【文章內(nèi)容簡介】 我國太陽能產(chǎn)業(yè)突飛猛進，其中太陽能光伏發(fā)電技術更是 備受矚目，太陽能光伏發(fā)電技術產(chǎn)業(yè)化及市場發(fā)展經(jīng)過近二十年的努力已經(jīng)奠定了一個良好的基礎，但受國內(nèi)光伏發(fā)電成本制約，我國光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)還沒有得到大面積推廣。太陽能光伏發(fā)電的關鍵部件－太陽能電池組件的生產(chǎn)，已在我國形成很大的產(chǎn)能，并重點出口到歐美國家；同時制約太陽能組件生產(chǎn)成本的硅原料，也于 2021 年在我國形成產(chǎn)能，從而使得硅原料的價格從 2021 年的最高價 500 美元 /kg 降到當前的約 70～ 80 美元 /kg 價格，并還有一定的下降空間。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預測，到 2021 年，隨著硅原料價格的下降，光伏發(fā)電成本有望與火電成本相 當。 東營是太陽能資源非常豐富的地區(qū)，隨著光伏發(fā)電成本的降低，廣泛實施太陽能光伏發(fā)電工程將成為未來能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。 東營玉昊隆新能源有限公司利用自身的資源優(yōu)勢，積極響應國家新能源政策，合理利用充足的太陽能資源，促進太陽能光伏發(fā)電技術的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，擬在東營魯方金屬材料有限公司廠區(qū)內(nèi)開發(fā)建設 屋頂太陽能光伏電站工程。 本項目的示范目的在于，采用新型高效的太陽電池組件，結合東營魯方金屬材料有限公司已有建筑特點，在充分利用屋頂面積的同時，推廣用戶側(cè)并網(wǎng)的太陽能屋頂光伏示范電站示范效應，充分利用充足 的光能資源。 項目的任務和規(guī)模 東營玉昊隆新能源有限公司擬在東營魯方金屬材料有限公司廠房屋頂規(guī)劃建設 并網(wǎng)光伏電站一座。該項目充分利用當?shù)貎?yōu)質(zhì)太陽能資源，改善當?shù)仉娋W(wǎng)以水電東營魯方金屬材料有限公司 太陽能光電建筑一體化示范項目 可行性研究報告 3 為主的單一化結構，為山東電網(wǎng)提供清潔可再生能源，保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。 本光伏電站工程的建設可滿足本廠區(qū)部分負荷的需求，提高用電質(zhì)量，推動當?shù)亟?jīng)濟和社會發(fā)展，具有較大的社會環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。本項目主要供電給本公司負荷，多余部分外送至地區(qū)電網(wǎng)。 電池板選型和發(fā)電量估計 本期工程裝機容量為 ，推薦采用分塊發(fā)電、 集中并網(wǎng)方案。通過技術與經(jīng)濟綜合比較，電池組件選用 250Wp 多晶硅電池組件，共計 10440 塊；逆變器選用 250kW 型逆變器，共計 11臺。 本工程將東營魯方金屬材料有限公司屋頂分三個區(qū)域。 各區(qū)域太陽電池組串劃分的匯流區(qū)并聯(lián)接線，輸入防雷匯流箱后經(jīng)電纜接入直流配電柜，然后經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器逆變后的三相交流電經(jīng)電纜引至變壓器低壓側(cè)送至各低壓配電室。 逆變器室位置根據(jù)現(xiàn)場情況合理布置。 經(jīng)計算，電池組件方陣的運行方式以最佳傾角的方式固定式安裝。 計算結果：電站建成后第一年上網(wǎng)發(fā)電量為 352 萬 kW178。 h。在運行期 25 年內(nèi)的 年平均發(fā)電量為 324 萬 kW178。 h。 電氣 電氣一次 本期工程建設規(guī)模為 ,是光電建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電用戶側(cè)并網(wǎng)型光伏發(fā)電項目，所發(fā)電力擬主要供給所在廠區(qū)用電 ,也可以并網(wǎng)輸送。