太阳能光伏发电项目可行性实施报告.docx

1、太阳能光伏发电项目可行性实施报告 太阳能光伏发电项目可行性研究报告（送审版） 1 项目概况 11.1 项目所在地 11.2 地理位置及气象资料 11.3项目投资、投资方及建设进度 22 项目建设必要性 42.1 优化能源结构 42.2 解决能源短缺的途径之一 42.3 保护环境、减少温室气体排放 52.4 推广太阳能利用、推进光伏产业发展 53 太阳能光伏发电系统设计 73.1 光伏组件选型及安装 73.2 光伏电站设计 123.3 防雷保护设计 183.4 监控系统 203.5 光伏电站发电量估算 203.6 主要设备及材料清单 234 电气 254.1 配电系统现状 254.2 用电负荷及

2、光伏出力消纳分析 254.3 接入系统电压等级及方案 264.4 电气部分主要设备及材料清单 285 土建工程 295.1 基本资料和设计依据 295.2 站区总布置与交通 295.3 建筑结构设计 305.4 屋顶负荷分析与抗风设计 306 施工组织设计 326.1 施工条件 326.2 施工总布置 326.3 施工交通运输 336.4 工程征地 346.5 主体工程施工 346.6 项目组织结构及项目管理 346.7 施工过程概述 346.8 施工总进度及控制保证措施 376.9 工程施工进度计划 387 消防 407.1 消防总体设计 407.2 工程消防设计 417.3 施工消防 43

3、8 环境影响评价 498.1 环境现状 498.2 施工期环境影响 498.3 防治措施 508.4 综合评价结论 509 投资估算 519.1 编制说明 519.2 投资估算表 5310 财务效益初步分析 5410.1 电价分析 5410.2 经济评价 5611 项目风险分析 6111.1 技术风险 6111.2 经济风险 6212 结论和建议 6412.1 结论 6412.2 建议 6413 附表及附件 6513.1 附表 6513.2 附件 651 项目概况1.1 项目所在地本项目利用某环保钙业有限公司既有建筑屋顶以及新建厂房屋顶来安装太阳能光伏发电系统，屋顶的结构为钢结构彩钢瓦和水泥结

4、构。某环保钙业有限公司是国有控股企业某集团（母公司为“穗某”，1994年初深交所挂牌上市，某市首批上市公司之一）所属全资子公司，系集团发电主业配套建设的环保脱硫剂生产基地。中国石灰协会会员单位。公司位于南昆山麓的某县永汉镇，交通便利（119省道旁），距某萝岗区90余km。公司注册资本为3000万元人民币，占地约140亩，按一、二、三期开发建设规划，建设目标为省具有一定规模、现代化新型钙化物原料生产企业。公司目前已完成一期项目建设，本期投资为5000万元人民币，2008年7月正式投产。本公司管理规，采用行业最新的技术及现代化装备，整个生产过程实现操作机械化、控制自动化，生产过程对环境营销，产品品

5、质优良且稳定。目前一期工程年设计生产氧化钙10万t，氢氧化钙（消石灰）8万t。二期将以重质碳酸钙生产为主，主品广泛应用于燃煤发电干法脱硫，以及垃圾焚烧、污水处理、炼钢、造纸、建筑等多个行业。1.2 地理位置及气象资料某县位于省中部，增江上游，地处珠江三角洲的边缘。行政区域位于东经1134826至1142458，北纬232006至235750之间。县城距市区85km，距某市区 147km，离市区 160km。东南与市、博罗县接壤，西南与从化市，增城市毗邻，北与新丰县相连。现辖 8 个镇，1个街道办事处，1个民族乡，全县总面积 2295km2，山地及丘陵占总面积的73%，平均海拔550m。某县气候

6、多样而复杂，具有明显的山区气候特点，南北温差较大，可达约5。冬半年盛行干燥的偏北季风，夏半年盛行暖湿的偏南季风。春暖来得迟，春末升温快；夏季降雨多；秋凉来得早，秋季降温明显；冬季日温差大，有不同程度的低温、霜冻天气。境雨量充沛、阳光充足、气候温和、四季常青。冬季寒冷之日也不过13，年平均温度22。在NASA气象数据库中，某县地区平均日照时间数据为3.69h。综合上述气象资料，该项目所在地气候适宜、交通条件便捷，用电需求量大，同时平均日照时间达到3h以上，属于太阳能发电可利用的区域，比较适合发展太阳能发电项目。1.3项目投资、投资方及建设进度1）项目名称：某环保钙业有限公司光伏发电项目（以下简称

