现代农业农光互补光伏发电项目.docx

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现代农业农光互补光伏发电项目

********有限公司

现代农业香菇栽培示范基地

10MW农光互补光伏发电项目

可行性研究报告

第1章综合说明

1.1概述及申报单位情况

1.1.1项目背景

太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。

开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济可持续发展具有极为重要的意义。

近年来我国太阳能产业突飞猛进，其中太阳能光伏发电技术更是备受瞩目，太阳能光伏发电技术产业化及市场发展经过近二十年的努力已经奠定了一个良好的基础，但受国内光伏发电成本制约，我国光伏并网发电产业还没有得到大面积推广。

太阳能光伏发电的关键部件一太阳能电池组件的生产，已在我国形成很大的产能，并重点出口到欧美国家；同时制约太阳能组件生产成本的硅原料，也于2008年在我国形成产能，从而使得硅原料的价格从2008年的最高价500美元／kg直泄到目前价格约70～80美元／kg，并还有下降空间。

据业内人士预测，到2015年，随着硅原料价格的下降，光伏发电成本有望与火电成本相当。

我国是太阳能资源非常丰富的国家，随着光伏发电成本的降低，广泛实施太阳能光伏并网工程将成为未来能源发展的重要战略之一。

阳山县，位于广东省西北部，南岭山脉南麓，连江中游，东经112°22′01″～113°01′06″，北纬23°58′47″～24°55′52″之间。

土地资源紧缺，如何在这种情况下规模化推广光伏发电项目，阳山县鑫浩生物科技有限公司经过充分的考察、调研、论证，制定出符合未来发展香菇产业与光伏发电互补项目，是将太阳能发电、大棚栽培香菇相结合，一方面太阳能光伏系统架设在香菇栽培大棚之上，直接低成本发电，不额外占用土地；另一方面充分最大化利用。

形成“上面发电、下面栽培、科学开发、综合利用”的“农光互补”建设模式，综合利用空间资源发展新能源。

“农光互补”项目，让农业和新能源产业同步发展，食用菌产业的重点开发、深度开发与科学开发相结合，集食用菌栽培、可研示范、于一体的特色现代化农业香菇示范基地。

1.1.2地理位置

本工程拟建在阳山县江英镇荣岗村荣岗洞阳山县鑫浩生物科技有限公司现代农业香菇产业园。

香菇产业园位于地处东经112°50′，北纬24°30′，距县城38公里的江英镇。

东与英德波罗镇、青坑镇及乳源县古母水乡交界，南与青莲镇相连，西与犁头乡、岭背镇毗邻．北与秤架乡接壤。

该乡处喀斯特地貌发育地带，地表干旱，属石灰岩高寒山区，平均海拔485米。

属亚热带气候，年平均气温17.2℃，无霜期290天，年均降雨量1800毫米．冬季多霜雪，夏季热期短。

1.1.3建设规模和工作范围

建设规模：

本项目为10MW农光互补光伏电站工程。

参照《光伏发电工程可行性研究报告编制办法》，结合本工程项目实际情况，确定本阶段的研究工作范围如下：

1）研究项目所在地区的能源结构，根据国家能源产业政策和环境

保护有关法规，论述本项目建设的意义及必要性。

2）调查落实工程建设的场地条件、站址自然条件和周围环境、接

入电网的条件等外部建设条件，论证本工程项目实施建设的可行性。

3）根据光伏发电技术的发展现状，结合本工程建设条件，初步拟

定适合本工程的主要技术方案，并提出项目实施计划措施和投产后运行管理组织方案。

4）预测工程项目建成投产后对周围环境和劳动场所可能造成的不利影响，提出必要的防范与治理措施。

5）根据初步拟定的工程技术方案和项目实施计划，估算本工程项

目建设投资并进行经济评价。

6）进行资源利用与节能分析、风险分析、经济与社会影响分析，

为项目决策提供科学依据。

7）综合各项研宄成果，对本项目建设的可行性和下一步工作提出

结论意见和建议。

1.1.4简要工作过程及主要参加人员

中国分布式能源控股有限公司为总体设计单位，负责汇总各外委设计咨询单位的设计结论，编制项目可行性研究总报告和接入系统专题报告。

有关支持性文件和投资方资料由参与单位负责提供。

1.1.5承担与合作单位情况

项目承担单位

阳山县鑫浩生物科技有限公司是一家以“公司+基地+标准化+合作社+农户”，“科技+服务”的经营生产模式,从事食用菌生物研究、种植、加工、销售及技术推广于一体的清远市农业龙头企业。

