农业大棚光伏发电项目可行性研究报告

农业大棚光伏发电项目可行性研究报告1 农业大棚光伏发电项目可行性研究报告（此文档为 word 格式 , 下载后您可任意修改编辑 ）农业大棚光伏发电项目可行性研究报告2 目录 . 1 概述 61.1 项目概况 . . 61.2 研究范围和内容 91.3 社会经济概况 92 太阳能资源分析 . 112.1 场址自然环境概况 . 112.2 场址所在地太阳能辐射观测状况 . 112.2.1 太阳能资源概况 112.3 电站区太阳能资源评价 . 132.4 光伏发电场太阳能资源分析 . 132.4.1 太阳能辐射数据选取 132.4.2 各季节辐射强度日变化曲线 133 工程地质 . 153.1 概述 . 153.1.1 工程概况 153.1.2 勘察目的和任务 153.1.3 勘察依据 163.1.4 勘察等级确定 163.1.5 勘察方法概述 173.2 区域地质及构造稳定性 . 183.2.1 区域地质构造 183.3 场地岩土工程条件 . 183.3.1 地形地貌 183.3.2 场地地层岩性 19农业大棚光伏发电项目可行性研究报告3 3.3.3 场地水文地质条件 193.3.4 冻土深度 193.3.5 不良 地质现象 . 193.4 场址区工程地质评价 . 203.4.1 场地的稳定性和适宜性 203.4.2 地基土的腐蚀性评价 203.4.3 场址区地基评价 203.5 结论及建议 . 214 工程任务与装机规模 . 224.1 工程建设的必要性 . 224.2 项目名称、建设主体及建设规模 . 244.3 装机规模 . 244.4 光伏装机方案 . 255 光伏发电电池阵列单元的选择和发电量估算 . 265.1 阵列单元光伏电池组件选择 . 265.2 逆变器的选择 . 285.2.1 逆变器的技术指标 285.2.2 逆变器的选型 315.3 光伏组件及安装方式选型 . 325.4 上网电量估算 . 326 电力系统 . 347 电气一次部分 . 377.1 电气主接线 . 377.1.1 系统装机容量 377.1.2 并网方案设计 37农业大棚光伏发电项目可行性研究报告4 7.2 主要设备选择 . 388 总图平面布置 . 408.1 总平面布置 . 408.1.1 场址描述 408.1.2 所选厂址条件 409 消 防 . . 429.1 消防系统 . 429.2 火灾报警 . 4210 施工组织规范 . . 4310.1 主要建筑材料来源 4310.2 施工总布置 . . 4310.3 主体工程施工 4410.4 进度安排原则 4510.5 安全文明施工措施 4611 工程管理设计 . . 5011.1 管理模式 . . 5011.2 管理机构 . . 5011.3 主要生产管理设施 5112 环境保护及节能效益 5312.1 设计依据的法律、法规及标准 5312.2 环境影响及保护措施 5312.3 环境效益 . . 5613 劳动安全与工业卫生 5813.1 劳动安全与工业卫生设计遵循的规程规范 . 5813.2 工程安全与卫生潜在的危害因素 . 58农业大棚光伏发电项目可行性研究报告5 13.3 对策与措施 . 5914 节约及合理利用能源分析 6314.1 设计原则和依据 . 6314.2 施工期能耗分析 . 6514.3 运行期能耗分析 . 6714.5 节能降耗效益分析 . 7215 农光的完美结合 7316 投资估算及经济评价 7516.1 投资估算编制原则及依据 . 7516.2 投资估算 . 7516.3 经济效益（财务）评价 . 7616.4 结论 . 8216.5 财务分析汇总 . 8316.6 现金流量表 . 错误未定义书签。16.7 项目运行损益表 . 错误未定义书签。16.8 收入明细 . 错误未定义书签。