7、：某光伏项目）。2）项目性质：新建项目。3）建设规模：本项目光伏电站可利用面积为6450m2，装机容量为1001.13kWp，拟采用“自发自用、余电上网”的模式，通过10kV电压等级接入电网。4）项目地址：市某县永汉镇红星村。5）项目投资：本项目静态总投资：1010.83万元，动态总投资：1035.74万元。6）项目回收期：投资回收期为11.5年。7）项目投资方：某热力有限公司投资建设和运营。某热力有限公司成立于2003年2月12日，其前身为某经济技术开发区热电发展公司，公司现办公地点位于开发区开发大道东恒街18号。公司注册资本为546万元，某企业集团股份有限公司持股100%。公司经营围包括生

8、产、供应蒸汽，供热专业技术咨询，仪器仪表及计量器具的修理、检测、校正、调试，干灰、煤灰、煤渣深加工产品的推广应用，机电设备、环保设备的维修、安装。8）资金来源：30%自筹，70%贷款。9）建设进度：本项目计划于2015年4月初开工，预计将于2015年5月底建成投产。2 项目建设必要性2.1 优化能源结构省电网目前主要是火电电网，单一的电力能源结构难以满足用电需求和电力系统可持续发展的战略要求。因此，积极地开发利用本地区的太阳能等清洁可再生能源已势在必行、大势所趋，以多元化能源开发的方式满足经济发展的需求是电力发展的长远目标。开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分，我国政府对此十分重视，20

9、05年2月28日全国人大通过中华人民国可再生能源法，并自2006年1月1日起施行，明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。2008年4月1日起修订实施的中华人民国节约能源法中，特别强调使用太阳能等可再生能源。可再生能源法和节约能源法的颁布和实施，为太阳能产业的利用提供了政策保证。随着2000年9月1日开始实施中华人民国大气污染防治法，对新建、扩建火电厂的污染物排放标准或总量控制的力度逐步加大，新建和改建火电厂成本将大大增加，必将制约火力发电的建设和发展。因此，积极开发利用可再生能源，替代部分煤电，适当减轻能源对外依靠的压力，对改善省的电源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。2.2 解决能源短

10、缺的途径之一人类面临着巨大的能源与环境压力。当前，能源工业主要是矿物燃料工业，包括煤炭、石油和天然气等。社会快速的发展，资源在日益消耗，总有一天，矿物资源会枯竭。到2007年止，世界探明煤炭储量约8475亿吨，大概能用220年；世界探明石油储量约1686亿吨，大概能用50年；世界探明天然气储量约180万亿立方米，可再开采65年。我国能源资源比较丰富，但由于人口多，人均拥有资源在世界上处于较低水平。据统计，2007年底我国探明煤炭储量约1145亿吨，可以开采60年左右。2006年底我国探明石油储量约32亿吨，可以开采18年左右；可开采天然气储量约3.1万亿立方米，可以开采60年左右。人类对能源需

11、求持续增长，经济快速增长必然加快了能源消耗的加快，加剧了能源紧的状况。世界一次能源紧，而我国一次能源更匮乏，所以积极开发太阳能、风能等可再生能源是节约能源短缺的最好途径之一。2.3 保护环境、减少温室气体排放省是我国经济发展非常发达的省份，是我国改革开放和对外经济的重要窗口，城市的形象和环境保护的力度直接关系到我国在国际上的形象和地位，城市环境的状况，以及可再生能源的开发利用，将是举世瞩目的。众所周知，全球变暖问题、温室气体排放的产生的飓风潮和暖冻恶果日益明显，这些自然灾害始终威胁着人类的生存环境。所以，推进太阳能等新能源的利用，可以减少这些灾害的产生。另外，太阳能发电不受地理位置的影响，对环

12、境几乎没有任何负担，不会产生二次污染，是一种无可比拟的可再生能源。根据目前的能源结构，以煤电为主的电力系统，燃煤产生大量的CO2、SO2、NOx、烟尘、灰渣等，对环境和生态造成严重的影响。为提高环境质量，在对煤电进行改造和减排的同时，积极开发利用太阳能等清洁可再生能源是十分必要的。2.4 推广太阳能利用、推进光伏产业发展我国太阳能光伏技术开始于20世纪70年代，开始时主要用于空间技术，而后逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。虽然我国在太阳能应用和技术产品开发方面已经取得了一定成就，但是受经济发展和技术水平的限制，目前太阳能产品并没有走进千家万户：如太阳能产品的使用受天气因素的影响较大；太阳能

