5MW屋顶光伏发电项目可行性研究报告

'第一章概述1.1项目概况本项目为XXX有限公司产业园光伏发电示范项目工程，工程于XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶建设太阳能光伏电站，该地理位置环境优越，交通便利，经济发达。根据公司专业人员考察了解的情况，可在XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶建设5MW光伏电站，并网运行。1.2项目建设规模和资金来源项目名称：XXX有限公司产业园光伏发电示范项目；项目性质：既有建筑屋面结合型建设规模：5MW。资金来源：本项目一部分由投资方投资建设，一部分申报国家财政补助。1.3项目建设的必要性1.3.1优化能源结构我国电网目前主要是火电电网，单一的电源结构难以满足用电需求和电力系统可持续发展的战略要求。因此，积极地开发利用本地区的太阳能等清洁可再生能源已势在必行、大势所趋，以多元化能源开发的方式满足经济发展的需求是电力发展的长远目标。开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分，我国政府对此十分重视，国家计委、科技部《关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知》（计基础[1999]44号）、国家经贸委1999年11月25日发布的《关于优化电力资源配置，促进公开公平调度的若干意见》、1998年1月1日起施行的《中华人民共和国节约能源法》，2005年2月28日全国人大通过《中华人民共和国可再生能源法》，并自2006年1月1日起施行，都明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。2008年4月1日起修订实施的《中华人民共和国节约生能源法》中，特别强调使用太阳能等可再生能源。《可再生能源法》和《节约能源法》的颁布和实施，为太阳能产业的利用提供了政策保证。32 随着2000年9月1日开始实施《中华人民共和国大气污染防治法》，对新建、扩建火电厂的污染物排放标准或总量控制的力度逐步加大，新建和改建火电厂成本将大大增加，必将制约火力发电的建设和发展。因此，积极开发利用可再生能源，替代部分煤电，适当减轻能源对外依靠的压力，对改善西安市的电源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。1.3.2解决能源短缺的途径之一人类面临着巨大的能源与环境压力。当前，能源工业主要是矿物燃料工业，包括煤炭、石油和天然气等。社会快速的发展，资源在日益消耗，总有一天，矿物资源会枯竭。到2007年止，世界探明煤炭储量约8475亿吨，大概能用220年；世界探明石油储量约1686亿吨，大概能用50年；世界探明天然气储量约180万亿立方米，可再开采65年。我国能源资源比较丰富，但由于人口多，人均拥有资源在世界上处于较低水平。据统计，2007年底我国探明煤炭储量约1145亿吨，可以开采60年左右。2006年底我国探明石油储量约32亿吨，可以开采18年左右；可开采天然气储量约3.1万亿立方米，可以开采60年左右。人类对能源需求持续增长，经济快速增长必然加快了能源消耗的加快，加剧了能源紧张的状况。世界一次能源紧张，而我国一次能源更匮乏，所以积极开发太阳能、风能等可再生能源是节约能源短缺的最好途径之一。1.3.3保护环境，减少温室气体排放众所周知，全球变暖问题、温室气体排放的产生的飓风潮和暖冻恶果日益明显，这些自然灾害始终威胁着人类的生存环境。所以，推进太阳能等新能源的利用，可以减少这些灾害的产生。另外，太阳能发电不受地理位置的影响，对环境几乎没有任何负担，不会产生二次污染，是一种无可比拟的可再生能源。根据目前陕西的能源结构，以煤电为主的电力系统，燃煤产生大量的CO2、SO2、NOX、烟尘、灰渣等，对环境和生态造成不利的影响。为提高环境质量，创造西安的城市形象和国际影响力，在对煤电进行改造和减排的同时，积极开发利用太阳能等清洁可再生能源是十分必要的。同时，该项目建成后，还可根据《京都议定书》中“清洁发展机制”（CDM），申请相应的CO2减排额度补贴。1.3.4推广太阳能利用、推进光伏产业发展32 我国太阳能光伏技术开始于20世纪70年代，开始时主要用于空间技术，而后逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。目前，我国已安装光伏建筑一体化容量最大达到20.8MW级，为边远地区居民提供了新的能源——光伏建筑一体化，极大的改善了边远地区人民的生活。目前国际上对太阳能资源已经十分重视，20世纪70年代以来，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。20世纪80年代，美国建成抛物面槽太阳能发电站，俄罗斯、澳大利亚、瑞士也相继建立了太阳能发电厂，1992年日本太阳能发电系统和电力公司电网联网，2000年有7万家庭安装了太阳能家庭发电设备，预计到2010年日本国内安装太阳能组件容量将达482GW，到2030年累计安装太阳电池组件容量将达1000GW届时，预计日本所有住宅所消耗的电力中的半数将来自太阳能。近年来，世界范围内太阳能光伏技术和光伏产业发展很快，光伏发电已经从解决边远地区的用电和特殊用电逐步转向并网发电和建筑结合供电的方向发展，并且发展十分迅速。美国、德国、日本、加拿大、荷兰等国家纷纷制定了雄心勃勃的中长期发展规划推动光伏技术和光伏产业的发展，世界光伏产业以31.2％的平均年增长率高速发展。2010年世界光伏组件的产量是3000MW，比前年增长了近60%。据资料预测显示，到2050年，全世界光伏产业将累计达到500GW，这表明世界光伏产业发展有着远大的发展空间。勿容置疑，开发太阳能资源，已经成为全球解决能源紧张的战略性计划。