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第5章总体设计方案
5.1光伏组件及其阵列设计
5.2工程消防及防护措施
5.3组件抗压设计
5.4施工组织设计
5.5劳动安全与工业卫生
5.6工程设计概算
第六章消防
6.1范围
6.2设计主要原理
6.3建筑物与构筑物要求
6.4灭火器的配制
6.5消防给水和电厂各系统的消防措施
第七章施工组织设计
7.1指导思想及实施目标
7.2工程概括及编制依据
第8章太阳能光伏电站建设注意事项
第9章太阳能光伏电站调试
第一章综合说明
1.1项目概括
（1）项目名称：
XXX并网和离网光伏发电项目
（2）建设单位：
乐山职业技术学院新能源工程系
（3）建设规模：
建设总容量
（4）主要发电设备：
多晶硅光伏组件，单晶硅光伏组件，非晶硅光伏组件
（5）关键电气设备：
光伏发电专用逆变器
（6）光伏组件支撑系统：
固定倾角式铝合金支架
（7）选址：
四川省乐山市乐山职业技术学院新能源工程系，建设光伏电站及办学教育设施，建设工程总面积。
站区坐标范围：
东经102°
55`---104°
00′，北纬28°
25′—29°
55′
本可行性研究报告主要根据下列文件和资料进行编制的
（1）《中华人民共和国可再生资源》，2006年1月1日
（2）《可再生资源发电有关管理规定》，国家发改委2006年1月5日
（3）《可再生资源发电价格和费用分摊管理试行方法》，国家发改委2006年1月4日
（4）《可再生资源电价附加收入调配暂行办法》，国家发改委2007年1月11日
（5）《可再生资源发展专项资金管理暂行办法》，财政部2006年5月30日
（1）本可研报告主要对项目建设的原始调节键及必要性、可行性等进行研究论证。
（2）通过对工程规模、建设条件、工程布置、工程实施以及对教学实施和教育内容等方面研究，评价项目实施的可行性。
（3）本可行性研究范围包括：
太阳资源分析，光伏发电工程建设条件，接入系统方案推荐，工程规模的确定论证和一定太阳能光伏发电系统配置方案，设备选择和布置设想，编程工程投资估算、工程设想、环境保护、生产组织和劳动定员、实施轮廓进度，经济评价等内容。
（4）项目范围：
本工程建设规划容量约为，主要采用晶体硅太阳能电池固定安装作为光电装换装置的方案，同根据建设方案配置相应的接入系统。
项目主要组成包括光电转换系统、直流系统、逆变系统、交流系统。
1.4场址概括
55
第2章太阳能资源和当地气象资源
太阳能（SolarEnergy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
自地球形成以来，生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。
在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。
太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。
广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之就地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都是来源于太阳；
即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
乐山市属于亚热带季风气候，具有四级分明的特点，雨量丰沛，水热同季，无霜期长，年平均气温在16.5—18.0度之间，年平均无无霜期达到300天以上，年平均霜日4.2——9.4天。
2.3乐山市地理条件
乐山地处四川盆地向西南山地过渡地带，总体趋势西南高，东北低，高差悬殊大。
地貌有山地、丘陵、平坝三种类型，以山地为主。
山地面积8530千米。
项目所在地区，乐山地处四川盆地向西南山地过渡地带，总体趋势西南高，东北低，高差悬殊大。
最高处为峨边彝族自治县马鞍山主峰，海拔4288米，最低处是犍为县新民镇马厂坝岷江出口，海拔307米，相对高差3981米，[2]平均海拔500米，乐山城区海拔360米。
山地面积8530k㎡，占全市幅员面积的66.5%，主要分布于市境峨眉山、峨边、金口河、马边、沐川一线的西南部，是凉山高原与四川盆地过渡地带。
丘陵面积2694k㎡，占乐山市幅员面积的21%，主要分布于峨眉山、沐川一线的东北部，是受缓慢上升长期剥蚀而形成的红色丘陵区。
河谷平原面积1603k㎡，占全市幅员面积的12.5%，主要沿岷江、大渡河、青衣江两岸分布。
乐山市有着便利的交通，在十二五提出实施“千亿交通工程”，其中包括：
