某产业园2MW屋顶光伏电站可行性研究报告

某产业园

2MW光伏电站可行性研究报告

编制单位：---------------

2018年4月

目 录

1. 项目概况 .......................................................................................................................1 2. 当地气候条件和太阳能资源 .....................................................................................2 2.1当地气候条件..........................................................................................................3 2.2当地太阳能资源 .....................................................................................................3 3．光伏发电原理和组成 .................................................................................................5 4.项目方案设计.................................................................................................................7 4.1设计依据 ..................................................................................................................7 4.2设计原则 ..................................................................................................................8 4.3初步方案设计..........................................................................................................9 4.3.1 装机容量确定 .................................................................................................9 4.3.2 总平面布置设计 .............................................................................................9 4.3.3 屋顶设计 ....................................................................................................... 10 4.4电气一次设计..................................................................................................... 111 4.4.1电网接入系统方案 ..................................................................................... 111 4.5主要设备选型..................................................................................................... 133 4.5.1光伏组件 ...................................................................................................... 133 4.5.2逆变器 .......................................................................................................... 144 4.6主要设备清单....................................................................................................... 16

5系统效率及发电量计算 ............................................................................................. 17 5.1系统效率 ............................................................................................................... 17 5.2发电量计算 ........................................................................................................... 18 6.投资收益分析.............................................................................................................. 18 7.环境效益与社会效益 ................................................................................................. 19 7.1环境效益 ............................................................................................................... 19 7.2环境影响评价..................................................................................................... 200 7.2.1大气、水源 ................................................................................................. 200 7.2.2噪声 ................................................................................................................ 20 7.2.3通信和电视信号 ......................................................................................... 211 7.2.4光污染 .......................................................................................................... 211 7.2.5生态环境 ...................................................................................................... 211 7.3社会效益 ............................................................................................................. 211 8.结论建议 ...................................................................................................................... 21 8.1技术可行性 ......................................................................................................... 211 8.2经济可行性 ......................................................................................................... 212 8.3环境可行性 ......................................................................................................... 212 8.4企业形象提升..................................................................................................... 212

1.项目概况

项目名称：某产业园2MW光伏电站 项目地址：湖南 长沙 **

项目建设方案：本项目为分布式光伏并网发电项目，采用光伏发电自发自用、余电上网的运行方式。项目利用业主屋面，可利用面积约为13000平方米，安装多晶硅275w组件7273块，组件总装机容量2MW，采用4台500KW集中式逆变器，通过逆变和交流汇流后，就近接入用户侧电网型接入点，光伏系统发电完成自发自用、余电上网。

建设背景：根据国家能源局最新出台的《太阳能发展“十三五”规划》指出，到2020年，中国太阳能发电装机规模达到110GW以上，其中分布式光伏发电规模要达到60GW以上。随着对光伏发电项目的倾斜，分布式光伏发电项目将会迅猛增长。

分布式光伏并网发电项目是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近消纳的原则，具有：场所应用广泛，技术成熟、安装检修简单，运营维护成本低、发电过程中不需要燃料、不产生噪声、不排放污染等优点，并且光伏发电可享受国家长达20年稳定的电价补贴，项目投资收益率好，是国家鼓励推广开展的节能示范项目。

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2.当地气候条件和太阳能资源

本项目位于长沙市某产业园，距离浏阳市区约20分钟车程，地理坐标为：北纬****，东经*****，公路旁边，区位优势明显，交通便利，满足车辆货物运输条件。

2.1当地气候条件

浏阳属亚热带季风湿润气候，其特点是热量充足，降水丰沛，光照较足，气候变化随山地垂直差异明显。春季温和，暮春初夏雨多，盛夏晴热高温，秋季凉而不寒，冬季寒冷，但严寒期短。多年平均气温17.5℃，1月平均气温5.4℃，7月平均气温28.7℃。境内主要气象灾害有暴雨洪涝、龙卷风、干旱、雷雨大风、寒潮、低温冷害、高温热害、强雷暴、冰雹等。 2.2当地太阳能资源

我国的太阳能资源丰富。其中，年总辐射量在860～2080KWH/m²之间，年日照时数在870～3570H之间。中国1978～2007年平均的总辐射年总量的空间分布情况如下图所示。

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图二 1978～2007 年平均的太阳能资源空间分布图（单位：kWh/m²）