虽然我国在太阳能应用和技术产品开发方面已经取得了一定成就，但是受经济发展和技术水平的限制，目前太阳能产品并没有走进千家万户：如太阳能产品的使用受天气因素的影响较大；太阳能发电装置造价昂贵，每千瓦的平均成本偏高等。但是在常规能源短缺已经成为制约我国经济发展瓶颈的今天，清洁、无穷的太阳能利用应有更大空间，太阳能光伏发电也有更大的市场潜力可挖，因此实施本工程对推广太阳能利用、推进光伏产业发展是十分必要的。综上所述，XXX有限公司产业园光伏发电示范项目工程的建设，符合我国21世纪可持续发展能源战略规划；也是发展循环经济模式，建设和谐社会的具体体现；同时对推进太阳能利用及光伏电池产业的发展进程具有非常大的意义，其社会政治、经济、环保等效益显著。1.4研究范围32 本工程为XXX有限公司产业园光伏发电示范项目工程，本工程建设容量为5MW，采用190W单晶硅标准组件作为光电转换装置，同时根据建筑主体结构及电力系统配置相应的接入系统。项目主要包括光电转换系统、直流系统、逆变系统和交流并网系统等。本次可行性研究的范围和深度参照《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》（DLGJ118-1997）的要求，进行必要的调查、投资、勘测和试验工作，落实各项建设光伏屋顶电站的外部条件，对项目方案进行全面技术经济比较，编写投资估算和经济效益分析。具体设计范围如下：包括本光伏一体化工程内所有建（构）筑物、各工艺系统、水源等。以下设计需另行委托其关单位完成（我司相关专业配合、暂定）:①进行电网规划及接入系统的研究工作；②编制环境影响评价大纲和环境影响报告（按照环保要求）；③劳动安全与工业卫生评价；④防洪安全评价，排洪设想；⑤地震安全性评价；⑥地质灾害性评估.1.5主要技术原则和指导思想1.5.1设计指导思想(1)本工程可研设计以质量、职业健康安全和环境整合管理体系文件为指导，贯彻执行国家与行业的政策和标准，通过认真分析和研究，选择优良的技术方案和合理的工程造价，树立为顾客服务的思想，认真听取有关方面的意见和建议，使本工程的可研设计切合实际。(2)充分体现“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设原则。以保证系统安全、可靠、经济运行为前提，采用国内外成熟先进的设计思路、设计手段、在系统总体方案设计充分体现先进性、合理性和经济性；(3)贯彻节约用地、节约用水的原则以及节约能源的原则。(4)32 正确处理国家与地方、近期与远期、主体设施与辅助设施的关系，提高工程项目的社会效益和经济效益。(5)认真执行国家的环保政策，充分考虑综合利用，符合可持续发展战略。(6)光伏建筑一体化布置和基础处理等紧密结合工程特点，进行方案优化。(7)在方案设计中采用成熟、先进、经济的控制方案，提高光伏一体化综合自动化水平，降低工程造价，降低消耗和运行管理成本，为供电上网创造条件。(8)各专业在方案优化论证的基础上，得出是否可行的结论和存在的问题。1.5.2主要设计原则(1)电力系统：提出负荷特性分析意见及建设进度，提出电力送出方案，确定本期工程出线电压等级及回路数。对电气主接线提出要求。(2)光伏建筑结合形式：该项目的结合形式为建材构件型和结合型，在工艺技术路线的选择上，既要采用目前先进可靠技术，又要做到经济合理，技术的先进性要服从于经济的合理性和国家的政策，对于国内已经成熟和过关的产品则尽量以国产设备为主。(3)电气：优选190W单晶硅标准组件、逆变器方案；论证负载用电电压等级及主要设备选择。提出自动控制水平。(4)土建：根据本期工程地质资料，提出主要生产建(构)筑物和辅助、附属建筑物地基、基础处理方案，并进行方案比选，提出初步推荐方案。(5)环境保护：要认真执行环境保护政策，进行环保分析计算。根据环保要求，满足国家新颁布的现行有关规定。应加强与省市环保部门的联系，以取得支持。(6)施工组织：与有关单位配合，规划好施工生活区等，提出建设进度的初步轮廓。(7)节约能源：各有关专业应拟定出节约能源的措施。(8)技经部分：投资估算水平年为2012年，编制投资估算，并进行经济效益分析和评价。32 第二章太阳能光伏发电应用2.1太阳能光伏发电的应用前景太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术，各发达国家均投入巨额资金竞相研究开发，并积极推进产业化进程，大力开拓市场应用。。未来几年，世界光伏产业将成为世界上发展最快的一个产业之一。各国可再生能源法的颁布、快速发展的光伏屋顶计划、各种减免税政策和补贴以及逐渐成熟的绿色电力价格，为光伏市场的发展提供了良好的基础。光伏发电的应用领域是新能源和可再生能源的重要组成部分，光伏发电的应用领域将逐步由边远地区和农村的补充能源向全社会的替代能源过渡。预测到21世纪中叶，太阳能光伏发电将达到占世界总发电量的10%～20%，成为人类的基础能源之一。随着世界光伏市场需求持续高速增长、中国《中国可再生能源法》的颁布实施以及以尚德为代表的中国光伏企业在国际光伏市场的良好表现，中国的光伏制造和光伏应用都呈现出了快速增长态势。2.2太阳能光伏发电的应用方式太阳能是资源最丰富的可再生能源，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力，充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。人类对太阳能的早期利用主要是光和热，光伏发电技术的出现为太阳能利用开辟了广阔的领域。90年代以来，太阳能光伏发电的发展很快，已广泛用于航天、通讯、交通，以及偏远地区居民的生活供电等领域，近年来又开辟了太阳能路灯、草坪灯和屋顶太阳能光伏发电等新的应用领域。32 光伏发电通常有两种利用方式，一种是依靠蓄电池来进行能量的存储，即所谓的独立发电方式，但是由于受到蓄电池的存储容量、使用寿命的限制，造成成本较高，虽然目前我们有很多措施可以保护蓄电池，比如在控制回路中加入更多的保护措施，使用目前比较先进的超级电容保护装置等；另一种利用方式为并网使用，作为公用电厂城市分布式小电源，将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能。