公司目前拥有果蔬种植基地1300亩，有机香菇栽培基地1300亩、其中广东第一峰香菇栽培基地500亩，高山平原江英香菇产业园300亩，大崀食用菌研究、生产种植基地500亩。

累计辐射带动农户1200户，充分发挥了农业龙头企业示范作用。

香菇种植示范项目，是阳山县政府调整农业产业结构的重大举措，也是阳山农业产业发展的一个新阶段，阳山县地理自然环境态条件优越，森林资源丰富。

气候资源独特，温差大，是发展食用菌产业的空间与潜力有巨大潜力。

2015年以来，公司围绕“生态农业、标准化栽培、创粤北农业驰名品牌、辐射带动农民致富”为宗旨，立足于阳山县良好的区位优势、环境优势和森林资源；定位于食用菌香菇的繁育、种植示范及系列产品加工、销售，面向全省乃至港澳地区，力争成为全省香菇产业生产、加工销售的“领头雁”。

规划在阳山县江英镇荣岗村鑫浩香菇产业园内，建设10MW林光互补光伏电站，光伏板下作为现代农业香菇栽培示范基地220亩。

公司拥有各类专业技术人才30人，大专以上学历15人。

公司以生物工程食用菌开发为核心，重点研发食用菌新品种、不断改进和推广栽培技术；公司注册资金2000万元，资本总投资超过了3500万元。

根本上实现了办公自动化、生产半机械化、管理人性化、市场信息化。

随着公司的不断发展壮大，以及政府的关心和支持，公司得到了社会各界接受和首肯。

公司先后荣获“广东省守合同重信用企业”、“清远市重点农业龙头企业”、“阳山县重点农业龙头企业”等荣誉。

公司信奉以“创粤北农业驰名品牌、辐射带动农民致富”为经营宗旨，全力打造集约化、规模化、规范化现代农业科技龙头企业，为提高粤北地区食用菌产业，以及增加农户经济收益略尽绵薄之力。

项目合作单位

中国分布式能源控股有限公司集团业务涉及广泛，涵盖原油、煤碳等传统能源板块，风能发电、光伏电站、甲醇汽油等新能源板块，地产、能源交易中心、互联网金融、海上保税船加油，以及跨国并购和资产重组，投资银行的业务。

2015年是国家“十二五”规划的收官之年，在“新常态”的基调下，中国国能坚持大力推进新能源供给，优化能源结构，构建全面、安全的能源供应体系。

国家高度重视新能源的发展，相继出台了很多鼓励新能源发展的激励政策，风能、光伏等新能源利用规模不断扩大。

中国国能和战略合作伙伴东方日新新能源有限公司共同开发“光伏电站”项目。

主要包括光伏并网发电系统、光伏独立供电系统、太阳能电池片、组件等研发、生产和销售。

拥有超过45项主营业务核心技术，且建立了独立的国家级光伏实验室，该实验室获得国际CNAS认证，可按照IEC61215，IEC61730-2、UL1703进行54个项目测试，为公司及其他光伏企业的设计研发以及质量管控提供了有力的支持。

