【導(dǎo)讀】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。煙臺宏源熱電設(shè)計有限公司。工程設(shè)計證書乙級A237014726號。張立濤張鈺王松濤郝善富。太陽能與建筑一體化將成為未來建筑節(jié)能市場的亮點............26

　　

【正文】 影響 （ 1）氣溫的影響 本工程選用逆變器的工作溫度范圍為 25～ 55℃，選用電池組件的工作溫 度范圍為40～ 85℃。正常情況下，太陽電池組件的工作溫度可保持在環(huán)境溫度加 30℃的水平 。 按本工程場區(qū)極端氣溫數(shù)據(jù)校核，本項目太陽電池組件及逆變器的工作溫度可控制在允許范圍內(nèi)，地區(qū)氣象溫度條件對太陽電池組件及逆變器的安全性沒有影響。 （ 2）降水的影響 區(qū)域內(nèi)沒有泥石流和塌方產(chǎn)生的跡象，降水對本項目太陽電池組件的安全性沒有影響。 （ 3）冰雹的影響 根據(jù) GB/T95351998《地面用晶體硅光伏組件－設(shè)計鑒定和定型》（與 ICE 1215標(biāo)準(zhǔn)等效）進(jìn)行核算，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的太陽電池組件可經(jīng)受直徑 25mm、速度 的冰雹打擊。光伏電池組件生產(chǎn)廠還可生產(chǎn)滿足直徑 35mm、速度 件的產(chǎn)品。 本項目區(qū)多年無冰雹監(jiān)測記錄，不能對冰雹影響的程度做出直接評價。一般而言，光伏組件的鑒定和定型標(biāo)準(zhǔn)保證了太陽電池組件在世界范圍內(nèi)的工程運(yùn)用，可以認(rèn)為對本項目也是適用的。 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 20 （ 4）風(fēng)荷載的影響 本工程對于風(fēng)荷載的設(shè)計取值主要依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB500092021 中的附圖（ 全國基本風(fēng)壓分布圖 ），本工程確定的風(fēng)荷載設(shè)計值為 ，并按此設(shè)計光伏電池組件的安裝支架及基礎(chǔ)等。 （ 5）雷暴的影響 本項目根據(jù)光伏電池組件布置的區(qū)域面積及運(yùn)行要求，合理設(shè)計防雷接地系統(tǒng)，并達(dá)到對全部光伏電池陣列進(jìn)行全覆蓋的防雷接地設(shè)計。 區(qū)域太陽能資源評價 對修正后的太陽能資源進(jìn)行分析，其代表年總輻射量為 ，根據(jù)《太陽能資源評估方法》（ QX/T 892021）中太陽能資源豐富程度的分級評估方法，該區(qū)域的太陽能資源豐富程度屬“資源很豐富”（ 5040～ 6300MJ/m2178。 a），在該區(qū)域適宜進(jìn)行光伏電站的建設(shè)，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。 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 21 第三章 項目的任務(wù)和規(guī)模 工程總體規(guī)劃及總平面布置 東營魯方金屬材料有限公司光伏項目在本公司廠區(qū)內(nèi)，項目布置在了精礦倉、精礦倉二期和 20萬噸電解車間的建筑屋頂。屋頂安裝區(qū)域如下圖所示： 圖 精礦倉屋頂電池板安裝圖 圖 精礦倉二期屋頂電池板安裝圖 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 22 圖 20 萬噸電解車間屋頂電池板安裝圖 根據(jù)站址總平面布置的特點，本工程將太陽能板布置在廠區(qū)內(nèi)建筑物屋頂上，其中布置太陽能板房頂面積為 38000m2。太陽能板采用多晶硅太陽電池組件，單片功率 250Wp，共 10440 片。 本工程將太陽能電池板布置在精礦倉、精礦倉二期和 20 萬噸電解車間房頂，光照條件好，周圍無建筑物遮擋，充分利用廠區(qū)內(nèi)立體空間，集約、節(jié)約用地，降低土地成本，有效實現(xiàn)光電建筑一體化。 太陽能板采用多晶硅太陽電池組件，單片功率 250Wp，共 10440 片。屋頂面積能夠滿足太陽能電池板布置所需要求。 根據(jù)建筑為平頂建筑 ,結(jié)合建筑物屋頂安裝太陽能光伏電池組件宏觀、微觀條件的分析結(jié)果，為了提高項目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。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(gòu)件采用熱鍍鋅防腐，設(shè)計壽命不低于 25 年。 山東電網(wǎng)電力系統(tǒng)概況 山東電網(wǎng)共有 220 千伏及以上變電容量 8218 萬千伏安，輸電線路 17430 公里。