某有限公司光伏屋頂設計初步方案

1、 .PAGE23 / NUMPAGES23某光伏屋頂設計（初步）方案目錄一、項目信息31.1基本信息31.2財政信息3二、項目概況32.1概況32.2的光照資源42.3并網系統工作原理5三、項目方案設計63.1設計依據63.2太陽能方陣設計83.3相關材料選擇93.3.1太陽能電池板93.3.2逆變器113.3.3匯流箱143.3.4直流配電柜163.3.5交流配電柜173.3.6監(jiān)控系統183.3.7環(huán)境監(jiān)測裝置19四、發(fā)電量計算20五、報價單與配置21六、財務評價和社會效益分析236.1概述236.2項目總投資236.2.1折舊費236.2.2維修費236.2.3保險費236.3發(fā)電收入2

2、36.4CDM碳減排收益246.5盈利能力分析27一、項目信息1.1基本信息項 目 地:廠房面積：1萬平米廠房結構：鋼筋骨架日消耗電量：早8:00-下午18:00,6000KWH當地白天工業(yè)電價：0.7 RMB/KWH1.2財政信息本項目為光伏屋頂項目，設計定位為一般結合型項目，根據省當地政策和國家政策目前此項目可能面對的是2個補助(參考)。1.申報省“”項目，今年由省財政廳補助4元/W,縣財政廳補助2元/W，即可得到6元/W補助。2.申報光電建筑根據今年財辦建2011187文件一般結合型可得5.5元/W補助。二、項目概況2.1 概況界于東經11351511151542，北緯341143351

3、143。海拔69米至78米。東臨市，西連省會市，南接市、市，北靠黃河，與中原油田隔河相望?？偯娣e6444平方公里，其中市區(qū)面積362平方公里。南北寬約92公里，東西長約126公里。年均溫為 1315，10以上活動積溫為42004900，無霜期190230天,氣候屬于暖溫帶大陸性季風氣候年降水量大約670毫米,410月降水量占全年的8090。主要自然災害有旱、澇、風、雹、低溫、霜凍和干熱風等，尤以干旱、雨澇和干熱風的危害最大。2.2的光照資源圖2-1 開封地區(qū)太陽能輻射數據由ANAS官方提供地區(qū)各月氣象資料見圖2-1根據太陽能輻射數據與通過太陽能光伏方陣設計軟件，太陽能方陣傾角在1931之間時可

4、以得到最佳的太陽能輻射，考慮太陽能方陣基礎建筑特點，選擇太陽能方陣傾角為4（緊貼建筑物表面）。2.3并網系統工作原理太陽能光伏發(fā)電系統由太陽能電池組、逆變器、支架、直交流配電柜與計量等相關附件構成。其工作原理是太陽能電池方陣在光照的條件下產生直流電，直流電通過逆變器轉換為交流電后并入低壓或高壓電網。太陽能光伏設備屬于發(fā)電設備，和火力發(fā)電、水力發(fā)電、風力發(fā)電等同樣通過電力法來規(guī)。并網型系統可分成逆潮流系統和非逆潮流系統兩類，如果太陽能產生剩余電力，逆潮流系統采用由電力公司購買剩余電力的制度；非逆潮流系統由于區(qū)域電力需求遠遠大于太陽能系統輸出電力，太陽能光伏電力全部在低壓配電圍消耗。各部分作用如下

5、：1. 太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統中的核心部件，也是太陽能發(fā)電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能轉換為電能；2. 并網逆變器，太陽能系統的關鍵組成部件，其作用是通過并網孤島保護、最大功率跟蹤（MPPT）等功能將直流電逆變成我們生活用電的部件；3. 其它附件，主要包括控制檢測系統、防雷接地保護、電纜與支架等。系統工作原理圖如圖2-2。圖2-2 太陽能并網光伏系統原理圖三、項目方案設計3.1設計依據晶體硅光伏（PV）方陣I-V特性的現場測量GB/T18210-2000地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型GB/T 9535-1998光伏器件 第三部分：地面用光伏器件的測量原理

6、與標準光譜輔照度數據GB/T6495.3-1996光伏器件 第一部分：光伏電流-電壓特性的測量GB/T6495.1-1996太伏電源系統安裝工程施工與驗收技術規(guī)CECS85-96陸地用太陽電池組件總規(guī)GB/T14007-92低壓成套開關設備基本試驗方法GB9466-88低壓成套開關設備GB7251系統接地的型式與安全技術要求GB14050-1993火電施工質量檢驗與評定標準（電氣篇）電氣裝置安裝工程高壓電器施工與驗收規(guī)（GBJ147-90）電氣裝置安裝工程電力變壓器、油浸電抗器、互感器施工與驗收規(guī)（GBJ148-90）電氣裝置安裝工程母線裝置施工與驗收規(guī)（GBJ149-90）電氣裝置安裝工程電

