光伏屋顶电站项目可研报告.docx

1、光伏屋顶电站项目可研报告 光伏屋顶电站项目可行性研究报告项目单位： 总包单位： 2016年x月19日 目 录一、概述 441.1 项目概况 1.2 我国太阳能资源分析 51.3 项目所在地太阳能资源分析 1.4 项目报告编制依据 1.4.1 相关国家法律、法规1.4.2 光伏组件标准56661.4.3 电能质量标准61.5 国内相关光伏产业支持政策1.6补给能源需求，缓解供电压力1.6.1 保护环境、节能减排二、太阳能光伏发电原理与系统应用2.1 太阳能光伏系统简介2.2 太阳能光伏发电系统的应用2.2.1 太阳能光伏发电系统的特性2.2.2 电网接入777889910101010101212

2、121313三、项目条件分析3.1 运行期对环境影响的评价四、光伏系统设计及设备选型4.1 组件排布设计4.2 系统连接设计4.3 设备型号参数4.3.1光伏组件简介4.3.2光伏组件选型依据4.3.3光伏组件选型结果及技术指标2 4.4并网光伏逆变器选型4.4.1逆变器简介1414151616161616161617171718181818191919214.4.2逆变器选型依据4.4.3 逆变器初选4.4.4 逆变器详选4.5光伏系统支架的选型4.6直流配电设备选型五、光伏系统发电评估与能效分析5.1 项目发电量评估5.1.1 测算所采用的气象数据5.1.2 发电量估算5.2 项目能效分析

3、六、光伏项目环境效益分析6.1 项目产生的环境效益6.2 节能减排分析七、项目投资估算和经济性分析7.1 项目概况总结7.2 项目投资估算7.2.1 光伏电站主要设备价格7.3 经济评价八、结论3 一、概述1.1 项目概况项目名称： 江苏xxxx光伏屋顶电站项目地址： 泰州市姜堰区太宇开发区总包单位： 江苏xxxx新能源开发有限公司姜堰区东经120.08，北纬32.34，姜堰市位于江苏省中部，南北分属长江流域和淮河流域。挟江襟淮，东临沧海，众水来汇，又称三水、罗塘。北宋年间，盐商姜仁惠、姜谔父子率众聚资，筑堰抗洪，家园久治，功业永存，姜堰由此得名。东邻海安县，西接泰州市海陵、高港二区及江都市，

4、南北分别与泰兴市、兴化市接壤。境内宁靖盐高速公路纵贯南北，328国道、宁启铁路和在建中的江海高速横穿东西；新老通扬运河、中干河、姜溱河等骨干航道纵横交错；从姜堰到南京、上海均不超过2.5小时车程。年平均气温12.6 ，历年平均降雨量705.1mm，6至9月为雨季，降雨量最多的年份为1990年，降雨量1257.3mm；最少的年份为1983年，仅降雨466.3mm。年平均日照时数2500.3小时，年蒸发总量平均为1540.2mm。本项目是在 山东省日照市五莲县文化路15号 装机量为 5 MWp 分布式光伏电站(最终以实际安装为准)需 260 W多晶硅光伏组件 19230 块，按每瓦8.5 元计算，

5、总投资为 4250 万元(最终价格以详细设计为准)，预计光伏电站第一年发电量为 667.65 万度，前五年发电量为 3291.82 万度，25年总发电量约 15361.52 万度，前五年售电和节省电费约为 4674.38 万元，25年售电总收入约为 20612.01 万元，预计5.5 年内收回成本。所在地位于：山东省日照市 ，下图是本项目所在地具体位置为示意图（图中红色标记位置）。山东省日照市五莲县文化路15号所在地 119.2E4，35.75N江苏xxxx新能源 1.2 我国太阳能资源分析 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