农业大棚光伏发电项目可行性研究报告6 1 概述1.1 项目概况工程名称农业大棚光伏发电项目规模 20MWp 建设地点某某市亭湖区某某镇金陈村三组工程投资 18500 万元项目投资内部收益率（所得税后） 10.7 某某镇是见诸宋史的千年古镇，境内一马平川，四季分明，土地肥沃，资源丰富，素有蔬菜重镇、蚕桑强镇、旅游名镇和枯枝牡丹之乡的美誉，某某镇镇政府为开发旅游产业，现在某某镇金陈村开发了一块一般农用地用来发展以种植牡丹花等观赏性花卉的培育。经有关人士建议引进在这块土地上建农业大棚光伏发电项目，农业大棚可以用来培育观赏性花卉又可以用来发展观光农业来策应某某镇旅游的开发思路，光伏农业大棚发电组件利用的是农业大棚的棚顶，并不占用地面，也不会改变土地使用性质，因此能够节约土地资源。可在有效扭转人口大量增加情况下耕地大量减少方面起到积极作用。另一方面，光伏项目在原有农业耕地上建设，土地质量好，有利于开展现代农业项目，发展现代农业、配套农业有利于第二、三产业与第一产业的结合。而且可以直接提高当地农民的经济收农业大棚光伏发电项目可行性研究报告7 入。棚顶发电可以满足农业大棚的电力需求，如温控、灌溉、照明补光等，还可以将电并网销售给电网公司，实现收益，为投资企业产生效益。此项目不仅发展了农业种植，又发展了绿色能源。能源问题是世界发展的关键。随着不可再生的煤、石油、天然气等化石能源不断减少，为了要维持国家的可持续发展，迫切需要可再生新能源，如太阳能、风能、生物质能等。本项目建设地点位于光伏发电场址位于某某金陈村三组，光照较丰富、交通方便，可以用于建设并网发电系统。本期规划 20MWp。光伏组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，按系统25 年输出衰减 20 计算发电量。根据计算得出 20MW 光伏系统平均年发电量约为 0.228 亿度， 20 年发电总量约为 4.56 亿度。本工程采用“分区发电、集中并网”方案根据地形及方位不同将光伏发电系统分为 18 个分系统，每个光伏发电分系统容量为 1.1MW，其中有一个 1.3MW，每个分系统通过 28KW逆变器逆变输出 480V 三相交流电，再通过一台 1250KVA 变压器升压后，并入 35KV 并网点（以电网公司最终评审意见为准）。项目计算期本项目计算期 20 年，其中建设期 6 个月，运行期 25 年。农业大棚光伏发电项目可行性研究报告8 亭湖区，是某某市中心城区，位于某某省东部、黄海之滨。其面积大约 953.5 平方公里，人口约 90.44 万。某某镇，地处苏中沿海平原、地处某某市郊和亭湖区南大门，全镇现有 11 个行政村， 2 个居委会， 4 万人口，总面积 7平方公里。境内一马平川，四季分明，土地肥沃， 1000 毫米的年降水量在 6、 7、 8 三个月占到 60 ； 4-11 月份，有 220 天的无霜期， 14.2 摄氏度的日均气温， 2360 小时的年日照， 121千卡 /平方厘米太阳年辐射量，适宜多种农作物的生长和繁殖。素有蔬菜重镇、蚕桑强镇、旅游名镇和枯枝牡丹之乡的美誉。本项目拟建设具有示范性作用的农光互补集中式项目，利用当地太阳能，实现光伏发电，所发电量全部上网。图 1-1 项目规划位置农业大棚光伏发电项目可行性研究报告9 1.2 研究范围和内容本报告对亭湖区某某镇农光互补 20MW 农业大棚光伏发电项目进行可行性研究。研究范围为亭湖区某某镇建设太阳能光伏发电场及其配套辅助系统。系统包含了光电转换系统、直流系统、逆变系统、交流升压系统等所有子系统。研究的主要内容包括建设场址的太阳能资源分析、光伏发电工程的建设条件、接入系统方案推荐、光伏发电系统配置方案设想、主设备选型和布置设想、节能和环保效益分析、项目投资估算和经济评价等。1.3 社会经济概况根据亭湖区统计年鉴（ 2015）， 2015 年亭湖区国民经济保持较快增长，全年实现地区生产总值 265.67 亿元，其中第一产业增加值 27.72 亿元，增长 4.0 ；第二产业增加值119.31 亿元，增长 14 ；服务业（第三产业）增加值 118.64亿元，增长 14.1 。 