7、氣設備交接試驗標準（GBJ50150-91）電氣裝置安裝工程電纜線路施工與驗收規(guī)（GBJ50168-92）電氣裝置安裝工程接地裝置施工與驗收規(guī)（GBJ50169-92）電氣裝置安裝工程盤、柜與二次回路結線施工與驗收規(guī)（GBJ50171-92）電氣裝置安裝工程低壓電器施工與驗收規(guī)（GBJ50254-96）電氣裝置安裝工程起重機電氣裝置施工與驗收規(guī)（GBJ50256-96）建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)（GB503030-2002）電力建設消除施工質量通病守則（DJ-ZT-11）電力建設安全工作規(guī)程（火力發(fā)電廠部分）DL.5009.1-1992根據項目實際情況結合晶硅太陽能組件的特點，項目選擇240W

8、多晶硅電池組件，通過結構型材與金屬屋面緊密聯結。建議安裝排布如圖3-1。圖3-1 1.08MW屋頂并網組件排布針對本系統太陽能安裝位置特點，項目共安裝太陽能光電組件4320塊，太陽能組件和建筑緊密結合，不會影響建筑特點。3.2太陽能方陣設計一個太陽能光伏方陣，由太陽能電池組件經過串并聯組成。將組件串聯得到并網逆變器的所要求的電壓，再將串聯組件并聯達到逆變器的功率要求。本系統選擇2臺SG500K3型集中型并網逆變器，由并網逆變器的技術參數知其最高輸入電壓783.3，輸入電壓圍為470900V，而組件的開路電壓為37.3V，峰值功率電壓為29.4V。串連太陽能電池組件數為S，最多為SMAX，最少為

9、SMIN則有：根據組件電壓溫度系數-0.35%得出一般情況下組件工作最低電壓為26.83V，開路最高電壓40.56V。500KW光伏并網逆變器組串數圍：SMINUDCMAX/Voc=470/26.8317.51SMAXUDCMAX/Voc=900/40.5622.19這里選取S20塊。并聯組數的確定：逆變器允許最大輸入電流1200A，最大并聯組數=1200/8.17=146.88，這里根據項目能夠安裝的能力與考慮并網逆變器最大功率點擬合的選擇。選擇并聯組數108組，1085000=540kW因項目安裝角度較小，滿足要求。3.3相關材料選擇3.3.1太陽能電池板太陽能電池板是太陽能光伏發(fā)電系統的

10、核心部件，其各項參數指標的優(yōu)劣直接影響著整個光伏發(fā)電系統的發(fā)電性能。表征太陽能電池板性能的各項參數為：標準測試條件下板峰值功率、最佳工作電流、最佳工作電壓、短路電流、開路電壓、最大系統電壓、板效率、短路電流溫度系數、開路電壓溫度系數、峰值功率溫度系數、輸出功率公差等。表3-1 組件參數指標單位數據峰值功率Wp250開路電壓(Voc)V37.3短路電流(Isc)A8.65工作電壓(Vmppt)V29.4工作電流(Imppt)A8.5尺寸mm164099250安裝尺寸mm重量kg21.51功率溫度系數%/C-0.45電壓溫度系數%/C-0.35電流溫度系數%/C0.0510年功率衰降%1025年功

11、率衰降%20組件效率%通過的認證與測試TUV Rheinland Certificate滿足的標準與規(guī)程規(guī)IEC61646IEC61730圖 3-2 電池板尺寸圖3.3.2逆變器在光伏并網系統，并網逆變器是核心部分，目前并網型逆變器的研究主要集中于DC-DC和DC-AC兩級能量變換的結構。DC-DC變換環(huán)節(jié)調整光伏陣列的工作點使其跟蹤最大工作點；DC-AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網電壓同相位，同時獲得單位功率因數。由于DC-DC變換環(huán)節(jié)和DC-AC逆變環(huán)節(jié)具有獨立的控制目標和手段，因此系統的控制環(huán)節(jié)比較容易設計和實現，具體見表3-2和表3-3。直流側安裝斷路器；直流側與交流側安裝過壓保護裝置