6、日照总时数表示。我国幅员辽阔，拥有独特的地理环境，从全国来看，我国是太阳能资源丰富的国家，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2,000，具有发展太阳能得天独厚的优越条件。下图是中国气象局发布的19782014年我国年平均总辐射量的空间分布图。19782014年我国年平均总辐射量空间分布图根据全年太阳总辐射量的大小，可将中国划分为4个太阳能资源带： 1）太阳能资源丰富带：地区年平均太阳总辐射量达6,700MJ/m2以上，相当于1,861kWh/m2以上。这一地区主要为青海西部和西藏西部等地，尤以西藏西部最为丰富 2）太阳能资源较富带：地区年平均太阳总辐射量为5,4006,700MJ/m2，相

7、当于1,5001,861kWh/m2。这一地区主要包括青海东部、西藏东部、新疆南部、宁夏、甘肃北部、内蒙古西部、云南西部等地。 3）太阳能资源一般带：地区年平均太阳总辐射量为4,2005,400MJ/m2，相当于1,1671,500kWh/m2。这一地区主要包括新疆北部、内蒙古东部、山东、山西、河南、河北、黑龙江、吉林、辽宁、陕西、甘肃东南部、湖南、湖北、安徽、广东、广西、福建、浙江、江苏、云南东部、海南、台湾等地区。 4）太阳能资源贫乏带：地区年平均太阳总辐射量小于4,200MJ/m2，即小于1,167kWh/m2。这类地区位于四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少的地区。1.3 项目所在地太

8、阳能资源分析五莲文华学校5MWp光伏屋顶电项目地理位置是东经119.2E，北纬35.75N5江苏xxxx新能源 根据meteonorm数据库得到了所在地最近延安全年太阳平均日辐射量和温度如下表所示。 项目所在地太阳总辐射平均值1.4 项目报告编制依据1.4.1 相关国家法律、法规中华人民共和国可再生能源法国家发展改革委可再生能源发电有关管理规定国家发展改革委可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（试行）国家能源局发布国能新能【2013】433号文件，关于分布式光伏发电项目管理暂行办法的通知。光伏发电运营监管暂行办法1.4.2 光伏组件标准IEC 61215

9、 (2005-04) Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules- Design qualification and type approvalIEC 61646 (2008-05) Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval1.4.3 电能质量标准GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）发电系统概述和导则GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求6xx GB 12325

10、-1990 电能质量供电电压允许偏差GB 12326-2000 电能质量电压波动和闪变GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波GB/T 15543-1995 电能质量三相电压允许不平衡度GB/T 15945-1995 电能质量电力系统频率允许偏差GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性1.5 国内相关光伏产业支持政策 2013年政府加大了光伏市场推进力度，相继出台了关于分布式光伏发电项目管理暂行办法的通知和光伏发电运营监管暂行办法两项政策，并明确提出对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。根据各地太阳能资源条件和建设成

11、本，将全国分为三类资源区，分别执行每千瓦时09元、095元、1元的电价标准。对分布式光伏发电项目，实行按照发电量进行电价补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时042元。 2014年国家能源局下发了关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知，通知中提出利用废弃土地、荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等土地资源建设的光伏发电项目，在35千伏及以下电压等级接入电网（项目容量不超过20MW）且所发电量在并网点变压台区消纳，可执行当地光伏电站标杆电价政策，电网企业参照分布式电源通过“绿色通道”提供高效便捷接入服务。1.6补给能源需求，缓解供电压力 随着社会经济发展，能源及环境问题日益引起全社会的关注，可再

12、生能源的开发与利用显得越来越迫切。近年来，我国面临着煤、石油、电供应全面紧张的局面，能源供应与环境容量一直是社会经济发展的重要制约因素。 我国的能源形势已经相当严峻。由于人口众多，我国人均常规能源可采储量远低于全球平均水平。在未来较长时期内，我国经济社会仍将保持较快速度的增长，对能源的需求也将保持强劲的增长速度。资源的短缺直接反映在电力供应上。2002年以来，我国缺电情况日益严重，错峰用电和拉闸限电时有发生，由于经济发展迅猛，电力需求以每年20%以上的速度增长，“电荒”已成为中国许多大都市经济发展的瓶颈。 2013年夏季，我国电力面临的形势与往年相比更为严峻和复杂，电力缺口总量非常巨大。年初以