2015 年全年实现粮食总产量 30.89 万 t，棉花总产量 2.1 万 t，油料总产量 1.8 万 t。 2015 年亭湖区人均国内生产总值 42956 元。农村居民人均纯收入 11862 元，同比增长 18.8 。城镇居民人均可支配收入 23283 元，同比增长17.1 。某某镇坚持以招商引资为抓手，推进项目建设。充分发挥产业、区位等优势，积极推行集约化招商。今年来 1-10 月份，全镇共引进各类项目 40 个，其中 5000 万元以上项目 10 个，农业大棚光伏发电项目可行性研究报告10 亿元以上项目 5 个；储备鸿中国际、名和建材等重点成熟项目7 个。以上充分表明了亭湖区领导从下到上坚持绿色环保和以人为本的理念。为我们利用新能源建设分布式发电系统创立了有利的条件。农业大棚光伏发电项目可行性研究报告11 2 太阳能资源分析2.1 场址自然环境概况拟建场地某某镇金陈村三组的一般农用地上，搭建农业大棚。然后利用大棚顶部的空余空间，建成“农光互补”光伏项目，形成“上可发电、下可种植”的发电模式。一般农用地种植和发电作业同时进行，实现了农业发展和节能减排两不误。有多条公路从某某镇镇中穿过，实现了交通便利，运输物流便利。某某镇地处苏中沿海平原，周围无遮挡，更利于光伏发电项目的建设。2.2 场址所在地太阳能辐射观测状况2.2.1 太阳能资源概况亭湖区地处长江中下游平原区，属亚热带季风气候。图 2-1 全国太阳能辐照分布图农业大棚光伏发电项目可行性研究报告12 根据收集的资料，亭湖区太阳年辐射总量为 116.2 － 121.0千卡 /CM2，全年平均光照 2240 － 2390 小时，其中春季占25 ，夏季占 29 ，秋季占 24 ，冬季占 22 。无霜期 209－ 218 天，平均气温 13.7－ 14.4℃最低气温－ 13.7℃，最高气温 39.1℃。采用固定支架最佳倾角 33方式安装。本工程计算发电量所用的太阳能辐射数据来自 NASA与光伏宝综合数据，峰值日照时数取最佳倾角的 4.35H。光伏电站所在地区的太阳总辐射以春季（ 3～ 5 月）、夏季（ 6～ 8 月）最多，秋季（ 9～ 11 月）次之，冬季（ 12～ 2 月）最少。图 2-2 月总辐射变化图农业大棚光伏发电项目可行性研究报告13 2.3 电站区太阳能资源评价站区太阳总辐射的多年平均值为 5715.9MJ/ ㎡，其数值在5040～ 6300MJ/㎡之间。根据 QX/T89-2008 太阳能资源评估方法中太阳能资源区划标准，见下表，该区属于资源很丰富地区，适合建设分布光伏项目。表 2-1 我国太阳能区域分布表名称 指标 MJ/m2*a 资源最丰富 ＞ 6300 资源很丰富 5040-6300 资源丰富 3780-5040 资源一般 ＜ 3780 2.4 光伏发电场太阳能资源分析2.4.1 太阳能辐射数据选取1）太阳总辐射量陈集太阳年总辐射量基本数据按 NASA的 5715.9MJ/ ㎡选取。2）太阳各月瞬时最大辐射值各月瞬时最大辐射值按 NASA多年平均值作为设计参考。2.4.2 各季节辐射强度日变化曲线农业大棚光伏发电项目可行性研究报告14 根据气象站月太阳辐射总量及日照时数的统计，各季节代表月晴天典型的日太阳辐射强度变化趋势见图 2－ 4，从图中可以看出其与余弦曲线相似。图 2-3 典型日太阳辐射强度农业大棚光伏发电项目可行性研究报告15 3 工程地质3.1 概述3.1.1 工程概况我公司委托相关设计院对在某某市某某镇金陈村三组投资拟建的某某亭湖区某某镇农光互补 20MW 农业大棚光伏发电项目可研阶段的工程地质勘察工作。该项目用地位于某某市某某镇金陈村境内，本项目为农光互补项目。安装农业大棚总面积 400 亩。拟建设规模为20MWp 容量并网型太阳能光伏发电系统及相应的配套上网设施。