【系统设计】详解：15kW户用光伏电站项目设计、成本及收益

详解 15kW 户用光伏电站项目设计、成本及收益 一、项目概况 1.1 项目名称 屋顶光伏发电 1.2 装机容量 15KW 1.3 电站类型 屋顶分布式光伏发电 1.4 承建单位 *** 1.5 项目建设地 福建省南安市 1.6 项目所在地太阳能资源状况 项目所在地理坐标为北纬 24.42 ，东经 118.13 ，属温带亚热带气候， 拥有丰富的光、热、水资源。气候温和，日照充足，据美国航天局统计年平均有 效日照达 1505kWh㎡ 如下图表 1.7 项目依据 中华人民共和国可再生能源法 ; 国家发改委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知 发改价格 [2013]1638 号 ，度电补贴 0.42 元度 ; 国家能源局关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知 国能新 能 [2012]298 号 ; 关于分布式光伏发电实行按照度电补贴政策等有关问题通知 财建 [2013]390 号 ; 国务院关于促进光伏产业发展的若干意见 国发 [2013]24 号 ; 财政部发布关于光伏发电增值税政策通知 财税 [2013]66 号 ; 南安市气象资料 数据来源于 NASA官方网站 ; 二、投资预算 本发电项目总装机容量为 15KW，总投资金额为 11.25 万元，资金来源由业 主自筹，具体如以下概算表 三、项目发电量及收益预测分析 1、发电量模拟计算 光伏发电系统年发电量的大小， 会受光伏组件安装角度、 受光面方位角、 光 伏组件局部遮阴、 逆变器效率、 输电损耗等因素影响， 综合以上根据项目所在地 气象数据测算， 项目运营首年发电量为 1.8 万 kWh， 25 年年平均发电量为 1.72 万 kWh;25年累积收益 50.62 万元， 详见下表 注 项目所采用的光伏组件光电转 换效率衰减按 12 年小于 10、 25 年衰减 20计算 2、收益预测分析 分析依据 项目装机容量为 15KW，总造价为 11.25 万元 ; 业主自筹资金 ; 国家分布式光伏发电度电补贴 0.42 元 kWh补贴 20 年 ; 自用电电价按电网销价表 ; 项目为自发自用，余电上网 自用比例 100; 福建省标杆脱硫煤电价 0.3737 元 ; 综合上述数据分析，项目运营期累计收益为 50.62 万元 其中包括节约电 费、余电售卖收入及政府度电补贴 ，年均收益率为 20.5，预计投资回收期为 4.76 年。 四、主要产品配件 1、光伏组件 光伏组件特征 高效能晶体硅太阳能电池片 高透光的低铁钢化玻璃，具有优良的机械强度 标准的防水接线盒 经第三方测试验证，组件适应各种恶劣天气的高耐候性 可为客户量身定制或设计的产品 2、并网逆变器 极高效率 最大转换效率高达 98.8 欧洲转换效率高达 98.5 IPMPP跟踪效率超过 99.9 安全可靠 支持多种通讯接口 RS485, USB, GPRS, Wi-Fi 支 5 英寸超大 LCD多功能显示屏 集成汇流功能 操作简便 直流和交流防雷功能 Type II 多达 13 路组串实时监控及故障监测 业界最高 IP68 等级风扇 3、光伏支架 本套系统采用二种光伏支架 光伏支架主要由 Q235碳钢和铝合金构成，主要支撑导轨为冷轧成型型钢。 规格统一，性能稳定，制造工业成熟，防腐性能优良，外形美观。 铝合金配件原材料为 6063 优质铝镁合金，表面氧化处理，外形美观，防腐 性能优良。 五、项目建设方案 1、系统原理 太阳能光伏发电系统是利用光生伏打效应原理制成的， 它是将太阳辐射能量 直接转换成电能的发电系统。 它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。 