2MW用户侧并网光伏发电金太阳示范工程项目可行性研究报告.pdf

1、盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-1-2MW 用户侧并网光伏发电金太阳示范工程项目用户侧并网光伏发电金太阳示范工程项目可行性研究报告可行性研究报告盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-2-目目 录录1 综合说明综合说明.41.1 概述.41.2 太阳能资源.71.3 工程地质.71.4 太阳能电池组件选型、布置及发电量估算.71.5 电气.101.6 工程消防设计.101.7 土建工程.111.8 施工组织设计.111.9 工程管理设计.111.10 环境保护和水土保持.111.11 劳动安

2、全与工业卫生.111.12 财务评价分析.122 太阳能资源太阳能资源.132.1 概述.132.2 太阳能资源评估.142.3 结论.153 工程地质工程地质.15盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-3-3.1 设计依据.153.2 工程概述.163.3 地形地貌.163.4 工程地质条件.164 项目任务与规模项目任务与规模.165 太阳能光伏系统选型、布置及发电量估算太阳能光伏系统选型、布置及发电量估算.175.1 太阳能光伏系统选型.175.2 光伏系统布置.265.3 发电量估算.346 电气电气.376.1 电气一次.376.2

3、电气二次.397 消防工程消防工程.428 土建工程土建工程.438.1 设计依据.438.2 逆变电室.438.3 其余设计.449 施工组织设计施工组织设计.44盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-4-9.1 设计依据及施工条件.449.2 施工总平面布置.449.3 主体工程施工.469.4 施工总进度.4610 工程管理、环境保护、劳动安全工程管理、环境保护、劳动安全.4710.1 工程管理.4710.2 环境保护.4710.3 劳动安全.4811 工程投资估算工程投资估算.5011.1 编制说明.5011.2 概算表.5312 财务

4、评价和社会效果分析财务评价和社会效果分析.5612.1 概述.5612.2 财务评价依据.5712.3 财务评价.5812.4 社会效果评价.6113 结论结论.62 附件：1、企业营业执照、企业代码证、税务登记证、ISO 证书 附件：1、企业营业执照、企业代码证、税务登记证、ISO 证书盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-5-2、质量认证及其他专业资质3、公司实力2、质量认证及其他专业资质3、公司实力1 综合说明综合说明1.1 概述概述1.1.1 地理位置地理位置盈都钢构 2 号厂房屋顶太阳能发电示范项目，装机容量2.0MWp。项目拟选址于

5、海宁市连杭经济开发区启潮路 50 号盈都钢构集团 2 号厂房。图 1-1 盈都钢构 2 号厂房地理位置图 1-1 盈都钢构 2 号厂房地理位置盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-6-1.1.2 工程任务工程任务保定天威英利新能源有限公司负责编制浙江盈都钢构有限公司 2MW 用户侧并网光伏发电金太阳示范工程项目可行性研究报告。其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、土建盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-7-工程、施工组

6、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。1.1.3 兴建缘由兴建缘由1、充分利用盈都钢构 2 号厂房新建之机，在厂房屋顶加装光伏发电项目；有限利用现有的土地等资源，保护环境，节约用电，减少碳排放。2、盈都钢构光伏发电项目位于杭嘉湖平原，北纬 302128.04，东经 1202257.16，当地 2000 年至 2005 年平均单日平面辐射量为月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平面辐射kWh/M2/day2.632.93.214.034.514.355.214.723.873.372.792.67。3、该地区长期用电紧张，盈都钢构集团是用电大户，

7、该项目可部分提供盈都钢构的用电需求，缓解当地用电压力。1.1.4 建设规模建设规模本工程装机容量 2.0MWp，拟安装此时整面屋顶（17163 平方米）理论最多可排列 7168 块电池板（1970 x990mm）。1.2 太阳能资源太阳能资源项目所在地年太阳总辐射量约 419502KJ/cm2，年日照时数约为 1400-2200h，具有开发利用价值，适合建设大型并网光伏电站。1.3 工程地质工程地质1、本项目场址地貌属钱塘江沉积平原，地势平坦开阔，未发现盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-8-有不良地质作用。2、工程区土壤的最大冻结深度为 0

