40KW屋顶光伏发电项目申请报告.docx
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40KW屋顶光伏发电项目申请报告
40KW屋顶光伏发电项目申请报告
一、项目基本情况
1、项目建设的必要性
2.1开发利用太阳能资源，符合能源产业发展方向
我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源将近76%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。
大量的煤炭开采、运输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。
大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源利用技术是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。
“十一五”期间我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务是首先加快能源结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。
以太阳能发电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程为重点，以“设备国产化、产品标准化、产业规模化、市场规范化”为目标，加快可再生能源的开发。
根据《可再生能源中长期发展规划》中指出，发挥太阳能光伏发电适宜分散供电的优势，在偏远地区推广使用户用光伏发电系统或建设小型光伏电站，解决无电人口的供电问题。
在城市的建筑物和公共设施配套安装太阳能光伏发电装置，扩大城市可再生能源的利用量，并为太阳能光伏发电提供必要的市场规模。
目前的太阳能发电技术主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电技术，其中太阳能热发电技术尚处于试验开发阶段，而太阳能光伏发电技术已经基本成熟，其使用某命已经达到25年～30年。
1.2安徽省具备建设分布式并网光伏发电系统的条件
我国太阳能理论总储量为147×108GWh/y。
从理论上讲除去农田、草原、森林、河流、湖泊、道路等，在任何荒地和建筑上都可以安装光伏组件。
项目场址年均水平太阳总辐射量在4320MJ/m2以上，某县经济发展较快，土地资源昂贵，农业重点县，不易建设大型地面光伏电站，比较适合建设与建筑结合的分布式并网光伏电站。
1.3合理开发太阳能资源，实现地区电力可持续发展
据预测显示，到2014年，全省全社会用电量需求将达到1585.18亿千瓦时，年均增长2.7%，考虑省内既有供电能力，省外输送能力，电量缺口约500万千瓦时，电力缺口600万千瓦时。
该电站建成后，与当地电网并网运行，可局部缓解地方电网的供需矛盾，促进地区经济可持续发展。
同时也可充分利用我国的太阳能资源，保障我国能源供应战略安全。
1.4加快能源电力结构调整的需要
根据我国《可再生能源中长期发展规划》，提出了未来15年可再生能源发展的目标：
到2020年可再生能源在能源结构中的比例争取达到16%，太阳能发电装机180万kW。
安徽省的可在生能源中所占比例较小，而太阳能发电技术已日趋成熟，从资源量以及太阳能产品的发展趋势来看，开发分布式光伏发电项目，将有利于改善电网能源电力结构，有利于增加可再生能源的比例，有利于优化系统电源结构。
1.5改善生态、保护环境的需要
在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。
环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。
太阳能光伏发电以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点，因此，提高可再生能源利用率，尤其发展并网型太阳能发电是改善生态、保护环境的有效途径。
综上所述，某镇合庙小学40KW屋顶光伏发电工程可减少化石资源的消耗，减少因燃煤等排放有害气体对环境的污染，带动地方经济快速发展将起到积极作用。
因此，该项目建设是十分必要的。
2、项目建设的主要内容
2.1本项目设计在为合庙小学食堂屋顶建设安装太阳能光伏发电系统，项目类型为并网太阳能光伏发电系统，总装机容量为40KWp。
2.2太阳能光伏发电系统主要由光伏组件、防雷汇流箱、交直流配电柜、光伏逆变器、光伏支架、监控系统、电缆等组成。
2.3系统设计安装136块300W多晶硅光伏组件。
2.4系统逆变器采用国内知名品牌，将光伏组件产生的直流电逆变成380V的交流电，然后并入电网。
2.5光伏方阵安装采用27°最佳倾角安装，光伏支架系统采用C型钢。
