3MW屋顶分布式光伏发电项目可研报告.docx
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3MW屋顶分布式光伏发电项目
3MW屋顶分布式光伏发电项目
可行性研究报告
目录
1、综合说明 1
1.1概述 1
1.1.1项目简述 1
1.2太阳能资源 1
1.3工程任务和规模 1
1.4技术要点与示范目标 2
1.4.1技术要点 2
1.4.2示范目标 2
1.5光伏系统总体方案设计及发电量计算 3
1.5.1光伏系统总体方案设计 3
1.5.2发电量预测 3
1.6电气设计 3
1.6.1电气一次 3
1.6.2电气二次 3
1.7土建部分 4
1.8消防设计 4
1.9施工组织设计 4
1.10工程管理设计 4
1.11环境保护与水土保持设计 5
1.12劳动安全与工业卫生 5
1.13节能降耗分析 6
1.14工程设计概算 6
1.15财务评价与社会效果分析 6
1.16结论 7
2、太阳能资源概况和当地气象地理条件 8
2.1我国太阳能资源概况 8
2.2区域太阳能资源概况、分析 10
2.3气象数据 10
2.4气象条件影响分析 11
2.5光伏电站光资源计算 12
2.5.1计算原则 12
2.5.2光伏电站所在地区太阳能资源评价及建议 12
2.6结论 13
3、工程地质 15
3.1建设规模 15
3.2项目选址优势 15
4、工程任务和规模 16
4.1工程任务 16
4.2地区经济与发展 16
4.2.1概况 16
4.2.2地区交通区位 18
4.3项目建设的背景和必要性 18
4.3.1项目建设的背景 18
4.3.1.1能源背景 18
4.3.1.2环境背景 19
4.3.1.3太阳能发展背景 20
4.3.2项目建设的必要性 21
4.3.2.1项目建设是改变不合理能源结构的需要 21
4.3.2.2项目建设是合理利用资源的需要 22
4.3.2.3项目建设是国家节能减排的需要 22
4.3.2.4项目建设是环境保护的需要 23
4.3.2.5项目建设是厂房屋顶利用的需要 23
5、系统总体方案设计及发电量计算 24
5.1系统总体方案 24
5.1.1设计原则 24
5.1.2设计概述 24
5.1.3设计方案的特点 25
5.1.4光伏电站系统组成 25
5.2光伏电站总平面布置 25
5.3光伏系统设计设计依据 25
5.4太阳能电池组件选型 26
5.4.1太阳能电池概述 27
5.4.2太阳能电池种类选择 29
5.4.3电池组件的技术指标 31
5.4.4电池组件的的选型 32
5.5光伏阵列运行方式选择 33
5.5.1阵列倾斜角确定固定式 33
5.6光伏电场光资源计算 33
5.6.1倾角的确定 33
5.6.2方位角的确定 35
5.7光伏方阵设计 38
5.7.1系统方案概述 38
5.7.2光伏阵列子方阵设计 39
5.7.2.1太阳能电池阵列子方阵设计的原则 39
5.7.2.2太阳能电池组件的串、并联设计 39
5.7.3光伏组串单元排列方式 40
5.7.4光伏方阵前后间距计算 40
5.7.5太阳能电池阵列汇流箱 42
5.7.6光伏方阵平面布置 42
5.7.7交流汇流箱平面布置 42
5.8系统发电效率分析 42
5.9发电量计算 44
5.10辅助技术方案 45
5.10.1环境监测方案 45
5.10.2组件清洗方案 45
6、电气系统 47
6.1 电气一次 47
6.1.1设计依据 47
6.1.2接入系统方案 48
6.1.3方案分析 48
6.2逆变器的选择 49
6.2.1逆变器的技术指标 49
6.2.2逆变器的选型 50
6.3交流汇流箱选型 53
6.3.1汇流箱的技术指标 53
6.3.2汇流箱的选型 53
6.4升压变压器 53
6.4.1变压器的技术指标 53
6.4.2变压器的选型 56
6.5电缆 56
6.5.1电缆的技术指标 56
6.5.2电缆的选型 59
6.6站用电设计 60
6.7无功补偿设计 60
6.8防雷及接地设计 60
6.9照明系统和检修 61
6.10电气二次 61
6.10.1设计依据 61
6.10.2电站二次设计原则 62
6.10.3综合自动化系统 62
6.10.4综合保护 63
6.10.5防孤岛措施 64
6.10.6站用直流系统 65
6.10.7不间断电源系统 65
6.10.8调度自动化 65
6.11光伏发电综合监控系统 66
6.12电气设备材料清单 67
