江苏国信泗阳太阳能发电工程建设项目可行性研究报告.docx
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江苏国信泗阳太阳能发电工程建设项目可行性研究报告
江苏国信泗阳太阳能发电工程建设项目可行性研究报告
1.概述
1.1.项目概况
（1）项目名称：
江苏国信泗阳太阳能发电工程
（2）建设单位：
江苏国信泗阳太阳能发电有限公司
（3）建设规模：
4MW晶体硅太阳能发电站
（4）项目地址：
泗阳经济开发区
（5）项目投资：
静态总投资：
10924万元；动态总投资：
11149.1万元。
1.2.研究内容
（1）本可研报告主要对项目建设的必要性、原始条件、可行性等进行研究论证。
（2）通过对工程规模、建设条件、工程布置、工程实施以及对社会、环境的影响等方面的研究，评价项目实施的可行性。
（3）本可行性研究的部分包括：
太阳能资源分析；当地电网现状和接入系统；建设规模和整体规划；光伏电站布置和设备选型；电气、土建、消防和经济评价等内容。
（4）项目的范围：
江苏国信泗阳太阳能发电工程建设容量约为4.0MW，采用晶体硅太阳电池作为光电转换装置。
项目主要包括光伏阵列系统、直流系统、逆变系统和升压系统等。
1.3.投资方（江苏新能源开发有限公司）简况
江苏省国信资产管理集团有限公司是于2001年8月经省政府批准，在江苏省国际信托投资公司和江苏省投资管理有限责任公司基础上组建的大型国有独资企业集团，也是江苏省政府授权的国有资产投资主体，从事授权范围内的国有资产经营、管理、转让、投资、企业托管、资产重组以及经批准的其他业务，注册资本金为人民币100亿元。
集团成立以来，始终依托资源和功能优势，精心打造以电力为主的能源产业平台，以信托为主的金融服务业平台和以房地产开发、酒店业为主的不动产平台，并不断拓展投资领域、完善业务功能。
先后介入天然气管网建设、新能源开发、江苏软件园建设等实业投资领域，拓展了担保、保险经纪、金融租赁等业务功能。
2006年底，集团与江苏省国有资产经营控股公司合并重组，在证券、银行、酒店旅游、房地产和社会文化事业等领域注入了新资源。
截止2007年底，集团总资产为630.14亿元，净资产为333.23亿元，拥有全资、控股企业四十余家。
江苏省新能源开发有限公司于2005年7月28日成立。
公司注册资本为1亿元。
作为一家省级专门从事新能源开发利用的国有投资主体，江苏省新能源开发有限公司重点投资建设生物质能、风能、太阳能发电项目，并积极关注其他节能环保产品及新能源技术的研究开发。
1.4.技术支持单位介绍
中环光伏系统有限公司为中环（中国）工程有限公司的全资子公司，主要从事海内外大型光伏并网电站的系统集成和逆变器及跟踪器的开发、研制和生产。
公司依托中环工程在电力环保工程总承包EPC管理多年积累的丰富经验，将先进技术和工程管理经验应用到光伏工程中，为客户提供全方位的服务。
公司建立了完善的设计平台、项目管理平台和研发平台，拥有院士工作站和博士后工作站。
有来自新能源、电力、电建公司等经验丰富的研发、设计、采购、施工、安装、调试和运营一条龙的全方位人才队伍，把研发、设计、施工安装、调试等业务完美融合，为客户提供优质服务。
公司在南京投资建设占地500余亩的“中环光谷”基地。
作为国内一流、国际领先的光伏系统集成与关键设备技术研发制造中心，“中环光谷”将成为集研发、办公、制造、展示、科教功能为一体的特大型现代化光伏产业基地。
公司与美国最大的逆变器制造商SATCON共同进行GCL-SATCON逆变器的技术研发、设备制造和销售，也是进口SATCON产品在中国区的总代理。
公司与国内外先进企业合作建立逆变器和跟踪器研发中心，研制逆变器和光伏跟踪系统。
在国内市场稳步发展的同时，公司积极开发海外市场。
目前在东南亚和非洲有数个光伏项目正在进行前期工作，欧美市场公司也在积极寻找合适的时机进行介入。
公司以建设可持续、稳步发展的国际一流专业性光伏系统工程公司为目标，面向太阳能产业链，真正做到将绿色能源带入千家万户。
2009年12月30日，由中环光伏系统有限公司总承包建设的徐州协鑫光伏电力有限公司20MW光伏发电项目一次性并网成功；2009年12月31日，由中环光伏系统有限公司总承包建设的盐城阜宁3MW屋顶发电项目一次性并网成功。
2010年7月，中环光伏系统有限公司总承包建设的国电平罗10MWp光伏电站工程一次性并网成功。
其中徐州20MW采用110kV电压等级并入电网，该项目的建成并网，填补了我国尚无大型并网光伏电站（接入电网等级为66kV及以上）建设领域的工程、研究空白，缩短与世界先进水平的差距起到积极的推动作用。