其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 23 中， 500 千伏變電容量 2525 萬千伏安，輸電線路 3852 公里。全省裝機(jī)總?cè)萘?5601 萬千瓦（其中統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量 萬千瓦，占 %）。 60萬千瓦及以上機(jī)組容量 976 萬千瓦，占 1 %； 30萬（含） 6 0萬千瓦機(jī)組容量 1 647 萬千瓦，占 29. 4%； 萬（含）萬千瓦機(jī)組容量 141 4 萬千瓦，占 25. 2%； 10 萬 千瓦及以下機(jī)組容量 1564 萬千瓦，占2 %。 山東電網(wǎng)的電力供需形勢存在不確定性。山東電網(wǎng)冬季最高統(tǒng)調(diào)用電負(fù)荷約為 3700萬千瓦；夏季高峰負(fù)荷前，全省統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量約為 4422 萬千瓦。一是機(jī)組臨故修、煤炭庫存及煤質(zhì)差導(dǎo)致的停機(jī)和降出力有可能進(jìn)一步增加；二是因缺煤造成的地方小火電停運(yùn)，導(dǎo)致電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷的增加等。綜合考慮以上因素，夏季高峰負(fù)荷期間，山東電網(wǎng)電力缺口在 2 00 萬千瓦 700 萬千瓦之間，電力供應(yīng)形勢較為嚴(yán)峻。 2021 年 12 月召開的山東省新能源工作會議中提出：“到 2021 年，全省新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá) 到 400千瓦以上，占電力裝機(jī)的比重超過 5%，新能源實現(xiàn)替代常規(guī)源量 1200 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全省能源消費(fèi)的比重提高到 4%，新能源產(chǎn)業(yè)增加值突破 700 億元；到 2021年，新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到 1000 千瓦，占電力裝機(jī)的比重超過 10%，達(dá)到 2021 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，新能源產(chǎn)業(yè)增加值突破 1000 億元；到 2020 年，新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到 2500 千瓦，占電力裝機(jī)的比重超過 20%，達(dá)到 5000 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，新能源產(chǎn)業(yè)增加值超過 2500 億元”。本工程開發(fā)利用太陽能發(fā)電，對于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有極為重要的意義， 符合國家能源、環(huán)保政策和可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，屬于國家鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。 東營市“十五”期間生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)工作取得了顯著成就，但也面臨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)高增長和與之相伴的城市化和大規(guī)模資源開發(fā)，給環(huán)境造成極大的壓力，形勢依然嚴(yán)峻。需要以削減二氧化硫排放總量為重點，推進(jìn)大氣污染防治。 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東營魯方金屬材料有限公司廠房建筑特點，為了響應(yīng)國家新能源政策，推廣太陽能光伏發(fā)電技術(shù) 的產(chǎn)業(yè)化，擬在廠房屋頂建立屋頂式太陽能光伏發(fā)電工程。 通過對本示范工程業(yè)主用電負(fù)荷情況原始資料的分析，業(yè)主負(fù)荷情況如下：年用電量為 萬千瓦時，平均日用電量為 21079kwh。 本光伏示范電站設(shè)計容量 ，輸出的電能在低壓用戶側(cè)并網(wǎng)，太陽能發(fā)電單元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 24 年均發(fā)電量為 324萬千瓦時，占用電量的 %。由于用電負(fù)荷功率大于光伏電站的發(fā)電功率，不足電力仍需由 10kV 干線電網(wǎng)供給。 