【正文】 .高效LED光伏戶外照明系統(tǒng)工程建設項目可行性研究報告目 錄第一章 總論 4 4 5 5 5 7 第二章 項目國內外現(xiàn)狀、項目意義 7 8 8 9 12 13 15 15 17 第三章 我省行業(yè)技術背景、項目對我省經(jīng)濟、社會發(fā)展的重要意義 20 我省太陽能資源情況及發(fā)展光伏產業(yè)的優(yōu)勢 20 20 我省光伏產業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃 21 我省LED產業(yè)發(fā)展狀況及趨勢分析 25 第四章 市場分析 25 25 27 29 LED路燈市場分析與預測 30 LED景觀燈市場分析與預測 33 第五章 項目技術可行性分析 34 34 34 太陽能電池組件 36 蓄電池 38 LED的應用研究 39 太陽能充放電控制器 42 太陽能LED戶外照明系統(tǒng)的優(yōu)化配置 43 生產流程 46 LED生產流程 46 主要技術參數(shù) 51 第六章 項目建設方案 53 建設規(guī)模 53 53 主要設備選型 56 項目產品的經(jīng)濟壽命期 59第七章 廠址選擇 60 60 地點與地理位置 60 土地利用現(xiàn)狀 60 場址建設條件 60 自然條件 60 外部建設條件 63 產業(yè)基礎條件 65第八章 主要原輔材料、燃料動力供應 68第九章 總圖運輸與公用輔助工程 69 69 總平面布置原則 69 總平面布置 69 豎向布置 69 道路設計 69 廠區(qū)綠化 70 70 公用輔助工程 71 給排水工程 71 74 75 75 77 77 78第十章 節(jié)能節(jié)水 78 節(jié)能措施 78 設計依據(jù) 78 節(jié)能措施 79 能源管理 79 節(jié)水措施 80 節(jié)水措施 80 管理措施 80第十一章 環(huán)境影響評價 80 81 81 項目建設對環(huán)境的影響 81 項目生產對環(huán)境的影響 84 85 施工期環(huán)境保護措施 85 生產期環(huán)境保護措施 86 87 87第十二章 勞動安全衛(wèi)生與消防 88 88 有毒有害物品的危害 88 危險性作業(yè)的危害 88 88 生產廢氣安全措施 88 危險性作業(yè)防范措施 89 90 防塵措施 91 防噪聲 91 給水衛(wèi)生 92 職業(yè)病防護和衛(wèi)生保健措施 92 消防設施 92第十三章 組織機構與人力資源配置 94第十四章 項目實施進度 94第十五章 投資估算及資金籌措 95第十六章 財務評價 95第十七章 效益分析 95第十八章 風險分析 95第十九章 可行性研究結論與建議 95第一章 總論隨著生產的發(fā)展和社會的進步，電力行業(yè)在人類的生產、生活、科研等領域起到越來越重要的作用?，F(xiàn)有的電力資源不能完全滿足人類日益增長的生產、生活需要；而且地球留給人類的資源也是有限的。所以，節(jié)能、環(huán)保、防恐、防災是擺在電力行業(yè)面前最主要的、永恒的話題。而照明耗電在各個國家的總發(fā)電量中占有很大比例。我國照明消耗約占整個電力消耗的20％。據(jù)統(tǒng)計，我國每年僅照明用電就有2000億至3000億度，如果全部用LED光源代替，每年至少可節(jié)電1600億度。為此，照明節(jié)電具有重要意義。1998年1月1日我國頒布了節(jié)能法，其中包括照明節(jié)電。因此，“綠色照明工程”應運而生。利用太陽能發(fā)電是集開發(fā)利用綠色可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境、改善人民生活條件于一體而面向21世紀人類發(fā)展的重大課題。同時又是集光電子半導體、電力電子、現(xiàn)代電力系統(tǒng)、電機學、電化學和現(xiàn)代控制理論等高新技術于一體的交叉科研課題。