8、m。3、根据建筑抗震设计规范（GB50011-2008）及中国地震动参数区划图（GB18306-2001），拟建场区设计基本地震加速度值为 0.05g，地震动反映谱特征周期为 0.45s，相应地震基本烈度为，设计地震分组属第二组。1.4 太阳能电池组件选型、布置及发电量估算太阳能电池组件选型、布置及发电量估算通过对比分析三种不同型号光伏组件的技术性和经济性，并考虑到太阳能电池的综合应用，本项目拟推荐电池采用英利太阳能的YL285P-35b。类型为多晶硅太阳能电池。每片组件由 16 片太阳能单体电池组成，具体性能参数如下：盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可

9、行性研究报告-9-主要电气特性曲线：盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-10-组件外形尺寸：组件认证情况：根据项目建设地特点，考虑系统安装和维护的方便，采用低压并网，无需变压器，逆变电器参数如下：盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-11-认证情况：1.5 电气电气项目装机容量 2.0MWp，位于盈都钢构 2 号厂房屋顶。本项目系统采用分区发电，低压并网。系统使用 7 台50的逆变器相对独立地进行直流交流逆变，方便维护。每台逆变器连接 8 只直流汇流箱，每只汇流箱连接 8 路太阳能光伏组件串组

10、，每组串联 16块型号为 YL280P-35b 太阳能组件。整个系统由 7168 块（1970*990）峰值功率为 285Wp 的组件构成，总组件面积为13979.75 平方米，组件转换效率为 14.7%，装机容量 2.0MW。1.6 工程消防设计工程消防设计本工程消防管道直接接入原有 2 号厂房工程消防系统内。型号推荐光伏组件功率最大直流输入电压MPPT电压范围450.0V820.0V最大直流输入电流直流输入路数额定交流功率额定交流电流交流电流畸变率额定交流电压交流电压范围交流电压频率功率因数最大效率加权平均效率逆变器参数SunVert250HE（无变压器）8250KW275KWp880.0

11、V600.00A535A0.99（额定功率情况下）盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-12-1.7 土建工程土建工程本工程是在 2 号厂房工程基础上再建设 2.0MW 光伏发电系统，在 2 号厂房屋顶之上安装太阳能电池阵列。主要的土建工程是厂房基础建设和主体结构建设，地基采用现浇注钢筋混凝土结构，立柱采用钢构支撑，屋顶的太阳能电池支架系统采用热镀锌钢架结构。1.8 施工组织设计施工组织设计本项目主体工程施工主要包括：太阳能电池组件及箱式变压器基础开挖和混凝土浇筑、太阳能电池组件设备安装、箱式变压器安装、电力电缆和光缆敷设等。在 2 号厂房现有

12、施工基础之上加装即可。1.9 工程管理设计工程管理设计工程在建设期间和建成投入运营后由盈都钢构集团管理维护。1.10 环境保护和水土保持环境保护和水土保持光伏电站的建设会对自然环境产生一定的影响，主要是因为光伏电站在施工及运行过程中产生的噪声、污水、粉尘、固体废弃物等。通过加强对施工单位的管理、尽最大可能减少固体废弃物、污水、粉尘的排放，达到环境保护的要求。本项目因为是在厂房的基础上加装光伏发电系统，在施工上只要遵守 2 号厂房的建设施工标准，不会对周围环境造成不良影响。1.11 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生光伏发电系统在运行过程中应严格执行盈都厂房安全生产标准和安全操作规程，对可能存

13、在的直接危及人身安全和人身健康的危盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-13-害因素如：火灾、雷击、电气伤害、机械、坠落伤害等应做到早预防，勤巡查，消除事故隐患，防患于未然。光伏发电系统内电气设备的检修、维护均按国家电网公司电力安全工作规程（变电所和发电厂电气部分）（试行）规定完成。1.12 财务评价分析财务评价分析本工程总投资为 2760 万元。全部投资财务内部收益率为4.42%，投资回收期（含建设期）为 16.8 年。表表 1-1 光伏电站工程特性表光伏电站工程特性表名称单位数量备注海拔高度m50年日照小时数h1900-2200光伏电站场址

