华盛商场光伏电站项目可行性研究报告.docx

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华盛商场光伏电站项目可行性研究报告

敦煌市华盛光伏电站项目

可行性研究报告

2015年3月北京

一、综合说明

1.1概述

1.1.1项目概况

1）项目名称：

敦煌市华盛光伏电站项目可行性研究报告；

2）建设单位（个人）：

XXXXXX；

3）建设地点：

甘肃省敦煌市；

4）建设内容与规模：

150KWp多晶硅光伏电站；

5）利用面积：

约2000㎡；

6）投资估算：

静态总投资约为150万元。

1.1.2项目所在地简介

敦煌，甘肃省酒泉市代管县级市，位于河西走廊的最西端，地处甘肃、青海、新疆三省（区）的交汇处。

东经92°13′~95°30′，北纬39°40′~41°40′。

总面积3.12万平方公里。

总人口18万，全市经济主要以农业为主，旅游服务业次之，敦煌因曾经的辉煌和博大精深的文化内涵而闻名于世。

敦煌位于古代中国通往西域、中亚和欧洲的交通要道——丝绸之路，曾经拥有繁荣的商贸活动。

以“敦煌石窟”、“敦煌壁画”闻名天下，是世界遗产莫高窟和汉长城边陲玉门关、阳关的所在地。

2012年，入选“2012年度中国特色魅力城市200强”。

中国的国家历史文化名城。

项目所在地

敦煌地势南北高，中间低，自西南向东北倾斜，平均海拔不足1200米。

全市总面积3.12万平方公里，其中绿洲面积1400平方公里，占总面积的4.5%，被沙漠戈壁包围，故有“戈壁绿洲”之称。

1.2太阳能资源

敦煌市气候干燥，降雨量少，蒸发量大，昼夜温差大，日照时间长。

年平均降水量39.9毫米，蒸发量2486毫米，全年日照时数为3246.7小时。

这里四季分明，春季温暖多风，夏季酷暑炎热，秋季凉爽，冬季寒冷。

年平均气温为9.4℃,月平均最高气温为24.9℃（7月），月平均最低气温为-9.3℃（1月），极端最高气温为43.6℃，最低气温-28.5℃，年平均降雨量39.9毫米，蒸发量2490毫米，年平均无霜期142天，属典型的暖温带干旱性气候。

敦煌光照充足，光合作用强，昼夜温差大，是甘肃省最大的棉花生产基地和瓜果之乡。

敦煌大气透明度高，地势平坦开阔，是中国太阳辐射量最高的区域之一，全年日照时数3257.9小时，日照百分率达75%，年太阳辐射量6882.57兆焦耳/平方米，日平均太阳辐射量为18.86兆焦耳/平方米，发展光电产业潜力巨大。

敦煌四季多风，风能资源丰富，北湖地区70米高度年平均风速6.91米/秒，平均风能密度379.92瓦/平方米，主导风向西北风，风速平衡，是风力发电的理想区域。

2014年4月23日，受新疆强冷空气和地面冷风过境的共同影响，甘肃省敦煌市出现了大风特强沙尘暴天气，最小能见度小于20米，极大风速18.5米/秒。

1.3工程的任务和规模

本工程建设在敦煌市境内，光伏方阵采用40°倾角固定系统，装机容量150KWp，25年年均发电量约为615万kWh。

项目采用250W多晶硅太阳能组件，需要安装600块。

总占地面积约为2000㎡。

为促进地方经济发展，将进一步加大新能源招商力度，该工程项目的建设对于本地区经济发展，地区新能源建设发展具有重要意义。

发电量情况表

光伏系统应用是发展光伏产业的目的所在，它的应用情况代表着一个国家或地区对光伏产业的重视程度，标志着当地政府对能源及环境的认识水平。

该电站的建成每年可减排205t的CO2，在一定程度上缓解了环保压力。

煤炭t

每年

82.48513766

25年

2062.128441

co2

每年

205.5972834

25年

5139.932085

so2

每年

6.155607288

25年

153.8901822

烟尘

每年

56.13913846

25年

1403.478462

氮氧化物

每年

3.092577101

25年

77.31442753

环保效益情况表

1.4光伏系统总体方案设计及发电量计算

本工程拟建设150KWp容量的并网型光伏发电系统，采用多晶硅250Wp类型光伏组件，利用2000㎡屋顶建设光伏电站，所有用地共计安装600块组件，光伏组件以最佳倾角40°进行安装。