13、发电装置造价昂贵，每千瓦的平均成本偏高等。但是在常规能源短缺已经成为制约我国经济发展瓶颈的今天，清洁、无穷的太阳能利用应有更大空间，太阳能光伏发电也有更大的市场潜力可挖，因此实施本工程对推广太阳能利用、推进光伏产业发展是十分必要的。综上所述，某光伏项目的建设，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光伏电池产业的发展进程具有非常大的意义，其社会政治、经济、环保等效益显著。3 太阳能光伏发电系统设计3.1 光伏组件选型及安装3.1.1太阳能光电池组件的选型光伏电池组件种类有很多，如“单晶硅”，“多晶硅”，“非晶硅”，“CIS”等

14、。选择的原则可参照供货商的价格、产品供货情况、保障、效率等。一般情况下“单晶硅”或“多晶硅”应为首选，是目前普遍采用的光伏组件。硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相

15、技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把13nm厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，最大值可达23.3。多晶硅太阳能电池的生产工艺与单晶硅基本相同，使用了多晶硅铸锭工艺取代单晶硅硅棒生长工艺，成本有所降低。目前多晶硅光伏电池组件的转换效率超过14。非晶硅薄膜太阳能电池的成本低，便于大规模生产，普遍受到人们的重视并得到迅速发展，其实早在70年代初，Carlson等就已经开始了对非晶硅电池的研制工作，近几年它的研制工作得到了迅速发展，目前世界上己有许多家公司在生产该种电池产品。非晶硅太阳能电池由于具有

16、较高的转换效率和较低的成本及重量轻等特点，有着极大的潜力。但同时由于它的稳定性不高，直接影响了它的实际应用。CIS作为太阳能电池的半导体材料，具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。本项目综合考虑光伏组件的性能、稳定性、性价比、安装方式、当地辐照特点等方面因素，拟选择“255Wp多晶硅太阳电池组件”，总计3926块，合计光伏总功率1001.13kWp。对于分布式光伏发电项目电池组件选型遵循以下原则：（1）在兼顾易于搬运条件下，选择大尺寸、高效的电池组件；（2）选择易

17、于接线的电池组件；（3）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性能测定）；（4）组件必须符合IEC61215标准，保证每块电池组件的质量。遵循以上原则拟选用某光伏组件厂家的255Wp太阳能多晶硅电池组件产品，其组件参数见表3.1-1，组件结构图见图3.1-1、3.1-2和3.1-3。表3.1-1 255Wp太阳能多晶硅电池组件参数表组件类型255Wp峰值功率255W峰值电压30.0V峰值电流8.49A开路电压37.7V短路电流9.01A组件效率15.6%工作温度-40C 至 85C尺寸165099040重量19.1kg图3.1-1 组件正视图图3.1-2

18、 组件后视图图3.1-3 组件横截面视图3.1.2光伏阵列安装支架的类型通常，光伏阵列安装支架的类型有简单的固定支架和相对复杂的跟踪系统。固定式安装：按最佳倾斜角度将太阳能电池固定到地面上，前后排太阳能电池已不相互遮挡为宜。跟踪系统安装：太阳能跟踪装置有被动式或电驱动式两种，被动式的跟踪装置适用规模较小的光伏系统，电驱动式在国外已经有大规模的应用，国这两年也做了大量的应用示，技术基本成熟。与固定式阵列系统相比，跟踪系统建设造价增加约5%20。本项目由于场址选择地属于建筑物屋顶，地形平整，综合考虑环境和经济效益，光伏阵列选择固定支架安装。依据屋顶结构特点：（1）彩钢瓦屋顶将支架以自立锁边（或占孔

19、后以螺丝咬合）的方式直接固定于彩钢瓦上，每平方米屋面承受约18kg光伏组件及支架的自重量。安装效果图见图3.1-4。图3.1-4 彩钢瓦屋顶安装效果图（2）水泥屋顶固定支架水泥压块安装：对于障碍物较少的水泥屋顶，可以选择固定支架水泥压块安装方式，光伏支架水泥基础安装不破坏原建筑物楼面，且造价较低。安装效果图见图3.1-5。图3.1-5 水泥屋顶安装效果图钢结构安装：对于有一定障碍物的水泥屋顶，可以采用在水泥屋顶上做钢结构，然后将电池组件安装于钢结构上的方式，钢结构基础安装不破坏原建筑物楼面，但由于要做钢结构，所以造价较高。安装效果图见图3.1-6和3.1-7。图3.1-6 钢结构安装效果图1图