“光伏电站”项目采用全产业链模式，比传统模式的发电成本降低了30%。

从发电系统、供电系统、太阳能电池片和组件的研发设计、生产、销售、以及电站建设、运营、维护都提供了一体化解决方案。

我们不仅提供高效品质的产品，还为客户保障无忧的运营和维护，合理客观的为客户节约成本，创造利润。

预计未来十年内将在新疆、宁夏、内蒙古、河北、浙江等地规划建设共计25个G瓦的电站，总投资额将达到2千亿元人民币。

1.1.6预可研报告编制依据及范围

1.1.6.1本项目申请报告依据下列法规、文件和资料编制：

1）《国家能源局关于下达2016年光伏发电建设实施方案的通知》—国能新能【2016】166号；

2）《广东省发展改革委转发国家能源局关于下达2016年光伏发电建设实施方案的通知》—粤发改能新函〔2016〕2947号；

3）《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》—2006年1月1日实施；

4）《可再生能源中长期发展规划》—中华人民共和国国家发展和改革委员会2007年9月；

5）电网企业全额收购可再生能源电量监管办法—国家电力监管委员会令第25号自2007年9月1日起施行；

6）《光伏发电工程可行性研究报告编制办法》GD003-2011;

7）本工程可行性研究技术咨询合同；

8）公司的原始文件及资料。

1.1.6.2研究范围

参照《光伏发电工程可行性研究报告编制办法》，结合本工程项目实际情况，确定本阶段的研究工作范围如下：

研究项目所在地区的能源结构，根据国家能源产业政策和环境保护有关法规，论述本项目建设的意义及必要性。

调查落实工程建设的场地条件、站址自然条件和周围环境、接入电网的条件等外部建设条件，论证本工程项目实施建设的可行性。

根据光伏发电技术的发展现状，结合本工程建设条件，初步拟定适合本工程的主要技术方案，并提出项目实施计划措施和投产后运行管理组织方案。

预测工程项目建成投产后对周围环境和劳动场所可能造成的不利影响，提出必要的防范与治理措施。

根据初步拟定的工程技术方案和项目实施计划，估算本工程项目建设投资并进行经济评价。

进行资源利用与节能分析、风险分析、经济与社会影响分析，为项目决策提供科学依据。

综合各项研究成果，对本项目建设的可行性和下一步工作提出结论意见和建议。

1.2太阳能资源

据有关资料得知，年日照时数1576.2小时。

本工程场址区的地理位置在阳山县江英镇，离县城38公里，属同一气候区；两地的太阳高度角、天气状况、海拔高度及日照时数均较接近。

由于阳山气象站无太阳辐射观测资料，采用气候学方法推算其太阳辐射数据，并将推算太阳辐射数据作为本阶段的研究依据。

根据我国太阳能资源丰富程度等级表得知，项目所在地太阳能资源丰富，可以进行光伏发电项目建设。

1.3建设条件

1.3.1气象条件

香菇产业园位于地处东经112°50′，北纬24°30′，距县城38公里的江英镇荣岗村。

东与英德波罗镇、青坑镇及乳源县古母水乡交界，南与青莲镇相连，西与犁头乡、岭背镇毗邻．北与秤架乡接壤。

该乡处喀斯特地貌发育地带，地表干旱，属石灰岩高寒山区，平均海拔485米。

属亚热带气候，年平均气温17.2℃，无霜期290天，年均降雨量1800毫米．冬季多霜雪，夏季热期短。

1.4项目任务与规模

项目名称：

10MW太阳能光伏电站项目

建设性质：

新建

生产规模：

该项目建设规模为10MW，年发电量约为1080万kWh。

建设地点：

********镇荣岗村。

1.4.2光伏电站总体设计及发电量计算

1.5.1设备选型及主要技术参数

现阶段本工程拟采用250Wp太阳能电池组件进行光伏发电的系统设计和发电量预测。

组件参数

最大额定功率Wp

250

功率公差%

±3

最大功率时电压V

30.1

组件转化效率%

14.98

最大功率时电流A

8.31

开路电压温度系数%／℃

-0.307

开路电压V

37.3

功率温度系数%／℃

-0.423

短路电流A

8.78

短路电流温度系数%／℃

0.039

系统最大电压V

1000

