混凝土屋顶光伏发电系统设计方案

*** 屋顶光伏项目 *** 有限公司 二零一六年三月 2 一、项目简介 1、建设地点 *** 厂房屋顶光伏发电项目（以下简称 *** 屋顶光伏发电项目）位于天津 市 **** ，津涞公路以北，工西路以东，区位条件优越。周围无高大建筑，遮挡 阳光。道路四通八达，交通便捷。 2、建设内容和建设规模 （ 1）主要建设内容屋顶安装 3.6MWp 光伏发电项目。 （ 2）建设规模 *** 屋顶光伏发电项目，可利用厂房共六栋建筑，分为 A、 B 两个区。 A 区 分为 A1、 A2、 A3 三栋厂房， B 区分为 B1、 B2、 B3 三栋厂房。 A 区 1 号厂房 和 B 区 1 号厂房均为地上五层，一至五层均为丁类厂房车间，常温下使用或加 工不燃烧物质的生产。 *** 厂房卫星图 3 3、屋顶现状图 二、气候概况及光照资源 1、气候概况 位置境域 天津位于东经 116 43至 118 04，北纬 38 34至 40 15之间。市中心位 于东经 117 10，北纬 39 10。地处华北平原北部，东临渤海，北依燕山，又 地处海河下游，地跨海河两岸，是北京通往东北、华东地区铁路的交通咽喉和 远洋航运的港口，有“河海要冲”和“畿辅门户”之称。北南长 189 千米，西 东宽 117 千米。陆界长 1137 千米，海岸线长 153 千米。对内腹地辽阔，辐射华 北、东北、西北 13 个省市自治区，对外面向东北亚，是中国北方最大的沿海开 放城市。 地形地貌 天津地质构造复杂，大部分被新生代沉积物覆盖。地势以平原和洼地为主， 4 北部有低山丘陵，海拔由北向南逐渐下降。北部最高，海拔 1052 米；东南部最 低，海拔 3.5 米。全市最高峰九山顶（海拔 1078.5 米） 。地貌总轮廓为西北高 而东南低。 天津有山地、丘陵和平原三种地形，平原约占 93。除北部与燕山南侧接 壤之处多为山地外，其余均属冲积平原，蓟县北部山地为海拔千米以下的低山 丘陵。靠近山地是由洪积冲积扇组成的倾斜平原，呈扇状分布。倾斜平原往南 是冲积平原，东南是滨海平原。 气候条件 天津地处北温带位于中纬度亚欧大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东 亚季风盛行的地区，属暖温带半湿润季风性气候。临近渤海湾，海洋气候对天 津的影响比较明显。主要气候特征是，四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季 炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪，因此，春末夏 初和秋天是到天津旅游的最佳季节。冬半年多西北风，气温较低，降水也少； 夏半年太平洋副热带暖高压加强，以偏南风为主，气温高，降水也多。有时会 有春旱。 天津的年平均气温约为 14℃， 7 月最热，月平均温度 28℃；历史最高温度 是 41.6℃。 1 月最冷，月平均温度 -2℃。历史最低温度是 -17.8℃。年平均降水量 在 360－ 970 毫米之间， 1949－ 2010 年平均值是 600 毫米上下。积雪深度约 8～ 9 厘米。 5 2、光照资源 根据 NASA数据查询得知 天津市地面月平均太阳辐射量 单位 kWh/m2/day N39.05 o E117.1 o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均 22年平均 2.81 3.71 4.75 5.78 6.26 5.76 5.12 4.76 4.43 3.72 2.82 2.46 4.36 天津地区太阳总辐射月平均日辐照量及年总辐射量（单位 MJ/m2） 全国太阳能资源丰富程度等级分布图 NASA数据查询结果天津市地表平均太阳辐射量 