根据《太阳能资源评估方法》（QX/T -2008），以太阳能总辐射年总量为指标，太阳能丰富程度划分为4 个等级，如下表所示：

等级 最丰富带 很丰富带 较丰富带 一般 资源代号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 年总辐射（MJ/m²） ≥6300 5040--6300 3780—5040 ＜3780 年总辐射量（kWh/m²） ≥1750 1400--1750 1050--1400 ＜1050 平均日辐射量 ≥4.8 3.8—4.8 2.9—3.8 ＜2.9 表1中国太阳辐射资源区划标准

本项目位于北纬28.16，东经113.63，项目所在地的太阳能资源通过岳麓区气象局数据获得：

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表2 太阳能辐射数据

根据气象数据表，项目所在地水平面日平均太阳能辐射量为3.355KWh/m2/日，可知浏阳市位于太阳能资源三类地区，适合开发太阳能的利用，日照辐射量满足光伏系统设计要求，发展与推广光伏电站具有光照资源丰富的较大优势。

3.光伏发电原理和组成

光伏发电系统是利用光伏组件的“光生伏特”原理将太阳能直接转换成直流电能，再通过逆变器将直流电逆变成50Hz、315V的交流电输出，光伏发电优先对附近负载供电，并将多余的电能送入公共电网。同时，太阳能光伏并网系统结合监控系统，可实时监测光伏发电数据、检测电站的运行情况、外界环境情况等。

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图三光伏发电原理图

本项目光伏并网发电系统主要由光伏电池组件、光伏支架、并网逆变器、交流并网箱及综合监控系统组成。

图四光伏发电系统组成

太阳能电池组件：利用晶体硅制成，其作用是将太阳辐射能转换为电能，有一定的防雨、防雹、防风等能力。根据实际需要可将电池组件相互串联，并联连接。

并网逆变器：将来自太阳电池方阵的直流电流变换为符合国家电网要求的交流电流的电力变换装置。

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交流配电柜：交流配电柜主要是通过配电给逆变器提供并网接口，该配电柜含网侧断路器、防雷器、配置发电计量表、逆变器并网接口及交流电压、电流表等装置。

综合监控系统：逆变器均配有WIFI或GPRS通讯模块，可将发电信息和运行状态，实时上传到总部智慧云平台管理系统，通过该监控系统，客户可随时随地通过手机APP实时查看光伏电站的当前功率、当日发电量、累计发电量、环境温度、太阳辐照度、二氧化碳减排量、设备故障等信息。

逆变器运行参数：直流电压（太阳能电池板电压）、直流电流、交流电流、交流电压、逆变器温度、电网频率、发电功率、天发电量、累计发电量、运行故障记录。

数据通过Internet或GPRS将电站及逆变器所有运行数据及历史数据远程传送到数据中心。远程数据中心硬件组成：宽带互联网连接、路由器、本地以太网、数据库服务器、WEB服务器（管理工作站）。

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图五监控系统组网示意图

然后可以使用浏览器通过网络进行数据查看和分析，可以查看的内容包括：

➢ 电站总发电量 ➢ 电站总发电功率

➢ 逆变器详细运行参数及历史数据 ➢ 环境参数及历史数据 ➢ 电网电压及频率等 ➢ 运行故障记录

4.项目方案设计

4.1设计依据

《光伏发电站设计规范》GB 50797-2012 《光伏发电站施工规范》GB 50794-2012 《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005；

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《电能质量 供电电压允许偏差》GB/T12325-2003； 《电能质量 公用电网谐波》GB/T14549-1993； 《电能质量 三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995； 《电能质量 电力系统频率允许偏差》GB/T15945-1995； 国家电网公司《分布式光伏发电接入系统典型设计》。 《地面用光伏（PV）发电系统 概述和导则》GB/T18479-2001 《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》CECS 85-96 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50150-91 《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB-50254-96 4.2设计原则

本工程在遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑以下设计原则。

（1）先进性原则

随着太阳能技术的发展，光伏电站设计必须考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证产品具有较长的生命周期。

（2）实用性原则

光伏电站设计充分考虑我国太阳能电源设备生产现状，选用有大规模实际工程应用经验的产品，采用先进成熟的技术，保证产品的稳定性、可靠性和可维性。

（3）经济性原则

光伏电站设计在保证系统各项技术指标的前提下，努力降低工程、

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设备成本，提高系统的性能价格比，保护用户的投资效益。 4.3初步方案设计 4.3.1 装机容量确定