目前并网发电系统采用的并网逆变器一般拥有自动相位和电压跟踪装置，能够非常好的配合电网的微小相位和电压波动，尽量减少对电网的影响。独立发电系统一般由太阳电池组件、控制器、蓄电池、逆变器组成。图2-1独立光伏发电系统概要图并网发电系统一般由太阳电池组件，并网逆变器等组成。通常还包括数据采集系统、数据交换、参数显示和监控设备等。太阳能方阵所发出的直流电经过并网逆变器转变成与电网相匹配的交流电再输送到电网中。图2-2光伏并网发电系统概要图2.3我国丰富的太阳能资源32 图2-3中国年太阳辐射分布图中国是太阳能资源丰富的国家，全年辐射总量在91.7～2,333kWh/㎡·年之间，国土总面积2/3以上地区年日照时数大于2,000小时，全国绝大部分地区都可以利用太阳能解决生活和生产上的日常需要，光伏发电发展潜力巨大。表2-2全国各地太阳能资源状况一览表区域划分丰富区较丰富区可利用区贫乏区年总辐射量KJ/㎝2·年≥580500-580420-500≤420全年日照时数≥3000小时2400-3000小时1600-2400小时≤1600小时地域内蒙西部、甘肃西部、新疆南部、青藏高原新疆北部、东北、内蒙东部、华北、陕北、宁夏、甘肃部分、青藏高原东侧、海南、台湾东北北端、内蒙呼盟、长江下游、两广、福建、贵州部分、云南、河南、陕西重庆，四川、贵州、广西、江西部分地区特征日照时数≥3300小时，年日照百分率≥0.75日照时数2600-3300小时，年日照百率0.6-0.75太阳能丰富区到贫乏区的过渡带日照时数≤1800小时，年日照百分率≤0.4，建议不使用太阳能的地区连续阴雨天23715由以上可以看出，本拟建项目所在地区应该属于太阳能资源丰富地区，推广、利用太阳能资源是可行的。2.4建设太阳能光伏建筑一体化的现实意义32 再生能源是可持续发展的能源、未来的能源，谁掌握了可再生能源，谁就掌握了能源的未来。中国全面建设小康社会要求可再生能源做出更多的贡献，十二五期间，中国可再生能源将进入快速发展时期。在可再生能源中，太阳能发电的成本虽然较高，但与其他能源相比，太阳能在资源潜力和持久适用性方面更具优势，从前景来看，光伏发电是最具潜力的战略替代发电技术。未来十年，是光伏发电向替代能源冲刺的十年，随着常规化石能源日渐匮乏及其大量使用带来的环境恶化，太阳能光伏发电已成为世界发展最快的产业。据国际权威机构预测，2020年前，光伏发电将以50%的年平均增长率发展，2020年光伏发电将达到世界总发电量的1%，2100年将超过50%。实践证明并得到世界公认，光伏发电是最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术，具有诸多优势和特点：太阳能资源取之不尽，所用硅材料资源用之不竭（占地球元素的26%）；光伏发电为纯光电转换的物理过程，无消耗、无排放、无转动、无污染；安装和应用具有模块化特征，规模机动，安全可靠；可与建筑结合，无需单独占地，光电建筑一体化与环境友好。光伏发电还具有高能量回报率的优点。寿命期内所消耗的全部能量可在1-2年内回收，30年寿命期内所产生的电力是生产能耗的15倍以上；光伏产品的能耗与全国工业产品的平均能耗相当；我国已经开工生产的多晶硅厂正在通过尾气回收、物料循环和综合利用，已经实现或正在实现零排放和清洁生产。此前的多晶硅生产主要集中在美、欧、日等发达国家，这些国家决不允许高耗能、高污染产业的存在。我国实践证明，掌握多晶硅的先进生产技术并不存在不可逾越的障碍。解决环保与发展的问题是西安乃至全国面临的重要课题。众所周知，环保与经济建设应该相辅相成，经济发展要跟环境相协调，把环境变美，经济才能持续发展，达到环境效益、经济效益、社会效益三丰收。西安的生态环境保护既不能用停止发展经济来维系，也不能用破坏生态环境来换取经济发展的短期效应。只有遵循社会发展的规律，坚持经济建设和生态环境保护并举，在发展中重保护，在保护中求发展，方能使西安走上生态良好、人与自然和谐的可持续发展之路。大力开发、利用太阳能正是应对能源匮乏、缓解电力紧张、保障可持续发展的有效手段，目前已经为越来越多的国家所认可。目前，光伏发电的利用方式已不仅仅局限于为偏远地区提供电力，利用建筑顶面及空旷地面建设大型兆瓦级并网电站是光伏发电发展的必然趋势，欧美等发达国家在这方面早已走在了前面，我国发达省份应该参照发达国家的经验迎头赶上。32 可以预见，大型光伏建筑一体化的建成，不仅可以把丰富的太阳能资源优势转化成源源不断的电力供应给城乡生产、生活之用，而且对于电网还可以起到调峰作用；不仅具有环保效益，更可以为西安营造一种清新、自然、环保、健康、进步、面向未来的崭新形象。2.5国家相关支持政策为鼓励可再生能源的开发和利用，中国国家有关部门先后颁布了三条相关法律法规：2.5.1.《可再生能源法》2006年1月1日，《可再生能源法》正式实施。确立了可再生能源总量目标制度、可再生能源并网发电审批和全额收购制度、可再生能源上网电价与费用分摊制度、可再生能源专项资金和税收、信贷鼓励措施。2.5.2.《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》2006年1月4日，《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》公布。提出可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种价格。风力发电项目的上网电价实行政府指导价；太阳能发电、海洋能发电和地热能发电项目实行政府定价；生物质发电项目实行政府定价，由国务院价格主管部门制定标杆电价，电价标准由各省2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成。2.5.3.