湖北程力1MWp 1000KWp分布式解析.docx

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湖北程力1MWp1000KWp分布式解析

湖北程力1MWp（1000KWp）分布式

光伏发电项目

可

行

性

研

究

报

告

二0一五年五月

1.项目概况3

1.1项目综述3

1.2资源情况4

1.3示范目标及应用方向4

1.4项目装机容量5

1.5总投资5

1.6预计发电量6

1.7电网接入方案6

2.主要内容6

2.1可利用建筑面积6

2.2项目技术方案7

3、社会经济效益分析10

3.1损耗取值10

3.2发电量计算11

3.3社会效益分析12

3.4技术经济分析12

3.5基础数据分析13

3.6项目财务评价14

1.项目概况

1.1项目综述

本工程为随州市厂区1MW分布式光伏发电项目，计划在其生产厂房彩钢瓦屋面铺设太阳能光伏组件，所发直流电经逆变器逆变后输入其低压侧380V电压等级供电母线，所发电能供本厂区办公大楼日常生产使用，确保其充分利用光伏所发电能，且富余电量并入国家电网。

太阳能光伏阵列在建筑物上结构和布局合理、美观，整个光伏发电系统具有很高安全可靠性、美观性、高效性（光伏组件产生的电能到并网接入点，整个系统的总效率不低于80%）、耐用性（满足不少于25年的正常发电）、合理性等特性。

在项目初期公司将对整个屋面进行建筑物结构和电气系统的安全复核，增设的钢构厂房及光伏发电系统符合筑结构及电气系统的安全性要求。

图1-1分布式屋顶参考图

1.2资源情况

1.2.1随州市自然条件

随州地处长江中下游平原，属亚热带季风性湿润气候区，具有雨量充沛、日照充足、四季分明，夏高温、降水集中，冬季稍凉湿润等特点。

一年中，1月平均气温最低，为3.0℃；7月平均气温最高，为29.3℃，夏季长达135天；春秋两季各约60天。

初夏梅雨季节雨量较集中，年降水量为1205毫米。

随州活动积温在5000℃～5300℃之间，年无霜期达240天。

1.3示范目标及应用方向

（1）项目的示范目标如下：

建设类型：

屋顶分布式光伏发电项目；

建设目的：

利用闲置的建筑物屋顶，无需占用宝贵的土地资源，对于土地资源匮乏的城市尤为重要。

建设意义：

太阳能光伏发电系统可原地发电，原地使用，减少了电力输送中的线路损耗。

由于太阳能电池组件阵列一般安装在屋顶上直接吸收太阳能，并且形成了一道保温隔热层，因此太阳能光伏发电系统同时也降低了屋顶的温升，减轻了建筑的空调负荷，降低企业的能耗，进一步降低企业运营成本，达到节能的效果。

（2）光伏发电的应用方面主要有以下几个方面：

1）光伏发电设备技术应用方面

项目拟采用目前国内最先进的多晶硅光伏组件、转换效率最高的逆变器组成光伏系统电站。

项目拟设计装机容量为1000KWp，公司内部相关厂房满足光伏组件阵列安装设计要求。

我们通过优化系统设计，采用250Wp多晶光伏组件，并合理选择设备配置，为下一步在屋顶光伏电站大面积推广和发展及建设做好技术方面的经验积累。

2）绿色能源节能减排示范方面

1、弘扬绿色生态建筑理念

本项目是屋顶综合利用光伏电站示范项目，发出的电量是完全的绿色清洁能源。

通过项目示范可调动社会各界积极参与太阳能光伏发电事业，促进落实国家相关政策；通过示范工程宣传，扩大影响，增强市场认知度，形成发展太阳能光电产品的良好社会氛围。

结合建筑建设太阳能光伏发电，是充分体现绿色生态建筑的理念举措。

2、有效利用空间

太阳能光伏发电与建筑物相结合，充分利用了建筑物空间，节约了土地资源，体现了环保与城市建设的统一。

3、改善环境、保护气候

光伏发电不产生传统发电技术（例如燃煤发电）带来的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染，可以进一步缓解现今热门的雾霾问题。