根据院方设计人员提供的资料，站址区主要建（构）筑物包括光伏矩阵、设备用房、门卫室等基础设施。基础埋深一般为 2m 左右、地基采用天然地基，建筑抗震设防类别为丙类，建筑等级为二级。3.1.2 勘察目的和任务本工程可研阶段的岩土工程勘察工作，主要是在搜集光伏电站建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度等方面资料的基础上，对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价，主要工作任务如下农业大棚光伏发电项目可行性研究报告16 （ 1）搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料；（ 2）在充分搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件；（ 3）当拟建场地工程地质条件复杂，已有资料不能满足要求时，应根据具体情况进行工程地质测绘和必要的勘探工作；3.1.3 勘察依据本次勘察工作执行的技术标准主要有岩土工程勘察规范（ GB50021-2001 ） 2009 年版 ；建筑地基基础设计规范（ GB50007-2015 ）；建筑抗震设计规范（ GB50011-2014 ） 2014 年版 ；土工试验方法标准（ GB/T50123-1999 ）；冻土工程地质勘察规范（ GB50011-2001 ） 2008 年版 ；中国地震动参数区划图（ GB18306-2001 ）；工程地质手册（第四版）。3.1.4 勘察等级确定农业大棚光伏发电项目可行性研究报告17 根据上述拟建建筑物的规模、特征、工程重要性等级，结合邻近场区工程地质条件以及岩土勘察资料分析，综合判定本次岩土工程勘察等级为丙级（勘察等级的确定条件见表 3－1）。表 3-1 岩土勘察等级确定表勘察等级确定勘察等级的条件工程重要性等级 场地复杂程度 等级 地基复杂程度 等级丙级 三级 三级 三级3.1.5 勘察方法概述本次勘察方法主要以收集资料、现场踏勘、场区范围及周边走访调查为主。（ 1）收集工程建设地的区域地质、水文地质资料，地震资料，邻近工程地质资料，建设地气象资料。（ 2）现场踏勘调查工程建设场地及附近不良地质现象，地表水文迹象；调查场区及周围工程建设情况，通过邻近工程建设开挖的基槽断面及当地工程活动所形成的坑槽断面了解场区地基土岩性。（ 3）场区范围及周边走访调查通过对当地建筑、水利设施等情况走访调查，了解当地工程建设经验，地下水埋深等情况。农业大棚光伏发电项目可行性研究报告18 （ 4）探井当所搜集的资料及现场踏勘不能满足本阶段的勘察任务要求时，在场区范围布置探井，用以揭露地层，观察、评价岩土工程特性。3.2 区域地质及构造稳定性3.2.1 区域地质构造亭湖区在大地构造单元上属苏中一苏北断坳。此构造单元，是在震旦系到中生界三迭系海相、陆相交替沉积的基础上，发生于燕山运动的断拗，一直延续到现代。自燕山运动以来，苏北平原是一个持续沉降区，新生代沉积物总厚度一般达2000～ 3000 米，断陷中心部分最大厚度可达 6000 米。亭湖区地处长江中下游平原区，为冲积平原地貌，地势低平，区内绝大部分地区海拔不足 5 米，最大相对高度不足 8米，全部由平原构成。地形平坦，河网稠密。由于河流、海洋堆积程度的差异及人类开挖河道、兴修水利、改良土壤等经济活动影响程度的不同，地面上呈现出一些冈和洼地，形成局部微小的起伏。3.3 场地岩土工程条件3.3.1 地形地貌农业大棚光伏发电项目可行性研究报告19 本工程位于某某镇金陈村三组，地貌单元属平原，区域总体地势平坦。场区微地形平坦、开阔，原为农业用地，零星分布较小宽浅冲沟。3.3.2 场地地层岩性根据现有资料及现场踏勘，拟建场地地层在基础埋深及荷载影响深度范围内主要由黄土层构成，对其岩性描述如下黄灰色，软塑状态，厚层状，中等偏高压缩性，含有少许粉土团，大部地段底部 10～ 20cm 粉土含量较为富集而渐变为粘质粉土，摇震反应无，干强度高，韧性高，土面较光滑，土质均匀。