12、；通過部安裝的數據采集控制板，進行電站監(jiān)測和數據評估；置電網保護裝置，具有防孤島保護單元（MSD）；溫度圍寬：-20+55；采用采用多種通訊和顯示方案，如電力載波通訊方案、無線通訊、數據電纜（RS232、RS485）或顯示屏進行檢測和通訊。表3-2 逆變器SG500K3基本參數隔離方式低頻隔離變器額定功率500KW允許最大電池方陣功率565KW最大輸入電壓900VDC最大輸入電流1200A輸入連接端數16啟動電壓470VDCMPPT圍450820VDC額定交流輸出功率500KW最大輸出功率550KVA電網額定電壓400VAC額定電網頻率50/60（Hz）最大效率97.30%歐洲效率96.70%

13、顯示方式LCD顯示（觸摸）額定功率下總諧波電流3%功率因數0.99（額定功率）MPPT精度99%通訊接口RS485;RS232過載運行自動調整運行峰值設備夜間自消耗電能50降額）使用環(huán)境濕度095%（無冷凝）參考尺寸（深寬高）28002180850+180021801200mm海拔高度6000m，3000m需降額參考重量3300（Kg）圖3-3 SG500K3光伏并網逆變器外觀圖圖3-4 SG500K3光伏并網逆變器電氣原理圖3.3.3匯流箱匯流箱能使多個太陽能電池組串的連接井然有序，維護、檢查時將線路分離使操作更加容易進行，而當太陽能電池陣列發(fā)生故障時可以將停電的圍控制在較小的圍，因此匯流箱

14、安裝在比較容易維護、檢查的地方。匯流箱部有直流輸出開關、避雷元件、防反沖元件等。太陽能電池陣列側開關是為了在太陽能陣列的維護、檢查時，或者在部分太陽能電池組件發(fā)生異常時，從回路把異常的組件切斷而設置的。主開關安裝在太陽能電池陣列的輸出匯總端到逆變器間的回路中。開關的電流和電壓應該滿足要求。本項目單塊組件最大工作電流為8.5A，總216路分別進入18臺匯流箱，匯流箱單路熔斷器需15A。選用10/16進1出單路電流15A的匯流箱。表3-3 光伏陣列防雷匯流箱參數直流輸入路數16路直流輸出路數1路正極，1路負極直流輸入的正負極線徑4mm2地線線徑16mm2每路直流輸入的保險絲15A防護等級IP65重

15、量（大約）27KG體積（寬高深）670mm600mm210mm圖3-5 匯流箱外觀圖1.16路輸入每路電池串列的正極都配有光伏專用中壓直流熔絲。2.裝有直流熔斷器和斷路器共兩級安全保護裝置。3.防護等級達IP65，滿足室外安裝的使用要求。4.安裝維護簡單、方便，使用壽命長。5.每路接入電池串列的開路電壓值可達1000V。6.進行保護，其耐壓值為DC1000V。 圖3-6 匯流箱原理圖3.3.4直流配電柜直流配電柜在光伏發(fā)電系統中應用比較廣泛，是把多個光伏匯流箱的輸出回路合并成一路輸出，然后將電能輸出至光伏逆變器。1）直流防雷配電柜按照配電單元設計；2）直流防雷配電柜置進線開關與匯流箱連接，輸出

16、開關接至逆變器；3）直流輸入回路都配有可分斷的直流斷路器和防反二極管，斷路器選用ABB品牌；4）直流輸出回路配置光伏專用防雷器，菲尼克斯品牌；5）直流輸出回路配置1000V 直流電壓顯示表；此項目將整個電站分為2個500KW單元，每個單元分別是3臺、6臺匯流箱，所以選用4進1出250KW和5進一出250KW兩種規(guī)格直流配電柜。圖3-8 直流配電柜外觀圖圖3-7 直流配電柜原理圖3.3.5交流配電柜交流配電柜主要是通過配電給逆變器提供并網接口，柜含網側斷路器、防雷器，配置電能計量表、逆變器并網接口與交流電壓、電流表等裝置。1）交流防雷配電柜按照配電單元設計；2）交流輸入回路都配有可分斷的直流斷路