它具有巨大的經(jīng)濟、政治和社會效益，同時又含有豐富的學術研究價值和基礎理論問題。充分開發(fā)太陽能是世界各國政府可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略決策。在照明領域，LED發(fā)光產品的應用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產品，必然是未來發(fā)展的趨勢。正是基于光伏照明和LED光源的各自優(yōu)勢，本項目將兩者結合取代傳統(tǒng)光源應用于光伏照明系統(tǒng)，徹底地解決了傳統(tǒng)的光伏照明系統(tǒng)存在的交流逆變不可靠、燈管壽命短、耗電量大、效率低等缺點。應用太陽能與LED結合是人類照明的發(fā)展方向，它為人類“綠色照明工程”開辟了廣闊的道路。所以，LED光伏照明系統(tǒng)的開發(fā)具有重要的現(xiàn)實意義。可以預見LED光伏照明產業(yè)將是一個大有發(fā)展前途的高新技術產業(yè)，不僅是經(jīng)濟的一個新的增長點，同時將會給社會環(huán)境和人類的生活帶來巨大的變革。高效LED光伏戶外照明系統(tǒng)。LED的工作電流是直流，且工作電壓較低。當利用常規(guī)供電系統(tǒng)(交流電，110v，220v，380v等)作為LED的電源時，必須將電源轉變成低壓、直流電才能使用。這不僅增加了照明系統(tǒng)成本，同時又降低了能源的利用率。太陽電池是直接將光能轉化為直流電能的，且太陽電池組件可以通過串、并聯(lián)的方式任意組合，得到實際需要的電壓。這些特點恰恰是與LED相匹配而傳統(tǒng)供電系統(tǒng)所無法達到的。如果將太陽電池與LED相結合，將無須任何的逆變器進行交、直流或高、低壓電的轉換。這種系統(tǒng)將獲得很高的能源利用率、較高的安全性能和可靠性。所以，利用清潔的、取之不盡、用之不竭的太陽能為能源，與功耗低、壽命長(10萬小時)、光效高(2005年達50——80 、2010年可達100——1反應速度快、環(huán)保的LED相結合，將在直流低壓條件下實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明系統(tǒng)。太陽電池與LED可實現(xiàn)十分完美的結合。LED光源用于光伏照明的獨特優(yōu)勢：（1）太陽能電池是將太陽能轉化為電能的半導體器件PN結，而LED是一種將電能轉化為可見光的半導體器件PN結，因此作為集成了太陽能光伏發(fā)電和LED光源的照明系統(tǒng)，從PN結發(fā)電，再到PN結發(fā)光是新一代能源和新一代光源的完美結合。兩者同為直流工作狀態(tài)，具有電壓低并能互相匹配的特點。使得兩者結合不需要變頻器和逆變器等將直流變交流的過程，因此大大提高了整個照明系統(tǒng)的效率，降低了功耗和系統(tǒng)成本。（2）LED光源同蓄電池的匹配還可以做到功率的自適應。在太陽輻射不足的幾個月，由于蓄電池的充電不足，使蓄電池放電時端電壓也較低，使負載工作電流較小，功率也小，這樣系統(tǒng)能夠工作較長的時間。反之在太陽輻射比較充足的時候，負載工作電流較大，功率也大，照度會更高。（3）LED特別適合使用在太陽能路燈照明。因為LED具有較強的發(fā)光方向性，而路燈照明無需光源全立體角(4)發(fā)光。只要將燈桿下相應面積的地面照亮即可。全立體角發(fā)光的光源用在路燈實質是一種能量的浪費。因此LED燈的效率要更高。（4）通過模擬實際使用條件下的照度對兩種燈進行對比，實際照明效果相差不大。但LED燈具的耗電功率要比直流熒光燈低的多，節(jié)能效果顯著。（5）LED燈具的使用壽命是直流熒光燈的20倍以上，開關次數(shù)是直流熒光燈的3倍以上?？