根據(jù)本項目安裝容量以及周邊電網(wǎng)情況，暫考慮以 電壓等級接入電網(wǎng)，具體方案以接入系統(tǒng)方案審查意見為準。太陽能并網(wǎng)發(fā)電示意圖如圖 。 東營魯方金屬材料有限公司 太陽能光電建筑一體化示范項目 可行性研究報告 4 圖 本工程光伏陣列安裝在廠房及庫房屋頂上，根據(jù)場地布置情況，采用分塊發(fā)電，集中并網(wǎng)的設計方案，將系統(tǒng)分 成 3個并網(wǎng)發(fā)電單元，共設 11 臺 250kW 逆變器，每個發(fā)電單元通過一臺低壓配電柜分別接入對應的低壓配電室，實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。 太陽能電池組件通過合適的串并聯(lián)，滿足并網(wǎng)逆變器要求的直流輸入電壓和電流。每塊組件接線盒都配有旁路二極管，防止“熱斑效應”，將組件因部分被遮蔭或電池片故障而導致的失效對系統(tǒng)效率的危害降到最低。同時，太陽能方陣的直流匯流箱內(nèi)設置防反二極管，以防止各并聯(lián)組件串之間形成回路，造成能源浪費和縮減組件的壽命。 并網(wǎng)逆變器采用雙環(huán)控制系統(tǒng)，實時檢測電網(wǎng)狀態(tài)，取得電網(wǎng)電壓、電流、頻率、相位等關鍵變量，通過 計算分析，使輸出電力與電網(wǎng)同步運行。且在運行期間，并網(wǎng)逆變器按工頻周期檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦電網(wǎng)異常如突然停電，壓降幅度超標，并網(wǎng)逆變器立即觸發(fā)內(nèi)部電子開關，實現(xiàn)瞬時與電網(wǎng)斷開。同時，并網(wǎng)逆變器不斷檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦其恢復正常并通過并網(wǎng)逆變器的計算分析，并網(wǎng)逆變器將重新并網(wǎng)。總之，作為并網(wǎng)系統(tǒng)的控制核心和直流變交流的樞紐，并網(wǎng)逆變器高度的自動化和精密的檢測控制功能從根本上保證了系統(tǒng)并網(wǎng)的安全性和可靠性。 太陽能組件邊框及其支撐結構均與建筑現(xiàn)有的接地系統(tǒng)連接，并網(wǎng)逆變器開關柜等設備外殼接地，防止直擊雷及觸電危險。 另外，直流和交流回路中均設有防雷模塊，防止感應雷擊波傷害。 低壓開關柜為站用電源開關柜，采用抽屜式低壓開關柜，室內(nèi)布置，防護等級為IP44，根據(jù)逆變器的輸出電流選擇適當?shù)拈_關和模數(shù)，整個配電裝置約需要 3面開關柜。開關柜與站用電源之間采用母線連接，布置緊湊，可靠性高，開關柜內(nèi)元器件選用合資及以上水平的產(chǎn)品。 東營魯方金屬材料有限公司 太陽能光電建筑一體化示范項目 可行性研究報告 5 系統(tǒng)配有完善的通訊監(jiān)控系統(tǒng)，全面檢測環(huán)境和系統(tǒng)的狀態(tài)，將光照強度、環(huán)境溫度、太陽能板溫度、風速等環(huán)境變量和系統(tǒng)的電壓、電流、相位、功率因數(shù)、頻率、發(fā)電量等系統(tǒng)變量通過 RS485 或以太 網(wǎng)或 GPRS 傳輸直控制中心，實現(xiàn)遠程監(jiān)控；同時如將同一地區(qū)多個并網(wǎng)電站的信息傳輸至同一控制中心，可方便區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度管理。 工程消防設計 本工程消防設計主要考慮屋頂光伏設施及附屬設備各類火災的防止和撲滅，立足自救。 本設計根據(jù)“預防為主，防消結合”的消防工作方針，遵循立足國內(nèi)，中等適用的指 導思想，在設計中嚴格執(zhí)行國家有關防火規(guī)范和標準，積極采取行之有效的先進防火技術，在加強火災監(jiān)測報警的基礎上，對重要設備采用相應的消防措施。 土建工程 本工程利用東營魯方金屬材料有限公司內(nèi)廠房、庫房等建筑房 頂布置太陽能電池組件，建筑類型為工業(yè)建筑。