14、年总辐射KJ/cm2502型号YL285 P-35b类型晶硅尺寸规格mm1970*990*50重量kg26.8功率输出Wp285最佳工作电压V35.5最佳工作电流A8.10电池组件块数块7168型号SunVert 250HE额定功率275K最大效率98.0%逆变器台数台7主要设备光伏电站主要设备箱式变压器低于并网，无需变电器土建支架结构镀锌钢构支架盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-14-个数个448结构钢筋混凝土箱变基础个数个1静态总投资万元 2760动态总投资万元 2760单位千瓦静态投资万元 1.38单位千瓦动态投资万元 1.38概算指

15、标建设期利息万元0.00装机容量MW2.0年平均发电量万kWh175.97年等效满负荷小时数h1760含税上网电价元/kWh1.00财务内部收益率（全部投资）%4.42%经济指标投资回收期年16.82 太阳能资源太阳能资源2.1 概述概述2.1.1 我国太阳能资源概况我国太阳能资源概况太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理条件的制约。从全球角度来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，具有发展太阳能利用得天独厚的优越条件。我国太阳能资源分布图见图 2-1，我国太阳能日照小时数分布见表 2-1。图图 2-1 我国太阳能资源分布图 我国太阳能资源分布图盈都钢构集团

16、2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-15-表表 2-1 我国太阳能日照小时数统计表 我国太阳能日照小时数统计表类型地 区年日照时数（h）年辐射总量(MJ/m2)1西藏西部、新疆东南部、青海西部、甘肃西部28003300668084002西藏东南部、新疆南部、青海东部、宁夏南部、甘肃中部、内蒙古、山西北部、河北西北部30003200585066803新疆北部、甘肃东南部、山西南部、陕西北部、河北东南部、山东、河南、吉林、辽宁、云南、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部22003000500058504湖南、广西、江西、浙江、湖北、福建北部、广东北部、陕西南

17、部、江苏南部、安徽南部、黑龙江14002200420050005四川、贵州10001400335042002.1.2 项目所在地太阳能资源概况项目所在地太阳能资源概况该地区气候属于典型的亚热带季风气候，夏季高温多雨，冬季低温少雨，年平均降雨量 1500 毫米。年平均气温为 16.2，夏季平均气温 28.6，冬季平均气温 3.8。太阳幅射资源较丰富，每年每单位面积（水平面）接受的太阳辐射量为 1344.8kWh/m2/年，平均日照时数为 3.69kWh/m2/日，太阳能日照时间 2002h/年。2.2 太阳能资源评估太阳能资源评估2.2.1 评估依据评估依据太阳能资源评估方法依据中国气象局 20

18、08 年 8 月 1 日颁布实施盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-16-的太阳能资源评估方法(QX/T89-2008)。2.2.2 资源评估资源评估以太阳能地表总辐射的年总量为指标，进行太阳能资源丰富程度评估。根据表 2-7 中 2000 年至 2005 年平均单日平面辐射量数据统计结果，项目所在地年总辐射量约 1346.24kWh/m2/年。表表 2-2 项目所在地月地表总辐射数据统计表 项目所在地月地表总辐射数据统计表月份平面辐射（KWh/day/m2）1 月2.632 月2.903 月3.214 月4.035 月4.516 月4.35

19、7 月5.218 月4.729 月3.8710 月3.3711 月2.7912 月2.67合计44.262.3 结论结论该项目所在地区有较为丰富的太阳能资源，可以有较大的经济开发利用价值。盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-17-3 工程地质工程地质3.1 设计依据设计依据建筑抗震设计规范、建筑抗震设计规范局部修订（GB50011-2001/2008）；中国地震动参数区划图（GB18306-2001）；建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）；建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；其他现行有效规程规范。3.2 工程概述

20、工程概述项目位于浙江省嘉兴市连杭开发区内，北纬 30 度 21 分 28.04秒，东经 120 度 22 分 57.16 秒；厂房为矩形，长 208.8m 宽82.2m，方向为东偏南 46 度。3.3 地形地貌地形地貌地处濒临杭州下沙的海宁连杭经济开发区，位于钱塘江观潮口，是典型的冲积平原。区位优势明显，交通极为便利。3.4 工程地质条件工程地质条件因为是在新建的 2 号厂房屋顶上加装太阳能发电系统，所以工程地质条件参照盈都钢构集团 2 号厂房地质工程条件。盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-18-4 项目任务与规模项目任务与规模盈都钢构集团

