太陽能光電建筑一體化示范項目施工綜合說明

太陽能光電建筑一體化示范項目施工綜合說明1.1概述某某金屬材料有限公司成立于2006年，注冊資金5億元，公司隸屬于某方圓有色金屬集團有限公司，集團公司成立于1998年，是一家陰極銅生產(chǎn)為主，金、銀、鉑、鈀、硒、銻、鉍等稀貴稀散金屬綜合提取，集科工貿(mào)為一體的集團化企業(yè)。集團總資產(chǎn)100億元，員工2400余人。銅產(chǎn)量位列全國第六位，金、銀產(chǎn)量均列全國前十位，山東省百強企業(yè)，全國500強企業(yè)。2010年陰極銅產(chǎn)量20.6萬噸，黃金6噸，白銀210噸，銷售收入224億元，利稅24億元，進口額17億美元。“十二五”末，集團公司的目標(biāo)：陰極銅年產(chǎn)量達到60萬噸，黃金20噸，白銀600噸，銷售收入確保超過500億元，力爭達到800億。本項目為光電建筑一體化示范工程項目，充分利用某某金屬材料有限公司內(nèi)廠房、庫房等建筑房頂布置太陽能電池組件，建筑類型為工業(yè)建筑。從太陽能電池與建筑物的結(jié)合方式上有新的突破。本項目充分利用建筑物屋頂?shù)脑薪Y(jié)構(gòu)，不會對所在建筑產(chǎn)生影響。該項目總?cè)萘?.6MWp，擬使用某某金屬材料有限公司三個廠房屋頂：精礦倉屋頂、精礦倉二期廠房屋頂和20萬噸電解車間屋頂。各個廠房可使用面積如下：編號構(gòu)筑物名稱屋頂面積（m2）可利用面積（m2）1精礦倉17000.013800.02精礦倉二期15300.013900.0320萬噸電解車間20500.010300.0小計=sum(C2:C4)52800.0=sum(D2:D4)38000.0山東煙臺宏源熱電設(shè)計有限公司受某玉昊隆新能源有限公司的委托，承擔(dān)《某某金屬材料有限公司2.6MW太陽能光電建筑一體化示范項目》的可行性研究報告編制工作。設(shè)計的主要內(nèi)容包括：太陽能資源、工程任務(wù)和規(guī)模、電池板選型和發(fā)電量估計、電氣、土建工程、施工組織設(shè)計、工程管理設(shè)計、環(huán)境保護和水土保持設(shè)計、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生、建設(shè)項目節(jié)能分析、工程設(shè)計概算、經(jīng)濟評價。1.2光能資源當(dāng)今世界和我國，能源主要依賴礦物燃料，包括煤炭、石油和天然氣。一方面，礦物能源的應(yīng)用推動了社會的發(fā)展，其資源在日趨耗盡；另一方面，礦物能源的無節(jié)制使用，引起了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境不斷惡化。山東省同樣存在著能源結(jié)構(gòu)單一的問題，省內(nèi)現(xiàn)有發(fā)電廠大多為火力發(fā)電廠，而且燃用的煤炭大部分需從外省長距離運輸，燃料供應(yīng)和環(huán)境壓力越來越重。這就要求我們尋找長期有效的綠色環(huán)保的能源來替代傳統(tǒng)的能源。我國是太陽能資源非常豐富的國家，隨著光伏發(fā)電成本的降低，廣泛實施太陽能光伏并網(wǎng)工程將成為未來能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。近年來我國太陽能產(chǎn)業(yè)突飛猛進，其中太陽能光伏發(fā)電技術(shù)更是備受矚目，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及市場發(fā)展經(jīng)過近二十年的努力已經(jīng)奠定了一個良好的基礎(chǔ)，但受國內(nèi)光伏發(fā)電成本制約，我國光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)還沒有得到大面積推廣。太陽能光伏發(fā)電的關(guān)鍵部件－太陽能電池組件的生產(chǎn)，已在我國形成很大的產(chǎn)能，并重點出口到歐美國家；同時制約太陽能組件生產(chǎn)成本的硅原料，也于2008年在我國形成產(chǎn)能，從而使得硅原料的價格從2008年的最高價500美元/kg降到當(dāng)前的約70～80美元/kg價格，并還有一定的下降空間。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，到2015年，隨著硅原料價格的下降，光伏發(fā)電成本有望與火電成本相當(dāng)。某是太陽能資源非常豐富的地區(qū)，隨著光伏發(fā)電成本的降低，廣泛實施太陽能光伏發(fā)電工程將成為未來能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。某玉昊隆新能源有限公司利用自身的資源優(yōu)勢，積極響應(yīng)國家新能源政策，合理利用充足的太陽能資源，促進太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，擬在某某金屬材料有限公司廠區(qū)內(nèi)開發(fā)建設(shè)2.6MWp屋頂太陽能光伏電站工程。本項目的示范目的在于，采用新型高效的太陽電池組件，結(jié)合某某金屬材料有限公司已有建筑特點，在充分利用屋頂面積的同時，推廣用戶側(cè)并網(wǎng)的太陽能屋頂光伏示范電站示范效應(yīng)，充分利用充足的光能資源。1.3項目的任務(wù)和規(guī)模某玉昊隆新能源有限公司擬在某某金屬材料有限公司廠房屋頂規(guī)劃建設(shè)2.6MWp并網(wǎng)光伏電站一座。