目前中环光伏系统有限公司在建的项目有全国最大的风光互补电站—右玉10MWp光伏电站及省内最大的屋顶光伏电站－大丰5.8MW屋顶光伏发电工程等。
盐城阜宁3MW屋顶发电项目
徐州协鑫光伏电力有限公司20MW光伏发电项目
1.5.工程概况表
名称
单位/型号
数量
备注
厂址
经度（东经）
°
118.7
纬度（北伟）
°
33.7
多年平均辐射量
MJ/m2
5266
主要设备
组件
数量
片
17120
功率
W
235
长×宽
mm×mm
1640×992
环境温度
℃
20
开路电压温度系统
%/℃
-0.32
峰值电压
V
30
工作电流
A
7.84
短路电流
A
8.28
开路电压
V
37.1
逆变器
数量
台
8
型号
SatconPowerGatePlus500kW
容量
kw
500
变压器
数量
台
8
型号
S11-M-500/10
容量
KVA
500
投资指标
工程静态投资
万元
10924
工程动态投资
万元
11149.1
单位千瓦静态投资
元/w
27.15
单位千瓦动态投资
元/w
27.71
经济指标
装机容量
MW
4.0232
平均年发电量
万kw
464
平均年等效满负荷小时
h
1152
上网电价（含税）
元/MWh
2854.63
上网电价（不含税）
元/MWh
2439.86
投资利润率
%
6.75
资本金利润率
%
14.22
全部投资财务内部收益率
%
8
资本金财务内部收益率
%
11.13
投资回收期
年
11.12
2.太阳能资源分析
2.1.全国太阳能资源分析
地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。
资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。
就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。
我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。
图2-1我国太阳能资源分布
我国将上图中日照辐射强度超过9250MJ/m2的西藏西部地区以外的地区分为五类。
按照日照辐射强度上图中将我国分为四类地区。
一类地区（资源丰富带）全年辐射量在6700MJ/㎡以上。
相当于230kg标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部等地。
二类地区（资源较富带）全年辐射量在5400～6700MJ/㎡，相当于180～230kg标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部和安徽北部等地。
三类地区（资源一般带）全年辐射量在4200～5400MJ/㎡。
相当于140～180kg标准煤燃烧所发出的热量。
主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。
四类地区全年辐射量在4200MJ/㎡以下。
主要包括四川、贵州两省。
此区是我国太阳能资源最少的地区。
一、二类地区，年日照时数不小于2200h，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好资源条件。
阜宁属于我国日照资源的二类地区，适合建设光伏发电项目
泗阳县年日照在2200小时左右，近年水平面平均年太阳辐射量5230MJ/m2。
属我国第三类太阳能资源区域，适合建设太阳能光伏发电项目。
2.2.光伏发电项目所在地的自然环境概况
泗阳县地处中国华东，位于江苏省中北部，总人口98万，面积1418平方公里，辖11个镇、5个乡、2个场。
泗阳是全国唯一的“中国意杨之乡”，森林覆盖率47.8%（剔除水域面积），为全国平原地区之最。
活立木蓄积量达450万立方米，年可采伐50万立方米。
泗阳还是全国著名的产粮大县、优质棉基地县、蚕桑基地县和重要的畜离产品基地县。
泗阳交通便利，水陆空路网四通八达。
京杭大运河贯东西，是经长江出海的水运通道。
325、245省道和徐宿淮盐高速公路穿境而过，与京沪、宁连高速公路交汇。
新长铁路使泗阳与“亚欧大陆桥”东桥头堡连云港及长江三角洲诸多开放城市相连。
县城向西85公里即达徐州观音国际机场，向东30公里连接京沪高速公路，向东北90公里便到连云港和白塔埠机场，向南两个半小时到南京，四小时到上海。
泗阳基础设施配套，发展载体完善。
城区“七横九纵一环”格局初步形成，相继建成了一批环境优雅，设施完备的豪华宾馆和商贸、游乐场所。
全县建成了省级示范小城镇2个，市级示范小城镇4个。
在县内建立了城厢张李鸡市、新袁羊肉等8个专业批发市场。