21、是海宁连杭经济开发区的用电大户，该项目首先考虑为集团公司减轻用电负担。由太阳能产生的电源，在自用过程中，产生的电压有限，所以大多只能提供低压的办公用电。在考虑投资充分利用的前提下，可实现钢构公司的基本照明、办公、生活等低压用电项目全部使用光伏能源。根据钢构现有情况统计，全年用电量在 65 万度（生活用电约 38 万度，办公用电 27 万度）左右。以下是 1-10 月的用电统计：20112011 年度盈都桥梁钢构工程有限公司非工业用电统计年度盈都桥梁钢构工程有限公司非工业用电统计 地点 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 总计 平均 宿舍 31086 18960 2940

22、0 23280 21360 24480 47040 48840 31440 26640 302526 30252.6 办公楼 50880 11790 29309 7759 6234 29072 31619 28793 18821 10682 224959 22495.9 另外 2 号厂房新增低压用电部分，推算为 30 万度，累计钢构公司低压用电 92.5 万度（办公 57 万度，生活 38 万度）。剩余经过变电后提供工业用电，厂区工业用电 350 万度每年。投资 2.0MW 光伏项目的中：总投资为：2760 万（采用多晶硅），供电能力约为 175.97 万度/年。5 太阳能光伏系统选型、布置及

23、发电量估算太阳能光伏系统选型、布置及发电量估算5.1 太阳能光伏系统选型太阳能光伏系统选型在光伏发电系统的选型中，根据其主要技术指标、运行稳定性、经济性原则，计算其在标准状况的理论发电量，最后通过比较确定机型。本工程建设容量为 2.0MWp。盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-19-5.1.1 光伏系统组件的选型光伏系统组件的选型三种光伏组件型号的性能参数见表 5-1。表表 5-1 选定光伏组件型号的性能参数 选定光伏组件型号的性能参数光伏组件型号单体 YL285p35b多晶硅单体 CHSM5612M多晶硅单体 STP22520/Wd 多晶硅

24、开路电压（Voc）45.0V33.32V36.7V最佳工作电压（Vmp）35.5V25.17V29.6V短路电流（Isc）8.62A8.41A8.15A最佳工作电流（Imp）8.10A7.72A7.61A最大输出功率（Pmax）285Wp195Wp165Wp工作温度（）-40+85-40+85-40+85最大系统电压1000VDC1000VDC1000VDC电池类型多晶硅电池多晶硅电池多晶硅电池电池数量165460尺寸规格197099050mm149499445mm166599150mm重量26.8kg18.0kg19.8kg电压温度系数0.37%/K0.344%/K0.33%/电流温度系数+

25、0.06%/K+0.052%/K+0.055%/注：标准测试条件 STC：AM1.5，辐照强度 1000，温度 25。2mW盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-20-表 5-2 不同型号电池组件经济性比选汇总表表 5-2 不同型号电池组件经济性比选汇总表组件单价为市场参考价，通过对比分析三种不同型号光伏组件的技术性和经济性，本项目拟推荐YL185p-23 多晶硅太阳能电池。5.1.2 光伏系统支架的选型光伏系统支架的选型1、支架的结构强度太阳能光伏发电系统大部分都选择在偏远地区，这些位置经常会受到风的影响，因此在安装太阳能光伏支架时，首先要考

26、虑到风载荷的对支架强度的影响。支架的制作材料要确保支架的强度，支架与屋顶固定。2、支架的使用寿命由于外界环境对支架的材质长期的腐蚀作用，支架的强度会发序号项目对比分析1项目装机容量2.0MWp2.0MWp2.0MWp2光伏组件型号YL285p-35CHSM5612MSTP22520/Wd3电池类型多晶硅多晶硅多晶硅4组件效率14.7%13.1%13.6%5年均发电量171 万 kWh165 万 kWh152 万 kWh6组件单价7.8 元/Wp7.5 元/Wp7.5 元/Wp7组件总投资1594 万1500 万1500 万8光伏阵列发电面积13979.7515231200009发电场占地面积1

