屋顶分布式光伏项目建议书(201504)

屋顶分布式光伏项目建议书盐城志远电力工程设计有限公司二〇一五年 四月I 目 录1 项目概述 11.1 项目简介 . 11.2 屋顶概况 . 12 太阳能资源分析 13 发电量计算 23.1 太阳能电池组件选型 . 23.2 太阳能电池组件布置 . 33.2.1 倾角计算 33.2.2 太阳电池组件的串、并联设计 43.2.4 光伏装机容量确定 53.3 发电量计算 . 53.3.1 太阳能光伏发电系统效率分析 53.3.2 年理论发电量计算 54 电气接入 74.1 方案描述 . 74.2 系统组成 . 75 效益分析 95.1 发电企业财务收益率 . 95.2 节能减排 91 项目概述1.1 项目简介xxxxxxxx 位于江苏省盐城市，地处中国东部沿海中部，江苏省中部，位于长江三角洲北翼。 盐城市是江苏省面积最大的地级市， 市域面积 1.7 万平方公里，常住人口 721.06 万人；其中市辖区面积 1779 平方公里。盐城东临黄海，南与南通接壤，西南与扬州、泰州为邻，西北与淮安相连，北隔灌河和连云港市相望。全市地势平坦，河渠纵横，物产富饶，素有“鱼米之乡”的美称。盐城是江苏沿海地区新兴的工商业城市，也是长江三角洲重要的区域性中心城市。本项目由xxxxxxxx 全资子公司出资建设。1.2 屋顶概况xxxxxxxxxxxx 现有 1厂房长 195 米， 宽 52 米， 2厂房长 195 米， 宽 48 米，彩钢瓦结构，可用于铺设光伏组件。2 太阳能资源分析盐城市隶属于中华人民共和国江苏省， 地处中国东部沿海中部， 江苏省中部，位于长江三角洲北翼。盐城市是江苏省面积最大的地级市，市域面积 1.7 万平方公里。 市域地理坐标为 东经 119 27′～ 120 54′， 北纬 32 34′～ 34 38′，项目所在地坐标为东经 115 52′，北纬 39 19′。项目所在地属北亚热带气候带。 由于东临黄海， 海洋调节作用非常明显， 也可属于湿润的季风气候区。 盐城太阳年辐射总量约为 5000MJ/m2， 一年当中以四、五、六为最多，一、十一、十二月为最少。全年光照时间平均在 2280 小时左右，其中春季占 25，夏季占 29，秋季占 24，冬季占 22。根据 NASA 查询工程区域太阳辐射数据如下所示表 3-1 月平均辐射值Lat 30.25 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Average Annual Lon 120.25 SSE HRZ 2.79 3.66 4.69 5.73 6.01 5.76 5.15 4.66 4.23 3.71 2.85 2.44 4.30 K 0.63 0.62 0.59 0.58 0.54 0.49 0.45 0.45 0.50 0.57 0.60 0.62 0.55 Diffuse 0.57 0.83 1.27 1.71 2.16 2.40 2.37 2.08 1.63 1.07 0.70 0.53 1.45 Direct 6.17 6.42 6.44 6.63 5.97 5.12 4.26 4.11 4.61 5.60 5.63 5.66 5.55 Tilt 0 2.77 3.56 4.64 5.70 5.97 5.71 5.11 4.64 4.16 3.68 2.82 2.43 4.27 Tilt 24 4.46 4.93 5.59 6.09 5.92 5.51 4.99 4.74 4.67 4.81 4.26 4.08 5.00 Tilt 39 5.19 5.42 5.80 5.92 5.51 5.05 4.61 4.51 4.69 5.17 4.86 4.81 5.13 Tilt 54 5.60 5.60 5.69 5.45 4.84 4.36 4.04 4.08 4.47 5.25 5.16 5.25 4.98 Tilt 90 5.19 4.71 4.20 3.38 2.67 2.35 2.28 2.49 3.10 4.26 4.65 4.97 3.68 OPT 5.69 5.60 5.80 6.09 6.04 5.72 5.14 4.77 4.71 5.26 5.20 5.36 5.45 OPT ANG 64.0 55.0 41.0 24.0 10.0 5.00 7.00 16.0 33.0 50.0 61.0 67.0 35.9 由 NASA 数据可知，全年水平面日辐射值约为 4.30kWh/m2/day，年水平太阳辐射量 5650.2MJ/m2。 