标准组件发电条件℃

46±2

长*宽*厚mm

1640*990*50

1.5.2光伏电站布置方案

本项目建设规模为10MW，实际布置容量为10MWp，共采用250Wp型太阳能电池40000片。

本工程的太阳能电池组件的固定方式采用倾角固定，阵列倾角为26o，阵列方位为0o。

组件排列方式为竖置，横向（HI）组件布置20块，

竖向（H2）组件布置2块，每排间距（DI）10.3m，每列间距（D2）0.5m。

示意图：

共布置100台逆变器，采用双分裂变压器，每2台逆变器接入一台双分裂升压变压器，每2台变压器接入一台10KV馈线柜。

1.5.3年上网发电量计算

对发电量进行统计计算，系统的总效率取80.48%，每年衰减0.8%，则25年总发电量约为27000万千瓦时，年平均发电量约为1080万千瓦时。

1.6电气部分

共布置60台逆变器，采用双分裂变压器，每2台逆变器接入一台IOKV升压变压器，每2台变压器接入一台IOKV馈线柜，整个工程共布置逆变器40台，10KV升压变压器8台，10KV馈线柜10台，IOKV出线柜2台，PT柜2台，无功补偿柜2台。

35KV升压变压器一台，接入电网电压等级为35KV，出线方式为架空。

二次设备包括电站综合自动化、直流、UPS、无功补偿等设备。

电站综合自动化系统包括微机保护、数据采集、事件记录和故障录波、站控层远程控制、同期功能、数据记录和处理、调度通信等功能。

微机保护功能包括线路保护、变压器保护、电容器保护、低频减载等功能。

1.7消防设计

消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的消防方针，各专业根据工艺流程特点，在设备与器材的选择及布置上充分考虑预防为主的措施。

在建筑物的防火间距及建筑结构设计上采取有效措施，预防火灾的发生与蔓延。

建筑物与构筑物的防火间距满足消防规范要求。

本期工程建（构）

物消防间距执行《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50084-2001。

各建（构）筑物灭火器的配置按《建筑灭火器配置设计规范》的规定执行。

建筑物、变压器等处配置移动式灭火设施。

1.8施工组织

本工程逆变器、电池组件均可选用公路运输方案。

场内道路应紧靠光伏电池组件旁边通过布置，以满足设备一次运输到位、支架及光伏组件安装需要。

电站内运输按指定线路将大件设备按指定地点一次到位，尽量减少二次转运。

施工用水、生活用水、消防用水可考虑在就近管网直接引接。

通讯可从附近的现有通讯网络接入。

建筑材料均由当地供应，可通过公路运至施工现场。

1.9工程管理设计

根据太阳能电场生产经营的需要，本着精干、统一、高效的原则，

本期工程拟定定员标准为105人，主要负责电场的建设、经营和管理。

太阳能电场大修可委托外单位进行，以减少电场的定员。

本项目初步运营期25年，建设期1年。

1.10环境保护

光伏发电是清洁、可再生能源。

光伏电站建设符合国家关于能源建设的发展方向，是国家大力支持的产业。

本光伏电站工程总装机容量10MWp，每年可为电网提供电量约1080万kW．h。

与燃煤电厂相比，每年可节约标煤37890.55t。

相应每年可减少多种大气污染物的排放，还可减少大量灰渣的排放，改善大气环境质量。

光伏电站建设还可成为当地的一个旅游景点，带动当地第三产业的发展，促进当地经济建设。

因此，本工程的建设不仅有较好的经济效益，而且具有明显的社会效益及环境效益。

1.11劳动安全与工业卫生

本工程是利用光伏组件将太阳能转换成电能，属于清洁能源，不产生工业废气，也无工业废水、灰渣产生。

光伏电站作为清洁能源发电技术,在生产过程中无需燃煤、轻柴油、氢气等易燃、易爆的物料，无需盐酸、氢氧化钠等化学处理药剂，无需锅炉、汽轮机、大型风机、泵类、油罐、储氢罐等高速运转或具有爆炸危险的设备，也不产生二氧化硫、烟尘、氮氧化物、一氧化碳等污染性气体，工作人员也无需在高温、高尘、高毒、高噪声、高辐射等恶劣的环境下工作，由此可见，光伏电站劳动安全与职业卫生条件较好。