27、71631716317163盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-21-生变化，这会影响到支架的使用寿命，因此，需要在对钢构支架所选用的材料进行特殊工艺（镀锌）的加工，以加强支架的抗腐蚀能力，从而让支架达到预期的使用寿命。3、安装、维护费用和支架的价格在光伏发电的度电成本中，也要考虑到系统所选用的支架成本的投入、安装费用及后期维护费用。综合以上因素，根据项目容量和项目场地规划要求，本项目初步选用固定式太阳能阵列支架，支架构件铺设在屋顶彩钢瓦上。5.1.3 太阳能阵列安装方式的确定太阳能阵列安装方式的确定光伏组件的安装，考虑其可安装性和安全性，目

28、前技术最为成熟、成本相对最低、应用最广泛的方式为固定式安装。由于本项目主要为厂房减轻用电负担，所以第一考虑的应该是如何提高系统的发电量。太阳能电池组件安装在厂房屋顶上，布局设计与安装方式应与屋顶结构密切配合，最大限度的利用现有资源。由于厂房的屋顶位置较高，美观性等问题应放在最后考虑。由于钢构厂2号厂房的屋顶比较特殊，厂房本身不是正南建造，同时屋顶也是从中间向两边倾斜且倾角仅为5度，所以应在可能条件下，通过对太阳光伏阵列的安排，获得最大的能量输出。故采用太阳光伏陈列与2号厂房屋顶相结合，太阳光伏电板直接铺设在厂房顶彩钢瓦上。5.1.4 太阳能阵列倾角和方位角的确定太阳能阵列倾角和方位角的确定1、

29、阵列倾斜角确定盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-22-大多数情况下，太阳能并网发电系统的方阵倾角一般等于当地纬度的绝对值，这个倾角通常使全年在方阵表面上的太阳辐射能达到最大，适于全年工作系统使用。1）倾斜面上直接辐射量的确定在工程设计中，倾斜面直接辐射量采用以下公式进行计算：Rb bbtHHRb:倾斜面与水平面上直接辐射量的比值；hs:水平面上的日落时角；Hbt:倾斜面上太阳直接辐射量；Hb:水平面上太阳直接辐射量；hs：倾斜面上的日落时角。依据以上公式，根据当地地理纬度、太阳赤纬度等相关参数，可计算出某一倾角 s倾斜面上直接太阳辐射量。2

30、）倾斜面上天空散射辐射量的确定对于天空散射辐射量采用Hay模型计算。Hay模型认为倾斜面上天空散射辐射量是由太阳光盘的辐射量和其余天空均匀分布的散射辐射量两部分组成，其计算公式为：sinsin180sincoscossin)sin(180sincoscosssssbhhshhsR盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-23-HdtHdRb0.5(1)(1cos(s)0HHb0HHb式中，Hb和Hd分别为水平面上直接和散射辐射量，这两个参数为气象站原始观测数据；Ho为大气层外水平面上太阳辐射量。根据当地地理纬度、太阳赤纬角等相关参数，依据上述公式，

31、可计算出某一倾角s倾斜面上天空散射辐射量。3）地面反射辐射量的确定对于朝向赤道的倾斜面，其辐射量总量除了来自太阳的直接辐射量和来自天空的散射辐射量外，还应包括来自地面本身的反射辐射量，其计算公式为：Hrt0.5H(1cos(s)式中：H为水平面上总辐射量，是水平面上的直接辐射量与散射辐射量之和，是气象站原始观测数据；为地面反射率。倾斜面上太阳辐射量的公式为：HtHbRbHdRb0.5(1)(1cos(s)0HHb0HHb0.5H(1cos(s)对于确定的地点，在已知该地区各月水平面上太阳直接辐射量和散射辐射量之后，倾斜面上的直接辐射量、散射辐射量以及地面 反射辐射量均为以倾斜面倾角为自变量的函