本项目安装场地为屋面/车棚，可利用面积约为13000㎡。系统设计安装7273块晶硅光伏电池组件，尺寸约为：10mm×992mmX40mm，总装机容量2MWp。组件接线按照每22块串成一路，每83路接入一台500KW组串式逆变器。 4.3.2 总平面布置设计

光伏组件根据实际情况安装布置光伏，光伏方阵之间平铺铺设，严格按照防水处理的设计，逆变器采用组串式逆变器，逆变后的交流电就近接入公共并网。

图六总平面光伏布置设计

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4.3.3屋顶设计

（1）安装方式：光伏组件采用平铺安装，安装好组件后做好密封防水处理。因房屋顶属于水泥屋面，为保证屋顶整体结构安全，水泥屋面水泥墩配重安装方式。组件方阵前后安装距离要满足以下条件：在太阳高度角最低的冬至日，从上午9点至下午15点期间，其电池组件自身产生的阴影或周围建筑树木等对光伏组件不会产生遮挡，则对阵列的电池组件输出没有影响。

（2）安装优势

①采用高强度热镀锌钢，使用寿命25年以上； ②不破坏原有屋面，无任何渗漏风险； ③较强的抗风性和抗雪载。

（3）水泥屋顶光伏电站组件安装示意如下图所示：

图七光伏电站组件安装示意图

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（4）水泥平顶屋面光伏电站效果图如下图所示：

图八光伏电站效果图

4.4电气一次设计 4.4.1电网接入系统方案

本项目装机容量为2MW，综合考虑本项目为自发自用、余电上网方式，并兼顾节约资源、工程可行性、电网安全等方面要求，按照国家电网《分布式光伏发电接入系统典型设计》和《分布式光伏扶贫接网工程典型设计》以及当地电网公司出具的系统接入方案，本项目经逆变汇流后，就近接入用户侧配电电网线路。

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图十接入系统示意图

本项目安装晶硅光伏组件7273块，每22块组件串联为1路，通过16进1出直流汇流箱汇流，总计83路接入一台500KW组串式逆变器。逆变器将直流逆变为交流后，通过12进1出交流并网配电箱汇流，通过升压变压器以1回路10KV电压等级就近接入用户侧10KV电网线路。最终接入方案以电网公司接入系统设计为准。

电气主接线图如下：

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图11电气接线图

4.5主要设备选型 4.5.1光伏组件

本项目选用多晶硅275W太阳能电池，特点制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏电站项目。

图八光伏组件外形示意图

根据性价比和场地面积，本工程采用晶硅太阳能光伏组件，组件转换效率达到16.82%，采取60片封装成太阳能电池组件，太阳能电

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池组件整体保质期不低于 10年，使用寿命不低于 25 年。其在标准测试条件下主要技术参数见下表：

组件型号/类型 峰值功率（Wp） 峰值电压（Vm） 峰值电流（Im） 开路电压（Voc） 重量（kg） 275 31.54 8.74 38.48 18 60CELL275 峰值功率温度系数（%/℃） 开路电压温度系数（%/℃） 短路电流温度系数（%/℃） 短路电流（Isc） 外形尺寸（mm） -0.4 -0.33 +0.068 9.25 10*991*35 表1 晶硅组件技术参数

4.5.2逆变器

图十三光伏逆变器外形示意图

光伏并网逆变器（下称“逆变器”）是光伏发电系统中的核心设

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备，必须采用高品质性能良好的成熟产品。逆变器将光伏方阵产生的直流电（DC）逆变为三相正弦交流电（AC），输出符合电网要求的电能。此次选用的逆变器将满足以下要求：

1）逆变器的额定总容量应与光伏阵列的额定总容量匹配，逆变器的选型满足光伏系统设计功能需要，各功能设备间应考虑功率（容量）的协调匹配。

2）逆变器的输出为正弦波，额定频率50Hz。

3）逆变器的功率因数和电能质量满足中国电网要求，各项性能指标满足国网关于分布式电源接入的各项规范标准要求。

4）逆变器为户外型设备，防护等级IP65，且安装简便，无特殊性要求。

5）逆变器具有光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)的控制功能，即不论日照、温度如何变化，都能通过逆变器的自动调节实现方阵的最佳运行，保证输出电量全年最大。

6）逆变器能够自动化运行，运行状态可视化程度高。逆变器有主要运行参数的测量、显示和运行状态的指示。参数的测量精度应不低于1.5级。测量显示参数至少包括：直流输入电压、直流输入电流、交流输出电压、交流输出电流、交流输出功率、当天累计发电量，累计发电量、系统运行的总时间等；状态指示显示逆变设备状态（运行、故障、停机）等。

