农光互补20MW农业大棚光伏电站项目可行性实施报告.docx

1、农光互补20MW农业大棚光伏电站项目可行性实施报告农光互补20兆瓦农业大棚光伏电站编制单位：市XX新能源 编制日期： 二 0 一 五 年 十 一 月1概述1.1项目概况工程名称：农光互补20MW农业大棚光伏电站规模：20MWp建设地点：市亭湖区便仓镇金村三组工程投资：18500万元项目投资部收益率（所得税后）：10.7%便仓镇是见诸宋史的千年古镇，境一马平川，四季分明，土地肥沃，资源丰富，素有蔬菜重镇、蚕桑强镇、旅游名镇和枯枝牡丹之乡的美誉，便仓镇镇政府为开发旅游产业，现在便仓镇金村开发了一块一般农用地用来发展以种植牡丹花等观赏性花卉的培育。经有关人士建议引进在这块土地上建农业大棚光伏发电项目

2、，农业大棚可以用来培育观赏性花卉又可以用来发展观光农业来策应便仓镇旅游的开发思路，光伏农业大棚发电组件利用的是农业大棚的棚顶，并不占用地面，也不会改变土地使用性质，因此能够节约土地资源。可在有效扭转人口大量增加情况下耕地大量减少方面起到积极作用。另一方面，光伏项目在原有农业耕地上建设，土地质量好，有利于开展现代农业项目，发展现代农业、配套农业有利于第二、三产业与第一产业的结合。而且可以直接提高当地农民的经济收入。棚顶发电可以满足农业大棚的电力需求，如温控、灌溉、照明补光等，还可以将电并网销售给电网公司，实现收益，为投资企业产生效益。此项目不仅发展了农业种植，又发展了绿色能源。能源问题是世界发展

3、的关键。随着不可再生的煤、石油、天然气等化石能源不断减少，为了要维持国家的可持续发展，迫切需要可再生新能源，如太阳能、风能、生物质能等。本项目建设地点位于光伏发电场址位于便仓金村三组，光照较丰富、交通方便，可以用于建设并网发电系统。本期规划20MWp。光伏组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，按系统25年输出衰减20%计算发电量。根据计算得出20MW光伏系统平均年发电量约为0.228亿度，20年发电总量约为4.56亿度。本工程采用“分区发电、集中并网”方案：根据地形及方位不同将光伏发电系统分为18个分系统，每个光伏发电分系统容量为1.1MW，其中有一个1.3MW，每个分系统通过28KW逆变器

4、逆变输出480V三相交流电，再通过一台1250KVA变压器升压后，并入35KV并网点（以电网公司最终评审意见为准）。项目计算期：本项目计算期20年，其中：建设期6个月，运行期25年。亭湖区，是市中心城区，位于省东部、黄海之滨。其面积大约953.5平方公里，人口约90.44万。便仓镇，地处苏中沿海平原、地处市郊和亭湖区南大门，全镇现有11个行政村，2个居委会，4万人口，总面积7平方公里。境一马平川，四季分明，土地肥沃，1000毫米的年降水量在6、7、8三个月占到60%；4-11月份，有220天的无霜期，14.2摄氏度的日均气温，2360小时的年日照，121千卡/平方厘米太阳年辐射量，适宜多种农作

5、物的生长和繁殖。素有蔬菜重镇、蚕桑强镇、旅游名镇和枯枝牡丹之乡的美誉。本项目拟建设具有示性作用的农光互补集中式项目，利用当地太阳能，实现光伏发电，所发电量全部上网。图1-1 项目规划位置1.2研究围和容本报告对亭湖区便仓镇农光互补20MW农业大棚光伏发电项目进行可行性研究。研究围为亭湖区便仓镇建设太阳能光伏发电场及其配套辅助系统。系统包含了光电转换系统、直流系统、逆变系统、交流升压系统等所有子系统。研究的主要容包括建设场址的太阳能资源分析、光伏发电工程的建设条件、接入系统方案推荐、光伏发电系统配置方案设想、主设备选型和布置设想、节能和环保效益分析、项目投资估算和经济评价等。1.3社会经济概况根

