【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 17 （４）環(huán)境制約日益突出。根據(jù)多年實(shí)測(cè)結(jié)果，寧波市酸雨率已達(dá)到在 60% 70%左右，已被國(guó)家列為酸雨控制區(qū)。電力工業(yè)是污染物排放較多的行業(yè)，其中火電廠(chǎng)的環(huán)境問(wèn)題尤為突出。以北侖電廠(chǎng)為例，雖然其投產(chǎn)以來(lái)，已累計(jì)投入 12 億多元專(zhuān)項(xiàng)資金用于環(huán)保改造，并成為我國(guó)首批國(guó)際一流火力發(fā)電廠(chǎng)，其主要經(jīng) 濟(jì)、環(huán)保技術(shù)指標(biāo)在國(guó)內(nèi)同類(lèi)型機(jī)組中始終處于領(lǐng)先水平，且據(jù)近兩年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，企業(yè)實(shí)際二氧化硫排放濃度要比國(guó)家控制允許標(biāo)準(zhǔn)低了 30%多。但由于北侖發(fā)電廠(chǎng)耗煤量巨大，其二氧化硫的排放量占了寧波市總量的 50%多。而隨著北 侖電廠(chǎng)三期、烏沙山電廠(chǎng)、國(guó)華寧海電廠(chǎng)等大型電廠(chǎng)的新、擴(kuò)建，寧波市的環(huán)境污染問(wèn)題將日益突出。 ４、寧波市電力發(fā)展規(guī)劃 （ 1）電力負(fù)荷預(yù)測(cè)： 通過(guò)時(shí)間序列法及負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)法，對(duì)寧波市最高負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)計(jì) 2021 年寧波市最高負(fù)荷達(dá)到 737 萬(wàn)千瓦， 2020 年為 1178 萬(wàn)千瓦。 （２）電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃： 寧波市 “ 十一五 ” 期間新增 500千伏變電容量 450萬(wàn)千伏安，其中新建 200萬(wàn)千伏安，擴(kuò)建 250 萬(wàn)千伏安：新建甬東變（北侖區(qū)）、觀(guān)城變（慈溪市），擴(kuò)建河姆變（余姚市）、寧海變（寧?？h）、甬東變（北侖區(qū)）。到 2021 年，寧波市 腰荷500千伏容載比約為 。 “ 十一五 ” 期間，寧波全市增加 220千伏變電容量 645 萬(wàn)千伏安，其中新建 372萬(wàn)千伏安，擴(kuò)建 288 萬(wàn)千伏安，改造凈增 151000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 18 萬(wàn)千伏安，到 2021年， 220 千伏容載比約為 左右。寧波城區(qū)電網(wǎng)考慮增加 220千伏變電容量 234 萬(wàn)千伏安，其中新建 138萬(wàn)千伏安，擴(kuò)建 96 萬(wàn)千伏安，到 2021 年城區(qū)電網(wǎng)容載比約為。 “ 十一五 ” 期間，寧波市增加 110千伏變電容量 萬(wàn)千伏安，到 2021年，寧波全市 110 千伏容載比為 ；其中寧波城區(qū)增加 ，容載比約 為 。 根據(jù)城市電網(wǎng)規(guī)劃總的技術(shù)原則要求，控制 35 千伏公用電網(wǎng)的發(fā)展，直供大用戶(hù)及負(fù)荷密度較小的邊遠(yuǎn)地區(qū)變電所可根據(jù)需要采用 35千伏電壓等級(jí)接入。 四、寧波市建設(shè)條件 （一）光照資源條件 我國(guó)太陽(yáng)輻射年總量的地理分布 我國(guó)屬世界上太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，全年輻射總量在～ 2,333 kWh /m 。 全國(guó)總面積 2/3 以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于 2,000 小時(shí)。我國(guó)西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總輻射量和日照時(shí)數(shù)均為全國(guó)最高，屬世界太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)之一 。 1000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 19 圖 1 我 國(guó)太陽(yáng)輻射年總量分布 我國(guó)太陽(yáng)能理論總儲(chǔ)量為 147179。 108 GWh /年。我國(guó)有荒漠面積 108萬(wàn)平方公里，主要分布在光照資源豐富的西北地區(qū)。如果利用十分之一的荒漠安裝并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，裝機(jī)容量就達(dá)大約179。 1010 kWp。折算裝機(jī)功率為 1,928 GW,相當(dāng)于 128 座三峽電站?？梢蕴峁┪覈?guó) 2021年 16,540 億 kWh 的耗電量的 。 