陜西省富平縣薛鎮(zhèn)5MW分布式農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站可行性實(shí)施報(bào)告

.10/12XX省富平縣薛鎮(zhèn)5MW分布式農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站可行性報(bào)告2018年2月5號.目錄一、綜合說明1.1項(xiàng)目概況11.2場址概況11.3電站設(shè)備概況2二、太陽能資源和當(dāng)?shù)貧庀蟮乩項(xiàng)l件2.1我國太陽能資源分析32.2項(xiàng)目所在地太陽能資源分析及結(jié)論4三、項(xiàng)目技術(shù)分析3.1安裝方式73.2電池板和逆變器選型83.3光伏方陣設(shè)計(jì)9四、投資收益分析10五、項(xiàng)目建設(shè)的必要性12六、項(xiàng)目建設(shè)的可行性12七、社會效益13八、設(shè)計(jì)依據(jù)13.一、綜合說明1.1項(xiàng)目概況應(yīng)國家關(guān)于可建設(shè)以太陽能電站為基礎(chǔ),積極響再生能源發(fā)展的政策,達(dá)到生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會三大效益的有機(jī)統(tǒng)一。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),加大科技支農(nóng)力度,調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),創(chuàng)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)示范基地,堅(jiān)持走持續(xù)發(fā)展的道路,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民收入持續(xù)穩(wěn)定增長,使之成為集太陽能發(fā)電、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營等功能于一體的光伏電站生態(tài)農(nóng)業(yè)示范園。本項(xiàng)目利用農(nóng)業(yè)大棚進(jìn)行綠色能源開發(fā),對帶動區(qū)域電力結(jié)構(gòu)改善有良好的示范作用。富平縣位于XX省中部,關(guān)中平原和陜北高原的過渡地帶,屬渭北黃土高原溝壑區(qū),總土地面積1233平方公里。地處東經(jīng)108°57′—109°26′,北緯34°42′—35°06′之間,全縣南北長48公里,東西寬35公里,東鄰蒲城、XX,南接XX市臨潼區(qū)、閆良區(qū),西連耀縣、三原,北依XX市,地理位置優(yōu)越。境內(nèi)有西包、西禹高速公路和106省道,咸銅、西韓兩條鐵路通過。富平縣位于中緯度內(nèi)陸地帶,又受秦嶺山脈影響,故屬大陸性溫帶半干旱、半濕潤氣候區(qū),四季干濕冷暖分明。冬季氣候寒冷,干燥少雨雪；春季溫度回升快,氣候日差較大,易出現(xiàn)大風(fēng)、浮塵等寒潮降溫天氣,常有春旱發(fā)生；夏季氣溫高,雨量集中,但降水時空分布不勻,常有伏旱發(fā)生；秋季較涼爽、濕潤,多連陰雨,氣溫下降較快。1.2場址概況<1>項(xiàng)目名稱：XX省富平縣薛鎮(zhèn)5mw分布式農(nóng)光互補(bǔ)光伏示范項(xiàng)目。<2>建設(shè)單位：XX家通新能源科技。<3>建設(shè)規(guī)模：建設(shè)總?cè)萘?mw。<4>組件類型：多晶體硅光伏組件。<5>關(guān)鍵電氣設(shè)備：光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器。<6>選址：XX省富平縣薛鎮(zhèn),建設(shè)工程總面積約150畝,約合100km2。站區(qū)地理坐標(biāo)：東經(jīng)109°18′14.52″,北緯34°57′15.22″。<7>場址鳥瞰圖：該項(xiàng)目位于XX省富平縣,屋頂為彩鋼瓦屋面,已測量部分共可安裝約5MW。