32、数。其函数关系可表达为下式：Ht=Hbt(s)+Hdt(s)+Hrt(s)盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-24-因此，对于固定式阵列的并网光伏发电系统，应选择光伏组件阵列最佳倾角，使倾斜面上的辐射总量Ht达到最大，从而达到光伏电站年发电量最大的目标。固定安装系统的方阵倾角经过RETScreen能源模型光伏项目软件优化设计计算：最佳倾角为30。2、太阳能阵列的方位角固定的太阳能支架方位角是指输入垂直照射到方阵表面上的光线在水平地面上的投影与当地子午线间的夹角，一般正南方向定为零点，故太阳能阵列的方位角为 0。图 5-1 2 号厂房太阳能阵列

33、方位角图 5-1 2 号厂房太阳能阵列方位角方位角46D46D盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-25-5.1.5 直流配电设备选型直流配电设备选型对于大型光伏并网发电系统，为了减少光伏组件与逆变器之间连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置。根据逆变器输入的直流电压范围，把一定数量的规格相同的光伏组件串联组成 1 个光伏组件串列，再将若干个串列接入光伏阵列防雷汇流箱进行汇流，通过防雷器与断路器后输出，方便了逆变器的接入。光伏阵列防雷汇流箱具有以下特点:1、满足室外安装的使用要求；2、同时可接入 12 路太

34、阳电池串列，每路电流最大可达 10A；3、接入最大光伏串列的开路电压值可达 900V；4、保险丝的耐压值不小于 DC1000V；5、每路光伏串列具有二极管防反保护功能；6、配有光伏专用高压防雷器,正极负极都具备防雷功能；7、采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值,可承受的直流电压值不小于 DC1000V。5.1.6 逆变设备选型逆变设备选型逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。光伏并网逆变器是光伏电站的核心设备之一，具有最大功率跟踪功盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-26-能，该设备用来把光伏方阵连接到系统的部分。最

35、大功率跟踪器（MPPT）是一种电子设备，无论负载阻抗变化还是由温度或太阳辐射引起的工作条件的变化，都能使方阵工作在输出功率最大的状态，实现方阵的最佳工作效率。本期项目是容量为 2.0MWp 光伏并网发电系统，在选择逆变器型号时应考虑如下因素：转换效率、是否具备最大功率点跟踪技术（MPPT）、保护功能，系统的可靠性、安装操作是否简便、能否适应恶劣的电网环境。综合考虑以上因素，本项目拟选光伏并网逆变器单机 250KW，见表 5-3。表表 5-3 SUNVert 250HE 逆变器参数 SUNVert 250HE 逆变器参数编号名称参数一直流输入参数1最大直流电压880Vdc2最大功率电压跟踪范围4

36、50-820Vdc3最大直流功率275kWp4最大输入电流600A二交流输出系数1额定输出功率250kW2额定电网电压400Vac3额定电网频率50HZ4总电流波形畸变率3%（额定功率）5功率因数0.99三系统参数1最大效率98.0%2欧洲效率97.5%3防护等级IP20（室内）4夜间自耗电100W5工作温度25+556冷却方式风冷7相对湿度095%，无冷凝8显示LCD 触摸屏9通讯接口可选RS485 以太网盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-27-四机械参数1宽/高/深1800/2180/850(mm)2重量2100kg5.2 光伏系统布置

37、光伏系统布置5.2.1 阵列布置及太阳能方阵与屋顶结合方式阵列布置及太阳能方阵与屋顶结合方式钢构厂房属于工业建筑，屋顶可承受一般光伏阵列载荷，建筑（示范面积）17163m2，（东西长 208.80m，南北长 82.2m）；建筑层数为地上 1 层，钢结构屋顶，建筑高度为 12.60m；建筑结构形式为框架结构，建筑结构的类别为二类，使用年限为 50 年；抗震设防烈度为 6 度；建筑耐火等级为一级。，但由于 2 号厂房一样均不是正向南方(东偏南 46 度)，同时屋顶也是从中间向两边倾斜且倾角仅为 5度。英利太阳能的 YL285p-35b 组件规格为 1970990，在屋顶全部铺设组件，每个阵列 16