本工程中太陽能電池板鋪設的廠房有東營魯方金屬材料有限公司的精礦倉、精礦倉二期和 20 萬噸電解車間，通過太陽能組件支架將太陽能電池板架設在車間頂部。 精礦倉和精礦倉二期屋面為混凝土平屋面，太陽能光伏電池組件利用混凝土基礎固定在屋頂上； 20 萬噸電解車間屋面為彩鋼瓦，太陽能光伏電池組件利 用金屬支架固定在屋頂上。為減少屋頂安裝太陽能光伏組件增加荷載，組件支架采用鋼支架。金屬支架鋼構件采用熱鍍鋅防腐，設計壽命不低于 25 年。 施工組織設計 本項目初步運營期 25年，建設期 3個月。 項目的實施按照國家關于基本建設程序和太陽能光伏電池的安裝有關規(guī)定。具體項目進度如下： 工程計劃于 2021 年 3月開工， 2021 年 6月底投運。 東營魯方金屬材料有限公司 太陽能光電建筑一體化示范項目 可行性研究報告 6 工程管理設計 建設期間根據(jù)項目目標，以及針對項目的管理內(nèi)容和管理深度，本光伏并網(wǎng)工程將成立項目公司。項目公司建設期計劃設置 5 個部門：計劃部、綜合管理部、設備管理部、工程管理部、財務審計部，組織機構采用直線職能制，互相協(xié)調(diào)分工，明確職責，開展項目管理各項工作。 根據(jù)生產(chǎn)和經(jīng)營需要，結合現(xiàn)代化光伏并網(wǎng)電站運行特點，遵循精干、統(tǒng)一、高效的原則，對運營機構的設置 實施企業(yè)管理。參照原能源部頒發(fā)的能源人 [1992]64 號文“關于印發(fā)新型電廠實行新管理辦法的若干意見的通知”，結合新建電站工程具體情況，本電站按“無人值班”（少人值守）的原則進行設計。 環(huán)境保護和水土保持設計 環(huán)境保護 經(jīng)過對本工程的環(huán)境保護設計，分析環(huán)境與本工程間的相互影響要素，并采取有效措施使不利影響因素減至最低程度，使工程環(huán)境在建設與運行期內(nèi)都得到很好的保護，進而使工程與其周圍環(huán)境之間達到相互和諧發(fā)展的目標。 本工程為清潔、可再生能源的利用項目，受到國家和地方政府的大力支持。項 目選址在東營魯方金屬材料有限公司建筑物屋頂，不占據(jù)其他土地。 水土保持 經(jīng)過對本工程的水土保持設計，分析本工程水土流失現(xiàn)狀及成因，并預測工程建設可能造成的水土流失，提出有效措施使不利影響因素減至最低程度，使場址區(qū)水土在本工程建設與運行期內(nèi)都得到很好的保護。 本工程太陽能組件設置在東營魯方金屬材料有限公司車間屋頂，逆變器、直流配電柜等設備設置在車間內(nèi)，在不另外占用土地，無新增建筑的情況下，不會產(chǎn)生新的水土流失。 東營魯方金屬材料有限公司 太陽能光電建筑一體化示范項目 可行性研究報告 7 勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生 為貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，做到本工 程投產(chǎn)后符合勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生的要求，保障勞動者在勞動過程中的安全與健康，為建設項目的設計、施工、監(jiān)理、運行提供科學依據(jù)，推動工程項目安全程度的提高，根據(jù)國家有關設計標準、規(guī)程規(guī)范進行本工程勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生專項設計。 本工程勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設計范圍是對主要構筑物、生產(chǎn)設備及其光伏作業(yè)崗位和場所的勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生進行分析評價，主要包括光伏陣列、逆變器室等。 本工程勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設計的重點：分析評價本工程運行過程中可能出現(xiàn)的勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生等方面的主要危險有害因素；從設計、運行、管理的角度提出相應的消除或減免措施；提出勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生建議。