機電有限公司 屋頂分布式光伏項目建議書

1、河北凌云機電有限公司屋頂分布式光伏項目建議書華電電力科學(xué)研究院國家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)（實驗）中心二一四年 三月、目 錄1 項目概述11.1 項目簡介11.2 屋頂概況12 太陽能資源分析13 發(fā)電量計算23.1 太陽能電池組件選型23.2 太陽能電池組件布置33.2.1 傾角計算33.2.2 太陽電池組件的串、并聯(lián)設(shè)計43.2.4 光伏裝機容量確定53.3 發(fā)電量計算53.3.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)效率分析53.3.2 年理論發(fā)電量計算54 電氣接入74.1 方案描述74.2 系統(tǒng)組成75 效益分析85.1 發(fā)電企業(yè)財務(wù)收益率85.2 用電企業(yè)節(jié)電收益85.3 節(jié)能減排91 項目概述1.1

2、 項目簡介河北凌云機電有限公司位于河北省高碑店市，高碑店市是經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)的對外開放城市，財政省直管市。位于河北省中部，地處北京、天津、保定三角腹地，北距北京68公里，東距天津112公里，南距保定58公里，城區(qū)距北京天安門廣場直線距離為81公里；總面積672平方公里。1.2 屋頂概況河北凌云機電有限公司廠房現(xiàn)有一廠房長108米，寬96米，彩鋼瓦結(jié)構(gòu)，可用于鋪設(shè)光伏組件。2 太陽能資源分析高碑店市，屬于保定市代管的縣級市，京、津、保三角腹地，位于北京西南部，地處環(huán)首都京津經(jīng)濟圈、是京南保北重要的工業(yè)城市。市域地理坐標(biāo)為：東經(jīng)11547241161240，北緯39553392317，項目所在地坐標(biāo)為

3、東經(jīng)11552，北緯3919。項目所在地屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，無霜期達183天，年平均氣溫12.4，年平均降水量600毫米；淡水資源充足，地下水總儲量1.2億立方米，水質(zhì)優(yōu)良，沒有污染。境內(nèi)氣候溫和，四季分明，雨熱同季，屬典型的溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫17.4，年均降水量600毫升，年均無霜期186天，年均日照2522.9小時。年輻射總量大于5000mj/m2。根據(jù)nasa查詢工程區(qū)域太陽輻射數(shù)據(jù)如下所示：表3-1 月平均輻射值lat 30.25janfebmaraprmayjunjulaugsepoctnovdecaverageannuallon 120.25sse hrz2.79

4、3.664.695.736.015.765.154.664.233.712.852.444.30k0.630.620.590.580.540.490.450.450.500.570.600.620.55diffuse0.570.831.271.712.162.402.372.081.631.070.700.531.45direct6.176.426.446.635.975.124.264.114.615.605.635.665.55tilt 02.773.564.645.705.975.715.114.644.163.682.822.434.27tilt 244.464.935.596.095

5、.925.514.994.744.674.814.264.085.00tilt 395.195.425.805.925.515.054.614.514.695.174.864.815.13tilt 545.605.605.695.454.844.364.044.084.475.255.165.254.98tilt 905.194.714.203.382.672.352.282.493.104.264.654.973.68opt5.695.605.806.096.045.725.144.774.715.265.205.365.45opt ang64.055.041.024.010.05.007.

6、0016.033.050.061.067.035.9由nasa數(shù)據(jù)可知，全年水平面日輻射值約為4.30kwh/m2/day，年水平太陽輻射量5650.2mj/m2?？紤]nasa數(shù)據(jù)相較實際地面數(shù)據(jù)偏高，因此此處考慮10%折減，即年水平太陽輻射量5085.18mj/m2。3 發(fā)電量計算3.1 太陽能電池組件選型本項目暫選用250wp多晶硅電池組件進行相關(guān)計算分析，具體參數(shù)見下表。表3-1 250w多晶硅光伏電池技術(shù)參數(shù)峰值功率（w）250開路電壓（voc）35.4短路電流（isc）7.12工作電壓（vmpp）27.6工作電流（impp）6.56最大保險絲額定值15a尺寸(l*w*h)1650*9