《可再生能源发电有关管理规定》2006年2月7日国家发改委正式发布的《可再生能源发电有关管理规定》（以下简称《规定》），作为《中国可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》的配套法规，明确给出了可再生能源发电项目的审批和管理方式。《规定》所称可再生能源包括：风力发电、生物质发电（包括农林废弃物直接燃烧和气化发电、垃圾焚烧和垃圾填埋气发电、沼气发电）、太阳能发电、海洋能发电和地热能发电。此规定是继鼓励国内各类经济主体参与可再生能源开发利用之后，给企业进入可再生能源发电产业提供了指导方向和实施标准。明确了可再生能源发电项目的审批和管理方式。发电企业应当积极投资建设可再生能源发电项目，并承担国家规定的可再生能源发电配额义务。大型发电企业应当优先投资可再生能源发电项目。2.5.4财政部、建设部通知《财政部住房城乡建设部关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》（财建[2009]128号）、《财政部关于印发<太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法>的通知》（财建[2009]129号）32 财政部和住房城乡建设部联手出台一系列政策，推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用，实施我国的“太阳能屋顶计划”。 明确表明重点支持太阳能产业的发展，给予企业财政补助，对于符合国家政策要求的光伏发电项目给予20元/W的财政补贴，补贴额度可以覆盖产业平均成本的一半。这将有利于整个光伏产业的发展。2.5.5财政部、科技部、发改委颁布《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》是继财政部、建设部《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》后继续加大对光伏发电产业的支持，推动战略产业的发展，该办法主要着眼于推动光复建筑一体化的发展，对符合要求的产业给予总投资50%，偏远无电地区总投资70%的财政补助。第三章电力系统3.1接入系统方案本工程建设于XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶，拟定最终规模装机容量为5MWp。太阳能光伏发电系统通过光伏组件转化为直流电力，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，并入电网。根据光伏发电系统装机容量和厂房及公司用电情况，选择低压单点并网，将光伏系统所发电能供给本地负载使用。由于本系统设计了逆功率防护系统，防止多余电量输送到公共电网。3.2方案分析太阳能光伏发电系统由光伏组件、并网逆变器及配电系统、监控系统组成，本系统方案采用屋顶电站（BAPV）的形式。近年来，国外大力推行光伏与建筑相结合，它的开发应用是目前世界上大规模利用光伏技术发电的一大热点。联合国能源机构的调查报告显示，光伏与建筑相结合将成为21世纪城市建筑节能的市场热点，太阳能建筑业将是21世纪最重要的新兴产业之一。各国一直在通过改进工艺、扩大规模、开拓市场等，大力降低光伏电池的制造成本和提高其发电效率。从建筑、技术和经济角度来看，光伏—建筑结合有以下诸多优点：A、利用闲置屋顶建设屋顶电站，32 无需额外用地或增建其他设施，适用于人口密集的地方使用。这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要。B、可原地发电、原地用电，在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。C、夏季，处于日照时，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。而这时也是光伏阵列发电最多的时候。光伏系统除保证自身建筑用电外，还可以向建筑内负载供电，从而缓解高峰电力需求。D、由于光伏系统安装在屋顶上，吸收太阳能，转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了室内空调冷负荷，既节省了能源，又利于保证室内的空气品质。E、避免了由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求严格的今天与未来更为重要。F、由于光伏电池的组件化，光伏阵列安装起来很简便，而且可以任意选择发电容量。32 第四章系统位置地理与气候条件4.1系统位置概述杨凌农业高新技术产业示范区位于渭河流域关中平原腹地，东距西安市82公里，西距宝鸡86公里，欧亚大陆桥陇海铁路线及西(安)宝(鸡)高速、中线公路从区内穿过，旅游交通十分便利。杨凌农业高新技术产业示范区内三面环水，宝鸡峡二支渠、渭惠渠、渭高干渠等人工渠系越境而过，水资源丰富、水利条件优越。区内地势南低北高，依次形成三道塬坡，海拔435-563米。境内塬、坡、滩地交错，土壤肥沃，适宜多种农作物生长。年降水量635.1—663.9毫米，年均气温12.9℃，属暖温带季风半湿润气候区。4.2系统位置气候情况杨凌农业高新技术产业示范区内三面环水，宝鸡峡二支渠、渭惠渠、渭高干渠等人工渠系越境而过，水资源丰富、水利条件优越。区内地势南低北高，依次形成三道塬坡，海拔435-563米。境内塬、坡、滩地交错，土壤肥沃，适宜多种农作物生长。年降水量635.1—663.9毫米，年均气温12.9℃，属暖温带季风半湿润气候区。4.3太阳辐射情况杨凌农业高新技术产业示范区年平均太阳能总辐射4569MJ/m2，属于太阳能资源丰富区，资源稳定，可利用型好。年均日照时数大于1800小时，历史最长无日照天数小于10天。32 第五章工程设想5.1系统总体规划布置XXX有限公司产业园光伏发电示范项目工程，在屋顶建设光伏电站。结合中心建筑消防设施布置，严格遵循《建筑设计防火规范》。5.2太阳能光伏电池选型、布置、发电量估算5.2.1光伏电池发展概况目前世界上太阳能开发应用最广泛的是太阳能电池。