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300KW光伏大棚方案评审材料

300KW

山苦瓜光伏大棚项目预评审报告

二○一五年八月

批准：

审核：

校核：

编写：

第1章项目简介

1.1项目概要：

1、项目名称：

300kWp山苦瓜光伏大棚项目

2、项目所属类别：

新能源

3、项目建设地理位置：

湖南，该项目位于蓼江镇周边水域湿地,即北纬26.2°，东经113.1°。

4、项目建设地气候条件：

属亚热带季风湿润气候，四季分明，夏秋多旱，冬无严寒，夏无酷暑，雨水充沛。

年均气温17.7℃，极端最高气温40.6℃，极端最低气温-7.5℃；年均降雨量1487.6毫米，多集中在春夏3-6月和8月，年均降水日数为182天；年均蒸发量为1483毫米，最大月平均蒸发量305.9毫米；年均相对湿度81%，最小相对湿度7%；年均风速1.7m/s，年最多风向为偏北风，夏季盛行南风，冬季盛行北风，年最大风速18m/s；年均降雪日数6.6天；年均无霜期347.9天；年均日照1700小时。

5、建设项目发电类型：

非晶硅薄膜太阳能电站用户侧并网发电项目

6、建筑物类型：

光伏大棚

7、占地面积：

10741.5m2

9、电网接入方案：

380V用户侧低压并网

10、预计年均发电量：

25.51万KWh

11、项目总投资：

万元

12、项目建设单位：

湖北华中薄膜发电有限公司

1.2项目背景及由来

项目投资方深圳市中经招投投资发展有限公司，与合作，在蓼江镇围绕水资源，以西湖水库为核心，以两河（蓼江河和陈家坪河）景观主轴建设为重点，拓宽水系，建设亲水平台，将附近6公里的区域建成纯自然开放式湿地公园，建设成集文化创意、休闲农业、产业旅游和养生养老于一体的文化生态旅游产业园。

1.3业主介绍

深圳市中经招投资发展有限公司（以下简称“中经招投集团”）注册地为深圳市南山区沙河街道侨香路智慧广场。

注册资本为人民币5000万元。

中经招投集团致力于中国新型“小城镇建设”，立足深圳，汇集华南地区各方资源，打造策划设计为龙头、招商引资为两翼的高端投融资平台，以技术加资本的模式提供策划、咨询、规划、投资、开发、设计、招商、勘察、运营等全过程或阶段性服务，并搭建了包括金融机构、产业企业、行业组织、策划咨询机构等在内的广泛的城镇化建设运营价值链，是打造新型小城镇建设的综合运营商。

目前，集团已率先打造广东梅州客天下旅游产业园、蓼江镇新型小城镇、珠海南方影视文化产业小镇及西安六维空间游戏产业小镇等走在时代前列的新型小城镇，树立了中国“小城镇建设”的航标，为中国新型城镇化建设的理论与实践做出突出贡献。

1.4投资规模及建设内容

项目装机规模为299.376kWp，总投资4250.20万元人民币，其中自有资本金占总投资的30%，其余申请银行贷款。

项目采用屋顶固定式阵列安装HNS-63H型63W薄膜太阳能光伏组件。

第2章项目技术方案

2.1屋顶情况说明

2.1.1屋顶基本情况

经考察，武钢江北钢铁有限欧诺公司屋顶为钢构彩钢瓦屋顶,屋顶较为平整。

具有较大的可利用面积。

屋面实体图片如下：

图2.1现场照片一

图2.2现场彩钢瓦剖面图

表2.1拟建光伏厂房面积情况表

区域

区域面积（m2）

带钢厂

37500

冷弯厂

60000

线材厂

62600

钢管厂

47900

合计

208000

2.1.2荷载分析

该部详见武钢建筑设计院相关安装承载证明。

2.2光资源分析

2.2.1气象特征

属亚热带季风性湿润气候区，四季分明，夏秋多旱，冬无严寒，夏无酷暑，雨水充沛。

气候历年平均值数据，数据来源：

美国NASA能源网

从表中可以看出，一年中总辐照量最少时段在冬季的1~3月份，辐射量在1.90~2.34kWh/m2/day之间，极少值出现在1月。

最多的时段是在夏秋季节的6~8月份，日照辐射量在4.54~5.46kWh/m2/day之间，极大值出现在7月份。

根据行业标准《太阳能资源评估方法》（QX/T89-2008）划定的等级，可知属于太阳能资源较丰富地区，适合开发太阳能的利用，日照辐射量满足光伏系统设计要求，发展与推广区域性光伏电站具有光照资源很丰富的较大优势。