如 下图所示白天有日照时， 太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器转换成符合市 电电网要求的交流电这后直接接入公共电网， 或将太阳能所发出的电经过并网逆 变器直接为交流负载供电。 并网系统接入三相 380V 电网 以当地电网是压为准 ， 通过交流配电线路给 当地负荷供电， 剩余的电力馈入公用电网。 根据是否允许向公用电网逆向发电来 划分，分为可逆流并网系统和不可逆流并网系统。 2、项目主要设计原则 系统规模为 15KW 晶硅光伏阵列 ; 自发自用，余电上网 ; 发电系统并网电压设计 380V; 利用现有建筑物进行设计，不破坏现有建筑结构 ; 本工程最终并网接入方案应以电力部门审查确定的结果为准 ; 主要设备选型应遵循其先进性、成熟性、稳定性的原则，确保系统整体运行 稳定可靠。 3、光伏组件方阵布置 项目所在屋面为水泥屋顶， 光伏组件之固定采用热镀锌支架安装， 考虑到光 伏组件阵列发电量最大化及风压影响，组件最佳角度为朝南倾角 A、 15KW共计 48pcs 光伏组件， 按 8pcs6 排列， 倾斜角度 10 度。 阵列最高处 0.96m， 最低处 0.66m。 B、 每个阵列中间用水泥基础做支撑，既不破坏原有屋顶防水结构，又很好的搭 配了阵列的整体配重，做到了防风、防寒、防热的多重效果。 C、 并网接入方案 按实际测量为准 项目总安装容量为 15KW，采用 1 台 15kW-3P 组串式并网逆变器，经由并 网开关计量箱统一接入至用户侧市电引入配电箱， 实现自发自用余电上网。 此为 计划接入方案，具体接入方案需按当地电力局提供的接入方案进行设计。 4、度电计量方案 A、 在逆变器与市电并网端之间设置一块电度表，可对系统发电量进行计量，作 为电力局补贴发放的依据 ; B、 与电力局结算的电表采用双向计量电度表，可对太阳能发电系统余电上网的 电量与购电电量进行计量，作为双方买卖电的结算依据。 5、系统监控方案 系统架构 系统分为采集层、 传输层和应用层， 采集层主要作用是采集逆变 器、 汇流箱、 电表、 环境监测仪等设备的数据， 通过传输层， 将数据送往服务器， 应用层进而对数据进行分析， 为生产决策服务。 支持 PC 桌面端查看和智能移动 终端查看。 本项目采用一套监控系统集中监控整个光伏发电区域， 此系统可以对逆变器 进行实时监测和控制，监控内容包括光伏发电实时功率、系统累计发电量、系 统效率、系统故障等相关信息。 6、系统防雷方案 光伏电站为三类防雷建筑， 本项目防雷方案参照 GB50057-94 建筑防雷设 计规范。 A、 雷电直击防护， 据现场勘查项目所在建筑屋顶较高且附近没有较高之建筑物， 且光伏阵列高度超出建筑防雷网之高度， 光伏组件阵列有直接被雷击之可能， 需 考虑直击雷防护， 初步方案为在建筑原有防雷网加装避雷针， 光伏阵列支架采用 热镀锌扁钢接入建筑防雷网。 B、 电涌侵入防护，直流侧每台汇流箱及并网逆变器都必须具有性能良好的防雷 装置，确保过电压进入设备时防雷装置可以起到保护作用。 C、 接地防护，良好的接地是防雷保护的重要保障，包括光伏阵列、汇流箱、电 缆桥架、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等所有设备，都需具备良好的接 地。 六、项目备案所需文件 A、 自然人申请需提供资料经办人身份证原件及复印件、户口本、房产证等项 目合法性、支持性文件。 B、 法人申请需提供资料 a. 经办人身份证原件及复印件和法人委托书原件 或法 定代表人身份证原件及复印件 ;b. 企业法人营业执照、 土地证等项目合法性支持 性文件 ;c 、项目前期工作相关资料。 项目单位向地市级或县级能源主管部门提交固定资产投资备案表和分布式 光伏发电项目备案申请表，应包括以下材料 符合建筑等设施安装光伏发电系统相关规定的项目方案 ; 项目用地或屋顶等场址使用证明 ; 地市级或县级电网公司出具的项目并网接入意见 ; 如果项目采用合同能源管理方式， 则需提供与电力用户签订的能源服务管理 合同等材料。 地方政府根据有关规定要求提供的其他材料。