目前县城拥有城东建材、农副产品、装饰材料三大市场群和红光招商城、振兴商贸城、水仙楼农贸市场等大型综合市场10个，依托小城镇建立各类集贸市场60多个，年交易额12.5亿元。
2.3.泗阳太阳能资源分析
江苏国信泗阳太阳能发电工程选址在泗阳县经济开发区，位于东经118.7°，北纬33.7°，项目纬度跨域范围小于0.1度，所在地属一个小范围的平原区域。
2.3.1.近十年泗阳地区单位面积日照辐射量
表2-1近十年泗阳地区单位面积日照辐射总量原始数据
参数
时间
水平面
18度倾斜面
日太阳
辐射量
当月太阳总辐射量
日太阳
辐射量
当月太阳总辐射量
kWh/㎡
kWh/㎡
kWh/㎡
kWh/㎡
一月
2.87
88.97
3.75
114.39
二月
3.51
98.28
4.20
115.64
三月
3.89
120.59
4.25
130.51
四月
4.91
147.30
5.06
148.8
五月
5.32
164.92
5.24
161.82
六月
5.08
152.40
4.92
147
七月
4.78
148.18
4.68
144.15
八月
4.57
141.67
4.61
141.98
九月
4.08
122.40
4.34
128.4
十月
3.41
105.71
3.91
120.59
十一月
2.97
89.10
3.77
110.7
十二月
2.69
83.39
3.62
110.98
平均
4.01
121.91
4.36
131.2467
总计
48.08
1462.91
52.33
1591
说明：
本表数据来源NASA（SSE）。
2.3.2.日照辐射总量分布
从泗阳地区日照辐射总量分布图中可以看出，该地区水平面所接受日照辐射总量呈中间高两边低的态势分布，即每年4-10月份，是日照辐射总量最高的时段。
这与当地实际气候状况相符。
在朝向正南18度倾斜平面上，全年所接受日照辐射总量稳定在一个相对较高的水平，如果以此倾角安装太阳电池组件，太阳电池组件既能与建筑屋顶有效结合，充分利用屋顶面积，又能在全年获得最大发电量，故拟选用18°安装。
图2-2 近十年泗阳地区平均月日照辐射总量各月分布
（横坐标为月份，竖坐标单位为kWh/m2/day）
3.工程任务和规模
3.1项目建设的必要性
3.1.1.符合能源产业发展方向
开发利用太阳能资源，符合能源产业发展方向我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源将近76％由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。
大量的煤炭开采、运输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。
大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源利用技术是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。
“十一五”期间我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务是首先加快能源结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。
以太阳能发电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程为重点，以“设备国产化、产品标准化、产业规模化、市场规范化”为目标，加快可再生能源的开发。
为实现“十一五”能源工业发展规划目标，促进甘肃可再生能源资源优势转化为经济优势，提高可再生能源开发利用水平，加快能源结构调整，减少煤炭等化石能源消耗对环境产生的污染，甘肃省将利用各种途径来发展可再生能源。
其中，选择在泽库县建设太阳能发电项目，就是一种有益的尝试。
本光伏电站所在的甘肃省金昌市近年来经济和社会事业虽然有较大的发展，但由于交通、能源等客观条件的制约，发展速度相对缓慢，同发达地区相比还存在着很大差距。
要实现地区经济的可持续发展，必须改变以往依赖农业资源和矿场资源开发利用的经济结构，需对资源进行重新配置。
要充分利用太阳能、风力、水力、旅游等潜在优势，加快产业结构调整，逐步提高科技含量，增进经济效益。
太阳能是一种洁净可再生的一次能源。
太阳能光伏发电是一种不消耗矿物质能源、不污染环境，建设周期短、建设规模灵活，具有良好的社会效益和经济效益的新能源项目。
随着人们对环境保护意识的增强，以及国家有关部门对太阳能发电工程项目在政策发面的补贴政策，太阳能发电在我国得到了迅猛发展。
泽库地区是我国太阳能资源较为丰富的地区之一，在我国太阳能分布中划为I类地区。
