湖北丹江口土台村60kW光伏发电项目可研报告.docx
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湖北丹江口土台村60kW光伏发电项目可研报告
土台村60KW分布式光伏发电系统
可
研
报
告
湖北鑫创光伏能源有限公司
2017年4月
第一章概述3
一、分布式光伏发电项目概况3
1.项目名称3
2.项目总体装机容量3
3.项目建设地点自然条件3
3.1地理方位3
3.2气候环境4
3.3气候数据4
二、项目建设的必要性及意义5
1.项目建设的必要性5
2.项目建设的意义6
第二章项目技术方案10
1.设计说明8
2.设计依据8
3.系统的主要构成8
4.系统的容量配置9
5.多晶硅电池组件10
6.光伏支架11
7.并网逆变器的选型及技术参数12
8.线缆选型及设计13
9.系统能效计算分析15
附件一......................................................................18
附件二.......................................................................19
第一章概述
一、分布式光伏发电项目概况
1.项目名称
湖北丹江口土台村60kW光伏发电项目
2.项目总体装机容量
系统的总体容量:
60kW
3.项目建设地点自然条件
3.1地理方位
丹江口市位于湖北省西北部偏东，十堰市东部，地处汉江中上游、鄂豫两省交界处，东临鄂北重镇襄阳市，西连车城十堰，南接房县而近神农架林区，北交南阳市。
总面积3121平方千米。
丹江口市呈心脏形，南北高，中间低，略向东倾，平均海拔高度400米，最高点为武当山主峰，海拔1612.6米。
汉水自西北向东南将全境划成两个自然块，俗称江南、江北。
江口市属亚热带半湿润季风气候区，四季分明、光照充足、热量丰富、雨热同季，无霜期长，相对湿度大等。
丹江口市年平均气温7.7°C－16°C，无霜期180－250天，丹江口市日照时数1950小时，年均日照率为44%，年降雨量750mm－900mm，且多集中在七、八、九三个月。
气候条件优越，库区“冬冷而不寒、夏热而不炎
3.2气候数据
气象资料以NASA数据库中气象数据为参考，具体气象资料以当地气象局为准。
注：
气象数据参照的是NASA网站。
二、项目建设的必要性及意义
1.项目建设的必要性
近年来，受金融危机、美国及欧盟对华光伏制裁等事件影响，中国光伏企业举步维艰，步入寒冬。
但是中国光伏“得到者多助”，受到政府、行业商会、国际商业协会等各界组织的声援和支持，更是在中国各级政府的政策支持下，光伏回暖。
下图是我国太阳能资源分布图。
从图中不难看出，丹江口属于三类太阳能辐照区，具有较丰富的阳光资源，适合发展光伏发电产业。
图1我国太阳能资源分布图
2.项目建设的意义
根据要求，在指定的屋顶安装太阳能并网电站。
就环保而言，制定新能源发展规划是必须的，人类赖以生存的环境必然要求我们发展新能源。
太阳能光伏发电是世界上最环保的发电方式之一，目前国内已经开始大量使用太阳能电站发电，为人们的日常生活提供电量。
遗憾的是，由于政府补贴的原因，目前太阳能的主要市场在德国、西班牙、美国等西方发达国家。
如果中国人都能够团结起来，购买、安装和使用太阳能电池，必将对减少碳排放、保护环境，起到非常积极的作用。
人类的发展离不开能源，仅仅节省能源是无法解决问题的，在节流的同时必须开源。
关灯一小时是一种概念上的节能，而安装太阳能电池是长久之计，是真正能够解决人类能源问题的方法。
德国通过多年的太阳能安装，已经达到了关闭国内绝大部分核电站、关闭一部分火电站的作用，最大限度地减少了对地球的污染。
各大企业购买太阳能，支持太阳能，无疑产生很大的正面效应，这是功在当代、利在千秋的行为！
本项目的实施，是本着对国家和人民高度负责、对子孙后代高度负责的精神，把节约能源资源工作放在更加突出的战略位置，切实做到节约发展、清洁发展、安全发展、可持续发展，坚定不移地走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，必将取得巨大的社会和环境效益，同时对太阳能光伏发电在哈尔滨以致全国的应用推广起到良好的带头和示范作用，促进光伏发电等节能环保产业的发展。
第二章项目技术方案
1.设计说明
本技术方案严格按照相关工程技术说明书规定组织设计，以说明书中所述规范、规定和标准为根本，同时考虑国内、国外规范要求，除非另作说明，所有相关标准均为现行标准，当设计与技术说明书中规定之规范出现差异或矛盾时，采用较为严格的规范。
2.设计依据
本项目各部分的设计严格遵循和参考以下规范、标准：
配电系统设计遵循标准：
《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》GB/T9535
《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB/T18479
《低压配电设计规范》GB50054
《低压直流电源设备的特性和安全要求》GB17478
《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171
《光伏器件》GB6495
《电磁兼容试验和测量技术》GB/T17626
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620
《交流电气装置的接地》DL/T621
《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232－82
《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2005版）