世界上，1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然很高。　　目前，世界上太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（4cm2)，多晶硅电池18.6%（4cm2），InGaP／GaAs双结电池30．28%（AM1），非晶硅电池14．5%（初始）、12.8%（稳定），碲化镉电池15.8%，硅带电池14.6%，二氧化钛有机纳米电池10.96%。　　我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20.4%（2cm×2cm），多晶硅电池14.5%（2cm×2cm）、12%（10cm×10cm），GaAs电池20.1%（lcm×cm），GaAs／Ge电池19.5%（AM0），CulnSe电池9%（lcm×1cm），多晶硅薄膜电池13.6%（lcm×1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池8.6%（10cm×10cm）、7.9%（20cm×20cm）、6.2％（30cm×30cm），二氧化钛纳米有机电池10%（1cm×1cm）。国内光伏产业方面，随着上海太阳能科技有限公司、江苏林洋新能源有限公司、无锡尚德太阳能、保定天威英利等中国光伏新建企业产能的逐渐释放，中国光伏产业保持了快速的增长势头.32 但是国际上最大的并网应用光伏市场在国内仍然处于零星示范论证阶段，中国光伏生产规模的增量大部分用于出口市场。目前国内商业化生产的光伏电池主要以单晶硅电池和多晶硅电池为主，效率在11-17%左右。为降低投资成本，本工程太阳能光伏建筑一体化设备将采用国产设备，光伏组件、逆变器原则上采用国产。5.2.2太阳能光伏电池选型目前占主流的太阳能电池有单晶硅、多晶硅和非晶硅等硅太阳电池。国内几家大型太阳能电池商业化生产的光伏电池主要以单晶硅电池和多晶硅电池为主，其中多晶硅效率在11-15％左右，单晶硅电池效率在12-17％左右。本工程根据国内光伏电池产业发展现状，以及场址可供利用的面积的光伏电池选型拟选用190W单晶硅标准组件。系统直流总功率为5MWp，安装在XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶：在XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶安装单晶硅标准组件35354㎡，采用190W单晶硅标准组件，直流功率为5MWp。5.2.3太阳能光伏电池布置本项目场址位于东经107°40′～109°49′和北纬33°39′～34°45′之间，在屋顶铺设单晶硅标准组件电池板。5.2.4太阳能光伏建筑一体化发电量估算根据太阳辐射资源分析所确定的光伏建筑一体化多年平均年辐射总量，结合初步选择的太阳能电池的类型和布置方案，进行光伏建筑一体化年发电量估算。发电量Q=P×R×ηs/Ro式中：P—系统直流总功率；R—倾斜方阵面上的太阳总辐射量；ηs—光伏系统发电效率；Ro—标准日照辐射强度，即1kW/m2。光伏系统综合发电效率的计算公式如下：ηs=K1*K2*K3*K4*K5K1-光电电池运行性能修正系数K2-灰尘引起光电板透明度的性能修正系数K3-光电电池升温导致功率下降修正系数32 K4-导电损耗修正系数K5-逆变器效率ηs=K1*K2*K3*K4*K5==0.947*0.925*0.93*0.94*0.97=0.743该工程年发电量为5413005.9度，平均每瓦年发电量为1.1度。5.3电气部分太阳能光伏发电系统由光伏组件、直流防雷箱、并网逆变器、配电系统以及监控系统组成。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过直流防雷箱汇集至并网型逆变器，将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，接入到配电系统，供建筑内部负载消耗。5.3.1太阳能光伏发电系统5.3.1.1光伏发电系统构成情况系统方案总容量为5MWp。5.3.1.2主设备选型考虑到本工程的系统稳定性和工程造价因素，可考虑采用合理容量的逆变器。该方案设备比较成熟，已有较多的运行经验。本工程投资估算按合理容量的逆变器计算。并网型逆变器选型时应考虑具有过/欠电压、过/欠频率、防孤岛效应、短路保护、逆向功率保护等保护功能。每个逆变器都连接有若干串光伏电池组件，这些光伏组件通过直流配电箱连接到逆变器。直流配电箱内置组串电流防雷单元，有效防止感应雷对设备造成的危害。1）计算机监控系统系统设置计算机监控系统一套，全面监控太阳能光伏系统运行情况。监控系统采集每台逆变器的工作状态，即时监控各支路的发电量。监控系统通过群控器实现多路逆变器的并列运行。群控器控制多台逆变器的投入与退出，具备同步并网能力，具有均分逆变器负载功能，可降低逆变器低负载时的损耗，并延长逆变器的使用寿命。监控系统通过群控器采集各台逆变器的运行情况。监控系统将所有重要信息远传至相关部门。32 2）保护出线并网开关柜上装设测控保护装置。设过电压保护、低电压保护、过频率保护、欠频率保护。测控保护装置将所有信息上传至监控系统。逆变器具备极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护等，装置异常时自动脱离系统。5.3.2防雷接地5.3.2.1防雷XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶光伏电站系统通过可靠连接与建筑主体连成整体的防雷网，与主体结构防雷及防雷引下线连接，形成完整的防雷保护系统。5.3.2.2接地为保证人身安全，所有电气设备都装有接地装置，并将电气设备外壳接地。5.4建筑部分5.4.1建筑结构方案本工程选用单晶硅标准组件，电气设备安装在独立光伏配电间和监控设备室。