6、据亭湖区统计年鉴（2011），2011年亭湖区国民经济保持较快增长，全年实现地区生产总值265.67亿元，其中第一产业增加值27.72亿元，增长4.0%；第二产业增加值119.31亿元，增长14%；服务业（第三产业）增加值118.64亿元，增长14.1%。2011年全年实现粮食总产量30.89万t，棉花总产量2.1万t，油料总产量1.8万t。2011年亭湖区人均国生产总值42956元。农村居民人均纯收入11862元，同比增长18.8%。城镇居民人均可支配收入23283元，同比增长17.1%。便仓镇坚持以招商引资为抓手，推进项目建设。充分发挥产业、区位等优势，积极推行集约化招商。今年来1-10月

7、份，全镇共引进各类项目40个，其中5000万元以上项目10个，亿元以上项目5个；储备鸿中国际、名和建材等重点成熟项目7个。以上充分表明了亭湖区领导从下到上坚持绿色环保和以人为本的理念。为我们利用新能源建设分布式发电系统创立了有利的条件。2太阳能资源分析2.1场址自然环境概况拟建场地便仓镇金村三组的一般农用地上，搭建农业大棚。然后利用大棚顶部的空余空间，建成“农光互补”光伏项目，形成“上可发电、下可种植”的发电模式。一般农用地种植和发电作业同时进行，实现了农业发展和节能减排两不误。有多条公路从便仓镇镇中穿过，实现了交通便利，运输物流便利。便仓镇地处苏中沿海平原，周围无遮挡，更利于光伏发电项目的建

8、设。2.2场址所在地太阳能辐射观测状况2.2.1太阳能资源概况亭湖区地处长江中下游平原区，属亚热带季风气候。图2-1 全国太阳能辐照分布图根据收集的资料，亭湖区太阳年辐射总量为116.2121.0千卡/CM2，全年平均光照22402390小时，其中春季占25%，夏季占29%，秋季占24%，冬季占22%。无霜期209218天，平均气温13.714.4最低气温13.7，最高气温39.1。采用固定支架最佳倾角33方式安装。本工程计算发电量所用的太阳能辐射数据来自NASA与光伏宝综合数据，峰值日照时数取最佳倾角的4.35H。光伏电站所在地区的太阳总辐射以春季（35月）、夏季（68月）最多，秋季（911

9、月）次之，冬季（122月）最少。图2-2 月总辐射变化图2.3电站区太阳能资源评价站区太阳总辐射的多年平均值为5715.9MJ/，其数值在50406300MJ/之间。根据QX/T89-2008太阳能资源评估方法中太阳能资源区划标准，见下表，该区属于资源很丰富地区，适合建设分布光伏项目。表2-1 我国太阳能区域分布表名称指标MJ/(m2*a)资源最丰富6300资源很丰富5040-6300资源丰富3780-5040资源一般37802.4光伏发电场太阳能资源分析2.4.1太阳能辐射数据选取1）太阳总辐射量集太阳年总辐射量基本数据按NASA的5715.9MJ/选取。2）太阳各月瞬时最大辐射值各月瞬时最

10、大辐射值按NASA多年平均值作为设计参考。2.4.2各季节辐射强度日变化曲线根据气象站月太阳辐射总量及日照时数的统计，各季节代表月晴天典型的日太阳辐射强度变化趋势见图24，从图中可以看出其与余弦曲线相似。图2-3 典型日太阳辐射强度3工程地质3.1概述3.1.1工程概况我公司委托相关设计院对在市便仓镇金村三组投资拟建的伯乐达亭湖区便仓镇农光互补20MW农业大棚光伏发电项目可研阶段的工程地质勘察工作。该项目用地位于市便仓镇金村境，本项目为农光互补项目。安装农业大棚总面积400亩。拟建设规模为20MWp容量并网型太阳能光伏发电系统及相应的配套上网设施。根据院方设计人员提供的资料，站址区主要建（构）