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
并网接口参考标准：
《光伏并网系统技术要求》GB/T19939-2005
《光伏发电接入电力系统技术规定》GB/Z19964-2005
《光伏系统电网接口特性》GB/T20046-2006
《地面用光伏（PV）发电系统》GB/T18479-2001
《太阳能光伏系统术语》GB/T2297-1989
《电能质量供电电压允许偏差》GB/T12325-2003
《安全标志（neqISO3864:
1984）》GB/T2894-1996
《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993
《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995
《电能质量电力系统频率允许偏差》GB/T15945-1995
《安全标志使用导则》GB/T16179-19956
《地面光伏系统概述和导则》GB/T18479-2001
《光伏发电系统的过电压保护—导则》SJ/T11127-1997
3.系统的主要构成
太阳能光伏发电系统的主要构成如下：
1）太阳电池组件；
2）太阳电池支架；
3）直流侧防雷配电单元；
4）光伏逆变器；
5）交流防雷配电单元；
6）监测和发电计量单元；
7）整个系统的连接线以及防雷接地装置等。
4.系统的容量配置
太阳能组件的功率：
260W
方阵总功率：
260W*232=60.32kW
逆变器的型号：
20KW
逆变器数量：
3台
整个系统由8组19个太阳能板组串和4组20个太阳能板组串组成。
5.多晶硅电池组件
5.1选择依据
对于电池组件选型遵循以下原则：
Ø在兼顾易于搬运条件下，选择大尺寸，高效的电池组件；
Ø选择易于接线的电池组件；
Ø组件各部分抗强紫外线（符合GB/T18950-2003橡胶和塑料管静态紫外线心能测定）；
Ø遵循以上原则选择多晶硅电池组件270W。
5.2组件性能参数
260W技术参数：
◆抗风力：
2400Pa
◆绝缘强度：
DC3500V,1min漏电流≤50μA
◆峰值电压：
30.8V
◆最高系统电压：
1000V
◆峰值电流：
8.37A
◆重量：
18.5kg
◆开路电压：
38.1V
◆外形尺寸：
1640mm×990mm×35mm
◆短路电流：
8.92A
◆功率误差：
0-+5%
◆填充因子：
74%
◆功率温度系数：
-0.45%/℃
◆工作温度：
-45℃-85℃
◆电流温度系数：
+0.06%/℃
◆电压温度系数：
-0.37%/℃
6光伏组件支架
6.1设计标准
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
《钢结构质量工程验收规范》（GB50205-2001）
《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000
《碳素结构钢》GB/T700-1988
《优质碳素结构钢》GB/T699-1999
6.2材料选取的依据
◆根据风压和雪压的计算结果，再根据太阳能布置进行材料的选择，完全满足抗风不低于25m/s的要求。
◆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
Ø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80微米。
使钢结构的防腐蚀年限达到20年以上。
Ø涂层法
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。
◆太阳能方阵固定螺栓的选择
根据风压和雪压的计算结果，再加上支架和太阳能电池板的分布，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水泥带的宽和厚度。
◆钢结构支架符合钢结构支架的要求
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。
7并网逆变器的选型及技术参数
7.1选型依据
根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/Z19964-2005
《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005
《光伏（PV）系统电网接口特性》GB/T20046-2006
7.2并网逆变器电路结构、拓扑图及等效电路原理图
7.4最大功率点原理
逆变器选用英威腾BG20KTR,采用了MPPT跟踪技术，太阳电池的MPPT效率高达99.9％，并网逆变器的最大效率达98.4%，从而最大限度地利用宝贵的太阳能资源，进一步提高系统的综合效率。
这种跟踪控制方式优点:
快速、准确、稳定。
8线缆的选型设计
我公司在工程中使用符合技术文件要求的电缆，在方阵与方阵之间的电缆采用耐压等级高，绝缘性能好，机械强度大，抗紫外线的光伏专用电缆；在直流汇流箱输出到配电室以及交流输出侧使用铜芯耐火、阻燃电力电缆。
电缆的选择参照标准：
●GB50054-95《低压配电设计规范》
●Gb12706-91《聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆》
●BS6346-1007《电力系统聚氯乙烯绝缘铠装电缆规范》
选择导线截面，应符合下列要求：
Ø线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求；
Ø按敷设方式确定的导体载流量，不应小于计算电流；
Ø导体应满足动稳定与热稳定的要求.