“两航（岷江航电综合开发和乐山机场）、五铁（成绵乐城际铁路、成贵铁路、成昆铁路复线、乐雅铁路、乐自泸铁路）、十高速（乐宜、乐雅、乐峨、乐自、乐汉、成乐西、绕城、成乐复线、仁沐、金会）、一枢纽（乐山港综合交通枢纽）”，构建功能完备的综合交通次枢纽城市
2.5光伏电站建设条件
项目所在地，乐山职业技术学院新能源工程系教学楼楼顶建设，占地大约1000平方米，为建设多晶硅太阳能组件、单晶硅太阳能组件、非晶硅太阳能组件的场地。
第3章其他必要背景资料
尽管金融危机对对全球光伏产业的发展产生了重大冲击与影响，但这种冲击，估计只是短期的影响。
从长远来看，光伏产业属于新兴的朝阳产业，具有光明的发展前景。
世界能源组织（1EA）、欧洲光伏工业协会（EPIA），对太阳能光伏发电的未来发展，一致作出如下预测：
2020年全球光伏发电的发电量占总发电量的11％，2040年占总发电量的20％。
欧、美、日各国都提出了各自的中长期发展路线图。
2007年初，欧盟提出新的可再生能源发展目标，到2020年，可再生能源消费要占到全部能源消费的20%，可再生能源发电量占到全部发电量的30%。
到2050年光伏发电总装机容量将达到440GW（其中德国为80GW）；
2035至2040年达到总量的一半，即120GW。
美国的发展目标，是到2030年太阳能电池累计销售量上升到200GW，光伏发电量将达到360×
109KWh，2050年光伏发电量将达到1400×
109KWh。
告》显示，2013年中国市场具有确定性高的较大增量。
先来说金太阳工程示范项目。
2012年第二期金太阳获审批项目大约有2GW，预计在2013年年底前建设完成。
加之金太阳一期的1.7GW延后至2013年上半年完成的项目，2013年的完工总量将会创下历史新高。
根据金太阳项目过去开发情况来看，首先存在屋顶难找，谈判难做，以及由于业主会经常参股，相互关系变得比较复杂等问题；
其次是金太阳收电费模式上，一般采用合同能源管理模式，这样的模式在收款的安全性上比较差，用户有可能会违约；
另外余电可能上网，但有补贴不到位的问题发生。
这些问题给电站实际出售带来困难，并且给业主的投资安全造成很大影响。
因此，在过去的两三年里，金太阳项目的实施情况并不理想，增速也不快。
我们现在期待2013年分布式能源的国家配套政策上有更多改善，推动金太阳项目的开展，也对整个产业的发展起到积极地支持作用。
中研普华光伏行业分析师指出，2013年，我国有可能成为全球最大的光伏市场。
在我国和日本快速增长的同时，欧洲很多国家，尤其是德国和意大利在快速下滑。
因此，2013年全球光伏市场增速依然低迷，维持在2012年的水平。
但对于我国下游电站开发商来说，2013年应该是春天，一个开始收到回报、美丽的春季。
中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤，太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。
中国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上。
在中国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。
大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。
年日照时数大于2000小时。
与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有巨大的开发潜能。
3.3四川省光伏发电状况及发展规模
继美国、欧洲之后，印度反倾销局又表示已经在9月12日收到印度业界申请，对原产于中国等地出口的太阳能电池组装板或部分组装板进行反倾销调查。
一份来自四川省经信委的数据则显示，今年1-7月四川多晶硅行业利润亏损为2亿元，多数企业停产。
两年间，光伏产业从炙手可热的新兴产业“宠儿”到深陷“寒冬”举步维艰。
除了海外出口市场频频遭遇反倾销“大棒”，此前企业盲目上马光伏产业导致产能过剩也是重要原因。
业内人士更指出，光伏产业的“寒冬”远未到可以说结束的时候。
，随着国家电网四川攀枝花供电公司工作人员下达合闸指令，国内最大民用光伏发电项目——攀枝花学院2.1兆瓦太阳能屋顶光伏发电项目在四川省攀枝花市建成投运。
该项目的投运将有利于进一步推动全国分布式光伏发电项目发展，对于重振国内光伏产业具有重要的激励作用。
该项目位于攀枝花市攀枝花学院，是国家“金太阳”示范工程第一批次项目,是全国最大的民用光伏发电项目及西南片区最大的光伏发电项目。
项目利用攀枝花学院内现有的21栋建筑物屋进行搭建,装机容量为2.1兆瓦,总投资3738万元。
据统计，该项目年发电量达261.01万千瓦时。
初步计划所发电量优先满足攀枝花学院用电，富余电量并入国家电网。