水平面年均太阳辐射量为1222.8kWh/m2。

组件在最佳倾角情况下接受的太阳年均辐射量取1263kWh/m2。

2.2.2区域气象条件对本项目及主要设备的影响

1）气温的影响：

本工程选用逆变器的工作温度范围为-10~70℃，选用电池组件的工作温度范围为-40～85℃。

正常情况下，太阳电池组件的工作温度可保持在环境温度加30℃的水平。

本项目地区的多年平均气温6.5～27℃，多年平均最高温度29.52℃，多年平均最低温度1.48℃。

因此，按本工程场区极端气温数据校核，本项目太阳电池组件及逆变器的工作温度可控制在允许范围内，地区气象温度条件对太阳电池组件及逆变器的安全性没有影响。

（逆变器控制室内温度可调节）

2）冰雹的影响：

根据GB/T18911-2002《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》（与ICE61646标准等效）进行核算，达到国家标准的太阳电池组件可经受直径25mm、速度23m/s的冰雹打击。

光伏电池组件生产厂家还可生产满足直径35mm、速度39.5m/s的冰雹打击条件的产品。

本项目区无冰雹日、冰雹大小的监测数据，不能对冰雹影响的程度做出直接评价。

一般而言，太阳电池组件的鉴定和定型标准保证了太阳电池组件在世界范围内的工程运用，可以认为对本项目也是适用的。

3）风荷载的影响：

本工程对于风荷载的设计取值主要依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中的附图（D.5.3<全国基本风压分布图>），本工程确定的风荷载设计值为0.32kN/m2（50年一遇计算），并按此设计光伏电池组件的安装支架及基础等。

2.2.3太阳能资源评价

按以上分析，太阳能资源评价结果如下：

位于湖南省地区，全年日照辐射量1222.8kWh/m2，属于太阳能资源Ⅲ类较为丰富的地区，适合开发太阳能的利用，日照小时数满足光伏系统设计要求。

根据行业标准《太阳能资源评估方法》（QX/T89-2008）划定的等级，可知武汉市属于太阳能资源较丰富地区，适合开发太阳能的利用，日照小时数满足光伏系统设计要求，发展与推广区域性光伏电站具有光照资源很丰富的较大优势，适合本项目光伏电站的建设。

2.3系统方案设计

2.3.1光伏电站总体方案

该电站装机规模299.376KWp，采用“分块发电，集中并网”的总体设计方案。

电站按照每个大棚为一个光伏发电单元的“因地制宜“规则，可划分为6个发电单元。

每个发电单元内的光伏组件通过直流汇流套件、直流汇流箱，接入数台20-30kW室外组串型并网逆变器，完成直流-交流的逆变。

各单元内的数台逆变器接入一台交流配电箱，通过光伏交联电缆，接入至一台总的交流配电柜，以一回路接入用户侧380V配电室。

2.3.2项目安装区域和容量

本系统在山苦瓜农业大棚安装非晶硅电池组件，总功率为299.376kWp，各个大棚装机容量如下表：

表2-1山苦瓜农业大棚容量统计表

区域

区域面积（m2）

组件数量

装机容量（kWp）

1号大棚

2025

896

56.448

2号大棚

1417.5

624

39.312

3号大棚

2025

896

56.448

4号大棚

1827

808

50.904

5号大棚

1827

808

50.904

6号大棚

1620

720

45.36

合计（不含待建）

10741.5

4752

299.376

注：

大棚光伏组件安装容量以建筑设计本院出具的承载能力计算书和现场施工实际情况而定，以上是理论设计容量。

2.3.3光伏阵列的排布方案

项目所在地位于东经113.1°、北纬26.2°，根据当地气象数据资料，项目所在地太阳能资源丰富，水平面年峰值日照达到1222.8KWh/m2，最佳倾角峰值日照达到1263KWh/m2。

该地区属于光伏日照资源Ⅲ区，适合建设分布式光伏电站项目。

该地区属于光伏日照资源Ⅲ区，适合建设光伏电站项目。

光伏方阵的布置依据现有场址形状进行合理布局，充分考虑地块状况和场址方位角，并结合薄膜电池组件的弱光性能优势，拟平铺于按照18°倾角和15°方位角设计的光伏大棚顶。