20、3.1-7 钢结构安装效果图23.2 光伏电站设计3.2.1 光伏电站的组成太阳能是一种清洁、可再生能源，光伏发电实现将太阳能直接转化为电能。光伏发电通常有两种利用方式：独立发电、并网发电方式。其中，并网发电方式又分为不含蓄电池储能和含蓄电池储能两种类型，示意图分别见图3.2-1、图3.2-2和图3.2-3。独立发电系统一般由光伏阵列、控制器、蓄电池组、离网逆变器等组成。并网发电系统一般由光伏阵列、并网逆变器、计量装置及上网配电系统等组成；含蓄电池储能的并网发电系统由光伏阵列、双向逆变器、蓄电池组、计量装置及上网配电系统等组成。 图3.2-1独立光伏系统示意图图3.2-2并网光伏系统示意图图3

21、.2-3含蓄电池储能的并网发电系统示意图本项目采用图3.2-2形式的并网光伏发电系统。3.2.2 某光伏项目的系统组成某光伏项目分别安装于某环保钙业有限公司现有建筑屋顶和新建厂房屋顶，选用单块发电量为255Wp的多晶硅电池组件共3926块，整个光伏电站总容量为1001.13kWp。本项目按建筑分布情况可分为2个子系统，分别为光伏子系统一（安装于现有建筑屋顶）和光伏子系统二（安装于新建厂房屋顶）。各子系统情况见表3.2-1。表3.2-1 各子系统基本情况表子系统名称安装区域组件功率安装规模装机容量光伏子系统一现有建筑屋顶255W582片148.41kW 光伏子系统二新建厂房屋顶255W3344片

22、852.72kW总计3926块1001.13kW太阳电池组件连接采用20块为一串，4串并为一组，功率20kWp。 3.2.3光伏系统的阵列布置光伏阵列的设计应按照尽量减少占地面积，提高屋顶利用率，光伏板之间不得相互遮挡的原则设计。设计的步骤一般是先确定项目所在地的光伏组件最佳安装倾角，然后设计单个光伏阵列和计算光伏阵列的间距，最后依据连线最短并兼顾规则美观的原则设计光伏模块的平面布置。对于屋面固定式支架，为了保证系统有足够高的效率，电池板必须按一定的倾角安装。可以利用在太阳能电池板面上的日平均辐照强度来量化，辐照强度越大则电池板的效率越高。利用PVSYST 软件的模拟计算工具，计算得出最佳的倾

23、角为20，因此本项目水泥基础屋面确定光伏板倾角为20，方位角为0；彩钢瓦屋面采用平铺的方式，倾角同屋面坡度一样；钢结构则采用平铺的方式，倾角为0。3.2.3.1 光伏子系统一光伏子系统一安装于某环保钙业有限公司食堂、新宿舍楼、旧宿舍楼和办公楼四幢建筑的屋顶，其屋顶情况分别见图2.2-4和2.2-5所示。图2.2-4 新宿舍楼屋顶情况图2.2-5 旧宿舍楼屋顶情况根据以上确定的太阳能光伏板倾角和方位角，结合现场屋顶现状及平面，考虑避开屋面原有构建和障碍物光照阴影部位，拟在食堂屋顶安装255Wp光伏组件160块，装机容量约40.8kW，使用40kW逆变器1台；在新宿舍楼屋顶安装255Wp光伏组件1

24、30块，装机容量约33.15kW，使用30kW逆变器1台；在旧宿舍楼屋顶安装255Wp光伏组件108块，装机容量约27.54kW，使用30kW逆变器1台；在办公楼屋顶安装255Wp光伏组件184块，装机容量约46.92kW，使用40kW逆变器1台。其中，食堂、旧宿舍楼屋顶采用固定支架水泥压块安装方式；新宿舍楼、办公楼则采用钢结构安装方式。具体安装情况见表3.2-2所示。表3.2-2 子系统一安装情况表安装位置组件功率安装规模装机容量逆变器安装方式食堂屋顶255W160片40.8kW140kW固定支架水泥压块新宿舍楼屋顶130片33.15kW130kW钢结构旧宿舍楼屋顶108块27.54kW12