考虑 NASA 数据相较实际地面数据偏高， 因此此处考虑10折减，即年水平太阳辐射量 5085.18MJ/m2。3 发电量计算3.1 太阳能电池组件选型本项目暂选用 250Wp 多晶硅电池组件进行相关计算分析， 具体参数见下表。表 3-1 250W 多晶硅光伏电池技术参数峰值功率（ W） 250 开路电压（ V oc） 35.4 短路电流（ I sc） 7.12 工作电压（ Vmpp） 27.6 工作电流（ Impp） 6.56 最大保险丝额定值 15A 尺寸 L*W*H 1650*990*40 重量 kg 19.1 最大系统电压 V 1000V DC额定电池工作温度（ NOCT ） 46 2℃工作温度 -40 C 85 C Pm 温度系数 -0.45/ C Voc 温度系数 -0.33/ C Isc 温度系数 0.06/ C 正面最大静载荷 5400Pa 背面最大静载荷 2400Pa 组件效率 15.3 3.2 太阳能电池组件布置3.2.1 倾角计算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。 对于固定轴式安装电池阵列，其最佳倾角即光伏发电系统全年发电量最大时的倾角。考虑施工方便、安全等因素，采取将光伏板直接沿彩钢瓦屋面铺设的方式，铺设角度为 8 度，根据 RetScreen软件计算结果，可得在 8 度的倾斜面上各月日平均太阳辐射量数据如下表所示。表 3-2 8 度倾角各月平均太阳辐射量 MJ/m 2 m 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月348.18 389.15 529.48 611.19 646.88 592.907 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月545.78 498.65 447.82 422.37 335.53 308.47从上表可以看出，高碑店地区各月平均太阳辐射量变化较大， 12 月份太阳辐射量最低， 为约 308.47MJ/m2m， 5 月份太阳能辐射量最高， 约为 646.88MJ/m2m。其全年辐射值变化趋势如下图所示图 3-1 最佳倾角各月平均太阳辐射量 MJ/m 2m3.2.2 太阳电池组件的串、并联设计太阳电池组件串联的数量由逆变器的最高输入电压和最低工作电压、 以及太阳电池组件允许的最大系统电压所确定。 太阳电池组串的并联数量由逆变器的额定容量确定。 在条件允许时， 应尽可能的提高直流电压， 以降低直流部分线路的损耗，同时还可减少汇流设备和电缆的用量。经计算得出串联多晶硅太阳电池数量 N 为 16≤ N≤ 25。本项目屋顶形式多样， 综合考虑各屋顶的结构， 以尽可能多布置电池板为目标，结合支架承重、抗风能力以及 500kW 逆变器的允许串联组件数量，本工程N 取 20。则固定式安装每一路多晶硅组件串联的额定功率容量计算如下P（ N）＝ 250Wp 205000Wp；对应于所选 500kW 逆变器的额定功率计算，需要并联的路数N＝ 500/5＝ 100 路。3.2.4 光伏装机容量确定根据前面数据分析计算，确定本项目太阳能光伏电池板串联数量为 20 块，单个组串容量为 5000Wp。光伏板安装倾角为 8，初步确定本项目屋顶最多可布置 300 个串联单元，合计装机容量为 1500kW。3.3 发电量计算3.3.1 太阳能光伏发电系统效率分析1）光伏温度因子光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时，不同类型的大多数光电池效率呈现出降低趋势。折减因子取 96。2）光伏阵列的灰尘损耗由于光伏组件上有灰尘或积水造成的污染， 经统计经常受雨水冲洗的光伏组件其影响平均在 24之间， 无雨水冲洗较脏的光伏组件其影响平均在 810之间。本项目综合考虑折减系数取 3，即污染的折减因子取 97。3）逆变器的平均效率目前并网光伏逆变器的平均效率为 97.5左右。4）光伏电站内用电、线损等能量损失初步估算光伏阵列直流配电损耗约为 3。