本项目采用低压侧并网方式并网。

由光伏发电量计算软件计算出第一年发电量为27.07万kWh。

剩下24年按照每年0.8%递减计算。

25年总发电量为615万kWh，年平均发电量为24.6万kWh。

1.5电气

1.5.1电气一次

本光伏电站并网电压选用低压380V并网方式。

光伏组件通过吸收太阳光，将阳光的能量转化成电能量，多个光伏组件串联在一起组成光伏组串，多个光伏组串接入组串式逆变器将光伏组件的直流变成我们可以使用的交流电接入市电电网。

1.5.2电气二次

本项目采用集中控制方式，监控逆变器的电压、电流和一些基本的故障信息。

达到及时自动切除故障、及时通知电站管理人员的目的。

1.6土建工程

本工程为屋顶分布式光伏电站，设计发电容量150KW，全部采用固定支架安装方式。

逆变器安装采用壁挂式组串逆变器。

场地设计基本地震动峰值加速度为0.15g，抗震设防烈为7度，设计地震分组为第一组。

其它设计参数：

基本风压

基本雪压

支架设计使用年限

0.50kN/m2

0.40kN/m2

25年

1.7消防设计

本工程依据国家有关消防条例、规范进行设计，本着“预防为主、防消结合”的消防工作方针，消防系统的设置以加强自身防范力量为主，立足于自救，同时与消防部门联防，做到“防患于未然”，从积极的方面预防火灾的发生及蔓延。

变电站内电气设备较多，消防设计的重点是防止电气火灾。

本工程按规范可不设喷雾灭火系统或其它固定灭火设施。

太阳能电池板为非易燃物，不考虑配置灭火设施，但在配电室配备干粉灭火器。

1.8施工组织设计

敦煌基础设施完善，全市范围内交通网络四通八达。

道路满足临时施工要求，又能满足将来光伏电站的检修维护的要求。

本工程为光伏电站，施工安装工程量大，其用水量少。

施工生产、生活用水由主体工程提供。

临水临电由看守所提供，并计入施工费用中。

根据施工总进度要求，施工主要设施均布置在拟建配电室附近，主要包括：

生产区、施工仓库、辅助加工地、加工场地、施工临时设施和其他建材堆放用地等。

工程用地面积为200㎡。

本工程建设总工期为2个月，其中工程准备期15天，消缺期为7天。

1.9电站管理设计

本项目投运后公司组织机构设置如下：

●项目经理一名，负责项目的质量、进度、成本。

●项目实施人员两名，负责光伏电站安全生产、经济运营等全面工作。

●项目出纳一名，负责项目运营期间的财务、人力资源、文秘档案、信息；

●安全员等一名，安全管理、安全监察、计划统计、物资采购、仓库管理等工作。

1.10环境保护和水土保持设计

本工程属于分布式光伏屋顶电站，属于国家倡导的绿色电力范畴。

不存在环境破坏和水土保持等问题。

1.11节能降耗

本项目建成后新增装机容量约为150KWp，年平均发电量为204万kWh。

与相同发电量的新建常规燃煤电厂相比，采用《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）限值指标进行计算。

按标煤煤耗为330g/kWh计，每年可为国家节约标准煤82t。

每年减少排放温室效应气体二氧化碳（CO2）约205t。

每年减少排放大气污染物SO2约6.15t、NOX约3t。

1.12项目的投资估算和经济性分析

本投资估算静态投资水平年为2015年。

工程量由设计人员根据工艺系统设计方案提供，不足部分参照同类型光伏电站的工程量。

项目、费用性质划分及执行《光伏发电工程可行性研究报告编制办法（试行）》，取费参照国家发展和改革委员会2007年发布的《火力发电工程建设预算编制与计算标准》（2007-12-01实施）。

定额参照中国电力企业联合会2007年发布的《电力建设工程概算定额》，并根据最新的文件对人工费、材料费、机械费进行调整。

光伏设备及其他设备价格参照近期各厂家市场价，按照多晶硅4.5元/W，逆变器0.7元/W计算。

其他费用参照《火力发电工程建设预算编制与计算标准》（2007版）计算。

基本预备费按5%计算（不计光伏组件、逆变器的设备价）。

价差预备费执行国家发展计划委员会计投资（1999）1340号文，物价上涨指数为0。

建设期贷款利息按最新的中国人民银行颁发的固定资产5年期以上贷款利率6.55%（按季结息）计算。

本项目系统装机容量是150KWp，工程投资估算成果是工程静态投资为150万元，自发自用电价为1.4元/度电。

投资回收期（所得税后）为3.96年。

1.13结论和建议

1.13.1主要结论

本工程所在区域太阳能资源较丰富，对外交通便利，并网条件好，是建设光伏发电站的较为理想的建设地点。

同时本工程的开发符合可持续发展的原则和国家能源发展政策方针，有利于缓解环境保护压力，对于促进地区旅游业，带动地方经济快速发展将起到积极作用。

因此，建议在敦煌华盛建设150KWp光伏电站项目，在可行性研究审查工作完成后，尽快准备申请立项核准、接入等工作，同时积极开展施工前的其他准备工作，争取工程早日开工建设。