1.3電站設(shè)備概況本可行性研究報(bào)告的編制滿足初步設(shè)計(jì)深度要求,擬建的5000kw光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項(xiàng)目的電站概況見下表：5000kW系統(tǒng)配置單序號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量供應(yīng)商1太陽能組件ODA265-30-P塊20000XX歐達(dá)光電2并網(wǎng)逆變器GCI-500K-TL臺10XX錦浪新能源科技股份3交流匯流箱16進(jìn)1出個30XX歐達(dá)光電4變壓器2500KVA個25監(jiān)控套16交流配電柜套17支架熱鍍鋅鋼/不銹鋼套現(xiàn)場8光伏線纜PV1-F4.0mm2米現(xiàn)場9交流線纜ZC-YJV3*35+1*16mm2現(xiàn)場ZC-YJV3*240+1*120mm2現(xiàn)場10接地系統(tǒng)套111預(yù)放電避雷針LDY-A6000套1LERDN二、太陽能資源和當(dāng)?shù)貧庀蟮乩項(xiàng)l件2.1我國太陽能資源分析地球上太陽能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)。資源豐度一般以全年總輻射量和全年日照總時數(shù)表示。就全球而言,美國西南部、非洲、澳大利亞、中國XX、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時數(shù)最大,為世界太陽能資源最豐富地區(qū)。我國屬太陽能資源豐富的國家之一,全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時數(shù)大于2000小時。NREL提供的部分亞洲國家直接輻射空間分布〔kWh/m2/day我國將日照輻射強(qiáng)度超過9250MJ/m2的XX西部地區(qū)以外的地區(qū)分為五類。一類地區(qū)：全年日照時數(shù)為3200～3300小時,年輻射量在7500～9250MJ/m2。相當(dāng)于225～285kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括青藏高原、XX北部、XX北部和新疆南部等地。二類地區(qū)：全年日照時數(shù)為3000～3200小時,輻射量在5850～7500MJ/m2,相當(dāng)于200～225kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括XX西北部、XX北部、XX南部、XX南部、XX中部、XX東部、XX東南部和新疆南部等地。此區(qū)為我國太陽能資源較豐富區(qū)。三類地區(qū)：全年日照時數(shù)為2200～3000小時,輻射量在5000～5850MJ/m2,相當(dāng)于170～200kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括XX、XX、XX東南部、XX南部、新疆北部、XX、XX、XX、XX北部、XX東南部、XX南部、XX南部、XX中北部和XX北部等地。四類地區(qū)：全年日照時數(shù)為1400～2200小時,輻射量在4150～5000MJ/m2。相當(dāng)于140～170kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要是長江中下游、XX、XX和XX的一部分地區(qū),春夏多陰雨,秋冬季太陽能資源還可以。五類地區(qū)：全年日照時數(shù)約1000～1400小時,輻射量在3350～4190MJ/m2。相當(dāng)于115～140kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括XX、XX兩省。此區(qū)是我國太陽能資源最少的地區(qū)。一、二、三類地區(qū),年日照時數(shù)不小于2200h,是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū),面積較大,約占全國總面積的2／3以上,具有利用太陽能的良好條件。四、五類地區(qū)雖然太陽能資源條件較差,但仍有一定的利用價(jià)值。注：由于我國幅員遼闊,各地的日照資源不盡相當(dāng),分區(qū)域定電價(jià)是有必要的。將16年3月份的意見稿中的區(qū)域四類電價(jià)歸納縮小為三類區(qū)域電價(jià),方便實(shí)際操作。2.2項(xiàng)目所在地太陽能資源分析及結(jié)論本報(bào)告中所采用數(shù)據(jù)來源于中國太陽能資源評估中心和美國宇航局〔NASA全球氣象數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫的日照輻射數(shù)據(jù)來源有兩種情況：1、當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)氣象臺；2、若附近無基礎(chǔ)氣象臺,則根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度,通過衛(wèi)星定位測量數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)所組成數(shù)據(jù)庫已被全球認(rèn)同,并廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)。