其配电综合损耗系数为 97。5）机组的可利用率虽然太阳能电池的故障率极低，但定期检修及电网故障依然造成一定损失，损失系数取 1，光伏发电系统的可利用率为 99。6）太阳能电池板差异性损耗 3，利用率 97。7）早晚不可利用辐射损失 3，利用率 97。综合以上各折减系数，固定式多晶硅电池阵列系统的综合效率为 80。3.3.2 年理论发电量计算根据所选工程代表年最佳倾斜面上各月平均太阳总辐射量可得出本工程月及年峰值日照小时数。 将太阳电池组件所在平面上某段时间中能接收到的太阳辐射量转换为 1000W/m2 条件下的等效小时数称峰值日照小时数。经计算，固定式倾角安装容量 1500kWp，首年发电量 189.22 万 kWh，年等效利用小时为 1261.42h。考虑系统 20 年输出衰减 15.2，即第 20 年发电量为 160.45 万 kWh。由此可以计算出本工程 20 年平均利用小时数为 1165.55h，平均年发电量174.83 万 kWh。表 3-4 本工程逐年发电量计算表年份 衰减系数 年发电量（万 kWh） 等效利用小时数（ h）1 1 189.22 1261.42 2 0.992 187.69 1251.33 3 0.984 186.19 1241.24 4 0.976 184.67 1231.15 5 0.968 183.158 1221.06 6 0.96 181.65 1210.96 7 0.952 180.13 1200.87 8 0.944 178.62 1190.78 9 0.936 177.10 1180.69 10 0.928 175.59 1170.60 11 0.92 174.07 1160.51 12 0.912 172.56 1150.42 13 0.904 171.04 1140.33 14 0.896 169.54 1130.23 15 0.888 168.01 1120.14 16 0.88 166.51 1110.05 17 0.872 165.00 1099.96 18 0.864 163.48 1089.87 19 0.856 161.97 1079.78 20 0.848 160.45 1069.69 总和 / 3496.67 23311.07 平均 / 174.83 1165.55 4 电气接入4.1 方案描述太阳能光伏并网发电系统是利用太阳电池板将太阳能转换成直流电能， 再通过逆变器将直流电逆变成 50 赫兹、 AC315V 的三相交流电， 经升压变升至 10kV。所发电量全部送至公共电网。4.2 系统组成本项目共采用三台 500kW 逆变器，每个逆变器作为一个独立的发电单元控制， 根据容量设置汇流箱， 由汇流箱接入逆变器， 逆变器的交流输出经升压变压器后汇流送出。逆变器输出为三相 AC315V ，频率 50HZ，效率大于 96％。升压变的交流输出接入交流配电柜， 配置防雷装置。 经交流断路器接入电网，并配有发电计量表。图 4-1 系统组成方案原理图5 效益分析5.1 发电企业财务收益率财务评价是在国家现行财税制度和价格体系的基础上， 对项目进行财务效益分析， 考察项目的盈利能力、 清偿能力等财务状况， 以判断其在财务上的可行性。本项目装机容量为 1500kW， 采用 10kV 接入电网， 所发电量全部上网运行。分布式光伏综合电价为 1.0 元 /kW。项目工程静态投资按 8500 元 /kW 计算，财务评价数据如下表 5-1 财务指标汇总表序号 项目名称（单位） 数值1 装机容量 （ MW ） 1.5 2 首年发电量 （ MWh ） 1892.2 3 总投资 （万元） 1275 4 经营期平均电价 含增值税 （元 /kWh ） 1.0 5 投资回收期（年） 9.07 6 自有资金内部收益率 （ ） 12.03 7 全部投资内部收益率（ ） 9.95 从上表数据可以看出，项目资本金内部收益率为 12.03，可以保证项目具有较好的收益性，项目的投资回收期为 9.07 年。5.2 节能减排本项目 20 年年均发电量为 174.83 万 kWh，以全国平均供电煤耗 326g/kWh 计算，本项目可节约标煤 569.946吨。在环境保护方面， CO2 可减排 1424.86 吨，SO2 减排 107.1 吨，烟尘 72.34 吨，项目节能减排效果明显。