4.36kWh/m2/day ，年 平均日照时数为 2200-2600h 小时，年辐射量 6128MJ／㎡，参照太阳能资源评 月份 辐 照量 一 月 二 月 三 月 四 月 五 月 六 月 七 月 八 月 九 月 十 月 十一 月 十二 月 日均 16.09 19.76 18.14 18.03 17.85 16.95 14.83 15.40 17.50 16.90 15.49 14.87 年总 6128 6 估方法 （ QX/T89－ 2008） ，天津市的太阳能资源属 II 级地区。太阳能资源较为 丰富地区，适宜太阳能电站的建设。 三、屋顶太阳能发电系统设计 1. 厂房情况 以 A 区 1 号厂房为例，厂房东西向总长约 170m，南北向总长约 100m，屋 顶总面积约 17000m2。屋面楼梯间、电梯机房、排烟风机等大型设备，对太阳能 的安装均有影响。 2. 光伏系统设计 考虑各个方面因素， 光伏组件安装方式采用固定式倾角安装， 角度为 30 度。 经过计算排布， A 区 1 号厂房合计总排布组件数量为 2160 块，组件规格 1956*992*50mm、 280W。屋顶装机容量约为 604.8kWp。 7 A 区 1 号厂房屋顶光伏组件排布图 整个项目共占用厂房 6 栋， 总装机容量约为 3.6MWp， 共计光伏组件数量约 为 12857 块。 光伏发电基本原理，光伏组件经光生伏打效应产生直流电，经汇流箱进入 逆变器、直流电转换为交流电，经箱式变压器送入电网或者直接供给厂房内部 负载使用。 光伏系统原理图 8 太阳能光伏发电屋顶安装类似效果图 四、项目设备 / 工程清单表 序号 设备 / 工程名称 型号 单位 数量 备注 1 光伏组件 280W 块 12857 2 光伏支架 / 批 714 3 水泥基础 / 项 / 4 光伏专用电缆 / 项 / 5 交流电缆 / 项 / 6 防雷汇流箱 / 台 55 7 直流配电柜 / 台 7 8 并网逆变器 / 台 7 9 交流配电柜 / 台 7 10 桥架管线及辅材 / 批 1 11 安装调试 / 项 1 12 监控系统 / 套 1 13 运输 项 五、节能减排分析 装机容量 3.6MWp。 25 年平均每年发电量为 432 万度电； 25 年总发电量为 10800 万度电。 节约能源 9 ⑴ . 按一度电能平均消耗 334 克标煤（按全国 6000kW及以上机组发电标准 煤耗计算） ，相当于每年节省标煤约 1440 吨。 ⑵ . 每燃烧一吨标煤排放二氧化碳约 2.6 吨，减少排放二氧化碳约 3744 吨。 ⑶ . 每燃烧一吨标煤排放二氧化硫约 24 公斤，氮氧化物约 7 公斤计算， 减少排放二氧化硫约 34.56 吨，氮氧化物约 10.08 吨，此外，还减少大量粉尘 和烟尘排放。 4. 每燃烧一吨标煤排放 260 公斤煤渣计算，减少排放煤渣 374.4 吨。 六、经济效益分析 1. 本项目总投资额 本项目总投资额约为 2880 万元。 2. 投资效益分析 本项目为 3.6MW晶硅太阳能光伏并网电站项目，由于光伏发电时间与电价峰 值段吻合，天津地区商业用电的电价为 1-1.2 元人民币。 3. 利润测算 经测算，项目实施后 7.0 年左右即可收回投资，纯受益时间不小于 18 年。 4. 发 电 量 计 算 安装角度为 30 度面向南方，该电站全年有效日照时间约为 2200 小时，考 虑电站损耗，折合满功率运行时间为 1460 小时。 电站整体转换效率 80 1MW 全年发电量 2200 小时 / 年 1000 千瓦 80 效率 116.8 万度 / 年。 根据省政府有关文件规定， 采用太阳能光伏发电， 每发一度电补贴 0.42 元， 及 *** 用电负荷情况。经计算，该项目实施后投资回收期约 7.0 年。