國家氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心提供的中國1978~20XX平均的總輻射年總量空間分布〔kWh/m2中國太陽能資源評估中心-我國太陽能資源概圖NASA全球氣象數(shù)據(jù)查詢由圖表數(shù)據(jù)得出高值區(qū)位于青藏高原、XX北部、XX北部、新疆南部等地。低值區(qū)主要位于XX、XX等地。三、項(xiàng)目技術(shù)分析3.1安裝方式對普通的多晶硅光伏組件常用的布置方式是按當(dāng)?shù)氐淖罴褍A角,采用固定式安裝,這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是支架系統(tǒng)簡單,安裝方便,布置緊湊,節(jié)約場地；缺點(diǎn)是不能對太陽能資源充分利用,當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)整體造價(jià)較高時,不能充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。針對組件固定式布置方式存在的缺點(diǎn),開發(fā)研制出逐日跟蹤式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),根據(jù)組件陣列面旋轉(zhuǎn)軸的數(shù)量又分為單軸和雙軸跟蹤。逐日跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然能提高組件對太陽能資源利用效率,但是需要增加機(jī)械跟蹤設(shè)備、感光儀器等,會增加單位工程造價(jià),隨著晶體硅電池板價(jià)格的不斷下降,相對于機(jī)械跟蹤等設(shè)備所增加的成本,總體的經(jīng)濟(jì)效益并不理想,因此限制了逐日跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的推廣利用。本項(xiàng)目中應(yīng)用固定式布置從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上要優(yōu)于逐日跟蹤式系統(tǒng)；另外逐日跟蹤式系統(tǒng)的發(fā)電量增加值還與太陽輻射中的直接輻射、散射輻射的比例密切相關(guān),太陽輻射中散射輻射比例越大,逐日跟蹤效果越差,從太陽能資源分析來看,項(xiàng)目所在地太陽輻射中散射量的占比要達(dá)到30%以上,占比較高,這將直接影響到的逐日跟蹤效果,因此本工程組件布置推薦全部采用固定式防漏雨安裝。效果圖：3.2電池板和逆變器選型光伏電池板均采用國產(chǎn)高效五柵板,提高發(fā)電量。目前,并網(wǎng)逆變器單臺容量國產(chǎn)最大可達(dá)到630kw,國外則最大容量可達(dá)到800kw。一般情況下,單臺逆變器容量越大,單位造價(jià)相對較低。目前國內(nèi)大容量并網(wǎng)逆變器中,100kw～500kw的相對比較成熟,已經(jīng)投運(yùn)的數(shù)量較多,性能較好,但考慮到光伏發(fā)電系統(tǒng)中,線損最大的部分就是直流損耗,如果在本項(xiàng)目中采用較多的小容量逆變器,則會產(chǎn)生相當(dāng)大的直流損耗,影響投資收益,故建議選用較大容量逆變器,即按500kw并網(wǎng)逆變器配置。目前國產(chǎn)500kw并網(wǎng)逆變器的性能已趨于成熟,因此本階段暫推薦采用國產(chǎn)500kw并網(wǎng)逆變器。質(zhì)保：電池板十年,逆變器五年。電池板功率保證：第十年不低于90%,第二十年不低于80%3.3光伏方陣設(shè)計(jì)本項(xiàng)目總?cè)萘繛?mwp,總18520塊270W多晶硅組件,綜合考慮配置的逆變器數(shù)量、場內(nèi)損耗以及后續(xù)運(yùn)行維護(hù)角度,較多采用按500kw容量的光伏子陣方案較優(yōu),整個布置方陣由10個子陣組成,每個子方陣組件安裝數(shù)量為1852塊。據(jù)500kW逆變器跟蹤電壓、最大直流電壓參數(shù)及組件電壓與溫度的關(guān)系系數(shù)計(jì)算得到組件20塊串為宜。固定安裝的光伏子陣的單體模塊由2排組成,40塊組件的單體模塊可以組成2并組串,每500kw光伏子陣包含46.3并組串,這46.3并組串通過3臺匯流箱〔3臺16路接入1臺500kw逆變器。