孙韵琳：分布式光伏电站的全生命周期从0到1-规避风险，提升收益

p分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1 规避风险，提升收益 顺德中山大学太阳能研究院 广东 永光新能源 有限公司 孙韵 琳 博士 2020年 03月 04日 分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1 广东分布式光伏发展概述 分布式光伏全生命周期理念 分布式光伏全生命周期关键技术 光伏电站故障案例解析 1 2 3 4 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -2- 广东分布式光伏发展 概述 中国分布式光伏发展的爆发期 2019年 中国新增 装机 30.11GWp， 连续七年 位居全球第一。其中， 光伏 电站 17.91 GWp，同比 下降 22.9； 分布式光 伏 12.20 GWp，同比 增长 41.3，分布 式持续爆发式增长 。 光伏电站 69 分布式光 伏 31 2019年 累计 装机容量 光伏电站 59 分布式光伏 41 2019年 新增装机容量 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -4- 爆发增长期 稳步发展期 1. 光伏扶贫项目是重点发展方向 国家重点管理项目，质量要求严格； 2. 户用市场的竞争将更加激烈 科普宣传、质量把控、成本控制、持续发展； 3. 规模管理下的分布式光伏 抢占资源，做一项成一项。 新政策 新定义 新定位  分布式光伏市场发展 规范、稳定、持续 全过程质量控制管理体系 质 量 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -5- 户 用光伏项目特点 户用 光伏 容量 较小结构简单 项目数 量多且 分散 成本 更高 非专业人 员可随意 靠近 系统特点 经销商 模式 资金及技术门槛相 对较低 全过程 服务 光伏企业特点 欠缺专 业知识 相对更关注经 济性 信赖 口碑 业主特点 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -6- 广东省光伏发电发展概况 截至 2019年 6月底，广东累计装机容量 569万千瓦 。占全省电力装机的 5。 其中集中式光伏电站装机容量 291万千瓦 ；分布式光伏项目累计装机容量 278万千瓦 ，其中居民分布式累 计装机容量 44.66万千瓦 。 2019年上半年新增装机 42万千瓦 ，其中分布式 33万千瓦 （户用 3.83万千瓦 ），占全国新增装机比例 4，排名第 10。 上半年新增装机同比下降超过 5成 。 分布式 531后发展比较稳定，装机比例逐步提高。 分布式新增装机全国排名第 5。 集中 电站 21 分布式 79 2019年上半年新增装机结构 集中电 站 51 分布式 49 2019年上半年累计装机结构 68 39 33 21 68 9 0 20 40 60 80 100 120 2018年上半年 2018年下半年 2019年上半年 2018-2019年上半年新增装机 分布式 集中电站 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -7- 2019年第一批光伏平价项目总计 27个 ，装机容量 237.5万千瓦 。预计 2019年内并网 12个 ，容量 133万千瓦 ； 预计 2020年年并网 15个 ，容量 104.5万千瓦 。第一批光伏平价项目容量 全国第一 ，占全国光伏平价项目的 16。 土地性质全部都是复合用地，采用农光、渔光、林光形式。 2019年竞价项目总计 203个 ，装机容量 166.5519万千瓦 。另有 90个 项目 46.278万 千瓦 项目审核未通过。全国竞 价项目容量排名 第 5，占全国竞价项目容量的 7.3。 竞价项目中普通电站 28个 ，装机容量 137.3万千瓦 ；全额上网分布式 11个 ，容量 3.085万千瓦 ；自发自用余电上 网分布式项目 164个 ，容量 26.1169万千 瓦 。预计 10项目无法 今年 内 完工。 