7、土建工程 70
7.1设计安全标准 70
7.1.1工程等级及主要建筑物等级 70
7.2基本资料和设计依据 70
7.2.1基本资料 70
7.2.2自然条件 70
7.2.3设计依据 70
7.3光伏阵列设计及逆变器结构设计 71
7.3.1光伏阵列支架设计 71
7.3.2逆变器支架及箱式变压器设计 73
7.4采暖通风 74
8、消防设计 76
8.1设计原则 76
8.2机电消防设计原则 76
8.3工程消防设计 76
8.3.1主要场所和主要机电设备的消防设计 76
8.3.2电气消防 76
8.4安消防车道 77
8.5建筑灭火器 77
8.6报警及控制方式 77
8.6.1报警及控制方式 77
8.6.2报警及控制范围 78
8.7施工消防管理 78
8.7.1工程施工场地规划 78
8.7.2施工消防规划 78
8.7.3易燃易爆仓库消防 79
9、施工组织设计 80
9.1编制依据 80
9.2编制原则 80
9.3施工条件 81
9.3.1工程地理位置 81
9.3.2对外运输交通条件 81
9.3.3施工力能供应 81
9.4施工总布置 81
9.4.1施工总平面布置原则 81
9.4.2施工管理及生活区布置 82
9.4.3施工工厂、仓库布置 82
9.5施工交通运输 82
9.6主体工程施工 82
9.6.1施工前的准备 83
9.6.2光伏发电组件安装 83
9.6.3电缆敷设 84
9.6.4特殊气象条件下的施工措施 84
9.6.5主要施工机械 85
9.7施工总进度设计 85
9.7.1施工总进度设计原则 86
9.7.2分项施工进度安排 87
9.7.3主要设备交付计划 87
9.7.4分项施工进度计划 87
9.7.5主要土建项目交付安装的要求 88
9.8安全文明施工措施 88
9.8.1安全施工措施 88
9.8.2文明施工措施 90
10、工程管理设计 91
10.1管理模式 91
10.2管理机构 91
10.2.1工程建设管理机构 91
10.2.2工程运营管理机构 91
10.3主要生产管理设施 92
10.4维护管理方案 92
10.5光伏电站运行维护 93
10.5.1光伏阵列 93
10.5.2支架的维护应符合下列规定：
93
10.5.3光伏电站及户用光伏系统的运行与维护规定 94
10.5.4接地与防雷系统 94
10.5.5光伏系统与基础结合部分 95
10.6光伏电站的拆除与回收 95
11、环境保护设计 96
11.1编制依据与相关标准 96
11.1.1相关法律、法规 96
11.1.2相关标准 96
11.1.3设计目的 97
11.2环境和水土影响分析 97
11.2.1项目选址的环境合理性 97
11.2.2环境影响因素识别 97
11.2.3施工期的影响分析 98
11.2.4运行期的影响分析 100
11.3环境保护措施 100
11.3.1废气和扬尘污染防治对策措施 100
11.3.2噪声污染防治对策措施 101
11.3.3废污水处理对策措施 101
11.3.4固体废物处置及人群健康对策措施 102
12、劳动安全与工业卫生 103
12.1概述 103
12.2总则 103
12.2.1劳动安全与工业卫生编制的目的 103
12.2.2劳动安全与工业卫生编制的原则 103
12.2.3劳动安全与工业卫生主要内容及涉及范围 104
12.2.4设计的主要依据 105
12.3主要危险、有害因素的分析 105
12.3.1施工期危害因素分析 105
12.3.2运行期危害因素分析 106
12.4工业卫生设计 106
12.5安全管理机构及相关人员配备情况 107
12.5.1安全管理机构及相关人员配备情况 107
12.5.2安全、卫生管理体系 108
12.5.3安全卫生检测及安全教育设施设计 109
12.5.3.1防雷电 109
12.5.3.2防电伤 109
12.5.3.3防噪声、振荡 110
12.5.4事故应急预案 110
12.5.4.1应急预案编制、评审、备案和实施 110
12.5.4.2主要事故应急预案项目 110
12.6安预评价报告建议措施采纳情况 111
12.7主要结论建议 112
13、节能降耗分析 113
13.1项目节能效果分析 113
13.2设计原则和依据 113
13.2.1设计原则 113
13.2.2设计依据 114
13.3施工期能耗种类、数量分析和能耗指标 114
13.3.1施工用电 114