该项目每年可节约标煤886吨，减少二氧化碳排放量1933.12吨，减少二氧化硫排放量13.10吨。
3.4乐山市光伏发电状况及发展规模
由于乐山的地理环境和气候环境所约束，乐山市的光伏发电状况不乐观，总发电量低。
第四章项目任务及规划
（1）为乐山职业技术学院提供良好的教学设施，为专业培养目标打下了基础
（2）根据学院的教学需要，要建设楼顶光伏电站，按相关统计计算，该光伏系统建成后，可省燃油96.97万升或节省标准煤1342.6吨,这也意味着少排放3718.25吨的二氧化碳44.01吨的二氧化硫和16.04吨氮氧化物，减少因火力发电产生的1014.41吨粉尘,节约1491.78万升净水，社会效益和节能减排效果显著。
由于太阳能具有自身的优势，在国家补贴的支持下，推广前景非常看好。
（1）建成楼顶光伏电站：
总面积1000㎡
（2）规模：
大约1kwp
5.1光伏组件及其阵列
（1）引言
太阳电池是将太阳光直接转换为电能的最基本元件，一个单体太阳电池的单片为一个PN结，工作电压约为0.5V工作电流约为20—25mAcm2,一般不能单独作为电源使用。
因而需根据使用要求将若单体电池进行适当的连接并经过封装后，组成一个可以单独对外供电的最小单元即组件（太阳能电池板）其功率一般为几瓦至几十瓦，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。
当应用领域需要较高的电压和电流，而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串连或并联进行连接，以获得所需要的电压和电流，
从而使得用户获取电力。
根据负荷需要，将若干组件按一定方式组装在固定的机械结构上，形成直流发电的单元，即为太阳能电池阵列，
也称为光伏阵列或太阳能电池方阵。
一个光伏阵列包含两个或两个以上的光伏组件，具体需要多少个组件及如何连接组件与所需电压（电流）及各个组件的参数有关。
太阳能电池片并、串联组成太阳能电池组件；
太阳能电池组件并、串联构成太阳能电池阵列。
（2）电池的连接与失配的影响:
失配损失是由于电池或者组件的互联引起的，这些电池或者组件没有相同的特性或者经历了不同的条件。
在PV组件和方阵中，在某种条件下失配问题是一个严重的问题，
因为一个组件在最差情况的输出是由其中的具有最低输出的太阳电池决定。
例如，当一个太阳电池被遮挡而组件中的其它的太阳电池并没有被遮挡时，一个处于“良好”状态的太阳电池产生的功率可以被低性能的太阳电池耗散，而不是提供给负载。
这可以导致非常高的局部电力耗散，并且由此而产生的局部加热可以引起组件不可恢复的损伤。
太阳能电池在串、并联成电池组件时，由于每片太阳能电池电性能不可能绝对一致，这就使得串、并联后的输出总功率往往小于各个单体太阳能电池输出功率之和，称作太阳能电池的失配。
在太阳能组件的制造以及组建安装为阵列的过程中，失配问题总会存在，并或多或少的影响太阳能电池的性能。
（4）制约组件输出功率的因素
太阳能电池组件在使用过程中，如果有一片太阳能电池单独被遮挡，
例如树叶鸟粪等，单独被遮挡的太阳能电池在强烈阳光照射下就会发热损坏，于是整个太阳能电池组件损坏。
这就是所谓热岛效应。
为了防止热岛效应，一般是将太阳能电池倾斜放置，使树叶等不能附着，同时在太阳能电池组件上安装防鸟针。
对于大功率的太阳能电池组件，为防止太阳能电池在强光下由于遮挡造成其中一些因为得不到光照而成为负载产生严重发热受损,最好在太阳能电池组件输出端的两极并联一个旁路二极管，旁路二极管的电流值不能低于该块太阳能组件的电流值。
1.2.6制约组件输出功率的因素由于太阳能的输出功率取决于太阳光照强度、太阳能光谱的分布和太阳电池的温度、阴影、晶体结构。
因此太阳电池组件的测量在标准条件下STC）进行，测量条件被欧洲委员会定义为101号标准，其条件是：
光谱辐照度为1000Wm2；
光谱AMl5；
电池温度25℃。
在该条件下，太阳能电池组件所输出的最大功率被称为峰值功率，其单位表示为峰瓦（Wp）。
在很多情况下，组件的峰值功率通常用太阳模拟仪测定并和国际认证机构的标准化的太阳能电池进行比较。
温度和光照强度对太阳电池组件输出特性的影响太阳电池组件温度较高时，工作效率下降。
随着太阳能电池温度的增加，开路电压减小，在20～100℃范围，大约每升高1℃每片电池的电压减小2mV；
而光电流随温度的增加略有上升，大约每升高1℃每片电池的光电流增加千分之一，或0.03mA℃•cm2总的来说，温度升高太阳电池的功率下降，典型温度系数
为－0.35％℃。
也就是说，如果太阳能电池温度每升高1℃，则功率减少0．35％。
因此，使组件上下方的空气流动非常重要，因为这样可以将热量带走，避免太阳能电池温度升高。