太陽能電池板所生成的直流電經(jīng)匯線柜、逆變器轉(zhuǎn)化為 380V 三相交流電，通過交流并網(wǎng)柜與廠房內(nèi)部電網(wǎng)連接，使光伏方陣發(fā)出的電能 即時供給廠房使用。 工程建設(shè)的必要性 在眾多的可再生能源中，最理想的是太陽能，它具有普遍、無害、巨大、長久、便捷等明顯優(yōu)點。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽，煤炭、石油、天然氣等化石燃料，也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。未來世界能源，太陽能仍是主力。 太陽能是永不枯竭的清潔能源，是 21世紀(jì)以后人類可期待的最有希望的能源之一，世界各國政府無不對太陽能利用予以相當(dāng)?shù)闹匾暋? 我國是世界上太陽能資源最為豐富的國家之一，太陽能年輻照總量超 過 502萬 KJ/m2，每年地表吸收的太陽能約相當(dāng)于 17萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。作為綠色清潔能源，太陽能更是具有特殊的環(huán)保優(yōu)勢。 近年來人們對太陽能技術(shù)的研制和利用，已顯示了積極有效的作用。這一新型能源的發(fā)展，既可解決人類面臨的能源短缺，又不造成環(huán)境污染。盡管太陽能技術(shù)的成本還較高以及性能還有待進(jìn)一步提高，但隨著太陽能科學(xué)的不斷進(jìn)步，太陽能技術(shù)應(yīng)用愈來愈顯示了誘人的發(fā)展前景?？梢灶A(yù)見，在下個世紀(jì)，太陽能技術(shù)將扮演更為重要的角色。太陽能是人類取之不盡，用之不竭的可再生能源，也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。 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 25 圖 未來能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化趨勢 我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國之一，也是少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一，在能源生產(chǎn)和消費(fèi)中，煤炭約占商品能源消費(fèi)構(gòu)成的 75％，已成為我國大氣污染的主要來源。因此，大力開發(fā)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿刃履茉春涂稍偕茉蠢眉夹g(shù)將成為減少環(huán)境污染的重要措施之一。 根據(jù)《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》和《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，我國將通過大力發(fā)展可再生能源，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，到 2020 年，力爭使可再生能源開 發(fā)利用總量在一次能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中的比重提高到 15%。 今后我國在能源領(lǐng)域?qū)嵭械墓ぷ髦攸c和主要任務(wù)仍是加快能源工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，努力提高清潔能源開發(fā)生產(chǎn)能力。以光電、風(fēng)力發(fā)電 、太陽能熱水器、大型沼氣工程為重點，以“設(shè)備國產(chǎn)化、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、市 場規(guī)范化”為目標(biāo)，加快可再生能源開發(fā)。 近幾年，國際光伏發(fā)電迅猛發(fā)展，光伏發(fā)電已由補(bǔ)充能源向替代能源過渡，并向并網(wǎng)發(fā)電的方向發(fā)展。 2021 年底國家發(fā)展和改革委員會下發(fā)了《關(guān)于開展大型并網(wǎng)光伏示范電站建設(shè)有關(guān)要求的通知》，鼓勵在寧夏、新疆、西藏、青海、甘肅等太陽能 資源豐富地區(qū)開展大型并網(wǎng)光伏電站的建設(shè)工作。 屋頂光伏電站既可以利用現(xiàn)有的空間，又可以緩解電力供應(yīng)不足的現(xiàn)狀，有利于增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 26 加可再生能源的比例，優(yōu)化系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)，且沒有任何污染，減輕環(huán)保壓力。 