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： 4.36(kWh/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。