38、 块电池组件，之间的行间距为 600mm，列间距为 470mm,横向 18 行，纵向 25 列，可使用面积 13979.75 平米。实际装机量为 2.0MW，计算入系统整体损耗后，年发电量约为175.97 万度。太阳能方阵与 2 号厂房屋顶结合方式如下图所示：盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-28-图 5-2 太阳能方阵与屋顶结合效果图图 5-2 太阳能方阵与屋顶结合效果图图 5-3 太阳能方阵与屋顶结合方式示意图图 5-3 太阳能方阵与屋顶结合方式示意图盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告

39、-29-图 5-4 太阳能方阵与屋顶结合端面点构件图 5-4 太阳能方阵与屋顶结合端面点构件图 5-5 太阳能方阵与屋顶结合端面点构件图 5-5 太阳能方阵与屋顶结合端面点构件盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-30-图 5-6 太阳能方阵与屋顶结合中间点构件图图 5-6 太阳能方阵与屋顶结合中间点构件图盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-31-图5-7 单个逆变器的光伏阵列布置图 图5-7 单个逆变器的光伏阵列布置图 光伏组件沿屋面倾角布置，这样一方面有利于光伏系统排水自洁；另一方面使光伏

40、屋面与 2 号厂房屋顶和谐结合，保证了建筑整体美观性。5.2.2 光伏电站的系统设计光伏电站的系统设计 5.2.2.1 设计的原则及思路设计的原则及思路在设计过程要注意两个问题，一个是量化不定因素，另一个是盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-32-优化设计。在整个设计过程中可能会遇到许多涉及环境、材料和工艺等的不定因素。为了减少不定因素，避免因它们带来的风险和设计偏差，在设计中要尽可能地将这些不定因素进行定量化处理。所谓优化设计是指根据用户的要求、材料的变更、试验的数据和新技术的涌现，不断地修改设计方案，力求使某些特定的指标（如效率最大、成本

41、最低或重量最轻等）达到最佳，或者是在若干个相矛盾的设计目的之间实现平衡。但光伏阵列的最优化设计一定要与整个系统设计协调，最终要服从于整个系统。5.2.2.2 光伏阵列的串并联设计光伏阵列的串并联设计实际光伏发电系统可根据实际需要，将若干光伏电池组件经串、并联，排列组成光伏阵列，满足光伏系统实际电压和电流的需要。光伏电池组件串联，要求所串联组件具有相同的电流容量，串联后的阵列输出电压为各光伏电池输出电压之和，相同电流容量光伏电池串联后其阵列输出电流不变；光伏电池组件并联，要求所并联的所有光伏电池具有相同的输出电压等级，并联后的阵列输出的电流为各个光伏电池输出电流之和，而电压保持不变。光伏阵列的连

42、接方式，一般是将部分光伏电池串联成串后，再将若干个串并联。光伏电池板串联数目根据其最大功率点电压与负载运行电压相匹配原则设计。光伏阵列的构成，依据变换器工作点电压和电流与光伏电池板最大功率点电压、电流相匹配的原则构成，如图 2 所示盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告-33-图 5.7 分布式并网发电原理框图图 5.7 分布式并网发电原理框图本项目选用的 2.0MWp 光伏阵列由 7 台 250kW 逆变器组成，该逆变器最大功率电压跟踪范围：450-820Vdc，最大直流电压：880Vdc，最大直流电流：600Adc。组件串应符合的逆变器直流输

43、入参数保证在 55（电池板最高工作温度）时的逆变器 MPPT 电压满足条件，-25（当地的极限低温）时的开路电压满足条件。且直流电流输入不超过最大直流值。计算结果如下图所示：表表 5-4 项目方案估算结果 项目方案估算结果串联数量按 Vopen19 块串联数量按 Vop23 块最多每串组件数量（以上最小者）19 块每串最大功率5.42KW串联电路内串联电路最大电流8.6A总串联电路数量Pmax50系统最大输入电流431.0A单台逆变器系统最大输入功率271KW逆变器台数7全系统总直流汇流箱数量 2.0MW（每汇流箱 8 接头）56盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化