1.13.2建议

1）此项目站址区域内没有太阳能测光站，本阶段在进行太阳能光伏发电设计时主要参考了美国NASA累计光照数据和迁气象站历史数据，因此下阶段建议在站址区域内设立太阳能测光站，以对光伏电站实际效率进行实施监测。

2）光伏发电站周围环境3km范围内不能有粉尘、化工等污染源，建议光伏发电站附近不得新建有粉尘、化工污染的工厂。

且对已建好的污染源进行治理。

一、光伏发电工程站址概况

项目

单位

数量

发电容量

KW

150

组件安装占地面积

m²

2000

海拔高度

m

1000

经度（北纬）

°

40

纬度（东经）

°

94

工程满负荷发电小时数

h

1800

二、主要气象要素

项目

单位

数量

多年平均气温

℃

9.4

多年极端最高气温

℃

43.6

多年极端最低气温

℃

-28.5

多年平均风速

m/s

6.91

多年极大风速

m/s

18.5

三、主要设备

1光伏组件（型号：

250W）

电气数据

型号

Unit

JKM250PP

峰值功率

Pm（W）

250

功率容许偏差

%

-0~+3%

最大功率电压

Vm（V）

30.5

最大功率电流

Im（A）

8.20

开路电压

Voc（V）

37.7

短路电流

Isc（A）

8.85

最大系统电压

VDC

1000（IEC）

组件效率

ηm（%）

15.50

电池和数量

多晶硅，60片

电池尺寸

mm

156*156

Max.SeriesFuse

A

15

峰值功率温度系数

%/°C

-0.42

开路电压温度系统

%/°C

-0.31

短路电流温度系数

%/°C

0.06

NOCT（额定电池工作温度）

°C

45±2

测试条件

STC:

AM=1.5，1000W/m2，

电池温度25℃

工作温度

℃

-40~+85

储存温度

℃

-40~+85

认证

通过TUV/ICIM/MCS/CGC等认证

质保期

10年

组件寿命

25年

12年内衰减率

小于10%

25年内衰减率

小于15%

机械数据

尺寸A*B*C

mm

1650*992*45

安装孔尺寸E*F

mm

860*942

电缆长度G

mm

1000

重量

Kg

19.0

框架排水孔数量

8

表面玻璃

mm

高透光,3.2mm

包装

23pcs/box，46pcs/pallet，644pcs/40'HQContainer

组件尺寸及侧45°照

2逆变器

输出额定功率

kW

20

最大交流侧功率

kW

22

最大交流电流

A

35

最高转换效率

%

98.7

欧洲效率

%

98.5

输入直流电压

VDC

1000

最大功率跟踪（MPPT）范围

VDC

480~820

最大直流输入电流

A

50

交流输出电压范围

V

250~362

输出频率范围

Hz

47~52/57~62

功率因数

0.9（超前）~0.9（滞后）

宽/高/厚

mm

800×600×300

重量

kg

40

工作环境温度范围

℃

-25~55

数量

台

1

1.13.3风险分析

主要风险存在一下几种：

A.屋顶产权纠纷

B.地震等自然灾害

C.电网负荷减少,出现限电

D.国家政策变化:

规避风险建议：

A.屋顶属于业主，责任划分清晰。

B.地震等自然灾害不可避免，但是可以购买保险。

在成本中已经包涵此项。

C.分布式电站建设在商业区等主要用电场所，对火力、水利发电都起到很好的平峰作用，不存在类似于地面电站限电的可能。

D.国家政策明确支出，补贴年限为20年。

在可研中都是按照20年为基础计算收益，超过25年的情况为额外收益。

所以在20年内，不存在政策风险。

二、太阳能资源分析

2.1全国太阳能资源分析

下图为我国国家气象局风能太阳能资源评估中心发布的我国日照资源分布图：

我国太阳能资源分布图

按照日照辐射强度上图中将我国分为四类地区。

一类地区（最丰富带）全年辐射量在6300MJ/m2以上。

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（很丰富带）全年辐射量在5040～6300MJ/m2。

主要包括江西、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、江西中北部和安徽北部等地。

三类地区（较丰富带）全年辐射量在5050～5040MJ/m2。

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（一般带）全年辐射量在5050MJ/m2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、三类地区，年辐射量不小于5050MJ/m2，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条件。