该层场地内均有分布，层厚 0.50～ 1.40m ，平均层厚1.00m ，层顶标高 1.45～ 1.49m 。3.3.3 场地水文地质条件根据现场踏勘及对区域水文资料的收集、调查可知，场区内无洪水冲刷痕迹，场区及附近无季节性冲沟和沟壑分布，场区地势平缓开阔，基本不受暴雨洪水冲刷的影响。根据现场踏勘、当地走访，对临近工程的岩土勘察资料的参考，不考虑地下水对建筑物基础的影响。3.3.4 冻土深度根据中国季节性冻土标准冻深线图及项目建设地的气象资料，场址区季节性最大冻土深度为 20 ㎝。3.3.5 不良 地质现象农业大棚光伏发电项目可行性研究报告20 经现场踏勘，本工程建设范围及周边不存在滑坡、崩塌及泥石流等不良地质作用，本工程建设可不考虑不良地质作用的影响。3.4 场址区工程地质评价3.4.1 场地的稳定性和适宜性根据本工程场址区的区域地质资料，站址区与活动构造间的距离满足火力发电厂岩土工程勘测技术规程（ DL/T5074-2006 ）中规定的最小安全距离，场地及周边无不良地质作用，地形平坦开阔，地基地主要由第四纪冲洪积形成的砾砂层构成，厚度较大，分布连续，场地稳定，适宜工程建设。3.4.2 地基土的腐蚀性评价根据现场踏勘，场地环境类别按 III 类考虑，依据岩土工程勘察规范（ GB50021-2001 ）及临近工程易容盐试验成果报告判定场地土为非盐渍土，其对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。3.4.3 场址区地基评价场址区目前为一般农业用地，地势平坦开阔，场区地形平坦，土质较疏松排水性能较好，地基土在建筑物基础荷载影响深度范围内出黄土地层构成，地层分布连续稳定。黄土层厚度大，结构中密－密实，压缩性较低，承载力较高，建筑物基础农业大棚光伏发电项目可行性研究报告21 可采用天然地基，建议以黄土层作为基础持力层，场地不需进行地基处理。3.5 结论及建议（ 1）场址区所处地貌单元属平原，区域总体地势平坦。场区微地形平坦、开阔。（ 2）地表土黄灰色，软塑状态，厚层状，中等偏高压缩性，含有少许粉土团，大部地段底部 10～ 20 ㎝粉土含量较为富集而渐变为粘质粉土，摇震反应无，干强度高，韧性高，土面较光滑，土质均匀。（ 3）站址区与活动断裂带距离满足规程、规范要求的最小安全距离，场地及周边无不良地质作用，地形较平坦开阔，场地稳定，适宜工程建设。（ 4）场址区无崩塌、塌方、滑坡、泥石流等不良地质现象，本工程建设可不考虑不良地质作用的影响。（ 5）场址区基本地震加速值为 0.10g ，相对应的抗震设防烈度为 7 度，所属的地震分组为第三组。该场地土类型为中硬场地土，场地类别为 II 类，属建筑抗震有利地段。（ 6）根据现场踏勘及对区域水文资料的收集、调查可知，场区内无洪水冲刷痕迹，场区及附近无季节性冲沟和沟壑分布，场区地势平缓开阔，基本不受暴雨洪水冲刷的影响。本工程建设不考虑地下水对建筑物基础的影响农业大棚光伏发电项目可行性研究报告22 4 工程任务与装机规模4.1 工程建设的必要性开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分，我国政府对此十分重视，国家计委、科技部关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知（计基础 [1999]44 号）、国家经贸委 1999 年 11 月 25 日发布的关于优化电力资源配置，促进公开公平调度的若干意见、 1998 年 1 月 1 日起施行的中华人民共和国节约能源法， 2005 年 2 月 28 日全国人大通过中华人民共和国可再生能源法，并自 2006 年 1 月 1 日起施行，都明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。