2.6系统配置一套监控系统，对系统发电量、环境参数、设备状态等进行监控，保证系统正常运行。
2.7学校为促进国家能源环保响应，讲学校新建食堂屋面出租给张传安投资光伏发电项目，为国家节能环保做点贡献。
二、技术方案选择
1、概述
本系统为大型并网光伏发电系统，太阳电池板采用江苏韩华新能源有限公司生产的300Wp多晶硅太阳能电池组件，系统装机容量为40KWp，产品获得国内金太阳认证、欧洲TUV认证和美国的UL认证。
整个系统由2个20KW发电单元组成，太阳电池阵列发电经光伏方阵防雷汇流箱汇流、逆变之后，经过隔离变压器后380V并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入当地电网系统。
光伏并网型逆变器并网后与电网安全运行，所产生的电与电网电力是同频、同相，且具备抗孤岛等控制特殊情况的能力。
其发电原理框图如下：
2、设计依据
本项目各部分的设计严格遵循和参考以下规范、标准：
配电系统和并网接口设计参考标准：
GB18479-2001地面用光伏（PV）发电系统概述和导则
DL/T527-2002静态继电保护装置逆变电源技术条件
GB/T13384-1992机电产品包装通用技术条件
GB/T14537-1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验
GB16836-1997量度继电器和保护装置案值设计的一般要求
DL/T478-2001静态继电保护及安全自动装置通用技术条件
GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求
GB/T20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性（IEC61727:
2004,MOD）
GB/Z19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定
GB/T2423.2-2001电工电子产品基本环境试验规程试验B:
高温试验方法
GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）（IEC60529:
1998）
GB3859.2-1993半导体变流器应用导则
GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波
GB/T15543-1995电能质量三相电压允许不平衡度
GB/T12325-2003电能质量供电电压允许偏差
GB/T15945-1995电能质量电力系统频率允许偏差
GB19939-2005太阳能光伏发电系统并网技术要求
SJ11127-1997光伏（PV）发电系统的过电压保护—-导则
GB20513-2006光伏系统性能监测测量、数据交换和分析导则
GB20514-2006光伏系统功率调节器效率测量程序
GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）
GB/T4942.2-1993低压电器外壳防护等级
GB3859.2-1993半导体变流器应用导则
Q/SPS22-2007光伏并网发电专用逆变器技术要求和试验方法
GB/T14598.3-936.0绝缘试验
JB-T7064-1993半导体逆变器通用技术条件
3、系统设计方案
3.1、并网逆变器选型
光伏并网逆变器，是光伏并网发电系统的核心设备，它将太阳能发出的直流电能转化为与电网同频率同相位的交流电能最大限度的馈入电网。
下表为20KW并网逆变器的性能参数，此光伏发电系统需配置2套20KW的并网逆变器。
电路原理图
☆数字化DSP控制
☆智能功率IGBT模块
☆满足自供电外供电的自动切换，方便客户选择使用
☆符合德国BDEW电压标准，通过国家权威机构安全故障低电压穿越测试
☆智能面板操作控制功能
☆先进的MPPT控制算法，实时追踪光伏方阵的最大输出功率，自动适应遮挡、热斑等组件意外情况
☆纯正弦波输出，先进的锁相技术，电流谐波含量小，
☆主动+被动的双重检测技术，实现反孤岛运行控制
☆完美的保护和报警功能
☆适应高海拔及严寒地区
☆可配备RS232/RS485、以太网、GPRS通信接口，实现远程数据采集和监视，可与国家电网、住建部、金太阳运行管理中心实现无缝数据对接。
3.2、光伏组件选型及阵列设计
3.2.1光伏组件选型
300W组件示意图
本系统采用规格为300W/36V多晶硅组件，其性能参数如下：
型号
300W-36
规格
1970*992*40
最大功率点电压
35.5V
最大功率点电流
7.89A
开路电压
45V
短路电流
8.35A
最大系统电压
1000V
最大串电流
13A
重量
26.9KG
工作温度
—40℃TO85℃
太阳电池组件的技术要求
A.物理性能