四类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。

敦煌市平属于一类区，太阳能资源较丰富，具有良好的开发前景。

2.2光伏发电项目所在地的自然环境概况

2.2.1气象条件

敦煌市气候干燥，降雨量少，蒸发量大，昼夜温差大，日照时间长。

年平均降水量39.9毫米，蒸发量2486毫米，全年日照时数为3246.7小时。

这里四季分明，春季温暖多风，夏季酷暑炎热，秋季凉爽，冬季寒冷。

年平均气温为9.4℃,月平均最高气温为24.9℃（7月），月平均最低气温为-9.3℃（1月），极端最高气温为43.6℃，最低气温-28.5℃，年平均降雨量39.9毫米，蒸发量2490毫米，年平均无霜期142天，属典型的暖温带干旱性气候。

敦煌光照充足，光合作用强，昼夜温差大，是甘肃省最大的棉花生产基地和瓜果之乡。

敦煌大气透明度高，地势平坦开阔，是中国太阳辐射量最高的区域之一，全年日照时数3257.9小时，日照百分率达75%，年太阳辐射量6882.57兆焦耳/平方米，日平均太阳辐射量为18.86兆焦耳/平方米，发展光电产业潜力巨大。

敦煌四季多风，风能资源丰富，北湖地区70米高度年平均风速6.91米/秒，平均风能密度379.92瓦/平方米，主导风向西北风，风速平衡，是风力发电的理想区域。

2.2.2气象资料

敦煌近30年月平均日照数据

2.3敦煌市太阳能资源分析

本项目建设地点位于敦煌市北纬40°、东经94°。

美国宇航局（NASA）全球气象数据库的日照辐射数据来源有两种情况：

1、当地基础气象台；2、若附近无基础气象台，则根据当地经纬度，通过卫星定位测量数据。

此卫星测量数据所组成数据库已被全球认同，并广泛应用于工程设计。

2.3.1选定数据分析处理

依据PVsyst专业光伏系统设计辅助软件，模拟当地的光伏组件排布情况，可以大致了解到每个月整个系统的出力情况。

按照40°角安装系统光照资源较多

2.3.2太阳能资源评估结论

敦煌的太阳能资源较丰富，利用前景广阔。

下阶段在项目现场应设立太阳辐射观测系统以及包括风向、风速、温度、气压、能见度等观测的综合测站，并根据现场太阳能辐射观测资料，复核并实时监测本光伏发电站太阳能资源量。

2.4气象条件影响分析

气温的影响：

本工程选用光伏组件的工作温度范围为-40℃～85℃。

正常情况下，光伏组件的实际工作温度可保持在环境温度加30℃的水平。

根据敦煌气象站多年实测气象资料，本工程场区的多年月极端最高气温43.5℃。

因此，按本工程场区极端气温数据校核，本项目光伏组件的工作温度可控制在允许范围内。

风速的影响：

本工程设计的固定支架的抗风能力在18.3m/s风速下应不损坏，同时需参考《建筑设计荷载规范》对于各地区荷载设计参考值的要求，并按此设计光伏组件的安装支架及基础等。

沙尘暴影响分析：

本工程场址区年平均扬沙天气发生次数约0d/a。

但项目地处开发区往来开发区车辆众多，易产生扬尘，因此，因多注意组件清洗擦拭。

雷暴的影响：

应根据光伏组件布置的区域面积及运行要求，合理设计防雷接地系统，一般接到原有建筑的防雷网。

三电站建设的必要性

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对环境、经济和社会造成较大的负面影响。

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。

光伏系统应用是发展光伏产业的目的所在，它的应用情况代表着一个国家或地区对光伏产业的重视程度，标志着当地政府对能源及环境的认识水平。

在一定程度上缓解了环保压力。

本光伏发电站是甘肃省利用太阳能发电的新能源项目之一，该工程的建设不仅为甘肃省乃至我国今后大力发展光伏发电站起到示范和积累经验的作用。

所以该工程具有显著的社会效益、生态效益及环境效益。

因此此项目的建设是必要的。

四光伏系统总体方案设计及发电量计算

4.1光伏组件选型

光伏组件选择的基本原则：

在产品技术成熟度高、运行可靠的前提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用行业内的主导光伏组件类型。