推广太阳能利用、推进光伏产业发展我国太阳能光伏技术开始于 20 世纪 70 年代，开始时主要用于空间技术，而后逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。目前，我国已安装光伏电站约 5 万多千瓦，主要为边远地区居民供电，累计总投资 40 多亿元人民币。并相继在深圳和上海建设了多个兆瓦级太阳能光伏发电站。近年来，世界范围内太阳能光伏技术和光伏产业发展很快，光伏发电已经从解决边远地区的用电和特殊电逐步转向并网发电和建筑合供电的方向发展，并且发展十分迅速。美国、德国、日本、加拿大、荷兰等国家纷纷制定了雄心勃勃的中长期发展规划推动光伏技术和光伏产业的发民，世界光伏产业以农业大棚光伏发电项目可行性研究报告23 31.2 的平均年增长率高速发展。 2004 年世界光伏电池组件的产量是 1800MW，比前年增长了近 50 。最近几年内，我国太阳能光伏产业发展迅速， 2005 年光伏电池产量为 130MWP，2006 年为 369.5MWP, 产量排在日本和德国之后，处在第三位，到了 2007 年为 1188MWP，一举超过了日本和欧洲，产量达到世界第一。 2008 年以来，随着供需矛盾的逐步缓解，尤其是全球性的金融危机，使得光伏电池全球需求大幅下降，电池板价格大幅下降，光伏光伏产业逐渐告别暴利时代，建设成本将大大下降，结合国家制定的一系列鼓励政策，太阳能光伏发电项目在经济上将更加有利。 2014 年，全世界光伏产业将累计达到 14－ 15GW，这表明世界光伏产业发展有着远大的发展空间。勿容置疑，开发太阳能资源，已经成为全球解决能源紧张的战略性计划。虽然我国在太阳能应用和技术产品开发方面已经取得了一定成就，但是受技术经济发展水平的限制，目前太阳能光伏产品并没有走进千家万户如太阳能产品的使用受天气因素的影响较大；太阳能发电装置造价昂贵，每千瓦的平均成本偏高等。但是在常规能源短缺已经成为制约我国经济发展瓶颈的今天，清洁、无穷的太阳能利用应有更大空间，太阳能光伏发电也有更大的市场潜力可挖，因此实施本工程对推广太阳能利用、推进光伏产业发展是十分必要的。太阳能光伏发电技术已日趋成熟，是最具可持续发展的可再生能源技术之一。在今后的很长一段时间，太阳光伏发电市农业大棚光伏发电项目可行性研究报告24 场将会有很好的发展前景，成为 21 实际后期的主导能源，尤其是并网型光伏发电系统。此次的“农光互补”光伏工程必将成为当地发展的又一个亮点，符合亭湖区政府规划，既合理利用土地，有效保护当地生态环境，为当地创造经济收益，具有极大的推广和示范效应。4.2 项目名称、建设主体及建设规模1、项目名称某某 20MW 农业大棚光伏发电项目2、投资主体某某太阳能电力有限公司3、建设地点某某省某某市亭湖区某某镇金陈村三组4、建设规模此次项目装机容量 20MWp，占地约 400 亩。4.3 装机规模根据当地的光照、一般农用地面积需要等条件，本工程规划装机 20 MWp， 6 个月建成。农业大棚光伏发电项目可行性研究报告25 根据亭湖区土地利用总体规划，本工程所选场址为一般农用地上，本项目预计占用土地约 400 亩。电气接入方案本工程拟选场址距离某某 35KV 配电所仅百米，光伏电站可采用 35KV 接入该电站（最终以电网公司评审意见为准）。具体的接入方案由接入系统设计确定。该拟选场址交通便利，接入方便。节电措施1根据光伏发电系统输出容量的特性变化，合理选择升压变压器容量，以减低变压器铁损。2合理配置光伏系统直流电压等级，降低线路铜损。3通风设备应能够根据室内温度自动启停，以降低站用电率。4逆变器选型时要优先选择高效率、高可靠率的设备。4.4 光伏装机方案1、光伏组件及安装方式选型本项目选用某某多晶硅组件。本项目选用固定支架按照约 33 度倾角安装。