8.1光伏专用电缆
光伏专用电缆主要技术参数：
名称
参数
导体
标称截面2mm
4
导体
导体结构No./mm
56/0.3
导体
外径mm
2.9
绝缘厚度mm
0.65
护套厚度mm
0.88
最大导体直流电阻Ω/Km，20℃
5.09
耐压强度AC.V15min
3000
电流外径mm
6.2~6.6
参考载流量A
40
电缆重量Kg/100m
7.5
8.2电力电缆
电力电缆宜使用阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆
阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆的技术指标：
额定电压：
0.6/1KV
电线长期允许工作温度不超过90℃
短路时（最长持续时间不超过5S）导体最高温度不超过250℃
电缆敷设时环境温度应不低于0℃
电缆弯曲半径：
不小于电缆外径的15倍
注：
因交流侧电缆选择与建筑内电缆设计并无差别，所以电缆的类型选择可与建筑内其它电力电缆类型相同。
交流电源导线应根据最大负荷和电力电缆的安全载流量（即导线最大容许持续负荷）选择截面。
导线截面具体见附件材料表，应符合下列要求：
线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求；
按敷设方式确定的导体载流量，不应小于计算电流；
导体应满足动稳定与热稳定的要求；
沿不同冷却条件的路径敷设绝缘导线和电缆时，当冷却条件最坏段的长度超过5m，应按该段条件选择绝缘导线和电缆的截面，或只对该段采用大截面的绝缘导线和电缆。
9.系统能效计算分析
本工程建设规模为60kWp，实际布置容量为60.32kWp，共采用260Wp型多晶硅太阳能组件电池232片。
整个系统由8组19个太阳能板组串和4组20个太阳能板组串组成。
9.1电站系统效率分析
1）光伏阵列效率η1:
光伏阵列在1000W/㎡太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称功率之比.
光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括组件匹配损失、太阳辐射损失、偏离最大功率点损失、角度损失、温度损失、直流线路损失、功率损失等。
得:
η1=95%×96%×96%×98%×99%×97%=82.4%
2）逆变器的转换效率η2:
逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比.Sc100η2=98.4%.
3）交流线路损失η3:
应小于1%.可取η3=99%.
系统的总效率等于上述各部分效率的乘积:
η=η1×η2×η3=82.4%×98.4%×99%=80.3%.
由于系统中的主要部件电池组件在25年的寿命期内，效率在不同程度上都有所降低，这样导致了最后系统效率的不断降低，以至于每年的发电量均呈下降趋势。
而逆变器的效率在设备的寿命期内效率损失极其微小，所以在这里逆变器效率损失暂时不计。
9.2发电量及投资收益分析
注：
根据确定的日照时数确定发电量的数据，我们依据的是NASA网站的数据，可计算所得：
首年发电量≈组件方阵额定功率×峰值日照时数×系统效率×365=60320×3.61×0.802×365≈63743kWh。
平均每月发电量示意图
根据《国家发改委关于发挥价格杠杆作用的通知》文件精神，全额上网每度电收益：
系统投资收益
补贴电价=0.98（国家补贴）元+0.3（五年省内补贴）=1.28元
前五年年发电补贴=6.37万kWh×1.28元=8.15万元
五年后年发电补贴=5.59万kWh×0.98元=5.48万元
项目投资=60000W×8=48万元
估算投资回报周期=（48万元-8.15万元*5年）/5.48+5≈6.32年
9.3节能减排效益
分布式太阳能项目装机容量为60kWp，整个系统首年发电量约为6.37万KWh，25年总发电139.78万度，每发一万度电就可以替代3.6吨标准煤，这样25年就节省了503.19吨标准煤，节能减排如下；
总发电量（kWh）：
1397762.60
煤的价格（元/吨）
700.00
节约标准煤（t）:
503.19
节约效益（元）：
352236.18
减排二氧化碳（t）：
1236.20
减排效益（元）：
257747.29
减排二氧化硫（t）：
8.30
减排效益（元）：
10461.41
减排氮化物（t）：
7.85
减排效益（元）：
15699.67
减排粉尘（t）：
4.83
减排效益（元）：
2656.87
参数
二氧化碳
二氧化硫
氮化物
粉尘
总体减排效益（元）：
638801.41
排放系数（/t）
2.6
0.0087
0.0074
0.017
单位减排效益（元）
208.5
1260
2000
550
序号
名称
型号
数量
单位
单价
总价
备注
1
光伏组件
260kW
232
块
多晶硅A类
2
系统支架
1
套
见附表
3
并网柜
交流微断50A/380V；
隔离开关125A/380V；
交流熔断器125A/380V；
交流断路器125A/380V；
交流防雷40KA；
1
台
IP65防护等级可安装户外
4
逆变器
BG20KTR
3
台
MPPT最大功率跟踪，WIFI通讯模块
5
线缆
PV-F1*4mm2
700
米
直流侧
YJV-5*6mm2
60
米
逆变器到并网柜
YJV-5*35mm2
20
米
并网柜到并网点
7
配件
MC4接插件套
30
套
附件一系统配置单:
附件二项目案例:
温州650KW光伏屋顶并网
山西右玉50MW光伏并网
浙江800KW光伏屋顶并网
长兴开发园区光伏项目
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