2.3.4电池组件安装方式

1、厂房屋顶彩钢瓦型号

经武钢设计院了解，武钢江北公司厂房屋顶型号为675型。

图2.3675型彩钢瓦型号示意图

2、电池组件安装方式

在彩钢瓦直立锁边点支撑的金属屋面上安装光伏组件，形成光伏发电系统。

光伏组件的安装方式如下。

图2.4电池组件安装图

图2.5电池组件安装节点图

2.3.5主要设备选型

2.3.5.1太阳电池组件选型

太阳电池组件亦就是光伏组件，是指工厂生产的可以直接出厂的最小单元。

太阳电池组件应具有非常好的耐侯性，能在室外严酷的条件下长期稳定可靠运行，同时具有高的转换效率和廉价。

光伏方阵是由若干个太阳电池组件串、并联而成。

各个厂家太阳电池组件的参数各有不同，设计光伏方阵时，不同特性的组件所需数量也不同。

太阳电池组件的选型直接关系到光伏方阵的设计，太阳电池组件的价格在整个并网光伏电站中的比例占到60%以上，因此选择优质高效的太阳电池组件是并网光伏电站可靠运行且提高发电量的关键之一。

高效非晶硅薄膜太阳能组件有如下优势：

1）成本低：

具有更低生产成本，不受硅原料短缺瓶颈的限制；

2）生产过程能耗低、无污染：

生产过程不会产生四氯化硅等有害物质；

3）组件绿色环保：

不含有毒元素；

4）弱光发电性能更好：

非晶硅电池在低光照射条件下，如阳光不太强的早晨、傍晚、阴天以及临近建筑物遮挡，也能有稳定电力输出，满足阴雨天正常供应需求，散射光接受率高，利用率高、适合用于各种地区；

5）热稳定性好：

在相同的环境条件下，非晶硅电池具有较低的温度系数和优良的伏安特性，发现性能更加优异；

6）在较高的环境温度下，非晶硅太阳能电池组件表现出更优异的发电性能。

当太阳能电池工作温度高于标准测试温度25℃时，其最佳输出功率会有所下降；非晶硅太阳能电池受温度的影响比晶体硅太阳能电池要小得多；

7）发电量更高：

科学数据表明，在相同环境条件下，非晶硅太阳电池的每千瓦年发电量要比单晶硅高8%；

8）抗遮挡性能好：

在有少量遮挡情况下，发电量要高出晶硅40%~50%，易于应用在复杂环境；

9）更适应光伏建筑一体化：

使用大面积玻璃为衬底，同时可制作成不同透光率的透光组件，更易于应用在光伏建筑一体化工程上。

表4-2组件性能参数表

太阳电池种类

非晶硅

太阳电池组件生产厂家

太阳电池组件型号

HNS-63H

指标

单位

参数

额定功率（Pmax）

开路电压（Voc）

短路电流（Isc）

1.09

工作电压（Vmp）

工作电流（Imp）

0.90

最大功率偏差

60+5%

最大系统电压

1000

模板工作温度

℃

-20~+85

尺寸

1245*635*7.5

重量

14.4

填充因子

64.35

防护等级

IP67

组件结构：

玻璃/EVA/玻璃

有无边框：

无

背板玻璃

非钢化

非晶硅电池组件示意图：

图2.6非晶硅薄膜电池组件

2.3.5.2逆变器选型

1）逆变器选型原则

光伏并网逆变器是光伏发电系统中的关键设备，对于提高光伏系统的效率和可靠性具有举足轻重的作用。

光伏并网逆变器的选型主要应考虑以下几个问题：

1）性能可靠，效率高：

光伏发电系统目前的发电成本较高，如果在发电过程中逆变器自身消耗能量过多或逆变失效，必然导致总发电量的损失和系统经济性下降，因此要求逆变器可靠、效率高，并能根据光伏组件当前的运行状况输出最大功率（MPPT）。

2）要求直流输入电压有较宽的适应范围：

由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，这就要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压稳定。

3）具有保护功能：

并网逆变器还应具有交流过压、欠压保护，超频、欠频保护，高温保护，交流及直流的过流保护，直流过压保护，防孤岛保护等保护功能。

4）波形畸变小，功率因数高：

当大型光伏发电系统并网运行时，为避免对公共电网的电力污染，要求逆变电源输出正弦波，电流波形必须与外电网一致，波形畸变小于5%，高次谐波含量小于3%，功率因数接近于1。