这里介绍的是温度对晶体硅太阳电池性能的影响，非晶硅太阳电池则不同，根据美国Uni—Solar公司的报道，该公司三结非晶硅太阳电池组件的功率温度系数只有－0.21％。
（5）光照强度与太阳电池组件的光电流成正比，在光强由100～1000Wm2范围内，光电流始终随光强的增长而线性增长；
而光照强度对光电压的影响很小，在温度固定的条件下，当光照强度在400～1000Wm2
范围内变化，太阳电池组件的开路电压基本保持恒定。
正因为如此，太阳电池的功率与光强也基本成正比。
组件的最大输出功率随着太阳辐射强度的增强而增大；
随着太阳辐射强度的减弱而减小，如图所示。
（5）太阳能电站的组成部分
太阳能电池：
在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。
在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。
太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
蓄电池组
其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。
太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：
a.自放电率低；
b.使用寿命长；
c.深放电能力强；
d.充电效率高；
e.少维护或免维护；
f.工作温度范围宽；
g.价格低廉。
控制设备
是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。
由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。
逆变器
是将直流电转换成交流电的设备。
由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。
逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。
独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。
并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。
逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。
方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。
正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。
跟踪系统
由于相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如果太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。
世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。
采用的是电脑数据理论，需要地球经纬度地区的的数据和设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新设定数据和调整各个参数；
原理、电路、技术、设备复杂，非专业人士不能够随便操作。
河北某太阳能光伏发电企业独家研发出了具有世界领先水平、成本低廉、简单易用、不用计算各地太阳位置数据、无软件、可在移动设备上随时随地准确跟踪太阳的智能太阳跟踪系统。
该系统是国内首家完全不用电脑软件的太阳空间定位跟踪仪，具有国际领先水平，能够不受地域和外部条件的限制，可以在-50℃至70℃环境温度范围内正常使用；
跟踪精度可以达到±
0.001°
，最大限度的提高太阳跟踪精度，完美实现适时跟踪，最大限度提高太阳光能利用率。
可以广泛的使用于各类设备的需要使用太阳跟踪的地方，该自动太阳跟踪仪价格实惠、性能稳定、结构合理、跟踪准确、方便易用。
把加装了智能太阳跟踪仪的太阳能发电系统安装在高速行驶的汽车、火车，以及通讯应急车、特种军用汽车、军舰或轮船上，不论系统向何方行驶、如何调头、拐弯，智能太阳跟踪仪都能保证设备的要求跟踪部位正对太阳！
（1）认真贯彻"
安全第一、预防为主"
的方针，明确安全生产、防安全责任制。
（2）严格遵守各级组织颁布的安全、防火法规、标准、规定，遵守现场的安全消防制度。
（3）各分项工程施工前，工长应编制有针对性的安全技术交底，并向施工人员进行交底，履行签认手续，并经常检查执行情况，纠正违章。
（4）每日班前，班组长、包工队负责人应根据当天施工任务特点做口头安全、消防交底，并填写"