山東電網(wǎng)共有 220 千伏及以上變電容量 8218 萬千伏安， ，電網(wǎng)仍以火電為主，火電裝機(jī)比重過大，每年耗用大量燃煤， CO SO2等有害氣體的排放不利于環(huán)境保護(hù)，需要改善能源結(jié)構(gòu)。 國家要求每個省常規(guī)能源和再生能源必須保持一定的比例，因此，大力發(fā)展太陽能發(fā)電，將改善能源結(jié)構(gòu)，有利于提高再生能源在系統(tǒng) 中的比例。 、保護(hù)環(huán)境的需要 保護(hù)與改善人類賴以生存的環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是世界各國人民的共同愿望。我國政府已把可持續(xù)發(fā)展作為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基本戰(zhàn)略，并采取了一系列重大舉措。合理開發(fā)和節(jié)約使用自然資源，改進(jìn)資源利用方式，調(diào)整資源結(jié)構(gòu)配置，提高資源利用率，都是改善生態(tài)、保護(hù)環(huán)境的有效途徑。 太陽能是清潔的、可再生的能源，開發(fā)太陽能符合國家環(huán)保、節(jié)能政策，光伏電站的開發(fā)建設(shè)可有效減少常規(guī)能源尤其是煤炭資源的消耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 太陽能與建筑一體化將成為未來建筑節(jié)能市場的亮點 本項 目所采用的建設(shè)形式為太陽能與建筑一體化。太陽能與建筑一體化是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)與建筑有機(jī)結(jié)合，利用太陽能發(fā)電組件替代建筑物的某些材料，把太陽能的利用納入環(huán)境的總體設(shè)計，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽能設(shè)施成為建筑的一部分，相互間有機(jī)結(jié)合，消除了傳統(tǒng)太陽能的結(jié)構(gòu)所造成的對建筑的外觀形象的影響。利用太陽能設(shè)施完全取代或部分取代屋頂覆蓋層，減少了成本，提高效益。太陽能發(fā)電系統(tǒng)完全納入建筑體系，成為建筑體系不可分割的一部分，與建筑同步設(shè)計、同步施工、同步后期物業(yè)管理。利用太陽能設(shè)施完全取代或部分取代傳統(tǒng)的玻璃幕墻等 建筑材料，既避免了重復(fù)建設(shè)，節(jié)約了成本，又可提高附加經(jīng)濟(jì)效益。 太陽能屋頂光伏電站的建設(shè)，既有利于增強(qiáng)電力系統(tǒng)抵御戰(zhàn)爭和災(zāi)害的能力，又有利于改善電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡，降低線路損耗，還可起到調(diào)峰作用。 近年來國家有關(guān)部門以及地方政府紛紛重視太陽能光伏發(fā)電的推廣利用，出臺了許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 27 多鼓勵政策，加快了太陽能光伏發(fā)電工程化應(yīng)用的步伐。國家 能源局 2021 年 9月 12 日發(fā)布《太陽能發(fā)電發(fā)展“ 十二五 ”規(guī)劃》，規(guī)劃具體發(fā)展指標(biāo)為：到 2021 年底，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到 2100 萬千瓦以上，年發(fā)電量達(dá)到 250 億千瓦時。 隨著太陽能光伏利用與建筑一體化不斷完善，采用太陽能建筑一體化設(shè)計的太陽能建筑將來必定成為我國乃至世界今后幾年里建筑業(yè)發(fā)展的主流方向，并從一些試點工程迅速向全國進(jìn)行普及，太陽能建筑一體化的大規(guī)模出現(xiàn)已經(jīng)成為一種時代的必然。我國光電一體化建筑在正常發(fā)展 和生態(tài)驅(qū)動發(fā)展兩種模式下發(fā)展，太陽能與建筑一體化定將成為 21世紀(jì)的市場熱點，成為 21 世紀(jì)建筑節(jié)能市場的亮點。 工程建設(shè)規(guī)模 光伏電站的規(guī)模主要考慮所在地區(qū)的太陽能資源、光電開發(fā)規(guī)劃、電力系統(tǒng)需求情況、項目開發(fā)建設(shè)條件等因素。 東營市處于北溫帶季風(fēng)區(qū)，背陸面海，氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)型大陸型氣候。冬冷夏熱，四季分明。春季干旱多風(fēng)；夏季炎熱多雨，溫高濕大；秋季天高氣爽，晚秋多干旱；冬季干冷，寒風(fēng)頻吹。 19782021 年平均氣溫 ℃，一月平均氣溫 ℃，七月平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃， 多出現(xiàn)在 6~7 月，極端最低氣溫 ℃，多出現(xiàn)在1