11、筑物包括光伏矩阵、设备用房、门卫室等基础设施。基础埋深一般为2m左右、地基采用天然地基，建筑抗震设防类别为丙类，建筑等级为二级。3.1.2勘察目的和任务本工程可研阶段的岩土工程勘察工作，主要是在搜集光伏电站建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度等方面资料的基础上，对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价，主要工作任务如下：（1）搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料；（2）在充分搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件；（3）当拟建场地工程地质条件复杂，已有资料不能满足要求时，应根据具体情

12、况进行工程地质测绘和必要的勘探工作；3.1.3勘察依据本次勘察工作执行的技术标准主要有：岩土工程勘察规（GB50021-2001）(2009年版)；建筑地基基础设计规（GB50007-2011）；建筑抗震设计规（GB50011-2010）(2010年版)；土工试验方法标准（GB/T50123-1999）；冻土工程地质勘察规（GB50011-2001）(2008年版)；中国地震动参数区划图（GB18306-2001）；工程地质手册（第四版）。3.1.4勘察等级确定根据上述拟建建筑物的规模、特征、工程重要性等级，结合邻近场区工程地质条件以及岩土勘察资料分析，综合判定本次岩土工程勘察等级为丙级（勘察

13、等级的确定条件见表31）。表3-1 岩土勘察等级确定表勘察等级确定勘察等级的条件工程重要性等级场地复杂程度等级地基复杂程度等级丙级三级三级三级3.1.5勘察方法概述本次勘察方法主要以收集资料、现场踏勘、场区围及周边走访调查为主。（1）收集工程建设地的区域地质、水文地质资料，地震资料，邻近工程地质资料，建设地气象资料。（2）现场踏勘：调查工程建设场地及附近不良地质现象，地表水文迹象；调查场区及周围工程建设情况，通过邻近工程建设开挖的基槽断面及当地工程活动所形成的坑槽断面了解场区地基土岩性。（3）场区围及周边走访调查通过对当地建筑、水利设施等情况走访调查，了解当地工程建设经验，地下水埋深等情况。（

14、4）探井：当所搜集的资料及现场踏勘不能满足本阶段的勘察任务要求时，在场区围布置探井，用以揭露地层，观察、评价岩土工程特性。3.2区域地质及构造稳定性3.2.1区域地质构造亭湖区在大地构造单元上属苏中一苏北断坳。此构造单元，是在震旦系到中生界三迭系海相、陆相交替沉积的基础上，发生于燕山运动的断拗，一直延续到现代。自燕山运动以来，苏北平原是一个持续沉降区，新生代沉积物总厚度一般达20003000米，断陷中心部分最大厚度可达6000米。亭湖区地处长江中下游平原区，为冲积平原地貌，地势低平，区绝大部分地区海拔不足5米，最大相对高度不足8米，全部由平原构成。地形平坦，河网稠密。由于河流、海洋堆积程度的差

15、异及人类开挖河道、兴修水利、改良土壤等经济活动影响程度的不同，地面上呈现出一些冈和洼地，形成局部微小的起伏。3.3场地岩土工程条件3.3.1地形地貌本工程位于便仓镇金村三组，地貌单元属平原，区域总体地势平坦。场区微地形平坦、开阔，原为农业用地，零星分布较小宽浅冲沟。3.3.2场地地层岩性根据现有资料及现场踏勘，拟建场地地层在基础埋深及荷载影响深度围主要由黄土层构成，对其岩性描述如下：黄灰色，软塑状态，厚层状，中等偏高压缩性，含有少许粉土团，大部地段底部1020cm粉土含量较为富集而渐变为粘质粉土，摇震反应无，干强度高，韧性高，土面较光滑，土质均匀。该层场地均有分布，层厚0.501.40m，平均