13.3.2施工用水 114
13.3.3施工用油 115
13.3.4施工临时用地 115
13.3.5建筑用材料 115
13.4节能降耗效益分析 115
13.5结论 116
14、投资概算及经济分析 117
14.1编制说明 117
14.1.1工程概况 117
14.1.2编制原则及依据 117
14.1.3总投资估算 117
15、财务评价和社会效益分析 126
15.1概述 126
15.2项目投资和资金筹措 126
15.3经济评价原始数据 126
15.4成本与费用 127
15.5发电效益计算 127
15.6财务评价指标 128
15.7经济评价结论 129
15.8社会效益分析 129
15.8.1节能和减排效益 129
15.8.2其它社会效益 129
15.9社会效果分析 130
15.9.1节能和减排效益 130
15.9.2其它社会效益 130
16、财务评价附表 132
1、综合说明
1.1概述
（1）项目名称：
3MW屋顶分布式光伏发电项目
（2）建设规模：
3.135MWp
（3）建设地点：
市南湾区
1.1.1项目简述
本项目位于市境内，规划总装机容量为3.135MWp，通过1回10kV线路并入电网。
本工程所建设的光伏发电系统采用所发电量为“全额上网”模式。
本工程属于屋面改造工程即在屋顶安装分布式光伏组件，包括太阳能光伏发电系统及相应的配套设施。
1.2太阳能资源
项目地址水平面年总辐射量约在1283.1kWh/m2/a左右。
市区域内太阳能资源丰富，根据中华人民共和国气象行业标准QX/T89-2008《太阳能资源评估方法》，可判定本工程场址处太阳能资源丰富程度等级为资源丰富区域，有较好的开发利用价值，适宜建设并网光伏电站。
1.3工程任务和规模
受玛丽新能源有限公司委托，负责编制《3MW屋顶分布式光伏发电项目可行性研究报告》主要内容包括太阳能资源评估、工程地质评价、项目任务和规模、太阳能电池组件选型、布置及发电量估算、接入系统及电气、土建工程、施工组织、环境影响评价、工程投资概算、财务评价、建设项目节能分析等内容。
（1）3MW屋顶分布式光伏发电项目总装机容量为3.135MWp。
本光伏电站使用285Wp组件，共含285Wp组件11000块
该并网型太阳能光伏发电系统，根据并网点相应设置配电间，10kV出线，就近并入电网。
1.4技术要点与示范目标
1.4.1技术要点
（1）采用分散式发电，集中并网供电方式的设计方案，将提高系统整体实际发电效率；
（2）使用逆变器“群控”技术，既可以降低逆变设备低负载的损耗，同时逆变器可以适度得以“休息”，从而延长逆变设备的使用寿命。
1.4.2示范目标
（1）我国能源消耗中，建筑能耗占了1/4的份额。
与建筑结合的光伏发电系统是一种主动的节能方式应当受到重视。
该项目的实施也能反映出市落实节能减排的信心；
（2）探索通过对市已有厂房的屋顶进行适度改造后安装太阳能组件进行并网发电的可能性和合理性；
（3）通过实际并网发电运行，积累各项数据，为测算太阳能并网电站实际费效比、节电、省煤、CO2减排等提供实际数据，为确定适合该地区实际情况的太阳能并网电站提供理论依据；
（4）提供光伏并网发电示范教学基地，为广大民众树立节能减排的榜样，普及光伏发电知识，提高群众的环保意识；
（5）作为促进市现有轻钢结构厂房屋顶利用，发展低碳经济的方式和方法。
1.5光伏系统总体方案设计及发电量计算
1.5.1光伏系统总体方案设计
本工程所建设的光伏发电系统采用所发电量为“全额上网”模式。
拟选用单晶硅太阳能电池，采用固定式安装运行。
装机容量为3.135MWp，系统方案采取分散逆变升压，汇集后集中并网的方式。
1.5.2发电量预测
本项目光伏组件采用顺屋顶平铺的方式铺设，与水平面倾角为23°采用固定安装的方式安装电池组件。
考虑系统计算可得，本工程25年总发电量约为7635.19万kWh，25年平均发电量约为305.41万kWh。
1.6电气设计
1.6.1电气一次
本阶段推荐的电气主接线为：
本项目总装机容量为3.135MWp，分为3个1.045MWp光伏系统。
考虑到本项目装机容量相对较大，电网短路容量水平相对较低，因此建议本项目以相对较高的电压等级接入电网，因此建议本项目以10kV电压等级接入电网。
本项目将通过1回10kV线路并入电网。
最终接入系统方案以接入系统审查意见为准。
1.6.2电气二次
本光伏电站按“无人值班”（少人值守）的原则进行设计。