7）逆变器具有极性反接保护、过载及短路保护、孤岛效应保护、

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过温保护、交流过流及直流过流保护、直流过电压保护、电网断电、交流过欠压、交流过欠频、光伏阵列及逆变器本身的接地检测及保护功能等，并相应给出各保护功能动作的条件和工况（即何时保护动作、保护时间、自恢复时间等）。

8）逆变器留有RS485接口（公开的协议），监控系统可通过该接口监视以下内容：

a) 直流输入电压、直流输入电流；

b) 交流输出电压、交流输出电流，交流输出功率； c) 当天累计发电量、累计发电量、系统运行时间等； d) 设备的运行状态（运行、故障、停机等）；

逆变器除具有以上功能外，还拥有液晶显示屏操作界面及其他防触电保护措施等。 4.6主要设备清单

序号 1 2 3 5 6 7 8 名称 光伏组件 支架 逆变器 MC4连接器 光伏专用电缆 交流电力电缆 交流电力电缆 规格 YLM-60CELL275/ 热镀锌钢材料 500KW组串式逆变器 PV1-F-1*4mm² ZRC-YJV-3*185+120mm² ZRC-YJV-3*70+1*50mm² 单位 块 套 台 对 米 米 套 数量 7273 按需 4 按需 按需 按需 按需 以实际为准 以实际为准 以实际为准 备注 16

9 10 11 12 13 14 15 16 交流配电并网柜 交流配电隔离柜 CT柜 防火桥架 接地扁钢 接地极 接地黄绿线 其他施工辅材 KYN28-12 KYN28-12 带计量 800*150*2.5 40*4 直径50钢管或L50*50角钢 BVR-1*4 台 台 台 米 米 根 米 1 1 1 按需 按需 按需 按需 按需 以实际为准 以实际为准 含降阻剂 防火泥、自喷漆、扎带等 项 表4 主要设备清单 备注：最终配置清单以施工图设计和电网公司接入系统方案要求为准。

5．系统效率及发电量计算

5.1系统效率

根据太阳辐射资源分析所确定的光伏电场多年平均年辐射总量，结合选择的太阳能电池的类型和布置方案，进行光伏电站年发电量估算。

光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、并网逆变器效率、交流并网效率等三部分组成。

（1）光伏阵列效率η1：光伏阵列在1000W/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能源转换过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐

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射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等。

（2）并网逆变器转换效率η2：并网逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。

（3）交流并网效率η3：并网逆变器输出至高压电网的传输效率。 综合以上系统效率结合光伏设计模拟软件，可以得出光伏并网电站总系统效率通常为85%。 5.2发电量计算

5.2.1根据数据查的本项目所在地一年一千瓦能够发1250千瓦时； 1）总装机容量：2MW

2）计算得项目理论首年发电量为：总装机容量×一千瓦年发电量=250万

5.2.2本项目拟采用的太阳能电池组件的光电装换效率衰减速率为首年衰减不超过2.5％、之后每年衰减率不超过0.5％。项目运营期为25年，25年运营期内发电量逐年递减为：

1）理论年发电量×（1-组件累计衰减率）≈本年度发电量 2）为考虑到每年发电量的衰减以及系统效率、温度系数等影响按上述计算逐年递减。本项目光伏系统装机容量为2MW，运营期间25年内，预计电站总发电量约为5819.5万KWh；年均发电量为232.78万KWh，日平均发电量0.6378万KWh。

6.投资收益分析

根据目前分布式光伏电站建设经验，预计本项目静态总投资预计

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1180万元。

行 1 预测项目 计算方法 金额 单位 可用屋顶面积 以实际测量的面积为准 13000 平方米 按6.5平方米/KW计 以实际装机量为准 2000 1250 250 0.37 0.92 千瓦 KWH 万度 元/KWH 元/KWH 元/KWH 2 可装机量（KW） 3 首年1KW发电量 按浏阳气象数据测算 4 首年总发电量 第2行 × 第3行 补贴20年 自用电按0.92元/KW 国补+自用100% 第4行 × 第9行 5 每度电国家补贴 6 每度电湖南省补贴 7 8 9 10 11 自用电价格 发电并网价格 每度电收益 首年总收益 0.450 元/KWH 1.29 322.5 1 321.5 1180 27.2% 元/KWH 万元 万元 万元 万元 减：税费及后续维护成本（万元） 第10行-第11行 按5900元/KW计 第12行/第13行 12 首年业主净收益 13 总投资额（万元） 14 首年净投资收益率 照屋顶企业全额投资建设，总投入约1180万元，首年收益约321.5万元.