7、90*40重量(kg)19.1最大系統(tǒng)電壓 (v)1000vdc額定電池工作溫度（noct）462工作溫度-40c 85cpm溫度系數(shù)-0.45%/cvoc溫度系數(shù)-0.33%/cisc溫度系數(shù)0.06%/c正面最大靜載荷5400pa背面最大靜載荷2400pa組件效率15.3%3.2 太陽能電池組件布置3.2.1 傾角計算方陣安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素，如：地理位置、全年太陽輻射分布、直接輻射與散射輻射比例、負(fù)載供電要求和特定的場地條件等。對于固定軸式安裝電池陣列，其最佳傾角即光伏發(fā)電系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時的傾角?？紤]施工方便、安全等因素，采取將光伏板直接沿彩鋼瓦屋面鋪設(shè)的方式，鋪設(shè)角度為

8、8度，根據(jù)retscreen軟件計算結(jié)果，可得在8度的傾斜面上各月日平均太陽輻射量數(shù)據(jù)如下表所示。表3-2 8度傾角各月平均太陽輻射量(mj/m2m)1 月2 月3 月4 月5 月6 月348.18389.15529.48611.19646.88592.907 月8 月9 月10 月11 月12 月545.78498.65447.82422.37335.53308.47從上表可以看出，高碑店地區(qū)各月平均太陽輻射量變化較大，12月份太陽輻射量最低，為約308.47mj/m2m，5月份太陽能輻射量最高，約為646.88mj/m2m。其全年輻射值變化趨勢如下圖所示：圖3-1最佳傾角各月平均太陽輻射量

9、(mj/m2m)3.2.2 太陽電池組件的串、并聯(lián)設(shè)計太陽電池組件串聯(lián)的數(shù)量由逆變器的最高輸入電壓和最低工作電壓、以及太陽電池組件允許的最大系統(tǒng)電壓所確定。太陽電池組串的并聯(lián)數(shù)量由逆變器的額定容量確定。在條件允許時，應(yīng)盡可能的提高直流電壓，以降低直流部分線路的損耗，同時還可減少匯流設(shè)備和電纜的用量。經(jīng)計算得出：串聯(lián)多晶硅太陽電池數(shù)量n為：16n25。本項目屋頂形式多樣，綜合考慮各屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，以盡可能多布置電池板為目標(biāo)，結(jié)合支架承重、抗風(fēng)能力以及250kw和500kw逆變器的允許串聯(lián)組件數(shù)量，本工程n取20。則固定式安裝每一路多晶硅組件串聯(lián)的額定功率容量計算如下：p（n）250wp18=4500

10、wp；對應(yīng)于所選250kw逆變器的額定功率計算，需要并聯(lián)的路數(shù)：n250/550路。對應(yīng)于所選500kw逆變器的額定功率計算，需要并聯(lián)的路數(shù)：n500/5100路。3.2.4 光伏裝機容量確定根據(jù)前面數(shù)據(jù)分析計算，確定本項目太陽能光伏電池板串聯(lián)數(shù)量為20塊，單個組串容量為5000wp。光伏板安裝傾角為8，初步確定本項目屋頂最多可布置209個串聯(lián)單元，合計裝機容量為1045kw。具體屋面布置情況參見附圖1。3.3 發(fā)電量計算3.3.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)效率分析1）光伏溫度因子光伏電池的效率會隨著其工作時的溫度變化而變化。當(dāng)它們的溫度升高時，不同類型的大多數(shù)光電池效率呈現(xiàn)出降低趨勢。折減因子取9

11、6%。2）光伏陣列的灰塵損耗由于光伏組件上有灰塵或積水造成的污染，經(jīng)統(tǒng)計經(jīng)常受雨水沖洗的光伏組件其影響平均在24%之間，無雨水沖洗較臟的光伏組件其影響平均在810%之間。本項目綜合考慮折減系數(shù)取3%，即污染的折減因子取97%。3）逆變器的平均效率目前并網(wǎng)光伏逆變器的平均效率為97.5%左右。4）光伏電站內(nèi)用電、線損等能量損失初步估算光伏陣列直流配電損耗約為3%。其配電綜合損耗系數(shù)為97%。5）機組的可利用率雖然太陽能電池的故障率極低，但定期檢修及電網(wǎng)故障依然造成一定損失，損失系數(shù)取1%，光伏發(fā)電系統(tǒng)的可利用率為99%。6）太陽能電池板差異性損耗3%，利用率97%。7）早晚不可利用輻射損失3%，