16、层厚1.00m，层顶标高1.451.49m。3.3.3场地水文地质条件根据现场踏勘及对区域水文资料的收集、调查可知，场区无洪水冲刷痕迹，场区及附近无季节性冲沟和沟壑分布，场区地势平缓开阔，基本不受暴雨洪水冲刷的影响。根据现场踏勘、当地走访，对临近工程的岩土勘察资料的参考，不考虑地下水对建筑物基础的影响。3.3.4冻土深度根据中国季节性冻土标准冻深线图及项目建设地的气象资料，场址区季节性最大冻土深度为20。3.3.5不良 地质现象经现场踏勘，本工程建设围及周边不存在滑坡、崩塌及泥石流等不良地质作用，本工程建设可不考虑不良地质作用的影响。3.4场址区工程地质评价3.4.1场地的稳定性和适宜性根据本

17、工程场址区的区域地质资料，站址区与活动构造间的距离满足火力发电厂岩土工程勘测技术规程（DL/T5074-2006）中规定的最小安全距离，场地及周边无不良地质作用，地形平坦开阔，地基地主要由第四纪冲洪积形成的砾砂层构成，厚度较大，分布连续，场地稳定，适宜工程建设。3.4.2地基土的腐蚀性评价根据现场踏勘，场地环境类别按III类考虑，依据岩土工程勘察规（GB50021-2001）及临近工程易容盐试验成果报告判定场地土为非盐渍土，其对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。3.4.3场址区地基评价场址区目前为一般农业用地，地势平坦开阔，场区地形平坦，土质较疏松排水性能较

18、好，地基土在建筑物基础荷载影响深度围出黄土地层构成，地层分布连续稳定。黄土层厚度大，结构中密密实，压缩性较低，承载力较高，建筑物基础可采用天然地基，建议以黄土层作为基础持力层，场地不需进行地基处理。3.5结论及建议（1）场址区所处地貌单元属平原，区域总体地势平坦。场区微地形平坦、开阔。（2）地表土黄灰色，软塑状态，厚层状，中等偏高压缩性，含有少许粉土团，大部地段底部1020粉土含量较为富集而渐变为粘质粉土，摇震反应无，干强度高，韧性高，土面较光滑，土质均匀。（3）站址区与活动断裂带距离满足规程、规要求的最小安全距离，场地及周边无不良地质作用，地形较平坦开阔，场地稳定，适宜工程建设。（4）场址区

19、无崩塌、塌方、滑坡、泥石流等不良地质现象，本工程建设可不考虑不良地质作用的影响。（5）场址区基本地震加速值为0.10g，相对应的抗震设防烈度为7度，所属的地震分组为第三组。该场地土类型为中硬场地土，场地类别为II类，属建筑抗震有利地段。（6）根据现场踏勘及对区域水文资料的收集、调查可知，场区无洪水冲刷痕迹，场区及附近无季节性冲沟和沟壑分布，场区地势平缓开阔，基本不受暴雨洪水冲刷的影响。本工程建设不考虑地下水对建筑物基础的影响4工程任务与装机规模4.1工程建设的必要性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，国家计委、科技部关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知（计基

20、础199944号）、国家经贸委1999年11月25日发布的关于优化电力资源配置，促进公开公平调度的若干意见、1998年1月1日起施行的中华人民国节约能源法，2005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，都明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。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。目前，我国已安装光伏电站约5万多千瓦，主要为边远地区居民供电，累计总投资40多亿元人民币。并相继在和上海建设了多个兆瓦级太阳能光伏发电站。近年来，世界围太阳能光伏技术和光伏产业发

21、展很快，光伏发电已经从解决边远地区的用电和特殊电逐步转向并网发电和建筑合供电的方向发展，并且发展十分迅速。美国、德国、日本、加拿大、荷兰等国家纷纷制定了雄心勃勃的中长期发展规划推动光伏技术和光伏产业的发民，世界光伏产业以31.2%的平均年增长率高速发展。2004年世界光伏电池组件的产量是1800MW，比前年增长了近50%。最近几年，我国太阳能光伏产业发展迅速，2005年光伏电池产量为130MWP，2006年为369.5MWP,产量排在日本和德国之后，处在第三位，到了2007年为1188MWP，一举超过了日本和欧洲，产量达到世界第一。2008年以来，随着供需矛盾的逐步缓解，尤其是全球性的金融危机