梢姡卷椖康哪繕水a品高效LED光伏戶外照明系統(tǒng)的開發(fā)如果完成了太陽電池與LED電學性能的最佳匹配，同時，保證太陽電池發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池的合理利用，便可真正實現(xiàn)最大限度的綠色環(huán)保理念。另外，太陽能LED照明產業(yè)化技術可結合城市科技、經(jīng)濟和城市建設、特別是能源與環(huán)境方面的發(fā)展規(guī)劃，將LED照明與發(fā)展節(jié)能技術、可再生潔凈能源利用和新型綠色照明燈具推廣等統(tǒng)籌考慮，開發(fā)出更多高效的戶外照明系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電技術能與 LED 照明完美結合的關鍵在于兩者同為直流電、電壓低且能互相匹配。因此兩者的結合不需要將太陽能電池產生的直流電轉化為交流電，因此大大提高了整個照明系統(tǒng)的效率。同時，借助于并網(wǎng)技術或利用蓄電池充放能量，使其優(yōu)勢更加明顯。隨著相關技術的深入研究，LED 的發(fā)光效率正在不斷提高，超高亮度的LED 將要問世，勢必會取代普通照明電光源，并大量節(jié)約能源且無污染。由于 LED 的工作電流是直流，且電壓較低。太陽能電池將光能轉化為直流電能，且太陽能電池組件可以通過串并聯(lián)方式組合得到實際需要的電壓。這些特點恰好與LED 相匹配，兩者結合將獲得很高的能源利用率、較高的安全性能和可靠性，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明系統(tǒng)，實現(xiàn)十分完美的結合?；谏鲜鯨ED光伏照明系統(tǒng)的巨大特點，以及國內外研究者對于太陽能發(fā)電原理和半導體LED照明技術的深入研究和所取得的成果，本項目的開發(fā)和實施符合當今科技的發(fā)展要求，且具有極為重大的現(xiàn)實意義。第二章 項目國內外現(xiàn)狀、項目意義太陽能光伏產業(yè)的歷史要追溯到1839年，當時法國人Edmund Becquerel發(fā)現(xiàn)了光伏現(xiàn)象。38年后，世界上第一片太陽電池——硒太陽電池才誕生，當時其光電轉換效率很低，僅有1%，所以硒太陽電池作為發(fā)電器件沒有得到推廣應用。1954年，美國貝爾實驗室的成功制備了具有實用價值的單晶硅太陽電池，%，幾年后提高到10%左右。1955年，Hoffman電子推出效率為2%的商業(yè)光伏產品，電池為14毫瓦/片，25美元/片，相當于1785美元/瓦(1955年美元)。由于價格昂貴，硅太陽電池開始僅用于地球衛(wèi)星、空間站等太空飛行器的供電。1958年，Hoffman電子的硅電池效率達到9%，第一個光伏電池供電的衛(wèi)星先鋒1號發(fā)射，光伏電池100平方厘米，為一備用的5毫瓦的話筒供電。1960年，Hoffman電子實現(xiàn)硅電池效率達到14%，1963年，Sharp公司成功生產光伏電池組件，日本在一個燈塔安裝242瓦光伏電池列陣，在當時是世界最大的光伏電池列陣。1973年，美國特拉華大學建成世界第一個光伏住宅，由于世界石油危機，太陽能作為潔凈、可再生能源得到世界各國高度重視，太陽電池材料與生產工藝得到很大發(fā)展。除了單晶硅池電池外，多晶澆鑄硅電池得到迅速發(fā)展。此外，以非晶硅、蹄化鎘和銅錮硒為代表的薄膜太陽電也相繼進入市場。1974年，日本推出光伏發(fā)電的“陽光計劃”。1975年1月，美國政府啟動地面PV研究與開發(fā)工程，項目委托給Jet Propul sionLaboratory（JPL)。1977年，世界太陽能電池產量超過500KW。1979年，世界光伏電池安裝總量1Mw。1980年，ARCO太陽能成為世界上第一個年產1Mw太陽能電池生產廠家。British Petroleum(BP)進入光伏市場，投資進行示范性工程。1985年單晶硅太陽電池售價10美元/瓦。