电站采用以计算机监控系统为基础的监控方式。
电站设一套火灾自动报警系统，火灾自动报警系统选用集中报警方式探测总线采用一条总线，控测报警和联动控制共用一条总线，火灾集中报警控制器能显示火灾报警区域和探测区域，可以进行联动控制。
在光伏电站内配置一套环境监测仪，实时监测日照强度、风速、温度等参数。
1.7土建部分
本工程建设于既有屋面上，屋面结构满足光伏系统安装要求，已委托相关设计单位出具承重证明，部分厂区根据现有收集资料需进行加固处理。
逆变器就地安装于光伏系统安装的外墙或屋面上。
建（构）筑物设计主要包括：
10kV并网点、光伏支架若干、箱变基础。
本工程生活用水采用厂区供水。
1.8消防设计
本工程贯彻“预防为主、防消结合”的消防工作方针，加强火灾监测报警的基础上，对重要设备采用相应的消防措施，做到防患于未然。
本工程消防总体设计采用综合消防技术措施，从防火、监测、报警、控制、灭火、排烟、逃生等各方面入手，力争减少火灾发生的可能性，一旦发生也能在短时间内予以扑灭，使损失减少到最低，同时确保火灾时人员的安全疏散；根据生产重要性和火灾危险性程度配置消防设施和器材，本光伏电站按规范配置了室外消防砂箱、手提式灭火器；建筑结构材料、装饰材料等均须满足防火要求；本光伏电站内重要场所均设有通信电话。
根据《建筑灭火器配置设计规范》及《电力设备典型消防规程》的规定，本工程在配电室采用磷酸铵盐干粉灭火器。
1.9施工组织设计
依据光伏电站建设、资源、技术和经济条件，编制一个基本轮廓的施工组织设计，对光伏电站主要工程的施工建设等主要问题，做出原则性的安排，为工程的施工招标提供依据，为单位工程施工方案指定基本方向。
具体内容见下文施工组织设计中论述。
1.10工程管理设计
根据生产和经营需要，遵循精干、统一、高效的原则，对运营机构的设置实施企业管理。
参照原能源部颁发的能源人[1992]64号文“关于印发新型电厂实行新管理办法的若干意见的通知”，结合本工程具体情况，按“无人值班、少人值守”的原则进行设计。
1.11环境保护与水土保持设计
光伏发电是将太阳能直接转化为电能的过程，生产过程不产生有害物质及噪声，因此电站的建设和运行对周围环境无不利影响。
本项目符合国家产业政策，用地符合当地总体规划，选址及平面布局合理，无制约本项目建设的重大环境因素，同时还需确保各项污染治理措施“三同时”和外排污染物达标。
1.12劳动安全与工业卫生
为了保护劳动者在我国电力建设中的安全和健康，改善劳动条件，电站设计必须贯彻执行《中华人民共和国劳动法》、《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》、《安全生产监督规定》等国家及部颁现行的有关劳动安全和工业卫生的法令、标准及规定，以提高劳动安全和工业卫生的设计水平。
在电站劳动安全和工业卫生的设计中，应贯彻“安全第一，预防为主”的原则，重视安全运行，加强劳动保护，改善劳动条件。
劳动安全与工业卫生防范措施和防护设施与本期工程同时设计、同时施工、同时投产，并应安全可靠，保障劳动者在劳动过程中的安全与健康。
工业卫生设计应充分考虑电站在生产过程中对人体健康不利因素，并根据设计规范和劳保有关规定，采取相应的防范措施。
（1）本工程所有防暑降温和防潮防寒设计都应遵循《工业企业设计卫生标准》（GBZ1－2010）等电力标准、规范。
（2）生产操作人员一般在单元控制室或值班室内工作，根据当地气象条件，控制室设置空气调节系统。
（3）在配电间设置轴流风机、排风扇及设备专用通风管道设施。
1.13节能降耗分析
本分布式光伏发电站工程建成后装机容量3.135MWp，经测算25年年平均发电量为305.41万kWh，同燃煤火电站相比，按标煤煤耗为350g/kWh计，每年可为国家节约标准煤1068.93t。
相应每年可减少多种有害气体和废气排放，其中减少SO2排放量约为91.62t，NOX（以NO2计）排放量约为45.81t，CO2的排放量约为3044.91t。
本项目逆变器、汇流箱等电器设备均采用高效节能产品，降低整个系统损耗。
1.14工程设计概算
工程设计概算参照《风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准》及《光伏发电工程可行性研究报告编制办法》等。
结合国家、部门及地区现行的有关规定进行编制。
本项目工程静态总投资2288.06万元，单位千瓦投资7300元/kW。
工程动态总投资2310.48万元，单位千瓦投资7369.95元/kW。