广东省 2019年光伏平价、竞价 项目 普通光伏电 站 集中式光 伏 82 全额上网工 商业分布式 光伏 2 自发自用、 余量上网工 商业分布式 光伏 2019年竞价项目类型 江门 湛江 清远 阳江 韶关 梅州 惠州 汕尾 潮州 河源 云浮 茂名 广州 佛山 珠海 东莞 中山 汕头 肇庆 揭阳 平价项目 66 50 5 37 16 30 13.5 15 5 竞价项目 13.6 27 48.1 10 17.5 0.58 17.9 2 0.02 4.47 5.72 5.04 4.27 3.6 2.19 2.16 1.37 0.55 0.35 0.12 0 20 40 60 80 100 广东省 2019年竞价和平价项目容量分布 （万千瓦） 广东省各部门政策支持光伏 发展 发文单位 文件名 日期 1 省能源局新能源产业处 广东省太阳能光伏发电发展规划（ 2014-2020年） 2014年 08月 20日 2 广东省财政厅 关于修订广东省省级节能降耗专项资金管理办法的通知 2015年 09月 23日 3 广东省人民政府 关于印发广东省智能制造发展规划（ 2015-2025年）的通知 2015年 12月 31日 4 广东省发展改革委 广东省发展改革委关于碳普惠制核证减排量管理的暂行办法 2017年 04月 14日 5 广东省住房和城乡建设厅 关于印发广东省 “十三五”建筑节能与绿色建筑发展规划的通知 2017年 07月 14日 6 广东省人民政府机关事务管理 局 广东省人民政府机关事务管理局关于印发广东省公共机构重点用能单位节能管理工 作方案的通知 2018年 07月 17日 7 广东省住房和城乡建设厅 广东省住房和城乡建设厅关于印发广东省绿色建筑量质齐升三年行动方案 （ 2018～ 2020年）的通知 2018年 07月 20日 8 广东省住房和城乡建设厅 广东省住房和城乡建设厅关于下达 2019年绿色循环发展与节能降耗资金任务清单的 通知 2019年 01月 04日 9 广东省发展和改革委员会 广东省能源局关于下达 2019年省打好污染防治攻坚战专项资金（公共机构节能）项 目计划的通知 2019年 04月 08日 10 广东省能源局新能源和节能处 广东省能源局关于征集 2020年省打好污染防治攻坚战专项资金（公共机构节能）储 备项目的通知 2019年 07月 23日 11 广东省住房和城乡建设厅科技 信息处 关于广泛征集 2020年绿色循环发展与节能降耗相关项目的通知 2019年 7月 31日 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -9- 广东省各地市、区光伏扶持 政策 佛山市分布式光伏发电项目补助资金管理办法（ 2019-2020年）（第二 次征求意见稿） 2019-2020年 建成光伏项目按 0.3元 /千瓦时 （其中市级补助 0.06元 /千瓦时、 区级补助 0.24元 /千瓦时），连续补助 3年 。 深圳 广州市新兴产业发展补贴资金用于太阳能光伏发电项目管理实施细则 2016- 2021年 装机容量补贴 按 0.2元 /瓦 的标准确定补贴金额，一次性发放给建筑物权属人。 单个项目最高补贴金额为 200万元。 发电量补贴 按照 0.15元 /千瓦时 的标准，以项目上一年度所发电量为基础计算补 贴金额。以 2014年计起， 截至 2021年 。单个项目最高享受补贴资金时间为 6年。 韶关、河源、阳江、湛江 广州 深圳市建筑节能发展专项资金管理办法 2018年 5月 24日起施行， 有效期 5年 可再生能源建筑应用示范项目的资助标准根据年度实际发电量对项目 投资主体给予 0.4元 /千瓦 时补贴，补贴时间为 5年 。单个项目年度资助 金额 不超 过 50万元 。 南山 南山区自主创新产业发展专项资金 装机容量不小于 20KWp，且采用太阳能光电建设工程一体化的建设项 目或分布式光伏发电项目，给予 8元 /Wp的补助，单个项目最高奖励 不 超过 50万元 资助。有效期三年。黄埔 广州市黄埔区广州开发区促进绿色低碳发展办法 分布式光伏投资方按照项目实际投资总额给予不超过 30的资助，单个项目不 超过 100万元；屋顶方按照装机量奖励 0.2元 /W，单个项目不超过 100万新能 源和可再生能源推广应用项目的，按照实际投资总额的 30给予资助，单个项 目不超过 100万元。 天河 广州市天河区绿色发展专项资金管理办法 投资方按 0.3元 /W补贴，最高不超过 100万员，业主按 0.1元 /W补贴。 佛山 广东省住房和城乡建设厅关于下达 2019年绿色循环发展与节能降耗 资金任务清单的通知 2019年支持韶关、河源、阳江、湛江等市建成不少于 1个可再生能源建 筑应用项目，分配每市资金额度 100万元 。 支持可再生能源建筑应用项目专项资金不超过项目总投资额的 50。 