澳大利亞新南威爾士大學Martin Green研制成20%效率太陽電池。1990年。2月28日，ARCO Solar賣給Siemens，形成Siemens Solar Industries。1995年，第一個國際資助加速光伏商業(yè)化的國家培訓項目在印度萬始。世界銀行和印度可再生能源發(fā)展署共同資助一個為期3年專題訓練班，由西門子太陽能工業(yè)公司(Siemens Solar Industries)具體實施。1996年，BP Solar購買加州APS技術，宣布實施“太陽神工程，即開始磅化福電池商業(yè)生產。圖森電子和ITN能源系統(tǒng)組建全球太陽能公司(Global Solar Energy)，作為圖森電子的分公司，以擴展銅錮硒電池生產能力，1999年，安裝總量超過1000MW，標志太陽能時代開始。從總的發(fā)展趨勢來看，太陽電池從1996年以后，以30%的年增長幅度高速發(fā)展。至2002年底，世界太陽能電池年總產量超過500MW。，而2004年則突破了1200MW大關，%，2005年，世界太陽能電池總產量1656MW，其中日本仍居首位。%以上。與此同時，太陽能電池售價也大幅度下降，己從上世紀五十年代1785美元/瓦，降低到現(xiàn)在2——3美元/瓦，并還有持續(xù)下降的趨勢。目前世界太陽能光伏產業(yè)的發(fā)展有著如下幾個特點:發(fā)展迅猛，市場容量迅速擴大，應用領域和應用范圍不斷拓展，太陽能光伏產品成本大幅降低。光伏產業(yè)在不同國家地區(qū)之間發(fā)展不平衡，無論是在技術、產量還是在市場運作方面，發(fā)達國家和不發(fā)達國家之間的發(fā)展差距很大，發(fā)展中國家已經(jīng)大大落后于發(fā)達國家，而且在主要光伏應用形式和技術特點上發(fā)達國家和發(fā)展中國家也有所區(qū)別。太陽能光伏技術和市場集中掌握在數(shù)個世界級的大公司手中。太陽能光伏產業(yè)已經(jīng)存在一定的生產能力過剩。近年來，全球光伏發(fā)電發(fā)展迅速，美國、歐洲及日本均制定了龐大的光伏發(fā)電發(fā)展計劃，美國和歐盟在1997年相繼宣布了“百萬屋頂光伏計劃”，日本也在1997年制定了“普及住宅光伏系統(tǒng)計劃”。到2010年，(含百萬屋頂計劃)。(可再生能源白皮書)。日本計劃累計安裝5GW(日本新陽光計劃)。，預計全球總累計安裝18GW。，年增長率高達34，其中德國以全年837MW的總安裝容量居首，直到2007年底光伏產業(yè)以連續(xù)五年超過40%的速度向前發(fā)展，從市場需求的角度看，一個非常重要的原因在于光伏系統(tǒng)價格的持續(xù)大幅下降。影響光伏系統(tǒng)成本的關鍵因素是太陽能光伏組件的價格，過去三十年以來太陽能光伏組件價格大大幅下降從US$50/Wp下降到現(xiàn)在的約為US$，由于太陽能光伏組件價格的下跌，使得在某些條件下，太陽能光伏系統(tǒng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)成本已經(jīng)達到了一個經(jīng)濟成本的平衡。光伏發(fā)電的快速增長，使太陽能光伏發(fā)電不再局限于邊遠農村地區(qū)供電及特殊應用，開始向并網(wǎng)發(fā)電及與建筑結合供電的方向發(fā)展，逐漸由補充能源向替代能源過渡。專家預計，到本世紀中葉，太陽能光伏發(fā)電將占全球發(fā)電量的15%一20%，成為人類的基礎能源之一。圖21為2002年至2009年間光伏安裝總量統(tǒng)計情況；圖22為2002年至2009年全球每年新增光伏安裝量及份額。圖21 2002年至2009年間光伏安裝總量統(tǒng)計情況圖22 2002年至2009年全球每年新增光伏安裝量及份額。1907年Henry Joseph Round 第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)