對施工過程中的主要危險有害因素只作一般性分析，不作具體評價說明。 建設項目節(jié)能分析 本工程采用綠色能源 —— 太陽能，并在設計中采用先進可行的節(jié)電、節(jié)水及節(jié)約原材料的措施，能源和資源利用合理，設計中嚴格貫徹了節(jié)能、環(huán)保的指導思想，在技術方案、設備和材料選擇、建筑結構等方面，充分考慮了節(jié)能的要求，減少了線路投資，節(jié)約了土地資源。本工程各項設計指針達到國內(nèi)先進水平，為光伏電站長期經(jīng)濟高效運行奠定了基礎，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保。 太陽能是一種清潔的可再生能源，太陽能光伏發(fā)電不會產(chǎn)生大氣“三廢”問題。通過貫徹落實各項節(jié)能措施，本工程節(jié)能指標滿足國家有關規(guī)定的要求。 本工程將是一個環(huán)保、低耗能、節(jié)約型的太陽能光伏發(fā)電項目。 工程設計概算 多晶硅電池組、并網(wǎng)逆變器等設備價格根據(jù)廠家詢價確定，其他機電設備價格參考國內(nèi)現(xiàn)行市場價格計算。主要設備價格如下： 多晶硅電池組（ 250Wp/塊）按 元 /Wp 計算； 逆變器（ 250kW/臺）按 15萬元 /臺計算。 工程靜態(tài)投資 萬元，工程總投資 萬元，單位千瓦 靜態(tài) 投資 元 /kWp， 單位千瓦 動態(tài) 投資 元 /kWp。 東營魯方金屬材料有限公司 太陽能光電建筑一體化示范項目 可行性研究報告 8 經(jīng)濟評價 根據(jù)工程投資概算，工程固定資產(chǎn)靜態(tài)投資為 萬元，金太陽工程享受國家 /w 補貼，共計補貼 1430 萬元，本項目經(jīng)濟評價按工程固定資產(chǎn)靜態(tài)投資減去國家補貼后約 萬元進行經(jīng)濟評價分析。 本項目投資回收期為 年，總投資收益率為 %，投資利稅率為 %，全部投資財務內(nèi)部收益率 (所得稅后 )為 %，全部投資財務內(nèi)部收益率 (所得稅前 )為%，項目具有較好的盈利能力。 東營魯方金屬材料有限公司 太陽能光電建筑一體化示范項目 可行性研究報告 9 第二 章 光能資源 我國太陽能資源的地理分布 我國是太陽能資源相當豐富的國家，絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在 4kWh/m2178。天以上，與同緯度的其它國家相比，和美國類似，比歐洲、日本優(yōu)越得多。一、二、三類地區(qū)約占全國總面積的 2/3以上，年太陽輻射總量高于 5000MJ/m2，年日照時數(shù)大于2021h，具有利用太陽能的良好條件。 根據(jù)氣象部門的調(diào)查、測算：我國太陽能年總輻射量最大值在青藏高原，高達10100MJ/m2，最小值在四川盆地，僅 3300MJ/m2。圖 為我國太陽能年總輻射量分布圖。 圖 我國太陽能年總輻射量分布圖 我國太陽能資源按全年日照時數(shù)劃分，可分為：豐富區(qū)（≥ 3000h/a）、較豐富區(qū)（ 24003000h/a）、可利用區(qū)（ 16002400h/a）和貧乏區(qū)（≤ 1600h/a） 4 個區(qū)域。圖，可以看出，從大興安嶺南麓向西南穿過河套，向南沿青藏高原東側(cè)直至西藏南部，形成一條等值線。此線以西為太陽能豐富地區(qū)，年日照時≥ 3000h，這是這些地區(qū)位處內(nèi)陸，全年氣候干旱、云量稀少所致。 東營魯方金屬材料有限公司 太陽能光電建筑一體化示范項目 可行性研究報告 10 圖 我國全年日照時數(shù)分布圖 東營市地理位置及氣候概況 （ 1）地理位置 東營市地理位置為北緯 31176。55′ ～ 38176。10′ ，東經(jīng) 118176。07′ ～ 119176。10′ 。東、北臨 渤海 ，西與 濱州 市毗鄰，南與 淄博 市、 濰坊 市接壤。南北最大縱距 123 公里，東西最大橫距 74公里，總面積 7923 平方公里。 東營經(jīng)濟開發(fā)區(qū)地處黃河三角洲的中心城市東營，黃河從東營入海。黃河三角洲是中國也是世界上一個獨特的三角洲，是繼珠江