；S为日照百分率，a、b为模型参数。结合xx气象站多年辐射资料，根据计算公式与福山气象站的太阳资源对xx气象局多年太阳资源进行修正。本项目选取修正后的图3.4-6场址多年逐月太阳总辐射量变化直方图3.5特殊气象条件对光伏电站的影响根据收集到的xx气象站多年实测气象要素资料，结合本项目场址的实际情况，具体分析以下气象条件对光伏电站运行的影响。(1)气温的影响：本工程选用光伏组件的工作温度范围为-40C-85C。正常情况下，光伏组件的实际工作温度可保持在环境温度加30C的水平。本工程场区的多年平均气温12.3C，多年月极端最高气温42.2C，多年月极端最低气温-22.4C。因此，按本工程场

47、区极端气温数据校核，本项目太阳电池组件的工作温度可控制在允许范围内。本项目逆变器在采取措施后，其工作温度可控制在允许范围内。故场址区气温条件对太阳能电池组件及逆变器的安全性没有影响。另外，本工程太阳能电池组件运行环境温度年平均温度适宜，在太阳能电池组件的串并联组合设计中，应根据当地的实际气温情况进行温度修正计算，以确保整个太阳能发电系统在全年中有较高的运行效率。(2)风速的影响：本工程设计支架的抗风能力在33m/s风速下应不损坏，并按此设计光伏组件的安装支架。(3)沙尘暴影响分析沙尘暴天气时空气混浊，大气透明度大幅降低，辐射量也相应降低，会直接影响太阳能电池组件的工作，对光伏电站的发电量有一定

48、影响，本工程厂址区年平均沙尘暴基本较少，故本工程实施时基本不需要考虑采取防风沙措施。(4)雷暴的影响本工程场址区年平均雷暴发生次数为32.2d。应根据光伏组件布置的区域面积及运行要求，合理设计防雷接地系统。3.6太阳能资源评价结论综上所述，本项目场址区域属暖温带大陆性季风气候区，气温温和，四季特征分明，光照充足。经计算，场址区域全年平均年太阳辐射量5186.10MJ/m2。根据我国太阳能资源等级区划表得知，场址区域太阳能资源很丰富，适宜建设太阳能电站。第四章工程地质4.1设计理念按照建设节约型社会要求，本项目安装在建筑屋顶，不需要做地质勘测，但需要做好建筑顶部的防水处理。太阳能光伏电站范围内不

49、存在滑坡、泥石流、移动沙丘等不良物理地质现象。4.2结论及建议从地址情况角度来说，在拟建场址建设太阳能光伏电站是可行的。第五章发电单元设计及发电量预测5.1太阳能光伏发电系统的分类及构成太阳能光伏发电系统按与电力系统关系分类，通常分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统。并网太阳能光伏发电系统是与电力系统连接在一起的太阳能光伏发电系统，一般分为集中式和分散式两种，集中式并网电站一般容量较大，通常在几百千瓦到兆瓦级以上，而分散式并网系统一般容量较小，在几千瓦到几十千瓦5.2太阳电池组件选择太阳电池组件的选择应综合考虑目前已商业化的各种太阳电池组件的产业形势、技术成熟度、运行可靠性、未来

50、技术发展趋势等，并结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，经技术经济综合比较选用适合并网太阳能光伏电站使用的太阳电池组件类型。5.2.1太阳电池组件类型的选择5.2.1.1太阳电池技术现状从1839年法国科学家E.Becquerel发现光生伏特效应以来，经过170多年的发展，太阳电池无论是在基础研究还是生产技术上都取得了很大的进步。现在商用的太阳电池主要有：单晶硅电池、晶体硅电池、非晶硅薄膜电池、铜铟硒和碲化镉薄膜电池等。单晶硅电池：单晶硅电池是最早发展起来的太阳电池，与其他电池相比，单晶硅电池的效率最高，目前的商业效率在16-20%之间。现在，单晶硅电池的技术发展动向是向超薄、高效