7.环境效益与社会效益

7.1环境效益

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁可再生能源，早一天利用，早一天受益。光伏发电既不直接消耗资源，同时又不释放污染物、

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废料，也不产生温室气体破坏大气环境，也不会有废渣的堆放、废水排放等问题，有利于保护周围环境，是一种绿色可再生能源。

光伏发电作为一种清洁能源，与火电相比，可以节约大量的煤炭和油气资源，有利于周围环境的保护。本项目运行期内年均发电232.78万KWh，按火电厂每发1度电平均消耗0.36千克标准煤，而少发1度电将少排放二氧化碳约0.959千克，二氧化硫6.5克，氮氧化物3.2克计算。

本项目年均减排量如下:

项目 标准煤 二氧化碳 二氧化硫 氮氧化物 火电厂度电排放标准 0.36kg/度 0.959kg/度 6.5g/度 3.2g/度 表5项目年均减排量表

25年总减排量(吨) 20950.2 55809 378.27 186.22 7.2环境影响评价 7.2.1大气、水源

光伏发电是将太阳能转换成电能，在转换过程中没有废气的排放。光伏发电在电能产生过程中不需要水资源，对当地水环境无污染。 7.2.2噪声

光伏发电本身没有机械传动或运动部件，运行期没有噪声产生。

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7.2.3通信和电视信号

光伏发电设备运行对通信和电视信号不会产生电磁影响。 7.2.4光污染

本工程采用单晶硅太阳能电池，该电池组件透光率高，光伏阵列反射光极少，不会使电站附近驾驶人员产生眩晕感，不会影响交通安全，不会产生光污染。 7.2.5生态环境

电站运行不影响候鸟飞行；不会改变当地动植物分布，不会对当地生态环境产生明显影响。 7.3社会效益

本项目通过光伏发电年平均生产电量232.78万度,采用自发自用余电上网的原则，按照100%自发自用比例等同每年将至少节省市网供电232.78万度。本项目的建成不管是对业主自身用电，还是对市网都起到了良好的环保节能作用。

光伏电站利用当地丰富的太阳能资源发电，开发利用太阳能可节约大量化石能源，有利于环境保护；建成后不需消耗燃料，比常规能源电厂在运行、维护和燃料等方面的投资成本要低，在此过程中，不排放任何有害气体，也很少有人为破坏当地生态环境和影响周边生态的活动。因此，本工程的建设具有明显的生态效益和环境效益。

8.结论建议

8.1技术可行性

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（1）由于组件、逆变器等均采用知名厂家先进产品，同时支架、夹具等均采用知名企业热镀锌钢等，故此，整个光伏电站保障使用寿命达25年以上；

（2）组件排布采用水泥墩配重水泥屋面安装方式，不破坏现有屋面，无任何渗漏风险，且有较强的抗风性和抗雪载；

（3）经现场初步勘测，该项目所处位置无明显遮挡、屋面条件较好，完全符合光伏电站安装技术条件。

8.2经济可行性

（1）本项目预计静态总投资约1180万元，光伏发电考虑自发自用、余电上网模式，国家补贴0.37元/KWh（补贴20年），项目投产后，预计项目投资回收期为4年，内部收益率为24%-26%。

（2）该项目的建成将为企业在获取国家扶持奖励（如碳排放、清洁生产等）方面，带来有利的促进作用。

8.3环境可行性

（1）该项目依托既有闲置场地建设分布式光伏发电项目，所有施工及运行过程无污染，不会对环境造成任何不良影响；

（2）项目设计使用保守寿命25年，与火电厂发电相比，25年可减少燃煤21056吨，减排二氧化碳56093.1吨，减排二氧化硫379.吨，在实现节能和经济效益的同时，对当地的环境保护和节能减排做出重要贡献。

8.4 企业形象提升

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该项目建设符合国家发展清洁能源的、实现节能减排，扶持国内光伏产业健康发展的总体方向和青山绿水的国家战略。该项目建成后，将为提升企业形象带来巨大的正面效应。

综上所述，从技术可行性、经济可行性、环境可行性以及提升企业形象等方面评估，此项目具有实际可操作性、实施性，建议尽快实施。

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