13、来，受经济较快增长、部分受限高耗能企业产能释放等因素影响，全国电力需求持续增长。2013年14月份，国家电网发受电量累计完成11,781.7亿千瓦时，同比增长12.25%，4个省级电网用电量增长超过20%，11个省级电网用电负荷创历史新高，解决用电难问题迫在眉睫。1.6.1 保护环境、节能减排7江苏xxxx新能源 长期以来，我国在能源消费中存在特别突出的结构性矛盾。下表为我国2013年1月11月各类型电力发电占总发电量比重的情况。见下表：（单位：%）月份1月火力发电 水力发电核电2.051.941.842.021.821.651.831.921.991.991.771.89风电1.291.65

14、1.741.732.021.841.311.051.231.5其它发电1.031.311.280.960.840.960.660.470.560.684.7884.6184.3983.810.8510.4910.7511.4913.5516.7416.4215.42月3月4月5月81.7778.8179.7881.1681.4982.1482.56月7月8月9月14.7313.7713.2913.4110月11月平均1.751.560.690.8582.29 由上表可以看出在电力能源消耗中，火力发电比例过高，过度依赖煤炭。这种不合理的能源结构造成我国煤炭资源过分开采，其直接燃烧又成了我国大气污

15、染严重的主要原因，目前我国二氧化硫排放量已居全球第一，二氧化碳排放量已居全球第二。各种排放物，严重的污染了环境。生活环境的恶化，对广大人民的身体健康已经造成二、太阳能光伏发电原理与系统应用2.1 太阳能光伏系统简介 所谓并网光伏发电系统是指太阳电池利用太阳辐射能量产生的直流电（即太阳电池的“光生伏特效应”）通过并网光伏逆变器转换成交流电向电网输送的系统，其本质是利用太阳能进行发电的发电站。与通过煤、石油和天然气等传统能源进行发电的发电站系统相比，并网光伏发电系统具有可再生、无污染等优点。并网光伏发电系统由以下几个主要部分构成：1、光伏组件阵列2、并网光伏逆变器8江苏xxxx新能源 3、变压器（

16、）4、公共电网 5、并网光伏发电系统中一般还都配有直流汇流箱及直流配电柜、交流配电柜、监控系统等设备。下图是典型的大型屋顶并网光伏发电系统的结构示意图：2.2 太阳能光伏发电系统的应用2.2.1 太阳能光伏发电系统的特性 太阳能光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、变压器、交直流配电系统、监控系统等几部分组成，该系统主要由电子元器件构成，因此太阳能光伏系统发电具有如下特点： 1）整个光伏发电系统主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，也没有回转运动部件，运行过程中没有噪声。2）没有燃烧过程，发电过程不需要任何燃料。3）发电过程没有废气污染，也没有废水排放，整个发电过程零排放。 4）设备安装和维护都

17、十分简便，维修保养简单，维护费用极低，性能可靠稳定，使用寿命很长，作为关键部件的光伏组件使用寿命可以达到25年以上。5）环境条件适应性比较强，可以在不同环境下正常稳定工作。 6）能够在长期无人值守的条件下正常稳定工作。 7）根据需要很容易进行容量扩展，扩大发电规模。9江苏xxxx新能源 8）光伏发电功率的变化规律与人们正常的生产生活规律相一致，可有效缓解企业用电紧张的情况，调节错峰用电，保障企业的安全稳定生产。2.2.2 电网接入 为保证并网安全，在交流配电柜中配置交流与防孤岛保护装置以防止逆变器本身的保护功能失效。同时，并网逆变器均带有隔离变压器，使得逆变器的直流输入和交流输出之间电气隔离开

18、来。直流侧的光伏组件阵列为负极接地，且逆变器在运行过程中，随时检测直流正负极的对地电流，从而保证了逆变器直流侧的短路故障不会影响到电网。三、项目条件分析3.1 运行期对环境影响的评价 太阳能光伏发电是利用太阳能转变为电能，在运行过程中不直接消耗矿物燃料，不产生污染物，与燃煤电厂相比可减少CO2、SO2和NxOy排放。 在系统运行中逆变器等电力设备会产生一定量的运行噪声及电磁辐射。本项目拟选用符合国家标准的优质产品，其噪声及电磁兼容性水平符合国家标准，可认为运行中噪声及电磁兼容性对环境基本无影响。 本项目中的光伏电站总装机容量在电网系统中所占比例不大，光伏电站并网运行时，并网点的三相电压不平衡度