班前安全讲话记录"
。
（5）施工作业应遵守安全操作规程，进入现场必须戴安全帽，吸烟到指定的吸烟室，高空作业应系好安全带，班前不准喝酒，工作应精力集中，不嘻戏打闹。
（6）进入现场应注意各种危险讯号及标志，尤其应注意高空吊运和"
四口"
，即建筑的出人口、楼梯口、电梯井口及各类孔洞口。
不准到与作业不相关的地方。
（7）使用电、气焊必须遵守以下规定：
1）电焊、气焊施焊必须取得现场用火许可证，并持有劳动局颁发的特种作业操作证、消防局颁发的特殊工种考核合格证。
2）施焊前应清理用火范围的易燃易爆物品，携带消防水捅并设专人看火。
3）在隐蔽部位，如地沟、顶棚、夹层内等使用电气焊时，工长必须向焊工进行书面交底，施焊完毕详细检查确无隐患后方可离去。
4）电焊机设置的地点应防潮、防雨、防砸，焊机把线移位或焊机移动时均需拉闸断电，每台电焊机必须装触电保护器。
5）电焊机一、二次接线端子应有可靠的防护罩。
焊把线与焊机接线端子连接应紧密牢固，焊把线应双线到施焊部位且中间无接头、无破损，绝缘良好。
6）焊把不准与气焊的氧气、乙炔皮管放在一起，不能把焊把线盘在焊机或焊件上。
7）气焊设备的安全附件应齐全有效，氧气乙炔皮管完好无损，放置气瓶的位置和距离应符合安全要求。
8）在焊接易燃物件时，必须按操作规程和有关防火要求操作，以确保安全施工。
9）冬季焊接最好在上午进行，以防不测。
（8）使用电器及电动工具必须遵守以下规定
1）施工现场临时用电设备及线路应符合规范规定。
2）配电箱金属外壳、二层板应可靠的与保护线连接。
移动式电动工具及手持式电动工具的保护线必须采用铜芯软线，其面不宜小于相线的13，旦不得小于1.5mm2，并应采用高灵敏动作的漏电保护器保护。
3）砂轮必须装设不小于180度的防护罩和牢固工作托架，严禁使用不圆、有裂纹和磨损剩余部分不足25mm的砂轮。
4）建筑内施工照明应采用36V电压，严禁使用220V电压。
在特别潮湿的场所及金属容器内工作照明灯不应超过12V。
5）因工作使用电炉子应有批准手续，并应有隔热防火措施。
6）配电箱;
电动工具使用后或班后应拉闸断电;
7）各种架子必须经有关人员检查验收合格后方可投入使用，并不得随意拆改。
使用脚手板应注意探头板，以防坠落。
8）搬运料具、设备应勘查路由，排除障阻;
集体搬运应统一指挥;
前呼后应，动作一致;
使用吊车、电梯等的垂直运输，应将散物固定绑牢，听从指挥。
9）夏季节施工，必须认真执行本公司颁发的《雨季施工措施》，并由施工处编制具有针对性的季节施工措施交底，组织实施。
5.3组件抗压设计
一．设计规范
《建筑抗震设计规范》GB50011
《铝合金结构设计规范》GB50429
2、基本设计规定及设计指标
1、因组件支架主要构件基本是由薄壁冷弯型钢和铝合金材料组成
《铝合金结构设计规范》GB50429。
2、组件支架承重结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
3、设计冷弯簿壁型钢结构时的重要性系数γo应根据结构的安全等级、设计使用年限确定。
一般工业与民用建筑冷弯簿壁型钢结构的安全等级取为二级，设计使用年限为50年时，其重要性系数不应小于1.0；
设计使用年限为25年时，其重要性系数不应小于0.95。
特殊建筑冷弯簿壁型钢结构安全等级、设计使用年限另行确定。
3、承载能力极限状态设计冷弯薄壁型钢结构，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合，采用荷载设计值和强度设计值进行计算。
荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系数。
5、按正常使用极限状态设计冷弯薄壁型钢结构，应考虑荷载效应的标准组合，采用荷载标准值和变形限值进行计算。
6、结构构件的受拉强度应按净截面计算；
受压强度应按有效净截面计算；
稳定性应按有效截面计算。
三、荷载取值
1、恒载：
取组件的自重
2、活荷载：
取该地区50年一遇基本雪压荷载。
3、风荷载
（1）风荷载的表示：
a.风速v单位:
ms或km㎡（千牛顿平方米）两者之间可以互相转换，一个简单的公式：
W0=V21600（注：
W0的单位为ms）根据规范规定，我们在设计均采用该地区50年一遇基本风压Wo中国各地区的基本风压数值可在标准中查得。
附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于
0.3kNm2。
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：
a）当计算主
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