系统选用的单晶硅标准组件如下图：图5-2单晶硅标准组件5.4.2抗震设防项目所在区域的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。32 厂房根据其重要性均按乙类建筑考虑，由于太阳能电池板是通过支架安装在屋面金属板上，属于非结构构件的抗震类别，且电池板的破坏后不会造成较大的次生灾害，根据《建筑抗震设计规范》（GB5011-2010）第3.7条的相关规定，电池板与屋面金属板、主体结构已有可靠连接。5.5给排水及消防根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006),当建筑物的耐火等级较高（一、二级耐火等级）体积较小，或建筑物内无可燃物或可燃物较少时，可不设消防给水。本工程建（构）筑物都是严格根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的要求，光伏系统区域及电气设备室按规范配置一定数量的移动式消防器材。5.6暖通部分本光伏系统有独立光伏控制室，内置逆变器、开关柜等设备，根据气象资料，控制室内设置风冷空调机。32 第六章环境保护及水土保持6.1环境保护6.1.1本工程概况西安西安三高阀门有限公司地处西安市，光资源、水资源较充沛，交通便利，经济发达，区位优势十分突出。本工程拟建5MW光伏屋顶电站系统。6.1.2气候特征属暖温带半湿润半干旱季风气候，四季分明，光照充足，雨量适宜。年均气温11.3-13.6°C，年雨量529-638毫米，年日照2144-2505小时，年无霜期199-255天。6.1.3.1环境质量标准《环境空气质量标准》（GB3095－1996）二级标准；《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）Ⅲ类标准；《声环境质量标准》（GB3096－2008）3类标准6.1.3.2污染物排放标准《污水综合排放标准》（GB8978－1996）表4中一级标准；《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348－2008）Ⅲ类标准6.1.4环保措施6.1.4.1光伏系统对环境的影响太阳能光伏发电是利用自然太阳能转变为电能，在生产过程中不消耗矿物燃料，不产生污染物。6.1.4.2系统采取的环保治理措施（1）大气污染防治本项目无大气污染。（2）废水治理32 本工程生产过程中无需工业用水，且本工程采用无人值守的方式，亦不产生生活污水，可实现零排放。（3）雷击本工程拥有较完善的避雷系统，可避免雷击对设备、人身造成影响。根据相应设计规程的要求，并网逆变器及变电站内主要电气设备均采取相应的接地方式，能满足防雷保护的要求。（4）光污染本工程采用单晶硅标准组件，组件内单晶硅表面涂覆一层防反射涂层，同时封装玻璃表面已经过特殊处理，因此太阳能电池板对阳光的反射以散射为主，其镜面反射性要远低于玻璃幕墙及采光顶，几乎不产生光污染，故本工程光污染不会对周围环境造成影响。6.1.5初步结论太阳能既是一次能源，又是可再生能源，它资源丰富，即可免费使用，又无需运输，同时光伏发电作为一种清洁能源既不消耗资源，又不释放污染物、废料，也不产生温室气体破坏大气环境，不会产生废渣堆放、废水排放等问题，有利于周边环境的保护和生态环境的改善。6.2水土保持为全面贯彻《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水土保持法实施条例》、《开发建设项目水土保持方案管理办法》、水利部1995年5月30日发布的第5号令以及陕西省实施《中华人民共和国水土保持法》办法等有关水土保持的法律、法规，针对本工程实际情况以及项目特点，认真贯彻“预防为主、全面规划、综合防治、因地制宜、加强管理、注重实效”的水土保持预防方针，加强建设期管理，采取切实可行的措施，防止水土流失。水土资源是人类赖以生存的基本条件，水土大量流失，可能会加剧洪涝灾害，破坏生态环境，直至影响国民经济和社会的可持续发展。本工程主要造成的水土流失为：原地貌、土地及植被的破坏，建设过程中弃土、弃石和废弃灰渣的占地堆放。设计中将采取如下措施做好水土保持工作：32 （1）对征用、租用土地范围内的原有水土流失进行防治。（2）生产、建设过程中保护水土资源，尽量减少对植被的破坏。厂区和施工区建设期间是水土流失防治的重点。按照“三同时”原则，坚持预防为主，及时防治；厂区水土保持措施中，拆迁防护、排水系统设置及其它防护措施等要与电厂建设协调进行。永久性占地区工程措施坚持“先防护、后施工”原则，及时控制施工过程中的水土流失。（3）废弃的土、石和灰渣等固体物设有专门的存放场地，并采取拦挡护坡措施，坚持“先拦后弃”的原则。土石方临时堆放场地多余的土方及时外运，应在相应区域厂房和设施土建施工前完成。临时占地区使用完毕后需及时拆除并进行场地清理整治。（4）对建设形成的裸露土地，恢复植被并开发利用。本工程防治措施应与主体工程协调同步进行，特别是临时防护措施要及时对因工程建设产生的水土流失进行综合防治，合理利用土地资源，改善生态环境，形成完整的防护体系，消除可能产生水土流失的各个部位和环节，在施工结束后，尽快恢复地表植被或恢复其原来用途，将工程建设期内造成的水土流失降低到最小的程度。本工程水土保持方案实施并发挥效益后，场地、道路得到硬化，植被覆盖面积增加。本工程土石方堆放，全部运至临时堆土场就地临时挡护，流失量基本得到有效控制，拦渣率可达99%。本方案各项水土保持措施均达到或超过了预期的治理目标，可减少防治责任范围内的水土流失，改善周边的生态环境，具有一定的生态效益、经济效益和社会效益，对当地的水土保持工作没有不利影响。因此，从水土保持的角度考虑，本工程是可行的。32 第七章劳动安全7.1防火防爆各建筑物在生产过程中的火灾危险性及耐火等级参照《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229-1996执行，厂区总平面按分区功能布置，合理确定各建筑、构筑物的火灾危险性及最低耐火等级。