深圳顺辉保定唐县项目合作方案.docx
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深圳顺辉保定唐县项目合作方案
河北保定唐县15MW分布式光伏
扶贫项目合作方案
“分布式光伏发电项目”是指投资商利用工业屋顶、商业屋顶等建筑屋顶,在国家“分布式光伏发电”政策中规定的发电电价补贴机制支持下,建设的光伏发电电站项目。
电站所发电力主要供应项目所在屋顶的建筑物工业企业用户和商业企业用户使用并收取电费,企业未能完全消纳的多余电量出售给电网公司并向其收取电费,同时无论自用电量和上网电量均获得国家分布式电价补贴。
面对环境和能源危机,太阳能发电利用是必由之路。
分布式光伏电站容量较小,单个接入点容量不超过6MWp,主要分布在建筑物屋顶或靠近电力负荷中心的空地,电网接入多为400V低压并网,可实现自发自用,光伏分布式发电对于当前电力供应方式具有颠覆性的影响,在当前电力改革中必然会充当重要的角色,具有广阔的发展前景,是光伏发电应用未来的终极形式,也是当前国家重点鼓励的光伏发电应用方向。
一、政策支持
随着地面光伏电站资源的抢占殆尽、弃光限电等问题的凸显,国家在光伏发电应用规划转向光伏分布式发电,从2012年度国家发改委、财政部、科技部、工信部、住建部、国家能源局、国家电监会、国家电网发布了专名针对分布式光伏发电的政策措施有17项之多,2013年相关的政策密集出台,其中具有重要意义是国务院的光伏国八条,文件中关于开拓光伏应用市场的第一条意见即大力开拓分布式光伏发电市场。
2014年国家能源局出台政策培育分布式光伏发电示范区,进一步鼓励引导分布式光伏项目的发展。
当前自发自用光伏分布式项目不受指标规模计划限制,即项目备案手续完成即等同于项目进入国家补贴计划,即可取得0.42元/kwh的国家补贴,这与地面光伏电站最大的优势之一。
二、发电原理
光伏发电是利用光伏组件的光生伏特效应将太阳光直接转变为直流电,然后经由逆变器将直流电变换为交流电,然后通过交流配电箱接入电网或直接供电。
光伏发电的核心元件是光伏组件和逆变器,据图如图1所示。
图2-1光伏发电系统示意图
三、系统技术方案
在光伏发电系统中,光伏组件组成的光伏阵列把太阳能直接转换成直流电,经过三相逆变器(DC-AC)转换成电压较低的三相交流电,符合公共电网电压要求的交流电,经过集电升压至10kV后并入地区供电部门制定的配电系统而并入地区电力网。
本项目在河北省保定市唐县的羊圈的屋顶安装光伏组件,根据前期现场踏勘和收资,羊圈可供利用的屋顶面积约18万平米,结合当前羊圈的建设进度和羊圈的防水要求,本项目的组件布置方案采用BIPV式的满铺方式,由组件形成一层“瓦面”,保证屋面的防水效果和可靠性。
本项目采用全额上网的模式,即光伏组件把太阳能直接转换成直流电,经过三相逆变器(DC-AC)转换成电压较低的三相交流电,经过集电升压至10kV后并入距离羊圈6公里的变电站的10kV间隔(或T接到10kV供电线路),光伏发电全部上网,最终的电网接入方案以当地电网公司批复为准。
图3-1分布式光伏发电电气主接线示意图
3.1设备选型
组件:
综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率及屋顶面积等因素,初选多晶硅太阳能组件规格为275Wp;
逆变器:
根据项目的规模、设备安装等因素,选用规格500KW的集中式逆变器;
升压变:
根据变压器安装地点情况,选用10kV的干式变压器。
3.2组件布置
单块光伏组件的输出电压较低,不能直接利用,需要多块组件串联后形成组串,然后多个组串并联接入逆变器,要考虑组串与逆变器之间工作电压与功率的匹配性。