光伏子陣以直流匯流監(jiān)測箱為中心劃分單元有以下優(yōu)點(diǎn)：〔a優(yōu)化了組串與匯流箱之間的接線長度,降低工程造價(jià),減少線路損耗；〔b光伏組件陣列劃分清晰,有利于將來的運(yùn)行管理。支架形式選擇和安裝太陽能光伏組件陣列支架形式為三角門型支架,采用碳鋼構(gòu)件,構(gòu)件表面采用熱浸鍍鋅處理,熱浸鍍鋅要求按相應(yīng)國標(biāo),防腐壽命不低于25年。固定安裝的光伏子陣的單體模塊安裝方位角采用正南方向,安裝傾角按當(dāng)?shù)刈罴褍A角30度設(shè)置,以最大限度地利用太陽能。每500kw內(nèi)組件單列間預(yù)留1個2米寬的通道,以便于將來組件運(yùn)行時表面清潔維護(hù)。前后兩排間距為3米,保證全年9～15點(diǎn)〔真太陽時時段內(nèi)前后組件不遮擋。匯流箱接線方式和逆變器接線方案：場內(nèi)匯流箱考慮選用16進(jìn)1出匯流箱。每3臺16進(jìn)1出匯流箱接入1臺500kVA直流配電柜；直流配電柜再一對一通過直流電纜接到500kw逆變器。直流電經(jīng)逆變器逆變后變?yōu)榻涣麟?再通過交流電纜接到就地箱變。本工程共配置10臺500kw逆變器。逆變器體布置及室內(nèi)電氣布置：考慮將逆變器布置在戶內(nèi),逆變器房布置在就地箱變旁。逆變器房內(nèi)布置有1個500kw逆變器,一臺500kw直流配電柜和一臺通訊屏。光伏方陣單元接線：考慮每500kw為一個光伏方陣單元；每個光伏方陣單元內(nèi)設(shè)置一臺500kVA就地升壓箱變,就地升壓箱變采用分裂變,一臺升壓箱變接一個500kw逆變器,每臺500kw逆變器對應(yīng)一臺500kVA直流配電柜；每3臺16進(jìn)1出匯流箱接入1臺500kVA直流配電柜。太陽能板組串后通過4mm2光伏專用線纜接至各個匯流箱。本項(xiàng)目電網(wǎng)接入采取用戶側(cè)高壓壓并網(wǎng)的方式,全額上網(wǎng)。高壓接入方案：四、投資收益分析按目前已測量的項(xiàng)目計(jì)算,預(yù)裝機(jī)容量為5MW,項(xiàng)目按6元/瓦計(jì)算,初期投資共3000萬元,后期維護(hù)費(fèi)用約10萬元/年。年發(fā)電量=裝機(jī)容量*年峰值小時數(shù)*系統(tǒng)效率系統(tǒng)效率用公式表述為：η1--光伏組件發(fā)電效率,這里取91%；η2--逆變器轉(zhuǎn)換效率,這里取98.6%；η3--交直流線路損耗,這里取2%；η4--并網(wǎng)效率,這里取97.5%；η5--綜合損失,這里取3%。則：Q=91%*98.6%*98%*97.5%*97%=83.2%根據(jù)裝機(jī)容量、傾斜面輻射量、系統(tǒng)效率以及光伏組件標(biāo)稱衰減率等,計(jì)算出年發(fā)電量為：組件發(fā)電量W=5MW*1403h*83.2%=5836MWh詳情見收益表：年份組件衰減率發(fā)電量/KWh全額上網(wǎng)效益/元效益累計(jì)/萬元第1年2.50%5690568.004836982.80473.70第2年3.22%5648545.344801263.54943.82第3年3.94%5606522.694765544.281410.38第4年4.66%5564500.034729825.031873.36第5年5.38%5522477.384694105.772332.77第6年6.10%5480454.724658386.512788.61第7年6.82%5438432.064622667.253240.88第8年7.54%5396409.414586948.003689.57第9年8.26%5354386.754551228.744134.70第10年8.98%5312364.104515509.484576.25第11年9.70%5270341.444479790.225014.23第12年10.42%5228318.784444070.975448.63第13年11.14%5186296.134408351.715879.47第14年11.86%5144273.474372632.456306.73第15年12.58%5102250.824336913.196730.42第16年13.30%5060228.164301193.947150.54第17年14.02%5018205.504265474.687567.09第18年14.74%4976182.854229755.427980.06第19年15.46%4934160.194194036.168389.47第20年16.18%4892137.544158316.918795.30第21年16.90%4850114.882014252.718986.72第22年17.62%4808092.221996800.709176.41第23年18.34%4766069.571979348.699364.34第24年19.06%4724046.911961896.689550.53第25年19.78%4682024.261944444.679734.97總發(fā)電量/萬kWh12965.74年維護(hù)費(fèi)用〔萬元10.000初期投資〔萬元2750.000國家補(bǔ)貼0.75元/度,補(bǔ)貼20年。