1）玻璃表面采用低含铁量的、高机械强度的、高透射率的强化玻璃，正面能承受大于30～40m/s的风载及沙石、冰雹或其他异物的撞击，在晶体硅太阳能电池响应波长范围（320～1100nm）玻璃的透光率≥91％，对于波长大于1200nm的红外光有较高的反射率，同时能耐太阳能紫外线的辐射；
2）利用先进的层压技术，保证在恶劣的环境侵蚀等各种条件下电气线路的稳定性；
3）电池板采用轻便、坚固、抗盐雾、抗潮湿腐蚀的框架，且整个框架完全密封；
4）接线盒为全天候型且方便与外电路连接。
B.电气性能
在标准条件下（大气质量AM为1.5，标准光强为1000W/m2，温度为25℃，光照面上的不均匀性小于±5%，稳定性1%），转换效率≥14%，而且使用10年后，其效率不低于原来的90%，太阳能板使用某命大于25年，质保期为10年。
3.2.2、光伏阵列设计
一个太阳能光伏方阵，由太阳能电池组件经过串并联组成。
将组件串联得到并网逆变器的所要求的电压，再将串联组件并联达到逆变器的功率要求。
逆变器的最高输入电压为850V，输入电压范围为440～850V，而组件的开路电压为45V，峰值功率电压为35.5V。
同时本项目选用2套（20KW）逆变器允许最大输入电流84A，最大并联组数=136/8=17，则有：
串联组件数量：
Ns=8；每串工作电压为：
612V，开路电压为：
710V；
并联组件数量：
Np=8；系统输出电流为：
84A。
这里根据项目并联组件数量选用2个4路光伏汇流箱，组件经汇流后接入直流配电柜，然后分别接入到2套20KW并网逆变器中，逆变单元总功率42KWp。
整个系统采用17块串联8路并联，共136块300W多晶硅组件。
3.3、直流防雷汇流箱选型
根据系统设计对逆变器和光伏组件的选择，配置型号为PVS-6M防雷汇流箱，每个汇流箱有6路直流输入。
●防护等级IP65，防水、防灰、防锈、防晒、防盐雾，满足室外安装要求；
●可同时接入4路电池组件串列，每路电池组件串列的允许最大电流15A；
●每路接入电池组件串列的开路电压值可达900V；
●每路电池组件串列的正负极都配有光伏专用中压直流熔丝进行保护，其耐压值为DC1000V；
●直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用中压防雷器，选用菲尼克斯品牌防雷器，其额定电流≥15KA，最大电流≥30KA；
●直流输出母线端配有可分断的ABB品牌直流断路器。
16路光伏汇流箱技术参数如下：
直流输入路数：
6路
直流输出路数：
1路正极，1路负极
直流输入的正负极线径：
4mm2
直流输出的正负极线径：
10mm2
地线线径：
6mm2
每路直流输入的保险丝：
10A
直流输出最大电流：
42A
防护等级
IP65
3.4、直流配电柜设计
直流配电柜按照50KW的直流配电单元进行设计，一个配电单元接入4个光伏方阵防雷汇流箱，配电柜内设置断路器、防雷器、电表等。
3.5、交流配电柜设计
系统设计1个交流配电柜，经交流断路器接入用户电网配电变压器的0.4KV侧，配电柜安装有断路器、发电计量表、交流电压表和输出电流表，可以直观地显示电网侧电压及发电电流等。
3.6、系统接入电网设计
太阳能发电光伏发电并网可采用低压并网、或者高压并网，具体并网电网方式由当地电网决定，该项目选用400V低压并网，最终接入方案以电网公司批准的并网接入方案为准。
3.7、监控系统
并网逆变器的集中监控系统主要通过工业PC、监控软件、485通讯电缆等采用总线方式接线实现。
并网逆变器的集中监控主机布置在控制室内。
设备通讯原理示意图:
并网逆变器集中监控系统主要功能为：
a）连续记录运行数据和故障数据。
●实时显示电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计CO2总减排量以及每天发电功率曲线图。
●可查看每台逆变器的运行参数，主要包括：
直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、逆变器机内温度、时钟、频率、功率因数、当前发电功率、日发电量、累计发电量、累计CO2减排量、每天发电功率曲线图；
●监控所有逆变器的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障，可查看故障原因及故障时间，监控的故障信息至少包括以下内容：
电网电压过高、电网电压过低、电网频率过高、电网频率过低、直流电压过高、逆变器过载、逆变器过热、逆变器短路、散热器过热、逆变器孤岛、DSP故障、通讯失败
b）监控装置可每隔5分钟存储一次电站所有运行数据，可连续存储20年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录。
c）可提供中文和英文两种语言版本。
d）可长时期不间断运行在中文WINDOWS7.0/XP操作系统。