建（构）筑物最小间距等按《建筑设计防火规范》GBJ16（2001年版）、《建筑内部装修设计防火规范》）（GB50222-1995）等国家标准的规定执行，布置上满足防火最小间距、安全出口、安全通道和电缆防火等要求。具体措施如下：（1）设置必要的和合适的消防设施。配电间装有火灾探测器，并通过火灾报警系统报警。（2）电缆沟道、夹层、电缆竖井各围护构件上的孔洞缝隙均采用阻燃材料堵塞严密。（3）主要通道等疏散走道均设事故照明，各出口及转弯处均设疏散标志。（4）所有穿越防火墙的管道，均选用防火材料将缝隙紧密填塞。（5）厂区和电气功能间等建筑配备移动式或手提式灭火器。7.2防电伤、防机械伤害、防坠落和其它伤害系统运行过程中，必须做好防电伤、防机械伤害、防坠落等防护工作，对保护运行人员的人身安全是十分必要的，拟采取如下措施：（1）高压电气设备周围设防护遮栏及屏蔽装置，电气设备带电裸露部分与人行通道、栏杆、管道等间距必须大于规定的最小安全距离。高压电气的操作回路设有必要的闭锁、联锁回路，以防止误操作。高压配电设备均设在专用房间内，外人不能随便进入。（2）完善检修起吊设施的设计，提高检修工作的机械化水平。所有设置检修起吊设施的地方，设计时均留有足够的检修场地、起吊距离，防止发生起重伤害。（3）易发生危险的平台、步道、楼梯等处均设防护栏，保证运行人员行走安全，以避免高空坠落。（4）场内所有钢平台及钢楼板均采用花纹钢板或栅格板，以防工作人员滑倒。32 7.3其他安全措施（1）照明系统设计参照现行的《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》执行，建筑物工作场所、设备及场区道路照明满足生产及安全要求，照明度充足，并配有正常电源，备用电源。（2）所选设备及材料均满足光伏系统运行的技术要求，保证在规定使用寿命内能承受可能出现的物理的、化学的和生物的影响。（3）所有设备均坐落在牢固的基础上，以保证设备运行的稳定性；设计中做到运行人员工作场所信号显示齐全，值班照明充足，同时具有防御外界有害作用的良好性能。（4）其它防火防爆、防机械伤害等措施符均合国家的有关规定。32 第八章工业卫生8.1防尘、防毒、防化学伤害本项目无尘、无毒、无化学伤害。8.2防暑、防寒、防潮及空调通风防暑降温、防寒、防冻的主要手段是组织好通风、空调、采暖和保温隔热。电气配电室等采用自然通风、加装空调，以达到防暑降温、防寒防冻的要求。8.3防噪声、防振动根据要求，对运行中的噪声、振动，均采取相应的劳动安全保护措施，尽量降低各种危害。在主要设备订货时，应对噪声水平有明确的要求，尽量在产品的设计制造上采取措施，降低设备本身的噪声，同时在设备安装调试阶段，严格把关，提高安装精度，做好机器部件的静平衡和动平衡，以减小激发振动的动力。对于振动剧烈的设备，从振源上进行控制，并采取隔振措施。32 第九章节约和合理利用资源9.1概述和平、文明、进步和可持续发展是人类社会的永恒主题。能源是经济社会发展的命脉，是提高人们生活水平的重要物质基础。全球工业化和现代化带来的能源急剧消耗，使本已有限的不可再生能源，面临匮乏的危机，据预测，全世界石油储量只够开采30～40年，天然气约60年，核燃料也仅70年左右。一次能源大量消耗引起的环境污染和生态环境持续恶化，更是威胁现代社会文明和可持续发展的十分严峻的问题；国际社会中国家、地区间的政治、军事和经济冲突，也从根本上与各自的能源利益密切相关；用廉价方式开采的化石能源的高峰期即将来临,化石能源行将枯竭;一场以太阳能等可再生能源取代化石能源的伟大变革，必将在本世纪发生。长期以来的不合理的能源消费结构使中国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重、能源利用效率低等问题。中国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60%、10%和5%。全国90%的二氧化硫排放，大气中70%的烟尘是燃煤造成的。不合理的能源结构使中国经济的高发展只能建立在能源的高消耗基础之上。万元GDP能耗1.58吨标准煤，上升5.3%。中国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3%、欧盟的16.8%，中国的能源利用效率比发达国家整整落后20年。谋求低能耗、高产出、低污染是我国的重大课题。增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，是我国实现经济社会可持续发展的关键，为此，我国制定了一系列有关政策和法律。我国政府要求大幅度降低单位GDP能耗，建立重点行业能源消耗水平评价及统计公布机制。推行这一措施，无疑对各行各业提出了更高的要求，在建设资源节约型和环境友好型社会过程中，要有更多更实际的节能措施，把节能降耗工作落到实处。9.2遵照的标准和规范《中华人民共和国节约能源法》《中华人民共和国可再生能源法》《中华人民共和国电力法》32 《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术》（国家发改委2005第65号）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）《建筑照明设计标准》（GB50034—2004）《国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（发改投资［2006］2787号）国家其它有关节能现行政策及标准9.3节能降耗措施9.3.1节约资源本项目利用太阳能发电，符合《中华人民共和国可再生能源法》的要求，系统建成投产后，本光伏系统的年发电量1800000度，可省燃油468000升或节省标准煤648000千克，这也意味着少排放1794600千克的二氧化碳21240千克的二氧化硫和7740千克氮氧化物。同时减少因火力发电产生的489600千克粉尘，节约7200000升净水。9.3.2生产节能措施本工程有良好的节约能源的潜能。