太阳能光伏发电最重要的特征是在发电过程中不排放CO2、硫氮化合物等，而这些气体是导致环境污染的首要因素。

1.4项目装机容量

随州分布式光伏发电项目设计容量为1MWp，经初步勘测分析屋顶可利用面积超过10000平方米，屋面开阔平坦，坡度较小，中心区域无杂物设备堆积存放。

完全可以满足本项目的装机容量要求。

电站设计运营寿命为25年，累计发电量约3121万千瓦时。

本项目总投资约为700万元。

项目总装机容量：

1000KWp；

安装光伏组件类型：

多晶250Wp太阳能电池组件

安装光伏组件数量：

4000块

采用的光伏并网逆变器：

2台500KW集中型逆变器；

使用屋顶面积：

约10000平方米

1.5总投资

项目总投资约700万元

1.6预计发电量

项目预计发电量如下（计算见后）

年平均发电量：

1248477KWh（全部自发自用）

25年累计发电量：

31211933KWh（全部自发自用）

1.7电网接入方案

根据国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》，小型光伏电站接入电压等级为0.4kV，中型光伏电站接入电压等级为10-35kV，小型电站的装机容量一般不超过200kWp。

本项目装机容量为1MWp，系统采用0.4kV电压等级接入公司内部10kV线路母线低压侧，通过厂区10KV升压变压器进行升压并网。

光伏系统所发电能质量、电压及频率符合国家电网《光伏发电站接入电力系统技术规定》的标准及相关要求，可靠性强。

2.主要内容

2.1可利用建筑面积

经初步估算，随州厂房建筑屋顶可利用面积约为10000平方米，屋面开阔平坦，坡度较小，中心区域无杂物设备堆积存放。

完全可以满足本项目的装机容量要求。

（图2-2）效果图

根据工业用电分析，每天8:

00-12:

00时段为用电峰段，12:

00-17:

00时段为用电平段，17:

00-20:

00时段为用电峰段，一年中8:

00-20:

00占全年用电量的60%左右，每8:

00-20:

00为日出日落时间，也是太阳能电站发电运行的时间段。

随着企业的不断投产，规模的不断扩大，用电量在逐月不断增加。

用电紧张的状况日益突现。

本示范项目，是在城市用电大户的新区企业屋顶建设光伏电站，并在用户侧并入当地电网。

一年中8:

00-20:

00光伏电站发出的电力可以直接被公司消耗掉，完全可以满足自发自用，在特殊情况下产生的富于电量可以输送到电网。

除此之外，光伏并网发电系统能够并行使用市电和分布式光伏系统发电作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺点率，而且并网光伏系统可以对公用电网起到调峰作用，缓解新区内用电紧张的状况。

2.2项目技术方案

2.2.1系统方阵布置及结构设计方案

2.2.2.3支架的设计

设计标准见表2-4

表2-4支架设计标准

标准号

标准名称

GB50009

建筑结构荷载规范

GB50205

钢结构质量工程验收规范

GB/T5237

铝合金建筑型材

GB/T700

碳素结构钢

GB/T699

优质碳素结构钢

材料选取的依据：

根据当地风压和雪压值，再根据太阳能布置进行材料的选择，使之完全满足抗风要求。

根据材料力学的弯曲变形公式，计算出连接部件的最优截面，确定选择的材料及结构方式选择支架的防锈处理方法。

①热浸锌

当构件的材料厚度小于5毫米以下，镀层的厚度不得小于65微米。

当构件的材料厚度大于5毫米以上，镀层的厚度大于86微米。

使钢结构的防腐蚀年限达到20年以上。

②涂层法

涂图层一般做4-5遍。

干漆膜总厚度室外工程为150微米，室内工程为125微米，允许误差25微米。

在海边或海上或是在有强烈腐蚀性的大气中，干漆膜总厚度为200——220微米。

③太阳能方阵固定螺栓的选择

根据风压和雪压的计算结果，在加上支架和太阳能电池组件的分布，进行受力分析，根据力矩的平衡方程，计算出螺栓的上拔力，并选择螺栓的大小和夹具的宽和厚度。

④钢结构支架符合的要求。

方阵紧固螺栓连接符合现行国家标准《紧固件机机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098规定。