1.12节能降耗

通过对本项目对外交通运输条件和地形、地貌的实地踏勘与分析，光伏屯站内设备运输、施工较为便利。

选址按照以下原则设计：

尽量集中布置、尽量减小光伏阵列前后遮挡影响、避开障碍物的遮挡影响、满足光伏组件的运输条件和安装条件、视觉上要尽量美观。

采取上述原则可提高光伏电站发电效益，在同样面积上安装更多的组件；其次，集中布置还能减少电缆长度，降低工程造价，降低场内线损。

1.13工程设计概算

发电工程静态投资为：

8780万元，单位造价为：

8780元／KWp。

建筑工程费：

1430万元，单位千瓦造价：

1306元／kWp;

设备购置费：

7666万元，单位千瓦造价：

34842.18元／kWp;

安装工程费：

394万元，单位千瓦造价：

358.36元／kWp;

贷款利息费：

5454万元，单位千瓦造价：

2181.77元/Wp。

其他费用：

503万元，单位于瓦造价：

456.7元／kWp。

1.14财务评价与社会效果分析

1.14.1融资后分析

项目资本金内部收益率：

11.87%

全部投资内部收益率：

10.25%

上网电价（含税）：

1.25元／KWh

项目的财务评价看，各项指标符合行业规定，本项目的建设在经济效益上是可行的。

1.14.2社会效果分析

该项目利用太阳能资源建设地面光伏电站工程，属于国家和省相关产业政策鼓励发展的项目。

1.15结论和建议

从本项目的财务评价看，各项指标符合行业规定，本项目的建设在经济效益上是可行的。

第2章项目任务与规模

2.1工程名称

工程名称：

香菇产业园10MW农光互补光伏发电项目

2.2工程规模

工程规模：

光伏电站项目工程规模10MW，占地220亩。

2.3工程建设必要性

2.3.1符合我国能源发展战略的需要

当前，我国的能源结构以常规能源（煤、石油和天然气）为主，由于常规能源的不可再生性，势必使得能源的供需矛盾日益突出。

作为可再生能源的太阳能，实现能源多元化，缓解对有限矿物能源的依赖与约束，是我国能源发展战略和调整电力结构的重要措施之一。

2.3.2优化能源结构，保护环境

一方面资源条件直接影响到当地经济和社会的可持续健康发展；另一方面以煤炭为主的能源结构又使社会经济发展承受着巨大的环境压力。

积极调整优化能源结构、开发利用清洁的和可再生的能源，是保持经济可持续发展的能源战略。

大力发展太阳能发电，替代一部分矿物能源，对于降低的煤炭消耗、缓解环境污染和交通运输压力、改善电源结构等具有非常积极的意义，是发展循环经济、建设节约型社会的具体体现。

本项目在生产全过程中，不产生或排出有害废气、废渣、废液，系无三废工业生产项目，不会造成环境污染，太阳能电站的建设必将会给该地区带来良好的社会效益。

4.3.3符合国民经济发展的需要

在建设太阳能光伏电站，积极开发利用太阳能资源符合国家的能源战略规划，是社会经济可持续发展的需要，太阳能光伏电站作为清洁能源将会对电网供电能力形成有益的补充，符合国民经济的发展需要。