22、，使得光伏电池全球需求大幅下降，电池板价格大幅下降，光伏光伏产业逐渐告别暴利时代，建设成本将大大下降，结合国家制定的一系列鼓励政策，太阳能光伏发电项目在经济上将更加有利。2010年，全世界光伏产业将累计达到1415GW，这表明世界光伏产业发展有着远大的发展空间。勿容置疑，开发太阳能资源，已经成为全球解决能源紧的战略性计划。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，但是受技术经济发展水平的限制，目前太阳能光伏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

23、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。太阳能光伏发电技术已日趋成熟，是最具可持续发展的可再生能源技术之一。在今后的很长一段时间，太阳光伏发电市场将会有很好的发展前景，成为21实际后期的主导能源，尤其是并网型光伏发电系统。此次的“农光互补”光伏工程必将成为当地发展的又一个亮点，符合亭湖区政府规划，既合理利用土地，有效保护当地生态环境，为当地创造经济收益，具有极大的推广和示效应。4.2项目名称、建设主体及建设规模1、项目名称伯乐达20MW农业大棚光伏发电项目2、投资主体伯乐达太阳能电力3、建设地点省市亭湖区便

24、仓镇金村三组4、建设规模此次项目装机容量20MWp，占地约400亩。4.3装机规模根据当地的光照、一般农用地面积需要等条件，本工程规划装机20 MWp，6个月建成。根据亭湖区土地利用总体规划，本工程所选场址为一般农用地上，本项目预计占用土地约400亩。电气接入方案本工程拟选场址距离便仓35KV配电所仅百米，光伏电站可采用35KV接入该电站（最终以电网公司评审意见为准）。具体的接入方案由接入系统设计确定。该拟选场址交通便利，接入方便。节电措施1)根据光伏发电系统输出容量的特性变化，合理选择升压变压器容量，以减低变压器铁损。2)合理配置光伏系统直流电压等级，降低线路铜损。3)通风设备应能够根据室温

25、度自动启停，以降低站用电率。4)逆变器选型时要优先选择高效率、高可靠率的设备。4.4光伏装机方案1、光伏组件及安装方式选型本项目选用伯乐达多晶硅组件。本项目选用固定支架按照约33度倾角安装。5光伏发电电池阵列单元的选择和发电量估算5.1阵列单元光伏电池组件选择光伏发电系统通过将大量的同规格、同特性的太阳能电池组件，经过若干电池组件串联成一串以达到逆变器额定输入电压，再将这样的若干电池板并联达到系统预定的额定功率。这些设备数量众多，为了避免它们之间的相互遮挡，须按一定的间距进行布置，构成一个方阵，这个方阵称之为光伏发电方阵。其中由同规格、同特性的若干太阳能电池组件串联构成的一个回路是一个基本阵列

26、单元。每个光伏发电方阵包括预定功率的电池组件、逆变器和低压配电室等组成。若干个光伏发电方阵通过电气系统的连接共同组成一座光伏电站。（1）太阳能电池分类太阳电池种类繁多，形式各样，按基体材料分类主要有以下几种：a）硅太阳电池：主要包括单晶硅（Single Crystaline-Si）电池、多晶硅电池、非晶硅电池、微晶硅电池以及HIT电池等。b）化合物半导体太阳电池：主要包括单晶化合物电池如砷化镓电池、多晶化合物电池如铜铟镓硒电池、碲化镉电池等、氧化物半导体电池如Cr2O3和Fe2O3等。c）有机半导体太阳电池：其中有机半导体主要有分子晶体、电荷转移络合物、高聚物三类。d）薄膜太阳电池：主要有非晶