再根据电站所在地的太阳能资源状况和所选用的光伏组件类型，计算出光伏发电站的年发电量，最终选择出综合指标最佳的光伏组件。

4.1.1晶体硅与非晶硅光伏组件之间对比选型

商用的光伏组件主要有以下几种类型：

单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅光伏组件、碲化镉光伏组件、铜铟镓硒光伏组件等。

太阳电池的最基本单元是“单体电池”，它是不能直接用于工程的。

目前，每个单晶硅电池片的输出功率很小，目前最大的就只有几瓦，远远不能满足一般用电设备的电压和功率需要。

太阳电池组件是由一定数量的太阳能电池片通过导线串、并联连接并加以封装而成。

目前的光伏组件输出功率大到数百瓦不等。

太阳电池片封装成组件后能够提供足够的机械强度、抗振和抗冲击能力；具有良好的密封性，能够防腐、防风、防潮；具有良好的电绝缘性；能够抗紫外线辐射等。

4.1.2太阳电池组件类型比选

太阳电池组件类型对比表

类别

内容

单晶硅电池组件

多晶硅电池组件

非晶硅电池组件

备注

转换效率

18%~14%

17%~13%

10%~5%

衰减率

一般

一般

最大

光照敏感度

较差

较差

最好

环境温度影响下效率

明显下降

明显下降

最差

系统容量与电压承受范围

一般

一般

最差

制造价格与成本

一般

一般

便宜

制造工艺

硅棒

硅锭

多种化学元素

成熟程度

较成熟

最成熟

发展初期

发展前景

一般

一般

较好

从上表可以看出，多晶硅电池较单晶硅和非晶硅电池在技术上更为成熟，且较单晶硅在价格上更为低廉，转换效率与单晶硅相比差别不大，从性价比上看较其他两种有一定的优势，因此本阶段选用多晶硅太阳组件。

4.1.3拟选太阳电池组件技术参数

太阳组件技术参数表

型号

CNPV-250PB

峰值功率（Wp）

250

开路电压（Voc）

37.6

短路电流（Isc）

8.55

工作电压（Vmppt）

31.2

工作电流（Imppt）

8.0

电池片转换效率

17.1

组件效率（%）

15.3

电池片型号与结构

60片电池片156*156mm

10行6列串联并以矩阵排列

尺寸（L*W*H）

1650mm*992mm*35mm

框架结构

铝合金边框

安装孔尺寸

990*941

标准测试条件

AM=1.5，辐照度1000W/m²，电池片温度25℃

重量（kg）

18

最大过载电流（A）

20

最大系统电压（V）

1000VDC

额定电池工作温度（NOCT）

45±2℃

工作温度

-40°C~85°C

Pm温度系数

-0.40%/°C

Voc温度系数

-0.30%/°C

Isc温度系数

0.05%/°C

组件图

电池板不同辐射条件I-V变化图

电池板不同温度条件I-V变化图

4.2光伏阵列运行方式选择

光伏系统方阵支架的类型有简单的固定支架和复杂的跟踪系统。

跟踪系统可以精确地移动以使太阳入射光线射到方阵表面上的入射角最小，使太阳入射的辐射强度最大。

在光伏发电系统的设计中，光伏组件方阵的安装形式对系统接收到的太阳总辐射量有很大的影响，从而影响到光伏供电系统的发电能力。

光伏组件的安装方式有固定安装式和自动跟踪式两种型式。

自动跟踪系统包括单轴跟踪系统和双轴跟踪系统。

单轴跟踪（东西方位角跟踪和极轴跟踪）系统以固定的倾角从东往西跟踪太阳的轨迹，双轴跟踪系统（全跟踪）可以随着太阳轨迹的季节性位置的变换而改变方位角和倾角。

a倾角固定式

光伏组件的安装，考虑其可安装性和安全性，目前技术较为成熟、成本相对较低、应用最广泛的方式为固定式安装。

倾角固定式光伏阵列

b单轴跟踪

单轴自动跟踪器用于承载传统平板光伏组件，可将日均发电量提高20～35%。

如果单轴的转轴与地面所成角度为0度，则为水平单轴跟踪；如果单轴的转轴与地面成一定倾角，光伏组件的方位角不为0，则称为极轴单轴跟踪。

对于北纬30～40度的地区，采用水平单轴跟踪可提高发电量约15～20%，采用极轴单轴跟踪可提高发电量约25～30%。

但与水平单轴跟踪相比，极轴单轴跟踪的支架成本较高，抗风性相对较差，一般单轴跟踪系统多采用水平单轴跟踪的方式。

水平单轴跟踪光伏板

极轴单轴跟踪光伏板

c双轴跟踪

双轴跟踪是方位角和倾角两个方向都可以运动的跟踪方式，双轴跟踪系统可以最大限度的提高太阳电池对太阳光的利用率。

双轴跟踪系统在不同的地方、不同的天气条件下，提高太阳电池发电量的程度也是不同的：

在非常多云而且很多雾气的地方，采用双轴跟踪可提高发电量30