若不受惡劣自然災(zāi)害影響,系統(tǒng)組件的壽命均在25年以上,基本不需要維修及更換,只需日常的清理維護(hù),組件每年的維護(hù)費(fèi)用在10萬元左右,基本在第6年可收回成本。設(shè)備投入運(yùn)行25年,總發(fā)電量預(yù)計(jì)超過12965萬千瓦時,產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益約7000萬元。碳排放指標(biāo)：25年總發(fā)電量/MWh 12965節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤/噸 65377減少CO2排放/噸 129261減少SO2排放/噸 3889減少NOX排放/噸 1944減少粉塵排放/噸 35264五、項(xiàng)目建設(shè)的必要性本項(xiàng)目的建設(shè),符合我國21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略規(guī)劃,也是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式,建設(shè)和諧社會的具體體現(xiàn)。同時,對推進(jìn)太陽能利用及光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程具有非常大的意義,預(yù)期有著合理的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會效益。建設(shè)本項(xiàng)目的必要性是充分的。富平縣薛鎮(zhèn)5MW分布式農(nóng)光互補(bǔ)光伏示范項(xiàng)目作為我市首個分布式規(guī)?；痉豆夥?xiàng)目,有利于實(shí)現(xiàn)"調(diào)結(jié)構(gòu)、增效益"的經(jīng)濟(jì)工作目標(biāo),增強(qiáng)在清潔能源領(lǐng)域投資的競爭力。該項(xiàng)目同時有利于增加當(dāng)?shù)仉娏?yīng)能力,改善當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)結(jié)構(gòu),提供清潔能源電力；有利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展,對于XX地區(qū)清潔能源項(xiàng)目開發(fā)具有良好帶動和示范作用。項(xiàng)目建設(shè)的可行性〔1本項(xiàng)目采用就地分布并網(wǎng)方案,經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較分析,均為可行的?！?項(xiàng)目所在地屬我國第三類太陽能資源區(qū)域,具有利用太陽能發(fā)電,實(shí)施分布式光伏電站建設(shè)的客觀條件。由于交通運(yùn)輸?shù)葪l件較好,并網(wǎng)接入條件優(yōu)越,可以建設(shè)屋頂和地面太陽能光伏電站。〔3地址區(qū)未發(fā)現(xiàn)活動斷裂通過,在地層構(gòu)造上基本穩(wěn)定。〔4本工程選用性價(jià)比較高的多晶硅光伏組件,這也與國外的光伏組件使用情況的發(fā)展趨勢相符合?！?本工程從光伏系統(tǒng)、電氣、土建等方面均具備可行方案,各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)較小,無不良經(jīng)濟(jì)和社會影響。綜上所述,本項(xiàng)目的建設(shè)是可行的。七、社會效益隨著石油和煤炭的大量開發(fā),不可再生能源保有儲量越來越少,終有枯竭的一天,因而新能源的開發(fā)已經(jīng)提到了戰(zhàn)略高度。20XX2月28日通過的《中華人民XX國可再生能源法》己明確提出"國家鼓勵和支持風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能和海洋能等非化石能源并網(wǎng)發(fā)電"。光能是清潔的、可再生的能源,開發(fā)光能符合國家環(huán)保、節(jié)能政策,光伏電場的開發(fā)建設(shè)可有效減少常規(guī)能源尤其是