19、不超过GB15543-1995电能质量三相电压允许不平衡度规定的数值。并网时在电压偏差、频率、谐波和功率因数方面应满足实用要求并符合标准。本项目对电网的影响控制在国家标准允许范围内。 本光伏发电系统设置完整的防雷保护措施及继电保护系统，另外设置防直击雷、防感应雷措施，保护措施符合GB50057-2000建筑物防雷设计规范及SJ/T 11127太阳能光伏系统过电压保护导则；对太阳电池组件采用分块布置，分块原则符合消防疏散要求，同时又便于光伏系统的维护保养等工作。 本项目装机容量为 5 MWp ，建成后预测平均每年发电量约 614.46 万度，25年发电总量为 15361.52 万度，25年合计可

20、节约标准煤共计 6.14 万吨，减排二氧化碳约 15 万吨，减排二氧化硫约 4608 吨，减排氮氧化物约 2304 吨，减少烟尘排放量约 4.18 万吨。四、光伏系统设计及设备选型4.1 组件排布设计山东省日照市五莲县文化路15号为 屋顶电站 ，尺寸为南北米。组件在屋顶支架上就 30 度倾角安装，前后间距 2.1 米。计划装机量为 5 MWp ，实际装机量为 5 MWp 。本系统采用 1640mm*992mm*40mm米，东西10江苏xxxx新能源 的多晶硅组件，功率260W,重量19KG，组件与组件之间间距为 2.1m,方阵左右维修通道间距为1.8m。占地约60000平屋顶组件阵列排布见下图

21、(实际排布以详细设计为准)：11江苏xxxx新能源 4.2 系统连接设计本项目计划装机量为 5 MWp ,实际装机量为 5 MWp ，使用 260 W多晶硅组件共 19230 块, 采用串组式逆变方式。200 个 25 KWp的逆变器，每个光伏阵分成共路接入，共路。预留的交流汇流箱、防雷箱和箱变的位置。电器连接图如下：4.3 设备型号参数4.3.1光伏组件简介 太阳电池是一种利用光生伏特效应将太阳辐射能转换成电能的器件，所以需要在户外接受阳光照射，由于其易破碎、易被腐蚀，如果直接暴露在空气中，它的光电转换效率会由于潮湿、灰尘、酸雨等多种影响而大幅度下降。因此，为了满足太阳电池在户外使用的要求，

22、必须采用胶封、层压等方式进行封装处理，并且由于单体太阳电池的输出功率较小，为满足常规负载的实际用电需求，通常在封装时对单体太阳电池进行一定的串、并联组合。 太阳电池组件的最基本元件是太阳电池，有单晶硅、多晶硅、非晶硅和其它薄膜电池等。目前，晶体硅太阳电池组件的基本封装结构如图4-2所示。图4-2 晶体硅太阳电池组件封装结构示意图12江苏xxxx新能源 图4-3、图4-4分别为单晶硅和多晶硅太阳电池组件实物图。图4-3 单晶硅太阳电池组件图4-4多晶硅太阳电池组件4.3.2光伏组件选型依据光伏发电站设计规范GB50797-2012规定，光伏组件的类型按下列条件选择：1 依据太阳辐射量、气候特征、

23、场地面积等因素，经经济技术比较后确定。2 太阳辐射量较高、直射分量较大的地区宜选用晶体硅光伏组件或聚光光伏组件3 太阳辐射较低、散射分量较大、环境温度较高的地区宜选用薄膜光伏组件。山东省日照市 地区水平面日平均辐射量为 4.7 KWH/平方米/日，日照资源充足。可利用面积约平方米，采用晶体硅组件可提高系统整体发电量。晶体硅组件通用尺寸为 1640mm*992mm*40mm ，高效单晶硅组件功率在240w270W之间，单位面积内功率在146.6w/平方米165.0w/平方米之间，高效多晶硅组件功率在235w260w之间，单位面积内功率在143.6w/平方米158.8w/平方米之间，单晶硅组件市场