5）监控和数据采集：

逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到远控室，其控制器还应有模拟输入端口与外部传感器相连，以测量日照和温度等数据，便于整个电站数据处理分析。

4）逆变器选型结论

并网逆变器是光伏发电系统中的一个关键部件，高效的逆变器是系统稳定运行的保证，并网逆变器的选型应着重考虑逆变器的可靠性和逆变效率。

同时，并网逆变器应具有相关保护功能，且输出谐波应满足电网要求。

另外，应注意逆变器的效率曲线，即在低输入功率时逆变器也应保证可靠高效。

因此，本项目推荐采用可靠高效的国内优质光伏并网逆变器。

5）逆变器性能参数表

本项目推荐采用型号Growwatt20000TL3-HE、Growwatt30000TL3、Growwatt40000TL3优质户外型并网逆变器.

Growwatt20000TL3并网逆变器技术参数如下：

2.4电网接入设计

1、电网接入设计：

根据园区内电网情况和安装容量，结合分布式光伏发电接入系统典型设计的要求，本项目接入方式符合典型设计XGF380-Z-1方案。

XGF380-Z-1方案一次系统接线示意图

各发电单元通过二次汇流后,进入总交流配电箱,以一回路并入用户侧380V配电箱,完成并网发电工作.

2.5发电量、消纳分析

2.5.1发电量估算的基本原则

本项目发电量的估算执行以下原则：

1）辐射数据：

本报告发电量估算所采用的辐射数据为NASA气象数据；

2）太阳能电池组件规格：

63Wp，非晶硅太阳电池组件；

3）并网光伏发电系统的总效率：

并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器的效率、交流并网效率三部分组成，各部分论述如下：

Ø光伏阵列效率η1：

光伏阵列在1000W/m2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：

光伏组件温度影响、表面尘埃遮挡损失、光伏组件匹配损失以及直流线路损失等。

光伏组件温度影响：

由于半导体的特性，随着非晶硅光伏组件温度的升高，组件输出功率会下降。

其功率下降值与环境温度和电池组件的温度特性有关。

光伏组件表面尘埃遮挡损失：

太阳电池组件周围环境所产生的灰尘及杂物随着空气的流动，会附着在电池组件的表面，影响其光电的转换效率，降低其使用性能。

如果树叶鸟粪粘在其表面还会引起太阳电池局部发热而烧坏太阳电池组件。

因此，需对太阳能电池组件表面进行定期清洗。

在每年雨季的时候，降雨冲刷太阳能电池组件表面达到自然清洗的目的。

在旱季的时候，为保证太阳能电池组件的正常工作，可通过人工清洗，减少灰尘、杂物对太阳电池组件发电的影响。

由于本规划各项目场址距离公路距离都较远，周围环境条件都较好，在项目建设中只要电站做好绿化工作，加强电池组件表面的清洁管理。

Ø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。

包括逆变器转换的损失、最大功率点跟踪（MPPT）精度损失等。

Ø交流并网效率η3：

即从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中最主要的是升压变压器的效率和交流电气连接的线路损耗。

系统的总效率等于上述各部分效率的乘积，系统总效率为75%；

2.5.2发电量计算

本系统在武钢江北钢铁公司的厂房房屋顶安装非晶硅电池组件，装机容量为299.376kW。

年发电量计算如下：

发电量Q=P×R×ηs÷R0

式中：

P-系统直流总功率299.376kwp；

R-不同区域所接受的年太阳总辐射量（本项目取值1263kwh/m2；）

ηs-光伏系统发电效率0.75；

R0-标准日照辐射强度即1kw/m2。

其中，ηs=K1×K2×K3×K4×K5

K1-光电电池运行性能修正系数；

K2-灰尘引起光电板透明度的性能修正系数；

K3-光电电池升温导致功率下降修正系数；

K4-导电损耗修正系数；

K5-逆变器效率；

经计算，本光伏发电系统年发电量Q=299.376×1263×0.75÷1=283583.916（kWh）

≈28.36（万度）

即理论第一年发电量为:

28.36万度。

25年总发电量为626.72万kWh，年均发电量约为：

25.07万kWh，年等效发电小时数为837.4小时。

2.5.3厂内用电情况

1、湖北省电价表：

鄂价环资规2011【154】号文

用电分类

电度电价

基本电价

不满1千伏

1-10千伏

20-35千伏以下

35-110千伏以下

110千伏

220千伏及以上

最大需量

变压器容量

元/千瓦/月

元/千伏安/月

一居民生活用电

城乡“一户一表”居民用电

月用电180千瓦时及以内

0.5730

月用电181至400千瓦时

0.6230

月用电401千瓦时及以上

0.8730

居民合表用电

0.5950

0.5850

二、一般工商业及其他用电

0.9830

0.9630

0.9580

0.9430

其中：

中小化肥生产用电

0.5960

0.5760

0.5710

0.5560

三、大工业用电

0.6448

0.6398

0.6248

0.6048

0.5848

其中：

中小化肥生产用电

0.4580

0.4530

0.4380

0.4230

0.4080

四、农业生产用电

0.5587

0.5387

0.5337

0.5187

其中：

贫困县农业排灌用电

0.3917

0.3717

0.3667

0.3517

由上表可以看出武钢电厂基础电价为0.6048元/度，分别分峰谷平三个时段，电价分别为：

1.08864元/度（峰）、0.6048元/度（平）、0.290304元/度（谷）。

2.5.4电力消纳、上网电价

湖北省大工业用电价格按峰谷平电价结算，计算经济收益时，选择发电量全部自用，电价折算按实际用电小时数所在时段的平均值。

太阳能所发电量都在白天，时间段大部分在电价的峰、平段；峰值电价为1.08864元/度，平值电价为0.6048元/度，谷值为0.290303元/度；根据武钢江北钢铁公司的实际情况在光伏发电时段的平均电价为0.72元/KWh，根据前期谈判口头约定的9折优惠电价，综合考虑各方面因素，折算下来实际售电价格为0.65元/KWh，再加上分布式0.42元/KWh的电价补贴，销售电价折合1.07元/KWh。

自发自用：

首先制作模型计算6点到18点光伏发电时间内发电功率，然后调查各时段的用电功率情况。

从6点到18点光伏发电时间内，同一时刻用电功率大于或等于发电功率则该时刻的光伏发电为全部自发自用；同一时刻用电功率小于发电功率，自发自用电功率则为用电功率，以5分钟为一单元，计算该时段的自发自用电量，全年累计则为自发自用的电量。

余量：

从6点到18点光伏发电时间内，同一时刻发电量大于用电量则多出部分为余量，我们采用上网的方式消纳，称为余量上网，发电量减去自发自用量则为余量上网量。

年余量：

一年内光伏发电时间里每时刻上网余量之和。

年余量上网比例=年余量/光伏发电量。

年自发自用比例=1-年余量上网比例

装机容量

5.001MW

年累计

月份

一月

二月

三月

四月

五月

六月

用电量

824.8万度

637.4万度

804.0万度

798.7万度

819.5万度

860.3万度

发电量

29.9万度

29.0万度

37.6万度

45.6万度

52.1万度

52.2万度

自发自用量

29.9万度

29.0万度

37.6万度

45.6万度

52.1万度

52.2万度

余量上网量

0.0万度

自发自用占比

100.00%

月份

七月

八月

九月

十月

十一月

十二月

用电量

712.6万度

757.5万度

753.9万度

616.2万度

768.2万度

8969.3万度

发电量

57.2万度

55.0万度

45.7万度

36.6万度

32.5万度

29.4万度

502.8万度

自发自用量

57.2万度

55.0万度

45.7万度

36.6万度

32.5万度

29.4万度

502.8万度

余量上网量

0.0万度

自发自用占比

100.00%

加权电价计算=发电总收益/总发电量

发电总收益=自发自用部分收益+余量上网收益

自发自用收益=（折扣分时电价X该时段用电量）的累计之和

余电上网收益=脱硫煤电价X余电上网电量

如下图为5.001MWp光伏发电系统加权电价

折扣

9折

加权计算电价

0.65元/度

时间

年余量上网累计

年自发自用累计

脱硫煤电价

分时电价元/度

加权计算

折扣分时电价

00:

0度

40727度

0.45元/度

0.2903元/度

10404元

0.2613元/度

00:

0度

148998度

0.45元/度

0.2903元/度

38064元

0.2613元/度

00:

0度

268607度

0.45元/度

0.6048元/度

171371元

0.5443元/度

00:

0度

574084度

0.45元/度

0.6048元/度

366265元

0.5443元/度

10:

00:

0度

696433度

0.45元/度

1.0886元/度

667185元

0.9797元/度

11:

00:

0度

759155度

0.45元/度

1.0886元/度

727273元

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