由地市住房城乡建设主管部门组织项目申报、评审论证、入库储备和信 息公开等工作，并按要求纳入省级项目管理系统监管。 东莞 麻涌镇 麻涌镇节能专项资金管理办法 2018年 1月 1日至 2020年 12月 31日期间通过市相关部门审核验收，并获得市 财政奖励资金的项目。对业主按装机容量 10万元 /兆瓦 一次性奖励装机补助 金， 单个项目最高不超过 30万元 ， 单个企业每年度最高不超过 30万元 。 惠州市关于建筑节能专项资金的管理办法 对采用太阳能光热和光伏、浅层地热能等可再生能源建筑一体化应用 技术，具有一定规模，示范效果特别显着的项目，在项目节能实际投 资额 10％ 的范围内给予奖励。 惠州 -10- 分布式光伏全生命周期理念 分布式光伏全生命周期理念 选址 设计 采购 建设 运 营 回收 资 金 投 入 期 资 金 回 收 及 利 润 增 长 期 25 年 检 测 评 估 0.5-1年 Total-Life-Cycle TLC of PV system -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -12- 分布式光伏全生命周期理念 前期 设计 方阵间 间距过小 造成 相互 遮挡 没有预留运维通道， 不利于电站运维的 安全有效 进行 设计 优化 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -13- 分布式光伏全生命周期理念 施工与 安装 施工组织管理 制度与 人员专业 培训 野蛮 施工 施工人员 随意 踩踏 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -14- 分布式光伏全生命周期理念 系统运行 过程 光伏组件 清洗 频率 过低 检测操作不当 造成设备短路 起火 运维管理与 标准化 流程 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -15- 全生命周期运营理念 前期设计 Design 施工与验收 Construction amp; acceptance 运行与维护 Oamp;M PR值 评价 TLCOP -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -16- 分布式光伏全生命周期关键技术 分布式光伏全生命周期关键技术 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -18- 分布式光伏全生命周期关键技术 勘察 屋面类型 钢筋混凝土屋面 上人屋面 不上人屋 面 彩钢瓦屋面 直立锁边 型 角驰型 卡扣型 明钉型 （梯型） -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -19- 分布式光伏全生命周期关键技术 勘察 电站场址现场 条件 女儿墙遮挡 楼梯间、屋面落差遮挡 烟囱遮挡 考虑阴影遮挡，实际光伏电站屋面可利用面积将比实际建筑占地面积少。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -20- 分布式光伏全生命周期关键技术 勘察 钢筋混凝土屋面如何判断是否上人 结构角度 上人屋面活荷载 2 kN/㎡ 不上人屋面活荷载 0.5 kN/㎡ 建筑角度 一般上人屋面有楼梯直达，且女儿墙高度不小于 1.2 m （从建筑完成面算起） 。 一般不上人屋面没有楼梯直达，有尺寸为 0.60.6 m的检修孔，并且不上人屋面女儿墙 高度较低（ 0.30.6 m）甚至没有女儿墙。 注直达楼梯指原建筑结构设计中就已经考虑设计的安全疏散楼梯，不包括后加的简易钢 梯、爬梯等。 缺乏建筑物结构设计计算书， 较难判断。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -21- 分布式光伏全生命周期关键技术 勘察 上人屋面 能安装光伏 不上人屋面 不能安装光伏 永久荷载（恒荷载） 定义在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以 忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。 例如结构构件、面层及装饰层、固定设备、长期储物等的自重。 固定设备主要包括电梯及自动扶梯，采暖、空调及给排水设备，电器设 备，管道、电缆及其支架等 。 可变荷载（活荷载） 定义在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以 忽略不计的荷载 。