17、器，斷路器選用ABB品牌；3）交流輸出回路配置光伏專用防雷器，菲尼克斯品牌；4）交流輸出回路配置1000V交流電壓顯示表；本項目交流配電柜上一級由2臺并網逆變器組成，所以選擇一臺2進一出總容量1 MW交流配電柜。圖3-9 交流配電柜原理圖圖3-10 交流配電柜外觀圖 3.3.6監(jiān)控系統采用高性能工業(yè)控制PC機作為系統的監(jiān)控主機，配置光伏并網系統多機版監(jiān)控軟件，采用RS485通訊方式，連續(xù)每天24小時不間斷對光伏屋頂關鍵部件的運行狀態(tài)和數據進行監(jiān)測。包括遠程數據監(jiān)控器、監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件和顯示設備。本系統采用高性能工業(yè)控制PC機作為系統的監(jiān)控主機，監(jiān)控主機的照片和系統特點如下：(1) 監(jiān)控裝置可

18、每隔5分鐘存儲一次屋頂關鍵部件的運行數據，可連續(xù)存儲20年以上的運行數據和所有的故障紀錄。(2) 監(jiān)控主機同時提供對外的數據接口，即用戶可以通過網絡方式，異地實時查看光伏屋頂系統的實時運行數據以與歷史數據和故障數據。(3) 顯示單元可采用大液晶電視，具有非常好的展示效果。圖3-11 監(jiān)控軟件界面3.3.7環(huán)境監(jiān)測裝置圖3-12 環(huán)境監(jiān)測儀本系統配置1套環(huán)境監(jiān)測儀，型號為PC-4，用來監(jiān)測現場的環(huán)境情況：該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒組成，可測量環(huán)境溫度、風速、風向和輻射強度等參量，其RS485通訊接口可接入環(huán)境數據采集器，環(huán)境數據采集器通過485通訊方式接入遠程數

19、據監(jiān)控器，即可通過監(jiān)控裝置實時記錄、監(jiān)測環(huán)境數據。圖3-13 環(huán)境監(jiān)測儀軟件界面四、發(fā)電量計算電站發(fā)電量關系到客戶的最終投資回報，根據以往公司所做項目的實際經驗得出本項目建成運行之后最可能的發(fā)電情況計算表4-1。表4-1發(fā)電量統計表月份天數（天）日照時數（h）發(fā)電量（KWH）備注一月312.5284369.6采用2臺500KW（效率96.7%）并網逆變器。二月283.0692534.4三月313.72124545.6四月304.55147420五月315.23175100.4六月305.37173988七月314.79160369.2八月314.53151664.4九月303.83124092

20、十月313.33111488.4十一月302.6385212十二月312.3478343.2此數據結合NASA氣象數據，通過國知名專家金換教授的理論模型，在不同傾角下的不同輻射量，同時結合公司實際項目情況一般電站的實際發(fā)電效率所得結果。五、報價單與配置表5-1 報價詳細表序號項目名稱單位工程量單價(元)合價(萬元)一電氣設備材料費1250Wp多晶硅組件塊43201050.00453.602并網光伏逆變器(500KW)臺2380000.0076.003匯流箱臺208000.0016.004直流配電柜臺3180000.0036.005交流配電柜臺1200000.0020.006防逆流配電柜臺125

21、0000.0025.007光伏監(jiān)測系統（含數據采集器、傳感器、電腦與軟件等）套135000.003.508電纜米20000.0018.00此項合計648.1二安裝與材料費1人工費m28800100元/m288.002支架MW1.261元/W126.003屋頂加固m28800200元/m2176.004機械費m2880010元/m28.805此項合計398.80三綜合管理費=（二）*（3%）1綜合管理費元1196411.9642此項合計11.964四運費=（一）*（1.5%）1運費元972159.7222此項合計9.722五稅金1稅金（一）*（17%）元1126896110.182稅金（二+三+

22、四）*（3.25%）元13666013.6663此項合計123.846六合計=（一+二+三+四+五）1合計1192.432六、財務評價和社會效益分析6.1概述光伏屋頂裝機容量1.08MW，年均上網電量109.82萬千瓦時（第一年發(fā)電量120.73 萬千瓦時，以后各年發(fā)電量逐年遞減），財務評價計算期25年。本報告參照建設項目經濟評價方法與參數（第三版）、投資項目可行性研究指南與現行的有關財稅政策，對該并網光伏發(fā)電工程進行財務評價。6.2項目總投資6.2.1折舊費年折舊費=固定資產價值綜合折舊率，綜合折舊率為4%6.2.2維修費維修費用包括大修提存費與中小修理費用。維修費=固定資產價值（不包括建設期利息）維修費費率本項目計算期為25年，根據本光伏電站擬選設備的運行情況，維修費從正常運行后開始計取，費率為0.5%，在此費率基礎上梯型取費，每5年以0.08%增加。6.2.3保險費保險費是指項目運營期間應投保的財產一切險、機器損壞險、公眾責任險