在生产工艺设计过程中，我们还采取如下措施，确保生产过程中进一步降低能耗。（1）对主要设备太阳能组件、逆变电源及电气设备优化选型，达到节能的效果。（2）设计中严格把关，禁止选用已被有关部委明令淘汰的机电产品，选用节能效果显著的优质产品。（3）优化电气系统设计，合理规划电气设备布置及电缆走向，减少电缆长度及降低电压损耗（4）节约原材料措施优化各类方案，选择安全可靠，工程成本较低的基础形式；做到隔热、保温，减少结构自重，降低钢材用量。9.4建筑形体设计32 在建筑设计中，原则上应减少建筑物外表面积，适当控制建筑体形系数（即建筑外表面与其所包围的体积之比），减少建筑面宽，加大进深或增加组合体。建筑外形选用长条型，而体型复杂，凹凸面过多的塔式布置对节能不利。另外，要重视屋檐、挑檐、遮阳板、窗帘、百叶窗等构造措施，对于调节日照节省能源是十分有效的。围护结构采用浅色外表面，可反射夏季太阳辐射热，减少壁面得热。尽可能充分利用自然光；采用高效照明光源及灯具。9.5自然通风、采光首先考虑天然采光，采光口的设置应充分和有效地利用天然光源。建筑设计应本着接近自然和节能的精神，综合考虑当地气候环境、建筑物使用功能以及建筑艺术等方方面面，不可走向一个极端。随着经济条件的改善，建筑使用空调和机械通风也越来越多，改善了工人的生活环境，提高了工作效率。一些办公、值班，甚至检修间也用上了空调，是一种进步。但对此建筑设计在这方面应起一定的导向作用：一方面宣传使用空调的利与弊，建议少用空调；另一方面搞好门窗设计以及楼面、屋面通风口设计，控制、组织气流。提高通风效率，节省能源。9.6墙体材料及节能设计限制使用粘土砖，取代使用各种轻质墙体或空心砖，以节约土地且符合国家和地方出台了有关的政策。9.7屋顶节能设计由于太阳辐射强烈引起顶层房间过热，是一个十分普遍的问题。本工程建设屋顶电站吸收太阳能辐射，解决了这一问题。选用屋面材料应避免屋面重量、厚度过大；屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用，应设置排气孔以排除保温层内不易排除的水分。高效保温材料已经开始应用于屋面，如用膨胀型泡沫聚苯板，上铺防水层的正铺法为多，也可采用倒铺法，使防水层不直接受日光暴晒，以延缓老化。32 第十章系统定员太阳能光伏建筑一体化按无人值班，全自动运行方式考虑。系统的管理由物业管理人员消化，设备检修采用市场化运作模式，由外请专业检修公司负责。32 第十一章项目实施的条件和建设进度及工期11.1项目实施条件11.1.1交通运输条件本工程附近的基础建设完善，交通网络四通八达，公路交通可到达工程所在地，沿途道路、桥梁均能满足光伏电场的对外交通运输要求，道路通畅，基本可满足太阳能光伏系统的对外交通运输要求。主要工程项目的施工方案（1）组件安装组件根据需求定制，安装较为方便。（2）大件安装本期工程基本无大件安装、起吊。（3）施工用地本期工程建设于XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶，可供使用的临时用地较多。本期施工用地考虑为300平方米，主要为设备堆放。施工过程不考虑建设临时生活设施，以利用厂区现有场地为主。11.2建设进度及工期11.2.1项目实施计划由于本工程太阳能组件基本上是标准组件，土建部分工作量相对小，所以施工周期相对较短。整个工程周期大约为6个月，其中：可行性研究报告及审查：1个月；主设备采购：1个月；初步设计及施工图设计：1个月；土建施工、设备安装、单体调试、联合调试：3个月；11.2.2项目实施初步进度32 项目实施初步进度见表11-1。表11-1项目实施初步进度表进度安排201220122012201220122012可行性研究及审查123456主设备招标初步设计及施工图设计材料采购土建设备安装调试32 第十二章投资估算及经济评价12.1项目概况本项目为XXX有限公司产业园光伏发电示范项目工程，工程场址西安。光伏系统主要设备包括单晶硅标准组件、并网逆变器等，主要设备包括开关柜、系统通信设施等，主要材料有电力电缆、通信电缆等，其余基础设施利用已有设施。12.2投资估算12.2.1技术经济分析主要经济指标如下：表12.1：太阳能光伏发电系统综合造价表序号项目名称装机容量W单价金额(万元)1太阳能光伏发电系统造价5112900.0014元/W715813.2.2经济分析结论：项目费效比和回收期计算1、本项目建成5MWp光伏建筑一体化系统.2、依据《关于实施金太阳示范工程的通知》财建[2012]，太阳能发电项目上网电价实行政府定价，其电价标准由国务院价格主管部门按照合理成本加合理利润的原则制定。本项目建成后，系统生产运行情况如下：1、5MW光伏建筑一体化系统年发电量约5413005.9KWh（按现有系统运行情况估算）；2、系统建成后，不发生其他费用；3、不计税收因素；32 4、评价期25年（电池最低保证寿命）；5、若根据国家“金太阳示范工程”，国家补贴项目按照2012年标准7元/W；此光伏发电系统项目获得国家补贴3580万，扣减补助后的总增量成本为3578万元。6、总投资每年分摊后成本为：3578÷25=143.12万元7、系统运行后，盈亏平衡点时的商业用电电价：P=总成本÷产量=143.12万元÷5413000KWh=0.26元/KWh，此平衡电价比项目所在地电价1元/kwh低，即容易保本。因此，此太阳能光伏建筑一体化工程不仅符合国家有关产业政策，相比目前国内同类型其他项目情况，其经济效益也具有相当的优势，银行可以考虑贷款，因此该项目可成立。32 第十三章结论与建议13.1结论（1）本项目为XXX有限公司产业园光伏发电示范项目工程，本工程的建设对优化能源结构、保护环境，减少温室气体排放、推广太阳能利用和推进光伏产业发展具有非常积极的意义。况且，光伏建筑一体化技术上是成熟的，在国内外已经有很多成功的业绩。所以，本工程技术上是可行的。（2）根据调研，目前多晶硅电池板、单晶硅电池板的转化效率已经提高，且价格正在下降，本工程如能得到金太阳示范工程补贴支持，有较好的经济效益和社会影响。32'