2.2.2电池组件倾角铺设方式的支架结构和安装设计

2.2.2.1电池组件屋面倾角铺设方式

设计依据：

方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如：

地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。

本系统设计为顺沿彩钢瓦屋顶平铺，不另设其他角度。

这样不仅保证了光伏系统与建筑结合的美观度，又使得对屋顶起到保温隔热的最大效果，同时增加了屋顶可利用面积。

防水方式：

由于本系统采用夹具直接固定于彩钢瓦波峰上方，不破坏原有建筑屋面结构及防水层，故不涉及防水问题。

（图2-3）轻钢结构屋面光伏组件安装示意图

（图2-4）轻钢结构屋面光伏组件安装参考图

3、社会经济效益分析

3.1损耗取值

太阳能电池组件采用250W的多晶硅，组件转换效率为15.5%，组件衰减率按0.8%/年；太阳能电池组件的温度系数为0.45%，逆变器欧洲效率96.4%，光伏系统损耗见下表：

表4-1损耗项目表

损耗项目

参数

交直流线路损耗

2.0%

尘土覆盖损耗

8.0%

逆变器平均损耗

3.6%

早晚不可利用辐射损失

2.4%

组件工作温度损耗

4.5%

其他损耗（故障等）

1.0%

太阳能光伏系统效率=（1-2%）×（1-8%）×（1-3.6%）×（1-2.4%）×（1-4.5%）×（1-1%）≈80.2%。

3.2发电量计算

系统总装机容量为1MWp（1MWp=1000KWp），本分布式光伏电站设计使用寿命为25年，考虑到太阳能电池组件的衰减率（按0.8%/年计算），光伏系统25年的发电量列如下表所示：

随州厂区1MWp分布式光伏发电项目

年份

单位

年发电量

年份

单位

年发电量

第1年发电量

KWh

1372500.0

第14年发电量

KWh

1236414.5

第2年发电量

KWh

1361520.0

第15年发电量

KWh

1226523.2

第3年发电量

KWh

1350627.8

第16年发电量

KWh

1216711.0

第4年发电量

KWh

1339822.8

第17年发电量

KWh

1206977.3

第5年发电量

KWh

1329104.2

第18年发电量

KWh

1197321.5

第6年发电量

KWh

1318471.4

第19年发电量

KWh

1187742.9

第7年发电量

KWh

1307923.6

第20年发电量

KWh

1178241.0

第8年发电量

KWh

1297460.2

第21年发电量

KWh

1168815.1

第9年发电量

KWh

1287080.6

第22年发电量

KWh

1159464.5

第10年发电量

KWh

1276783.9

第23年发电量

KWh

1150188.8

第11年发电量

KWh

1266569.6

第24年发电量

KWh

1140987.3

第12年发电量

KWh

1256437.1

第25年发电量

KWh

1131859.4

第13年发电量

KWh

1246385.6

合计（S）

KWh

31211933.5

装机容量（KWp）

日照时数

发电效率

天数

千瓦时（度）

首年发电量

1000

3.8

0.802

365

1372500

25年总发电量

31211933

平均每年发电量

1248477

系统采用多晶硅光伏电池组件构成总容量1MWp的光伏电站，年等效满负荷运行小时数为1387h，首年发电量为137.2万度，按每年衰减率0.8%计算，年平均发电