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -22- 分布式光伏全生命周期关键技术 设计获取 辐照数据  Meteonorm软件是一款分析气象资料软件，包括当地的经度，维度，海拔高度，以及 太阳辐照等重要资料。 当前最新版本为 Meteonorm 7.2。  地面气象站采集数据，再根据地点最近几个气象站数据计算得到，与地面实际辐照更为 接近。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -23- 分布式光伏全生命周期关键技术 设计获取辐照数据  http//solargis.cn/imaps/  Solargis iMaps向用户免费开放部分数据，可通过 iMaps以影像地图的方式获取任意地 点的辐照数据，包括 GHI（总辐照）、 DIF（散射）和 DNI（直接辐照）等其它气象数据 的长期年均值。 Solargis辐照数据 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -24- 分布式光伏全生命周期关键技术 设计获取 辐照数据 小结  当地气象局采集数据 实测数据，项目地距气象站较近且能够获得则较为理想，但数据获取有时难度较大且数据量有限。  NASA（美国国家航空航天局） 卫星采集数据并由模型计算得到具体经纬度地点对应辐照量，相比地面实际辐照偏高。  Meteonorm数据库 地面气象站采集数据，再根据地点最近几个气象站数据计算得到，与实际辐照较为接近。  Solargis iMaps 免费提供全球包括 GHI（总辐照）、 DIF（散射）和 DNI（直接辐照）等其它气象数据的长期年均值，更 详尽数据需购买。相比地面实际辐照偏高。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -25- 分布式光伏全生命周期关键技术 设计光伏电站设计阴影分析工具 光伏电站设计中阴影分析是非常重要的一个问题，它直接影响到光伏电站的发电量，进而 影响电站的投资收益，因此在设计中必须提前考虑该问题。 减少阴影遮挡，提高发电量。 光伏电站阴影遮挡 日照阴影分析工具  天正建筑（光伏设计中常用）  SketchUp（光伏设计中常用）  PVsyst（光伏设计中常用）  Sunlight  Autodesk Ecotect Analysis -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -26- 分布式光伏全生命周期关键技术 设计光伏电站设计阴影分析工具 天正建筑  画出物体、定义高度  设置经纬度、时间  获取该高度物体阴影轮廓  通过比例缩放，方位角度偏转分析具体项目物 体相对阴影 阴影分析模型 物体各时间段投影 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -27- 分布式光伏全生命周期关键技术 设计光伏电站设计阴影分析工具 SketchUp  SketchUp（草图大师）可直接在电脑上进 行十分直观的构思，是三维建筑设计方案创 作的优秀工具。阴影分析是其中的一个插件 功能。 Google于 2006年收购 SketchUp及 其开发公司 Last Software。  右图是采用 SketchUp对顺德中山大学太阳 研究院试验电站进行阴影分析的模型。 SketchUp阴影分析模型 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -28- 分布式光伏全生命周期关键技术 设计光伏电站设计阴影分析工具 PVsyst PVsyst是瑞士日内瓦大学开发的一款常用的光伏设计软件，用于指导光伏系统设计及发电量计算等， 阴影分析是其中的一个功能。下图为光伏阵列场景模拟阴影，可以观察到不同时间阵列间的遮挡程度。 PVsyst阴影分析模型 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -29- 分布式光伏全生命周期关键技术 设计 ANSYS模拟光伏支架变形  支架变形模拟分析，模拟支架与组件在各种荷载条件下的变形程度大小。  结构模拟分析，计算承载结构的受力。 结构模拟组件支架变形模拟效果图 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -30-/p