e）监控主机提供对外的数据接口，即用户可以通过网络方式，异地实时查看整个电源系统的实时运行数据以及历史数据和故障数据。
3.8、系统配置（主设备清单）
序号
名称
规格
数量
1
太阳电池组件
300W/36V
136块
2
直流防雷汇流箱
6路
2个
3
并网逆变器
20KW
2台
4
直流配电柜
50KW
1台
5
交流防雷配电柜
50KW/380V
1台
6
安装支架及基座
/
40KW
7
直流光伏电缆
4mm2等
1套
8
交流输送电缆
/
1套
9
电缆桥架、线管
/
1套
10
防雷系统
/
1套
11
监视系统及显示装置
/
1套
4、安装设计
方阵支撑结构设计包括安装方式设计、方位角设计、支架倾角设计、阵列间距设计，以及支撑结构的基础、结构、零件的设计等内容。
需根据总体技术要求、地理位置、气候条件、太阳辐射资源、场地条件等具体情况来进行。
4.1、安装方式设计
大型的太阳电池方阵的安装主要有固定式和跟踪式两种。
根据项目特点，本项目采用固定式安装。
固定式结构简单，安全可靠，安装调试及管理维护都很方便。
4.2、固定式支架倾角的设计
方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如地理位置，全年太阳辐射分布，直接辐射与散射辐射比例，负载供电要求和特定的场地条件等，并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角可采用专业系统设计软件来确定，它是系统全年发电量最大时的倾角，根据项目所在地气象资料及实际情况，选择倾角为27º。
4.3、方阵支架方位角的设计
一般情况下，太阳电池方阵面向正南安装。
4.4、太阳电池阵列间距的设计计算
方阵排布示意图
上图为光伏方阵排布示意图，方阵由136块组件组成，占用面积约为400平方米。
光伏阵列之间的间距不小于D：
D=0.707H/tan〔arcsin（0.648cosΦ-0.399sinΦ）〕
式中:
φ为当地纬度（北半球为正，南半球为负）；H为前排最高点与后排最低点的高度差。
则D=1.3m。
4.5、安装效果图示意图
组件安装效果示意图
5、系统运行维护
5.1、数据计量远传方案
并网逆变器可提供包括RS485或Ethernet（以太网）远程通讯接口。
其中RS485遵循Modbus通讯协议；Ethernet（以太网）接口支持TCP/IP协议，支持动态（DHCP）或静态获取IP地址。
逆变器所有的电气参数和信号均可远传至集中监控系统，工控机和显示器安装在办公区控制室。
5.2、运行维护
本光伏发电系统由电气值班人员控制和维护。
准备光伏电站的检验与维护手册，内容应包括进行定期和年度检验、日常维护、大修维护和年度维护的程序和计划，以及调整和改进检验及维护的安排程序。
5.2.1日常维护主要内容
光伏电站的日常维护计划编制主要是方便日常维护人员对光伏系统进行日常检查，及时发现隐患并得以排除，日常维护的内容主要包括：
a）光伏组件阵列
1）检查表面有无污物、破损；
2）检查支架是否腐蚀、生锈；
3）检查外部布线是否破损；
4）检查接地线的损伤，接地端是否松动。
b）电气部分
1）防雷汇流箱、逆变器、低压配电柜的外壳是否腐蚀、生锈；
2）防雷汇流箱、逆变器、低压配电柜的外部布线是否损伤；
3）逆变器工作时声音是否正常，有否异味产生；
4）逆变器换气口过滤网是否堵塞；
5）电缆接线端子的检查与紧固；
6）防雷系统检查；
7）接地装置检查；
8）显示器及控制按键开关功能检查。
5.2.2运行维护计划安排
根据光伏发电系统的设计要求和本地区的气候、环境条件，在正常运行情况下，本光伏电站的年度例行维护周期执行下列标准：
新投运的光伏组件：
运行240小时（一个月试运行期后）例行维护；
已投运的光伏组件：
每2年例行维护3次；
每次例行维护间隔运行时间为1000h。
三、实施组织
1、管理机构、主要职责：
根据本工程的特点和要求，本项目管理机构主要由项目经理（1人）、技术负责人（1人）、及具有丰富光伏电站施工经验的专业工程技术管理人（2人）员组成本工程的项目经理部，以及施工队员5人，总计9人。
（1）项目经理岗位职责
A.贯彻执行国家、行政主管部门有关法律、法规、政策和标准，执行公司的各项管理制度。
B.经授权组建项目部，确定项目部的组织机构，选择聘用管理人员。
C.负责在本项目内贯彻落实公司质量/环境/职业健康安全方针和总体目标，主持制定项目质量/环境/职业健康安全目标。
D.负责对施工项目实施全过程、全面管理，组织制定项目部的各项管理制度。
E.负责组织编制项目质量计划、项目管理实施规划或施工组织设计，组织办理工程设计变更、概预算调整、索赔等有关基础工作，配合公司做好验工计价工作。
F.负责对施工项目的人力、材料、机械设备、资金、技术、信息等生产要素进行优化配置和动态管理，积极推广和应用新技术、新工艺、新材料新设备。
G.严格财务制度，建立成本控制体系，加强成本管理，搞好经济分析与核算。