光照充足、无日照时间短。
适合大规模开发、安装太阳能光伏发电组件。
太阳能发电在该地区具有较好的发展前景。
该地区太阳能资源丰富，且全年日射量从2月至20月比较高而且均匀，此时也恰为年用电高峰期。
因此，太阳能光伏发电可以与火电互补起到改善电网的能源结构，而且能够带动地区的经济发展。
因此，建设金昌太阳能光伏发电站不仅具有较好的经济效益，同时也具有显著的社会效益。
3.1.2.实现地区电力可持续发展
合理开发太阳能资源，实现地区电力可持续发展。
国家要求每个省常规能源和可再生能源必须保持一定的比例。
除水电外，相对于其它再生能源，风电开发及光伏发电的开发利用尚处于起步阶段。
因此，大力发展光伏发电，将有效改善能源结构，增加可再生能源的比例，优化电力系统电源结构，并减轻环保压力。
该太阳能光伏电站建成后，与当地电网联网运行，可有效缓解地方电网的供需矛盾，促进地区经济可持续发展。
3.1.3.加快能源电力结构调整的需要
国家要求每个省常规能源和再生能源必须保持一定的比例。
江苏省的可再生能源中，水能资源的开发占发电比重很小，对于其它再生能源，太阳能光伏发电开发已日趋成熟，在江苏省地区拟建的已有多家太阳能光伏发电站。
因此，大力发展太阳能光伏发电，将改善能源结构，建设太阳能光伏发电站，有利于增加再生能源的比例。
3.1.4.改善生态、保护环境的需要
保护与改善人类赖以生存的环境，实现可持续发展，是世界各国人民的共同愿望。
我国政府已把可持续发展作为经济社会发展的基本战略，并采取了一系列重大举措。
合理开发和节约使用自然资源，改进资源利用方式，调整资源结构配置，提高资源利用率，都是改善生态、保护环境的有效途径。
太阳能是清洁的、可再生的能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策，太阳能光伏发电站的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地。
3.1.5.结论
江苏国信泗阳太阳能发电项目的建设，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太阳电池组件产业的发展进程具有非常重大的示范意义，其社会政治、经济、环保等效益显著。
缘于上述有利条件和新能源建设机遇，江苏新能源开发有限公司拟在泗阳经济开发区，利用现有建筑物顶，建设太阳能光伏发电工程。
本项目拟在泗阳经济开发区建设4MW屋顶并网光伏电站，太阳电池组件将日光转换成直流电，通过逆变器转换成交流电，通过升压变压器升压并将电力输送到电网。
本工程选取的建筑共计33栋，工程建设面积约为52000m2。
3.2项目实施地区电网现状及规划
泗阳电网地处宿迁电网的东部，通过泗（阳）－朱（桥）线与东面的淮安电网相连。
目前泗阳县境内有220kV泗阳变（2×120MVA），220kV刘桃园变（1×180MVA）110kV变电站7座（312MVA），35kV变电站10座（93.25MVA）。
泗阳电网以110kV为主要供电网络，目前形成以110kV王集变电所为中心的北部供电网络，以110kV郑庄、众兴变为中心的中部（县城区）供电网络，以110kV河埝为中心的东南供电网络，以110kV城南变电所为中心的南部供电网络，以110kV洋河变电所为中心的西南供电网络（由于区划调整，西南网络将从泗阳电网中划出）。
配电网络以35kV、10kV为主。
2006年泗阳地区电网地理接线见下图，2010年5月29日220kV刘桃园变（1×180MVA）投运。
3.3工程选址
江苏国信泗阳太阳能发电工程位于泗阳经济开发区内，位于泗阳县城东。
开发区面积达16平方公里。
本次工程利用开发区内二期、三期全部建筑屋顶，一期宿舍楼、食堂建筑屋顶建设光伏发电工程。
所有可用屋顶面积约5万7千平方米。
3.4工程规模
综合考虑建筑外观的要求、屋顶面积利用率及发电量，本项目太阳电池组件拟采用18°倾角安装，利用泗阳经济开发区33个建筑屋顶，共布置功率为235W的太阳电池组件17120块，总容量约4.023MW。
电站所发电量升压至10kV直接并入地区电力网10kV系统（具体接入系统方案将在接入系统报告评审后确定）。
4.总体方案及发电量估算
4.1.太阳电池组件选型
太阳电池组件的功率规格较多，从1Wp到280Wp国内均有生产厂商生产，且产品应用也较为广泛。
由于本工程系统容量为4MWp，组件用量大，占地面积广，组件安装量大，所以应优先选用单位面积容量大的电池组件，以减少占地面积，降低组件安装量。
通过市场调查，在目前技术成熟的大容量电池组件规格中，初选的电池组件容量为180Wp、235Wp、275Wp，其各种技术参数比较如下：