寧波市太陽(yáng)能資源分布特點(diǎn) 寧波市具有豐富的太陽(yáng)能資源，年太陽(yáng)能總輻射量大約在4717MJ/m2， 年 資源理論儲(chǔ)量 3226 億 KWh，每年 地表吸收的太陽(yáng)能 相當(dāng)于 大約 ， 開(kāi)發(fā)利用前景廣闊 寧波市太陽(yáng)能資源 寧波屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤(rùn)，四季分明，年平均氣溫℃ ，月平均氣溫以七月份最高，為 ℃ ，一月份最低，為 ℃ 。全市無(wú)霜期一般為 230～ 240 天，年平均降水量 1400mm左右， 5～ 9 月的降水量占全年的 60%。 1000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 20 寧波地區(qū)平均 30年氣象資料供給表（ 1961－ 1990 年） 1000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 21 （二）場(chǎng)址條件 場(chǎng)址地理位置 ：場(chǎng)址位于寧波市國(guó)家高新區(qū)寧波太陽(yáng)能電源有限公司內(nèi)，距市區(qū) 13km。東經(jīng) 176。，北 緯 176。平均海拔 。距 10KV、容量為 5000KVA 的高新區(qū)環(huán)變 km。日照輻射量為 4717MJ/㎡，日照小時(shí)數(shù) 1850h，最大陣風(fēng)風(fēng)速14m/s。平均氣溫 ℃，周?chē)鸁o(wú)高大建筑和遮擋物。 場(chǎng)址建設(shè)條件： （ 1）富集的太陽(yáng)光照資源，保證很高的發(fā)電量； （ 2）靠近主干電網(wǎng)，以減少新增輸電線(xiàn)路的投資； （ 3）主干電網(wǎng)的線(xiàn)徑具有足夠的承載能力，在基本不改造的情況下有能力輸送光伏電站的電力； （ 4）離用電負(fù)荷中心市區(qū) 13km，以減少輸電損失； （ 5）便利的交通、運(yùn)輸條件和生活條件； （ 6）良好的示范條件，讓公眾認(rèn)識(shí)和接受光伏發(fā)電技術(shù)，具有一定的影響力。 五、太陽(yáng)能光伏電站方案設(shè)計(jì) 寧波太陽(yáng)能電源有限公司房頂 1000KWp 的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，采用分散并網(wǎng)方案，將系統(tǒng)分為以各建筑物為單元的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，并入各建筑物的配電間。最終實(shí)現(xiàn)將整個(gè)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入交流電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電的方案。 （一）太陽(yáng)能電池陣列設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能光伏組件選型 1000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 22 （ 1） 單晶硅 光伏組件與多 晶硅 光伏組件的比較 單晶 硅 太陽(yáng)能光伏組件 具有電池轉(zhuǎn)換效率高， 商業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換效率在 16%左右，其 穩(wěn)定性好， 同等容量太陽(yáng)能電池組件 所占面積小，但是成本較高 ，每瓦售價(jià)約 1820 元。 多晶硅太陽(yáng)能光伏組件 生產(chǎn)效率高，轉(zhuǎn)換效率 略低于單晶硅 ， 商業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換效率在 13%15%，在壽命期內(nèi)有一定的 效率衰減 ， 但成本 較低 ， 每瓦售價(jià)約 1719 元。 兩種組件使用壽命均能達(dá)到 25 年，其功率衰減均小于 15％。 （ 2）根據(jù)性?xún)r(jià)比本方案推薦采用 175WP太陽(yáng)能光伏組件，全部為寧波太陽(yáng)能電源有限公司組件，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表： 表 12 太陽(yáng)能電池組件性能參數(shù)表 峰值功率 （ Wp） 175 短路電流 （ Isc） 開(kāi)路電壓 （ Voc） 峰值電壓 (Vmp) 峰值電流 (Imp) 額定工作溫度 (℃ ) 43177。 2 抗風(fēng)力或表面壓力 2400Pa,130km/h 絕緣強(qiáng)度 DC3500V,1min, 漏電電流≤ 50 沖擊強(qiáng)度 227g鋼球 1m自由落體 ,表面無(wú)損 外形尺寸 (mm) 1580179。 808179。 46 重量 (kg) 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)效率計(jì)算 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率由光伏陣列的效率、逆變器效1000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 23 率、交流并網(wǎng)等三部分組成。 （ 1） 光伏陣列效率η 1：光伏陣列在 1000W/m2 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度下 ,實(shí)際的直流輸出功率與標(biāo)稱(chēng)功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失包括：組件的匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽(yáng)輻射損失、溫度影響、最大功率點(diǎn)跟蹤精度、及直流線(xiàn)路損失等，取效率 85%計(jì)算。 (2)逆變器轉(zhuǎn)換效率η 2：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，取逆變器效率 95%計(jì)算。 （ 3）交流并網(wǎng)效率η 3：從逆變器輸出至高壓電網(wǎng)的傳輸效率，其中主要是升壓變壓器的效率，取變壓器效率 95%計(jì)算。 （ 4）系統(tǒng)總效率為：η 總 ＝η 1179。η 2179。η 3＝ 85%179。 95%179。 95%=77% 傾斜面光伏 陣列表面的太陽(yáng)能輻射量計(jì)算 從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽(yáng)能輻射量，需要換算成光伏陣列傾斜面的輻射量才能進(jìn)行發(fā)電量的計(jì)算。 對(duì)于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽(yáng)輻射能與傾角有關(guān)，較簡(jiǎn)便的輻射量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為： Rβ ＝ S179。 [sin(α +β )/sinα ]+D 式中： Rβ —— 傾斜光伏陣列面上的太陽(yáng)能總輻射量 S —— 水平面上太陽(yáng)直接輻射量 D —— 散射輻射量 α —— 中午時(shí)分的太陽(yáng)高度角 β —— 光伏陣列傾角 1000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 24 根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁┑奶?yáng)能輻射數(shù)據(jù)，按上述公式計(jì)算寧波市不同傾斜面的太陽(yáng)輻射量，具體 數(shù)據(jù)見(jiàn)下表： 表 10寧波市不同傾斜面各月的太陽(yáng)輻射量（ KWH/m2） 傾角β 20176。 24176。 26176。 28176。 30176。 32176。 34176。 36176。 40176。 1月 2月 100 3月 150 4月 129 5月 137 6月 7月 8月 9月 10月 124 11月 105 111 12月 106 全年 從上表的計(jì)算可以看出，寧波緯度 176。 ,傾角等于 24176。時(shí)全年接受到的太陽(yáng)能輻射能量最大 ,比水平面的數(shù)值高約 %。確定太陽(yáng)能光伏陣列安裝傾角為 24176。 各建筑物太陽(yáng)能電站太陽(yáng)能光伏組件串并聯(lián)方案 (1)、 1 號(hào)生產(chǎn)大樓樓頂面積可安裝 TDB125179。 12572P 型太陽(yáng)能組件板 1856 塊，采用 350KW 并網(wǎng)逆變器一臺(tái)，太陽(yáng)能組件串并連方式為 16 串 116 并，需 8 只一級(jí)直流匯流盒，一只二級(jí)直 流匯流盒。 （ 2）、 2 號(hào)樓樓頂面積可安裝 TDB125179。 12572P 型太陽(yáng)能組件1000KW 屋頂光伏發(fā)電工程示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 25 板 432塊，采用 8KW 并網(wǎng)逆變器 9 臺(tái)，每臺(tái)太陽(yáng)能逆變器可接入太陽(yáng)能組件為 12串 4 并。 （ 3）、 4 號(hào)樓樓頂面積可安裝 TDB125179。 12572P 型太陽(yáng)能組件板 60 塊，采用 并網(wǎng)逆變器 3 臺(tái)，每臺(tái)太陽(yáng)能逆變器可接入太陽(yáng)能組件為 10串 2 并。 (4)、 5 號(hào)生產(chǎn)大樓樓頂面積可安裝 TDB125179。 12572P 型太陽(yáng)能組件板 1408 塊，采用 250KW 并網(wǎng)逆變器一臺(tái)，太陽(yáng)能組件串并連方式為 16串 88并，需 5 只一級(jí)直流匯流盒，一只二級(jí) 直流匯流盒。 (5)、 6 號(hào)生產(chǎn)大樓樓頂面積可安裝 TDB125179。 12572P 型太陽(yáng)能組件板 756塊，采用 125KW 并網(wǎng)逆變器一臺(tái)，太陽(yáng)能組件串并連方式為 12串 63并，需 4 只一級(jí)直流匯流盒，一只二級(jí)直流匯流盒。 (6)、 7 號(hào)生產(chǎn)大樓樓頂面積可安裝 TDB125179。 12572P 型太陽(yáng)能組件板 1440 塊，采用 250KW 并網(wǎng)逆變器一臺(tái)，太陽(yáng)能組件串并連方式為 16串 90并，需 5 只一級(jí)直流匯流盒，一只二級(jí)直流匯流盒。 （ 7）、 8 號(hào)號(hào)生產(chǎn)大樓樓頂面積可安裝 TDB125179。 1