51、发展，不久的将来，借助改进生产工艺实现超薄单晶硅电池的工业化生产，并可能达到已在实验室达到的效率。(2)多晶硅电池：多晶硅电池由多晶硅晶体硅片制造。硅片由众多不同大小、不同方向的晶粒组成，而在晶粒界面处光电转化容易受到干扰，因而多晶硅的转化效率相对较低。多晶硅的电学、力学和光学性能的一致性不如单晶硅，目前的商业效率在15-18%之间，与单晶硅电池组件的效率相差1-2%。(3)非晶硅薄膜电池：非晶硅薄膜电池是采用化学沉积的非晶硅薄膜，其特点是材料厚度在微米级。非晶硅为准直接带隙半导体，吸收系数大，可节省大量硅材料。商业化的非晶硅薄膜电池稳定的转换效率在8-11%左右，保证寿命为10年。非晶硅薄膜

52、电池的市场份额从最早的1996年12%降到2013年的5%。目前，非晶硅薄膜电池之所以没有大规模使用，主要原因是光致衰减效应相对严重。(4)铜铟硒薄膜电池：铜铟硒(CuInSe2)薄膜是一种I-III-VI族化合物半导体，铜铟硒薄膜太阳电池属于技术集成度很高的化合物半导体光伏器件，由在玻璃或廉价的衬底上沉积多层薄膜而构成。CIS薄膜电池具有以下特点：光电转换效率高，效率可达到17%左右，成本低，性能稳定，抗辐射能力强。目前，CIS太阳电池实现产业化的主要障碍在于吸收层CIS薄膜材料对结构缺陷过于敏感，使高效率电池的成品率偏低。这种电池的原材料铟是较稀有的金属，对这种电池的大规模生产会产生很大的

53、制约。(5)碲化镉薄膜电池：碲化镉是一种化合物半导体，其带隙最适合于光电能量转换。用这种半导体做成的太阳电池有很高的理论转换效率。碲化镉的光吸收系数很大，对于标准AM0太阳光谱，只需0.2微米厚即可吸收50%的光能，10微米厚几乎可吸收100%的入射光能。碲化镉是制造薄膜、高效太阳电池的理想材料，碲化镉薄膜太阳电池的制造成本低，是应用前景最好的新型太阳电池，它已经成为美、德、日、意等国研究开发的主要对象。目前，已获得的最高效率为16.5%。但是，有毒元素Cd对环境的污染和对操作人员健康的危害是不容忽视的，各国均在大力研究加以克服。从太阳电池技术现状分析，本项目拟采用单晶硅或多晶硅太阳电池组件。

54、5.2.1.2太阳电池组件选型5.2-1各类电池主要性能对比表电池类型商用效率实验室效率使用寿命优点单晶硅16%-20%23%25年效率高，技术成熟多晶硅15%-18%20.3%25年效率高，技术成熟非晶硅8% -11%13%25年弱光效应好，成本较低碲化镉8% -12%15.8%25年弱光效应好，成本相应较低铜铟8% -12%15.3%25年弱光效应好，成本相应较低太阳能电池组件是太阳能光伏发电系统的核心部件，其各项参数指标的优劣直接影响着整个光伏发电系统的发电性能。表征太阳能电池组件性能的各项参数为：标准测试条件下组件峰值功率、最佳工作电流、最佳工作电压、短路电流、开路电压、最大系统电压、

55、组件效率、短路电流温度系数、开路电压温度系数、峰值功率温度系数、输出功率公差等。多晶硅太阳能电池组件的功率规格较多，从5Wp到310Wp国内均有生产厂商生产，且产品应用也较为广泛。由于本项目多晶硅电池装机容量为6MW，组件用量大，占地面积广，组件安装量大，所以设计优先选用单位面积功率大的电池组件，以减少占地面积，降低组件安装量。采用较大功率组件可减少设备的安装时间，减少了设备的安装材料，同时也减少了系统连线，降低线损，可获得较高的发电系统效率。xx市xx工程有限公司主要从事子午线轮胎用钢丝帘线项目。所以本项目6MW太阳电池组件选用xxxx工程光电科技股份有限公司生产的型号为XX-255P多晶硅

56、光伏组件。其主要技术参数如表5.2-2。表5.2-2太阳电池组件主要技术参数序号项目内容1型式多晶硅光伏电池组件2型号XX255P3尺寸结构1640X992X30MM4使用粘合胶体内容中性密封硅胶5AM1.5、1000W/m2的辐照度、25C的电池温度下的峰值参数：5.1标准功率255W5.2峰值电压31.8V5.3峰值电流8.02A54短路电流8.68A5.5开路电压37.5V5.6系统电压最大系统电压1000V6最大开路电压(在AM1.51000W/m2的 辐照度、-10C时的开路压）42.0V7峰值功率温度系数-0.47%/C8短路电流温度系数0.065%/C9开路电压温度系数-0.36