27、硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、化合物半导体薄膜电池、纳米晶薄膜电池等。目前市场生产和使用的太阳能光伏电池大多数是用晶体硅材料制造的，随着晶体硅太阳能电池生产能力和建设投资力度的不断增长，一些大型新建、扩建项目也陆续启动，同时薄膜太阳能电池项目的建设也不断扩大，产能也在不断上升，薄膜电池中非晶硅薄膜电池所占市场份额最大。通过市场调查，国主流厂商生产的多晶硅太阳能组件应用于大型并网光伏发电系统的，其目前主流规格大多为250Wp、255Wp.综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及采购订货时的可选择余地，本工程选择 多晶250Wp的电池组件。表5-1太阳能电池组件参数表项目单位数量峰值功率（Pm

28、ax）Wp250开路电压（Voc）V37.6短路电流（Isc）A8.92工作电压（Vmp）V29.8工作电流（Imp）A8.39短路电路温度系数%/(0.0650.015)开路电压温度系数%/-(0.350.05)功率温度系数%/-(0.450.05)安装尺寸mm164099245重量Kg19.55.2逆变器的选择5.2.1逆变器的技术指标作为光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备之一，其选型对于发电系统的转换效率和可靠性具有重要作用。结合国家电网公司光伏电站接入电网技术规定的及其它相关规的要求，在本工程中逆变器的选型主要考虑以下技术指标：1）转换效率高逆变器转换效率越高，则光伏发电系统

29、的转换效率越高，系统总发电量损失越小，系统经济型也越高。因此在单台额定容量相同时，应选择效率高的逆变器。本工程要求大容量逆变器在额定负载时效率不低于95%，在逆变器额定负载10%的情况下，也要保证90%（大功率逆变器）以上的转换效率。逆变转换效率包括最大效率和欧洲效率，欧洲效率是对不同功率点效率的加权，这一效率更能反映逆变器的综合效率特性。而光伏发电系统的输出功率是随日照强度不断变化的，因此选型过程中应选择欧洲效率高逆变器。2）直流输入电压围宽太阳电池组件的端电压随日照强度和环境温度变化，逆变器的直流输入电压围宽，可以将日出前和日落后太阳辐照度较小的时间段的发电量加以利用，从而延长发电时间，增

30、加发电量。如在落日余晖下，辐照度小电池组件温度较高时电池组件工作电压较低，如果直流输入电压围下限低，便可以增加这段时间的发电量。3）最大功率点跟踪太阳电池组件的输出功率随时变化，因此逆变器的输入终端电阻应能自适应于光伏发电系统的实际运行特性，随时准确跟踪最大功率点，保证光伏发电系统的高效运行。4）输出电流谐波含量低，功率因数高光伏电站接入电网后，并网点的谐波电压及总谐波电流分量应满足GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波的规定，光伏电站谐波主要来源是逆变器，因此逆变器必须采取滤波措施使输出电流能满足并网要求。要求谐波含量低于3%，逆变器功率因数接近于1。5）具有低电压耐受能力国家电网

31、公司光伏电站接入电网技术规定中要求大型和中型光伏电站应具备一定的耐受电压异常的能力，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的损失。这就要求所选并网逆变器具有低电压耐受能力，具体要求如下;a)光伏电站必须具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行1s；b)光伏电站并网点电压在发生跌落后3s能够恢复到额定电压的90%时，光伏电站必须保持并网运行；c)光伏电站并网点电压不低于额定电压的90%时，光伏电站必须不间断并网运行。6）系统频率异常响应国家电网公司光伏电站接入电网技术规定中要求大型和中型光伏电站应具备一定的耐受系统频率异常的能力，逆变器频率异常时的响应特性至少能保证光伏电站在表5-6所示电网频率偏离下运行。表5-2 大型和中型光伏电站在电网频率异常时的运行时间要求频率围运行要求低于45HZ视电网要求而定48HZ49.5HZ每次低于49.5HZ时要求至少能运行10MIN49.