12、利用率97%。綜合以上各折減系數(shù)，固定式多晶硅電池陣列系統(tǒng)的綜合效率為80%。3.3.2 年理論發(fā)電量計算根據(jù)所選工程代表年最佳傾斜面上各月平均太陽總輻射量可得出本工程月及年峰值日照小時數(shù)。將太陽電池組件所在平面上某段時間中能接收到的太陽輻射量轉(zhuǎn)換為1000w/m2條件下的等效小時數(shù)稱峰值日照小時數(shù)。經(jīng)計算，固定式傾角安裝容量1045kwp，首年發(fā)電量131.82萬kwh，年等效利用小時為1261.42h。考慮系統(tǒng)20年輸出衰減15.2%，即第20年發(fā)電量為111.78萬kwh。由此可以計算出本工程20年平均利用小時數(shù)為1165.55h，平均年發(fā)電量121.80萬kwh。表3-4 本工程逐年發(fā)

13、電量計算表年份衰減系數(shù)年發(fā)電量（萬kwh）等效利用小時數(shù)（h）11131.82 1261.42 20.992130.76 1251.33 30.984129.71 1241.24 40.976128.65 1231.15 50.968127.60 1221.06 60.96126.55 1210.96 70.952125.49 1200.87 80.944124.44 1190.78 90.936123.38 1180.69 100.928122.33 1170.60 110.92121.27 1160.51 120.912120.22 1150.42 130.904119.16 1140.3

14、3 140.896118.11 1130.23 150.888117.05 1120.14 160.88116.00 1110.05 170.872114.95 1099.96 180.864113.89 1089.87 190.856112.84 1079.78 200.848111.78 1069.69 總和/2436.01 23311.07 平均/121.80 1165.55 4 電氣接入4.1 方案描述太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽電池板將太陽能轉(zhuǎn)換成直流電能，再通過逆變器將直流電逆變成50赫茲、ac400v的三相交流電。逆變器的輸出端通過配電柜與變電所內(nèi)的變壓器低壓端（ac400v

15、）并聯(lián)，對負(fù)載供電，并將多余的點通過變壓器送入電網(wǎng)。本項目無蓄電池儲能設(shè)備，當(dāng)陰雨天無太陽時，由電網(wǎng)供電給負(fù)載。4.2 系統(tǒng)組成本項目有一個屋頂，作為一個獨立的發(fā)電單元控制，根據(jù)容量設(shè)置匯流箱，由匯流箱接入逆變器，逆變器的交流輸出經(jīng)隔離變壓器后，匯總接入升壓變壓器。逆變器輸出為三相ac400v（帶隔離變壓器），頻率50hz，效率大于96。逆變器的交流輸出接入交流配電柜，配置防雷裝置。經(jīng)交流斷路器接入電網(wǎng)，并配有雙向發(fā)電計量表。每臺交流配電柜裝有交流電網(wǎng)電壓表和輸出電流表，可以直觀地顯示電網(wǎng)側(cè)電壓及發(fā)電電流。圖4-1 系統(tǒng)組成方案原理圖5 效益分析5.1 發(fā)電企業(yè)財務(wù)收益率財務(wù)評價是在國家現(xiàn)行財

16、稅制度和價格體系的基礎(chǔ)上，對項目進行財務(wù)效益分析，考察項目的盈利能力、清償能力等財務(wù)狀況，以判斷其在財務(wù)上的可行性。本項目裝機容量為1045kw，企業(yè)目前電力接入為10kv，變壓器容量為3000kva，由于目前暫無企業(yè)用電具體數(shù)據(jù)，光伏電站暫按照70%企業(yè)自用，30%上網(wǎng)運行。工業(yè)企業(yè)用電平均電價約1.0元/kwh，考慮為企業(yè)直供電0.9元/kwh，上網(wǎng)按照當(dāng)?shù)鼗痣娒摿驑?biāo)桿電價0.43元/kwh，國家對分布式發(fā)電補貼0.42元/kwh，分布式光伏綜合電價為1.179元/kw。項目工程靜態(tài)投資按9300元/kw計算，財務(wù)評價數(shù)據(jù)如下：表5-1 財務(wù)指標(biāo)匯總表序號項目名稱（單位）數(shù)值1裝機容量 （mw）1.0452首年發(fā)電量 （mwh）1318.183總投資 （萬元）971.854經(jīng)營期平均電價(含增值稅)（元/kwh）1.1795投資回收期（年）12.076自有資金內(nèi)部收益率 （%）8.037全部投資內(nèi)部收益率（%）5.95從上表數(shù)據(jù)可以看出，項目資本金內(nèi)部收益率為8.03%，可以保證項目具有較為一定的收益性，項目的投資回收期為12.07年。5.2 用電企業(yè)節(jié)電收益以20年計算，該項目