24、价格比多晶硅高出7%左右，经对比多晶硅组件性价比更占优势，目前国际国内光伏电站普遍采用多晶硅组件。4.3.3光伏组件选型结果及技术指标综上所述本系统采用高效多晶硅组件，组件规格为1640mm*992mm*40mm ，组件效率260 W。组件的主要性能参数如下表格4-5所示。13江苏xxxx新能源 表4-5 260W多晶硅组件规格一览表电池片型号260-60M260峰值功率 （Wp）短路电流 （Isc）开路电压 （Voc）峰值电压 (Vmp)峰值电流 (Imp)8.9337.630.03V8.58外形尺寸 (mm) 164099240重量 (kg)组件转换效率19.60.1598短路电流的温度系

25、数开路电压温度系数峰值电压温度系数0.045%/K-0.34%/K-0.47%/K4.4并网光伏逆变器选型4.4.1逆变器简介 并网光伏逆变器是光伏电站的核心设备之一，其基本功能是将光伏组件输出的直流电转换为交流电。太阳能并网光伏系统使用的并网光伏逆变器必须具有高品质的电能输出。目前，先进的光伏逆变器都配置有高性能滤波电路，使得并网光伏逆变器交流输出的电能质量很高，能够满足各项国家标准对公共电网的电能质量的各项要求，不会对公共电网质量造成污染。在运行过程中，并网光伏逆变器还可以实时进行电网检测使得逆变器的交流输出电流与电网电压的相位保持一致，因此功率因数能保持在相当高的水平，接近1.0左右。具

26、体标准参见GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求。此外，它还有最大功率跟踪控制、防孤岛效应等功能。 光伏发电站是通过具有各种技术结构的逆变器连接到电网上的。由于建筑的多样性，势必导致太阳能电池板安装的多样性，为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾建筑的外形美观，这就要求我们的逆变器的多样化，来实现最佳方式的太阳能转换。现在比较通用的太阳能逆变器为：集中式逆变器、组串型逆变和组件逆变，现将几种逆变器的特点和运用的场合加以分析。（1）集中逆变 集中逆变一般用于大型光伏发电站（10kW）的系统中，很多并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模块，

27、功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。最大特点是系统的功率高，成本低。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。在SolarMax(索瑞麦克）集中逆变器上，可以附加一个光伏阵列的接口箱，对每一串的光伏帆板串进行监控，如其中有一组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串停止工作，从而不会因为一串光伏串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。14江苏xxxx新能源 （2）组串逆变 a.普通组串逆变。组串逆变器已成为现在国际市场上最

28、流行的逆变器，光伏组件连接成串，每个组串（15KW）都连接到一台指定的逆变器上，每个组串并网逆变器都有独立的最大功率跟踪单元（MPPT）。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引入“主从”的概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主从”的概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变

29、器已占了主导地位。 总的来说组串逆变器的特点是减少了光伏组件之间的匹配错误、部分阴影带来的电量损失，以及组串连接二极管和大量直流电缆带来的电量损耗。不仅大大降低了系统的成本，也增加了发电量和系统的可靠性。 b.多组串逆变。多组串逆变技术在保留了组串逆变技术的优点上，通过一个共同的逆变桥将多个组串通过直流升压器连接起来，并实现最大功率跟踪，是有效且成本低的解决方案。 多组串技术可以有效连接安装不同朝向（南方、东方、西方）的组件，也可以根据不同的发电时间实现最优化的转换效率。（3）微型逆变器每个组件都连接一台逆变器。 微型逆变器的转换效率比组串低。使用组件逆变器的系统中，每个组件都必须连接到230V电网上，因此会造成交流侧的电网连接比较复杂，这种技术一般只应用在50至400W的光伏发电站中。4.4.2逆变器选型依据GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）发电系统概述和导则GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求GB 12325-1990 电能质量供电电压允许偏差GB 12326-2000 电能质量电压波动和闪变GB/