第3章光伏电站总体设计及发电量计算

3.1光伏组件选型

3.1.1太阳电池分类及比较

当前商业应用的太阳能电池分为晶硅电池和薄膜电池。

晶硅电池分为单晶硅和多晶硅电池，目前商业应用的光电转换效率单晶硅已超过18cYo，多晶硅15～16%。

在光伏电池组件生产方面我国2007年已成为第三大光伏电池组件生产国，生产的组件主要出口到欧美等发达国家。

薄膜电池分为非晶硅薄膜电池、CdTe电池和CIGS电池。

当前商业应用的薄膜电池转化效率较低，非晶硅薄膜电池为5～89/o，CdTe电池为119/o，CIGS电池为I090。

非晶硅薄膜电池商业化生产技术较为成熟，并已在国内形成产能；CdTe和CIGS电池在国内还没有形成商业化生产。

由于薄膜电池的特有结构，在光伏建筑一体化方面，有很大的应用优势。

目前在MW级光伏电站中应用较多的是晶硅太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池。

单晶硅太阳能电池光电转换效率相对较高，但价格相对较高。

多晶硅太阳能电池光电转换效率比单晶硅略低，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低。

非晶硅薄膜太阳能电池光电转换效率相对较低，但它成本低，重量轻，应用更为万便。

从工业化发展来看，太阳能电池的重心已由单晶硅向多晶硅方向发展，主要原因为：

（1）可供应太阳能电池的头尾料愈来愈少；

（2）对太阳能电池来讲，方形基片更合算，通过浇铸法和直接凝

固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料；

（3）多晶硅的生产工艺不断取得进展，全自动浇铸炉每生产周期

（50小时）可生产200公斤以上的硅锭，晶粒的尺寸达到厘米级；

（4）由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快，其中工艺也被应用于多晶硅太阳能电池的生产，例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极，采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米，高度达到15微米以上，快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间，单片热工序时间可在一分钟之内完成，采用该工艺在IOO平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。

多晶硅太阳能电池组件具有以下特点：

（1）具有稳定高效的光电转换效率；

（2）表面覆深蓝色氮化硅减反膜，颜色均匀美观；

（3）高品质的银和银铝浆料，确保良好的导电性、可靠的附着力

和很好的电极可焊性；

（4）高精度的丝网印刷图形和高平整度，使得电池易于自动焊接

和激光切割。

综上所述，并考虑实际情况，本阶段拟采用多晶硅太阳能电池组件。

3.1.2电池组件的确定

通过对国内外光伏组件的词研和比选，根据光伏并网电站的设计特点及相关政策的规定，初步选定290-72P太阳能电池组件。

（1）本工程太阳能电池组件参数如下表5.1-1。

表5.1—1太阳能电池组件组件参数

最大额定功率Wp

250

功率公差%

±3

最大功率时电压V

35.6

组件转化效率%

14.98

最大功率时电流A

35.6

开路电压温度系数%／℃

-0.408

短路电流A

8.75

短路电流温度系数%／℃

0.045

系统最大电压V

1000

标准组件发电条件℃

46±2

长*宽*厚m

1956~990;ac50

3.2光伏阵列运行方式选择

3.2.1太阳能电池组件的放置形式

太阳能电池组件的放置形式有固定安装式和自动跟踪式两种形式。

对于固定式光伏系统，一旦安装完成，太阳能电池组件倾角就无法改变，因此合理的倾角选择对于固定式光伏发电系统就显得尤为重要了。

自动跟踪式光伏发电系统的光伏组件可以随着太阳运行而跟踪移动，使太阳组件一直朝向太阳，增加了接受的太阳辐射量。

但跟踪装置比较复杂，初始成本和维护成本较高。

目前使用广泛的有两种太阳光伏自动跟踪系统，包括单轴跟踪、和双轴跟踪，其中单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。

两种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略，通过计算得出太阳在天空中朐方位，并控制光伏阵列朝向。

这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中，在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。

从跟踪是否连续的角度看，所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式，与连续跟踪方式相比，步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。

从跟踪效果上来讲，双轴跟踪能最大限度的获得太阳辐射，但价格也相对偏高。

通过综合考虑，本工程的太阳能电池组件的放置形式采用倾角固

定。

支架相关参数如下：

（1）单个支架功率组件IO.OkW（根据电池组件实际布置调整）

（2）支架规格：

20块×2块（支架规格以放置组件数表示，根据电池组件实际布置调整）

（3）阵列倾角：

260，阵列方位：

0

3.2.2光伏组件阵列倾斜面辐射量及阵列倾角

3.2.2.1、各月倾斜面上的平均辐射量Ht

任意倾角任意方位的光伏阵列倾斜面月平均辐射量采用Klein和Theilacker（1981）提出的天空各向异性模型，此种计算方法是国际上公认及最常用的计算方法，模型做以下简述，详细请查阅相关文献。

公式1、Ht=Hbt+Hdt+Hrt

公式2、Htl=f（B，Y，p，N，E，Hbt，Hdt）

公式3，Ht2=f（岱，Y，p，N，E，Hbt，Hdt）

公式4、Ht3=f（p