25、5kW固定支架水泥压块办公楼屋顶184块46.92kW140kW钢结构总计582块148.41kW光伏阵列排布图分别见图3.2-6、3.2-7、3.2-8和3.2-9。图3.2-6 食堂屋顶光伏阵列排布图图3.2-7 新宿舍楼屋顶光伏阵列排布图图3.2-8 旧宿舍楼屋顶光伏阵列排布图图3.2-9 办公楼屋顶光伏阵列排布图3.2.3.2 光伏子系统二光伏子系统二安装于某环保钙业有限公司新建厂房屋顶上，其屋顶情况见图3.2-10所示。图3.2-10 新建厂房屋顶情况根据新建厂房屋顶现状及平面，拟在其屋顶安装255Wp光伏组件3344块，装机容量约852.72kW，使用500kW逆变器和250kW逆

26、变器各1台。光伏阵列排布图见图3.2-11。图3.2-11 新建厂房屋顶光伏阵列排布图3.2.3.3 小结某光伏项目光伏组件与阵列逆变器的配置见表3.2-3。表3.2-3 某光伏项目光伏组件与逆变器配置表编号子系统安装位置光伏阵列容量逆变器1子系统一食堂屋顶40.8kW140kW新宿舍楼屋顶33.15kW130kW旧宿舍楼屋顶27.54kW125kW办公楼屋顶46.92kW140kW2子系统二新建厂房屋顶852.72kWp1500kW+1250kW因此，本项目总装机容量为1001.13kW，共使用逆变器6台。3.3 防雷保护设计与建筑结合的光伏并网系统的组件方阵，安装在各厂房的屋顶或墙面，遭受

27、雷击而致系统损毁的可能性极高。因此可靠有效的防雷技术对保证光伏发电系统正常运行极其重要。根据现有防雷技术和以往工程实施中的经验，某光伏项目拟采用多点防雷技术，确保系统的安全可靠运行，主要采用以下技术手段。3.3.1 防直击雷措施直击雷是指直接落到太阳能电池阵列、低压配电线路、电气设备以及在其旁的雷击。防直击雷的基本措施是安装避雷针。由于该光伏系统中的外置设备在整个环境中不是最高建筑物，所以设计为：把所有屋顶电池组件的钢结构与屋顶建筑的防雷网相连，以达防雷击的目的。为安全起见，本项目将采取如下措施：（1）组件方阵支架可靠接地；（2）组件方阵尽可能低于建筑顶部防雷网；（3）如果不能低于防雷网，则另

28、外架设防雷网，并且让组件方阵与防雷网支架有足够的安全距离，以免组件方阵被避雷设施遮挡。3.3.2 防感应雷措施太阳能光伏发电系统的雷电浪涌入侵途径，除了太阳能电池阵列外，还有配电线路、接地线以及它们的组合。从接地线侵入是由于近旁的雷击使大地电位上升，相对比电源高，从而产生从接地线向电源侧反向电流引起的。该系统主要采取以下措施：（1）在每路直流输入主回路装设浪涌保护装置，并分散安装在防雷接线箱。屋顶光伏并网发电系统在组件与逆变器之间加入防雷接线箱，不仅对屋顶太阳能电池组件起到防雷保护作用，还为系统的检测、维修、维护提供了方便，缩小了电池组件故障检修围。该设计选用了IP65 防护等级的汇流箱，并随

29、组件方阵直接安装在室外。（2）在交流配电柜中安装避雷元件，以防护从低压配电线侵入的雷电波及浪涌。3.4 监控系统常规的监控系统，只需从光伏阵列拉1条RS485 通讯线到配电室，配电室安装一个GPRS远程数据采集器（可以放在交流柜里，天线伸出柜子），有移动信号即可。现场布线简单，不需要考虑不同楼面之间的布线问题。客户只需要购买GPRS 远程数据采集器和通讯电缆，即可采用GPRS 远程监控方案，建立客户自己的数据中心。光伏电站远程监控中心安装在服务器上，通过GPRS 对所有远程设备进行实时数据采集和监控，其示意图见图3.4-1。图3.4-1 分布式光伏电站远程监控示意图3.5 光伏电站发电量估算3

30、.5.1 并网光伏系统发电效率评估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：255Wp，多晶硅太阳电池组件；（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：1）光伏阵列效率1：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，随着晶体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。结合本规划项目场址的温度气象条件，该损失值约为2%，该项效率取值98%；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，会附着在电池的表面，影响其光电的转换效率，降低其使用性能。在每年雨季的时候，降雨冲刷太阳能电池组件表面可以达到自然清洗的目的。而做好电站的绿化工作，加强电池组件表面的清洁管理，可以使该项损失降低到2%，因此该项效率取值98%；直流电缆损耗损失：太阳能光伏电站中，由于电池方阵面积大，组件多，直流电缆的损失也较大。在工程实践中，通过合理选择电