44、示范项目可行性研究报告-34-修正后串联数量16串联 Vpmax （safe）568.0V修正后串联参数串联 Vomax (safe)720.0V盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告355.3 发电量估算发电量估算5.3.1 基础数据基础数据光伏系统的发电量是通过 RETScreen International 软件计算，该软件是已标准化和集成化清洁能源分析软件，在世界范围内都可应用。1、月平均气温见下表 5-51234567891011123.85.19.315.420.325.128.0 28.6 24.217.912.06.12、总辐射量

45、项目所在地年太阳辐射总量为 1344.8kWh/m2/年。5.3.2 影响因素影响因素1、光伏阵列效率 1光伏阵列在 1000 W/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度的影响以及直流线路损失等。综合各项以上各因素，取 1=84%2、逆变器的转换效率 2 逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比.对于大型并网逆变器，可取 2=95%。盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告363、交流并网效率 3从逆变器输出至高压电网点的传输效率，

46、其中最主要的是变压器的效率可取 3=95%。4、温度对发电量的影响光伏电池组件只有在标准测试条件下，即：电池温度 25、垂直入射日照强度 1000W/m、太阳光谱等同于大气质量 1.5 的情况下，功率才能达到标定值。晶硅电池随着温度的升高，功率会有所下降。根据以上因素分析，参数具体设置如下：见表 5-6。表表 5-6 影响光伏发电量的参数 影响光伏发电量的参数项目所在地纬度30.21N光伏阵列跟踪模式固定光伏阵列的倾斜角5光伏阵列的方位角46应用类型联网光伏能量吸收率100%光伏组件类型多晶硅额定光伏组件的效率6%正常工作温度45电压温度影响系数-0.37%/电流温度影响系数0.06%/其他光

47、伏阵列损耗16%额定光伏阵列电力容量1500kW光伏阵列面积13979.75m2逆变器的平均效率97.3%盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告37逆变器容量275kW其他电力调节损耗5%5.3.3 发电量估算发电量估算经软件分析计算，本期容量 2.0MWp 光伏发电系统年发电量约为 175.97 万 kWh，见表 5-7。表表 5-7 年发电量估算结果 年发电量估算结果单位面积发电量125.87kWh/m2总的光伏系统效率75.6%收集到的可再生能源232.76 万 kWh供应的可再生能源175.97 万 kWh参考财办建2011187 号文件

48、要求，系统寿命按 25 年计，多晶硅组件输出功率衰减率 2 年内不高于 5%，10 年内不高于 10%、25年内不高于 15%。本项目前 2 年内不高于 5%，10 年按 5%衰减，后15 年按 10%衰减，25 年系统发电量累计折减 19%，则系统每年的发电量如表 5-8 所示：表表 5-8 逐年发电量估算（万逐年发电量估算（万 kWh）年份发电量年份发电量1187.2014175.032186.2615174.103185.3316173.164184.3917172.225183.4618171.306182.5219170.357181.5820169.42盈都钢构集团 2 号厂房屋顶

49、 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告388180.6521168.489179.7122167.5410178.7823166.6011177.8424165.6712176.9025164.7413175.97由表 5-8 统计可以得到，25 年的总发电量为 4399.20 万kWh，年平均发电量为 175.97 万 kWh。6 电气电气6.1 电气一次电气一次6.1.1 接入电力系统方式接入电力系统方式本期2.0MWp光伏电站为自发自用且不需远距离传输，剩余的电力不馈入公用电网，也不储入蓄电池，故采用低压电网接入方式接入电网以及不可逆流并网系统。并网系统接入三相400

50、V 或单相230V 低压配电网，通过交流配电线路给厂房负荷供电。系统安装逆功率检测装置，与逆变器进行通讯，当检测到有逆流时，逆变器自动控制发电功率，实现最大利用并网发电且不出现逆流，如下图所示 盈都钢构集团 2 号厂房屋顶 2MWp 太阳能光电建筑应用一体化示范项目可行性研究报告39图6-1 防逆流并网发电系统图6-1 防逆流并网发电系统光伏电站的最终接入系统方案，需在接入系统设计中详细论证，并经主管部门审查后确定。6.1.2 过电压保护及接地过电压保护及接地1、变电站污秽等级按变电级考虑，电气设备外绝缘按工程处地海拔高度要求修正。2、防雷保护：太阳光伏阵列、接线箱、交、直流配电柜和逆变器等金