57、 %/C10温度范围-40C +85C11功率误差范围+3%12表面最大承压5400 帕13承受冰雹直径25MM,速度23M/S14接线盒类型密封防水15接线盒防护等级IP6716接线盒连接线长度正极900MM，负极900MM17组件效率15.67%18组件的填充因子0.7419框架结构阳极氧化铝合金20边框和电池距离最小处12.5mm5.3太阳电池阵列的运行方式设计5.3.1太阳电池阵列的运行方式选择在光伏并网系统的设计中，光伏组件方阵的安装形式对系统接收到的太阳能辐射量有很大的影响，从而影响系统的发电能力。光伏组件的安装方式有固定安装式和自动跟踪式两种形式。自动跟踪系统包括单轴跟踪统和双轴

58、跟踪系统。单轴跟踪系统以固定的倾角从东往西跟踪太阳的轨迹，双轴跟踪系统可以随着太阳轨迹的季节性升高而变化。自动跟踪系统增加了光伏方阵接受的太阳能辐射量，与固定支架相比，不同跟踪系统对发电量的影响不同，主要受当地的纬度、气象条件、跟踪系统的类型、跟踪系统的跟踪精度等因素的影响。不同安装方式的技术优劣性比较如下表5.3-1所示:支架形式固定式平单轴跟踪斜单轴跟踪双轴跟踪技术成熟度成熟一般处于示范阶段处于示范阶段运行经验具有大规模的运行经验国内已有运行经验国内以有运行经验国内有小规模运行经验运行可靠性可靠性高，支架故障维修量基本没有一般，比固定式增加一定维护成本一般，比固定式增加一定维护成本可靠性差

59、，维护成本增加较快由于跟踪式支架的运行经验较少，且从已有的运行项目来看故障率相对较多，后期的运营维护成本较高。同时，跟踪式运行方式占地面积大于固定式，本项目的场址面积有一定的局限。因此，本项目建议组件安装形式全部采用固定式支架。5.3.2太阳电池阵列最佳倾角的计算设计原则(1)太阳电池方阵排列布置需要考虑地形、地貌的因素，要与当地自然环境有机地结合。同时设计要规范，并兼顾光伏电站的景观效果，在整个方阵场设计中尽量节约土地。(2)尽量保证南北向每一列组件在同一条轴线上，使太阳电池组件布置整齐、规范、美观，接受太阳能辐照的效果最好，土地利用更紧凑、节约。(3)每两列组件之间的间距设置必需保证在太阳

60、高度角最低的冬至日时，所有太阳能组件上仍有6小时以上的日照时间。(4)所有太阳电池方阵的方位角控制为0度。注：本报告中以在东西方向上的组件为一行，在南北方向上的组件为一列安装方式设计本项目太阳电池方阵阵列的安装全部为固定倾角式。(1)安装角度的确定：从福山气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需要换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：Rp =SXsin(a+P)/sina+D式中：Rp倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量S一水平面上太阳直接辐射量D一散射辐射量a一中午时分的太阳高度角p一

61、一光伏阵列倾角综合考虑安装难易度、抗风安全性和结构稳定性等因素，故本工程屋面推荐采用固定倾角17光伏阵列的安装方向为正南方向。5.3.4光伏方阵间距的计算在北半球，对应最大日照辐射接收量的平面为朝向正南，与水平面夹角度数与当地纬度相当的倾斜平面，固定安装的光伏组件要据此最佳角度倾斜安装。方阵倾角确定后，要注意南北向前后方阵间要留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，前后间距为：冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午9：00到下午3：00(此时间为太阳时间），光伏组件之间南北方向无阴影遮挡。固定方阵安装好后倾角不再调整。计算当光伏方阵前后安装时的最小间距D，如下图所示：一般确定原则：冬至当天早9:00至下午3:00光伏方阵不应被遮挡。5.4逆变器的选择5.4.1逆变器的选型原则作为太阳能光伏发电系统中将直流电转换为交流电的逆变设备，其选型对于发电系统的转