H.强化现场文明施工，及时发现和妥善处理突发性事件。
I.负责协调处理项目部的内部与外部事项。
（2）技术负责人岗位职责
A.组织贯彻执行公司技术管理细则和国家颁布的有关行业标准，实现设计意图。
B.负责组织审核设计文件，核对工程数量，及时解决施工图纸中的疑问。
C.参加施工调查，组织施工复测，编制实施性施工组织设计，按规定报批后组织实施。
D.负责组织向施工负责人进行书面施工技术交底。
指导、检查技术人员的日常工作。
复核特殊过程、关键工序的施工技术交底。
E.检查、指导现场施工人员对施工技术交底的执行落实情况，及时纠正现场的违规操作。
F.编制施工过程中的重大施工方案，并按规定及时向上级技术管理部门报审。
G.推广运用“新技术、新工艺、新材料、新设备”，开展QC活动，组织技术攻关。
结合工程实际，做好以高、新、难工程为对象、以创新工艺为核心的“工法”开发。
H.组织、安排做好相关技术文件的编制、收集整理工作，及时编写施工技术总结，及时完成竣工文件的编制工作。
（3）施工经理岗位职责
A.认真学习国家有关工程政策法规，认真学习工程专业技术知识，充分领会掌握招标文件的各项内容，不断提高自身的专业水平和管理水平。
B.负责所管理标段的工程管理工作，并做好所承担专业工程的技术管理工作，同时配合其它项目工程师作好其它专业工程管理工作。
C.要进行现场检查的调查研究，准备掌握标段内工程施工、质量、进度、计量等全面情况。
D.建立项目工程师日志，记载标段内发生的有关事项。
E.随时掌握标段的工程进展和质量情况，解决工程实施过程中存在的各类问题。
对关键性的重大事项（如重大质量事故和质量隐患、工程进展严重滞后、地方事宜严重影响施工、存在重大不安全因素或发生重大安全事故）要及时向有关领导汇报。
F.对现场违反操作规程，已经发生或可能发生的质量缺陷，潜在的不安全隐患，以及其它违反合同行为，有权力签发“项目工程师备忘录”。
内容分为：
指出存在问题，令其采取改进措施，做出处罚决定。
在质量问题上严格要求、严格把关，做到苛求质量，精益求精，如相同的问题重复出现三次，有权责令施工队进行停工、整顿。
G.加强施工现场管理，对工程的“关键部位”和“隐蔽工程”作为控制的重点。
加强与驻地监理沟通，协同进行监督检查，采取有力手段，督促施工队加强管理，建造出坚固美观的优质工程。
H.下达生产任务，合理调配人力、财力、半成品、构件和施工机具，确保工程进度顺利进行。
（4）专业工程师岗位职责
A.对本项目的施工进度、质量、效益负主要责任，应认真执行现场规程，规程验评标准及《工程建设标准强制性条文》，确保工程质量、进度、效益全面达到投标目标。
B.参与图纸会审、审理和解决施工图中的疑难问题，碰到重大技术问题，负责和建设、监理、设计三方联系，妥善解决。
C.全面负责施工现场的技术工程和技术管理工程，坚持按图施工，实行分项分部工程前技术交底，并组织作业班组学习。
D.负责贯彻执行各项专业技术标准，严格执行验收规范的质量评定标准，组织自检、自查，对质量事故进行处罚，评定整改。
E.负责技术复核工作，如对轴线、标高、坐标等的复核，对检查、记录隐蔽等资料的复核，确保签证准确、可靠。
F.根据天气变化情况，及时做好防寒、防冻、等季节性施工措施。
G.负责填写施工日志，书写本项目施工技术总结，绘制工程竣工图草图。
H.参加质量检查，隐蔽验收，竣工验收工作。
2、施工总布置
2.1设计原则和施工总布置
施工总布置应综合考虑工程规模、施工方案及工期、造价等因素，按照因地制宜、因时制宜、有利生产、方便生活、易于管理、安全可靠、节约用地的原则，在满足环保与水保要求的条件下布置生产生活区、施工仓库、供电供水、堆场等。
依据光伏电站建设特点和项目所在地自然条件，以及安全、合理、经济原则，对光伏电站主要工程的施工进度作出控制性的安排，为工程施工方案拟定基本方向。
主要原则如下：
1）施工准备工作
在完成对施工场地进行“四通一平”的后，建造生产和生活临时建筑，为全面施工做准备。
2）光伏电池组件基础先期开工
光伏电池组件基础工程及电池组件安装是本工程控制性施工项目，直接到影响工程总工期。
为实现工程尽早投产发电，应先期展开光伏电池组件基础施工。
3）电缆铺设在光伏组件安装投产前完成
每组电缆应在相应的电池组件安装之前完成铺设，以确组件安装完毕后能投产运行。
4）在保证上述施工组织原则下，其他工程如仓库、临时辅助建筑、光伏组件基础等项目的施工可以同步进行，平行建设。
其分部分项可以流水作业，以加快施工进度，保证工期。
3、主体工程施工
3.1光伏电池组件基础施工
针对水泥屋顶安装的光伏发电系统，需提前做好水泥基座的安装.
3.2光伏电池组件安装
（1）施工准备：
进场道路通畅，安装支架运至相应的阵列基础位置，太阳能光伏组件运
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