根据场址气象条件、设备参数等输入条件,本项目采用22块组件一个组串,80个组串接入一台逆变器的串并方案;根据羊圈的主体钢结构的进度,综合考虑施工的成本和发电量的损失,组件采用与钢结构屋面平行布置;进行光伏发电系统设计时,避免光伏阵列的遮蔽是基本原则之一,对于太阳能屋顶建筑,需要考虑的遮蔽有南面栏杆、楼梯间、通风孔以及组件之间的遮蔽。
一般确定原则:
冬至当天早9:
00至下午3:
00太阳电池方阵不应被遮挡。
光伏方阵间距或可能遮挡物与方阵底边的垂直距离应不小于D,如图3-2所示。
,
其中:
式中:
D——遮挡物与阵列的间距,m;
H——遮挡物与可能被遮挡组件底边的高度差,m;
——当地纬度,deg;
A——太阳方位角,deg;
——太阳赤纬角,deg;
h——时角,deg。
图3-2光伏阵列布置示意图
3.3组件安装
BIPV即BuildingIntegratedPV是光伏建筑一体化。
PV即Photovoltaic。
BIPV技术是将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。
光伏建筑-体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV:
BuildingAttachedPV)的形式。
BIPV光伏屋顶,是利用光伏组件作为屋面的主要部分,即可以达到光伏发电的目的,又可以达到建筑屋面防水保温的目的。
(1)用光伏组件作为一层屋顶材料铺设,组件支架与檩条贯穿连接,组件顶面进行密封防水处理,作为一次主防水系统,组件底部的支架作为二次辅助排水系统,如图3-3、图3-4所示;
图3-3风雨棚等无彩光带的屋顶排列示意图
图3-4排水系统示意图
(2)在屋面瓦的瓦腹位置沿排水方向扁平铺设C型钢光伏组件支架,间距1000mm。
遇到采光带时间距820mm;
(3)使用固定压条将C型钢光伏组件支架与屋面檩条固定,C型钢固定压条的间距同原厂房檩条间距,具体参见图3-5和图3-6:
组件支架与屋面檩条固定方式、组件与支架的安装方式;
图3-5组件支架与屋面檩条固定方式示意图
图3-6组件固定及纵向排水和密封安装图示意图
(4)组件支架C型钢安装完毕后,安装C型钢支架之间的C型横向排水槽,横向排水槽间距1000mm。
纵向布置的C型钢和横向布置的C型排水槽共同组成光伏BIPV屋顶二次排水系统。
BIPV屋顶的一次排水主要由光伏组件形成的排水面、C型钢组件支架顶部的密封盖、横向排水槽上部的密封盖组成,大部分的雨水从一次排水系统排出。
在纵向布置的C型钢顶部的密封盖和组件之间采用密封胶构成密封结构,横向组件之间的缝隙采用密封胶密封,上部加铝合金盖板,如果密封系统由渗漏,则水分会通过二次排水系统排出。
具体参见图3-7、图3-8所示光伏BIPV屋顶排水系统;
图3-7光伏BIPV屋顶组件横向排水及密封安装图示意图
图3-8光伏BIPV屋顶排水系统
(5)BIPV的优势
Ø光伏BIPV屋顶寿命长,可以达到25年以上,不存在彩钢瓦10-15年更换一次的麻烦,不影响生产,同时节省房屋维护成本;
Ø光伏BIPV屋顶通过二次防水设计,完全可以满足厂房的防水需要;
Ø纵向组件支架顶部的密封盖版宽度约140mm,组件两侧均有布置,可以作为检修通道,对组件进行灰尘清理及漏水维修。
Ø由于纵向排水通道内有一定的空间,光伏组件水冲洗的管道及部分电缆可以布置在其中,节省空间。
3.4羊圈的钢结构加固方案
根据前期提供的羊圈图纸,考虑到分布式光伏增加的荷载,为保证羊圈钢结构的安全性,需对羊圈的钢结构进行加固,加固方案包括主立柱加固、檩条加固和增加斜撑三部分,主立柱加固方案为:
在每个桁架梁下面增加2个立柱,通过减少桁架梁的跨距,提高桁架梁的承载力,如图3-9所示,具体立柱材料结构,根据图纸再详细给出。
檩条加固方案为在每个桁架梁的位置增加偶撑,减少檩条跨度,增加檩条的承载力,如图3-10所示,具体使用材料大小,根据图纸再详细给出。
在羊圈长方向两端立柱的位置安装边立柱斜撑,增加羊圈结构的水平稳定性。
具体增加数量及材料型号根据图纸再详细给出。
在羊圈长方向两端立柱的位置安装边立柱斜撑,同时在羊圈的边跨,增加边跨斜撑,提高羊圈结构的水平稳定性,如图3-11和图3-12所示,具体增加数量及材料型号根据图纸再详细给出。
图3-9羊圈主立柱加固方案示意图
图3-10羊圈檩条加固方案示意图
图3-11羊圈立柱斜撑增加示意图
图3-11羊圈边跨斜撑增加示意图
3.5发电量的估算
根据前期提供的羊圈图纸,羊圈的钢结构屋顶为人字形,羊圈布局较为规整,南北朝向和东西朝向约各占一半,根据前面组件布置方案,利用PVSY进行仿真可得到四个不同朝向组件的发电小时如表3-1所示,本项目首年综合加权发电小时为1247.5h。
组件朝向
发电小时数
东向
1250
西向
1250
南向
1320
北向
1170
表3-1不同朝向组件发电小时数
综合上述组件安装方案和羊圈的面积,本项目的安装容量可达到15MW,15MW分布式光伏发电系统的首年发电量可达到1911万度,光伏组件在光照合常规大气环境中使用会有衰减,根据本项目所使用的太阳电池组件性能,最大极限按系统25年输出衰减20%计算,考虑组件衰减因素,25年总发电量约为42997.5万度。
四、合作方案
本项目由英利与地方政府共同出资建设,政府出资3000万,英利解决项目的融资,并负责项目的建设和运营,双方按照出资占比分享项目的收益,其中融资成本(包括还本付息)由英利独自承担。
五、项目投资概算与收益测算
本项目的投资估算如下表所示,总投资金额约10016.675万元,融资成本按照6.5%考虑,按照0.85元/kWh的光伏补贴电价,本项目的资本金收益率10.5%,项目收益良好。
河北保定唐县分布式光伏扶贫项目预算
单位:
万元
序号
工程或费用名称
设备
安装
合计
各项占静态
单位投资
备注
购置费
工程费
投资比例%
(元/w)
一
建安工程费
6450
2900
9350
93.43
6.23
(一)
光伏发电系统
5700
750
6450
4.3
(二)
常规电气安装工程
400
500
900
0.6
(三)
监控系统
350
50
400
0.26
(四)
加固成本
600
600
0.4
(五)
接入系统
1000
1000
0.66
二
建设工程其他费
567.5
5.67
0.378
(一)
设计、技术服务及监督检测费(一*2%)
187
(二)
建设管理费(一*3%)
380.5
三
基本预备费(一+二)*1%
99.175
0.89
0.06
工程总费用
10016.675
100
6.668
六、项目实施关键先决条件
1、本项目的备案手续和融资需要建筑物具备规划证、土地证和产权证;(需协助提供相关文件或说明)
2、羊圈屋顶的承载力需复核(补充提供结构图纸、结构设计总说明和建筑图纸);
3、项目的接入条件落实,需落实距离工厂最近的变电站是否具备接入消纳条件。
4、本项目光伏指标的落实,即光伏补贴电价的确认。
屋顶承载力和电网接入方案可行性我方已与设计单位进行沟通,逐项落实。
七、结论
分布式光伏项目响应国家政策的号召,从企业的社会责任和企业的发展战略来讲,具有标志性的示范意义;本项目具有很好的经济效益,为社会节能减排和精准扶贫作出贡献,综上本项目具有很好的经济效益、环保效益和社会效益,应积极推动项目进程。