表4-1组件技术参数表
组件种类
单位
TSM72-125M-G
GES–P235
STP275-24/vd
峰值功率
W
180
235
275
开路电压
V
44.5
37.1
44.7
短路电流
A
5.45
8.28
8.26
工作电压
V
36.0
30.0
35.1
工作电流
A
5.00
7.84
7.84
外形尺寸
（mm×mm×mm）
mm
1580×808×45
1640×992×42
1956×992×50
重量
kg
18
19.5
27
峰值功率
温度系数
%/℃
-0.5
-0.35
-0.47
开路电压
温度系数
%/℃
-0.34
-0.32
-0.34
短路电流
温度系数
%/℃
0.05
0.04
0.045
组件转换效率
%
14.09
14.44
14.17
注：
组件转换效率＝组件峰值功率÷组件外形尺寸
从上表可以得出：
（1）235W太阳电池组件的组件效率最高，即在相同地点安装相同容量的光伏电站，发电量最高，使用的占地面积也最小。
（2）275W太阳电池组件的外形尺寸为1956mm×992mm×50mm，重量为27Kg，而235W组件的外形尺寸为1640mm×992mm×42mm，重量为19.5kg。
从安装角度上看，长度接近2米、重量为27kg的组件会给安装人员带来一定的困难，而长度1.6米、重量为19.5kg的组件正好符合安装人员的能力范围内，保证了安装人员的人身安全。
（3）国内外买家选择使用235W板型较多，说明目前主流产品为235W板型，其产品的互换性及一致性更加符合业主的远期利益及要求。
综上所述，本工程拟选用多晶235W组件。
4.2.组件支架的选择
本工程拟选用固定倾斜式支架。
使用铝合金钢加工制作，材料厚度、型钢尺寸根据荷载计算确定。
考虑女儿墙阴影遮挡，支架需做到一定高度。
各建筑屋顶组件支架高度见下表。
表4-2组件支架高度表
序号
建筑物
女儿墙高度（mm）
组件底边离楼面高度（mm）
1
一期宿舍楼
1200
600
一期餐厅
600
200
二期厂房
1200
500
三期厂房
800
500
三期宿舍楼
1200
500
三期餐厅
600
200
三期浴室
1200
300
4.3.逆变器选型
本工程拟使用500kw并网逆变器，共使用8台。
逆变器详细参数见电气部分。
4.4.光伏阵列设计
4.4.1.总体方案
本项目太阳电池组件拟采用18°倾角安装，利用泗阳经济开发区33个建筑屋顶，共布置功率为235W的太阳电池组件17120块，总容量4.023MW。
具体布置见附图GCL/SUN-GF058K-J01。
4.4.2.阴影遮挡计算
阵列倾角确定后，要注意南北向前后阵列间要留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，前后间距为：
冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午9：
00到下午3：
00，组件之间南北方向无阴影遮挡。
固定方阵安装好后倾角不再调整。
计算当太阳能电池组件方阵前后安装时的最小间距D，如下图所示：
图2-1光伏阵列间距
一般确定原则：
冬至当天早9：
00至下午3：
00太阳能电池组件方阵不应被遮挡。
计算公式如下：
太阳高度角的公式：
sin=sinsin+coscoscos
太阳方位角的公式：
sinβ=cossin/cos
式中：
为当地纬度为33.7°；
为太阳赤纬，冬至日的太阳赤纬为-23.5°；
为时角，上午9:
00的时角为-45°。
D=cosβ×L，L=H/tan，=arcsin（sinsin+coscoscos）
即：
≈1098mm
组件倾斜18°后，组件上缘与下缘产生相对高度差，阳光下组件产生阴影，为保证在本项目选址地处，冬至日上午九时到下午三时子方阵之间不形成阴影遮挡，经计算，组件倾斜后组件上缘与下缘之间相对高度与前后排安装距离，如下列图表所示：
因此，当固定式太阳电池组件阵列间距为1150mm时可以保证两排阵列在上午9点到下午3点之间前排不对后排造成遮挡。
4.4.3.组件组串设计
太阳电池方阵通过组件串并联得到，组件的串联必须满足并网逆变器输入电压要求，组件并联必须满足并网逆变器输入功率的要求。
4.4.3.1组件串联设计
本项目选用500kw逆变器，该逆变器最大功率电压跟踪范围：
420-850Vdc，最大开路电压为900Vdc。
组件串应符合的逆变器直流输入参数保证在60℃时的逆变器MPPT电压满足条件，-10℃时的开路电压满足条件。
由计算可知，当
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