1.15财务评价与社会效果分析
表1-1财务评价指标汇总表
项目
数量
单位
备注
装机规模
3.135
MW
静态总投资
2288.06
万元
动态总投资
2310.48
万元
自筹资金
457.61
万元
银行贷款
1830.45
万元
银行贷款利率
4.90%
%
银行贷款年限
15
年
年均发电利用小时数
950
小时
年均
年均发电量
305.41
万kWh
结算电价
1.034651
元/度
加权平均
系统运行时间
25
年
所得税
25
%
25年模拟税前利润
3122
万元
25年模拟所得税
780
万元
25年模拟净利润
2341
万元
内部投资收益率
所得税前
14.33%
%
所得税后
11.80%
%
净现值NPV
所得税前
851.51
万元
所得税后
573.65
万元
全部投资静态回收期
所得税前
9.41
年
所得税后
11.54
年
全部投资动态回收期
所得税前
11.83
年
所得税后
15.11
年
1.16结论
（1）地区日照资源相对充足,年均辐射量为1283.1kWh/m2，按太阳辐射资源区划标准，该地区属于太阳辐射资源的三类地区，适合建立太阳能光伏电站。
（2）项目符合“十二五”时期国民经济和社会发展规划纲要，推进资源节约。
（3）3MW屋顶分布式光伏发电项目选址企业屋顶，利用屋面光伏发电，能够实现社会、环境和经济三方效益。
（4）本工程选用性价比较高的单晶硅电池组件，与国外的太阳能光伏电池使用情况的发展趋势相符合。
（5）本工程从光伏系统、电气、土建、水工、消防等方面均具备可行方案，各项风险较小，无不良经济和社会影响。
25
2、太阳能资源概况和当地气象地理条件
2.1我国太阳能资源概况
地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。
资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数标识。
就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。
我国是世界上太阳能资源最丰富的地区之一，太阳能资源丰富地区占国土面积96%以上，每年地表吸收的太阳能相当于1.7万亿吨标准煤的能量。
按太阳能总辐射量的空间分布，我国可以划分为四个区域，见表2-1。
我国1978～2007年平均的年总辐射量、年总直接辐射量、直射比年平均值和年总日照时数的空间分布情况如表2-1所示。
表2-1我国太阳能资源特级区划表
名称
等级
指标（MJ/m2*a）
占国土面积（%）
地区
最丰富
I
≥6300
17.4
西藏大部分、新疆南部以及青海、甘肃和内蒙古的西部
很丰富
II
5040～6300
42.7
新疆北部、东北地区及内蒙古东部、华北及江苏北部（包括山东地区）、黄土高原、青海和甘肃东部、四川西部至横断山区以及福建、广东沿海一带和海南岛。
丰富
III
3780～5040
36.3
东南丘陵区、汉水流域以及四川、贵州、广西西部等地区。
一般
IV
＜3780
3.6
川黔区
根据中国气象局风能太阳能资源评估中心，利用700多个地面气象站，1978－2007年观测资料计算了总辐射和直接辐射，初步更新我国太阳能资源的时空分布特征，并进一步简要分析了云、气溶胶和水汽等相关要素的影响得到的数据如下：
图2-1 中国近30年总辐射分布图
我国太阳能资源分布的主要特点有：
太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°～40°地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长。
图2-2我国太阳等效小时数分布图
2.2区域太阳能资源概况、分析
，简称甬，副省级市、计划单列市，世界第四大港口城市，长三角五大区域中心之一，长三角南翼经济中心，经济中心。
月平均太阳总辐射为357.29MJ•m-2,月太阳总辐射在226.11~551.42MJ•m-2;月变化为双峰型,6月受梅雨天气影响为相对低值。
年太阳总辐射达4287.47MJ•m-2,属于资源丰富区
本项目拟建于市南湾区。
地理座标为地理坐标为N29°52′东经E121°42′。
地区日照资源相对充足,年均辐射量为1283.1kWh/m2，按太阳辐射资源区划标准，该地区属于太阳辐射资
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