該項目充分利用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)太陽能資源，改善當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)以水電為主的單一化結(jié)構(gòu)，為山東電網(wǎng)提供清潔可再生能源，保護當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。本光伏電站工程的建設(shè)可滿足本廠區(qū)部分負荷的需求，提高用電質(zhì)量，推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟和社會發(fā)展，具有較大的社會環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。本項目主要供電給本公司負荷，多余部分外送至地區(qū)電網(wǎng)。1.4電池板選型和發(fā)電量估計本期工程裝機容量為2.6MWp，推薦采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案。通過技術(shù)與經(jīng)濟綜合比較，電池組件選用250Wp多晶硅電池組件，共計10440塊；逆變器選用250kW型逆變器，共計11臺。本工程將某某金屬材料有限公司屋頂分三個區(qū)域。各區(qū)域太陽電池組串劃分的匯流區(qū)并聯(lián)接線，輸入防雷匯流箱后經(jīng)電纜接入直流配電柜，然后經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器逆變后的三相交流電經(jīng)電纜引至變壓器低壓側(cè)送至各低壓配電室。逆變器室位置根據(jù)現(xiàn)場情況合理布置。經(jīng)計算，電池組件方陣的運行方式以最佳傾角的方式固定式安裝。計算結(jié)果：電站建成后第一年上網(wǎng)發(fā)電量為352萬kW·h。在運行期25年內(nèi)的年平均發(fā)電量為324萬kW·h。1.5電氣1.5.1電氣一次本期工程建設(shè)規(guī)模為2.6MWp,是光電建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電用戶側(cè)并網(wǎng)型光伏發(fā)電項目，所發(fā)電力擬主要供給所在廠區(qū)用電,也可以并網(wǎng)輸送。根據(jù)本項目安裝容量以及周邊電網(wǎng)情況，暫考慮以0.4kV電壓等級接入電網(wǎng)，具體方案以接入系統(tǒng)方案審查意見為準(zhǔn)。太陽能并網(wǎng)發(fā)電示意圖如圖1.1所示。圖1.1太陽能并網(wǎng)發(fā)電示意圖本工程光伏陣列安裝在廠房及庫房屋頂上，根據(jù)場地布置情況，采用分塊發(fā)電，集中并網(wǎng)的設(shè)計方案，將系統(tǒng)分成3個并網(wǎng)發(fā)電單元，共設(shè)11臺250kW逆變器，每個發(fā)電單元通過一臺低壓配電柜分別接入對應(yīng)的低壓配電室，實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。太陽能電池組件通過合適的串并聯(lián)，滿足并網(wǎng)逆變器要求的直流輸入電壓和電流。每塊組件接線盒都配有旁路二極管，防止“熱斑效應(yīng)”，將組件因部分被遮蔭或電池片故障而導(dǎo)致的失效對系統(tǒng)效率的危害降到最低。同時，太陽能方陣的直流匯流箱內(nèi)設(shè)置防反二極管，以防止各并聯(lián)組件串之間形成回路，造成能源浪費和縮減組件的壽命。并網(wǎng)逆變器采用雙環(huán)控制系統(tǒng)，實時檢測電網(wǎng)狀態(tài)，取得電網(wǎng)電壓、電流、頻率、相位等關(guān)鍵變量，通過計算分析，使輸出電力與電網(wǎng)同步運行。且在運行期間，并網(wǎng)逆變器按工頻周期檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦電網(wǎng)異常如突然停電，壓降幅度超標(biāo)，并網(wǎng)逆變器立即觸發(fā)內(nèi)部電子開關(guān)，實現(xiàn)瞬時與電網(wǎng)斷開。同時，并網(wǎng)逆變器不斷檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦其恢復(fù)正常并通過并網(wǎng)逆變器的計算分析，并網(wǎng)逆變器將重新并網(wǎng)?？傊?，作為并網(wǎng)系統(tǒng)的控制核心和直流變交流的樞紐，并網(wǎng)逆變器高度的自動化和精密的檢測控制功能從根本上保證了系統(tǒng)并網(wǎng)的安全性和可靠性。太陽能組件邊框及其支撐結(jié)構(gòu)均與建筑現(xiàn)有的接地系統(tǒng)連接，并網(wǎng)逆變器開關(guān)柜等設(shè)備外殼接地，防止直擊雷及觸電危險。另外，直流和交流回路中均設(shè)有防雷模塊，防止感應(yīng)雷擊波傷害。低壓開關(guān)柜為站用電源開關(guān)柜，采用抽屜式低壓開關(guān)柜，室內(nèi)布置，防護等級為IP44，根據(jù)逆變器的輸出電流選擇適當(dāng)?shù)拈_關(guān)和模數(shù)，整個配電裝置約需要3面開關(guān)柜。開關(guān)柜與站用電源之間采用母線連接，布置緊湊，可靠性高，開關(guān)柜內(nèi)元器件選用合資及以上水平的產(chǎn)品。1.5.2電氣二次系統(tǒng)配有完善的通訊監(jiān)控系統(tǒng)，全面檢測環(huán)境和系統(tǒng)的狀態(tài)，將光照強度、環(huán)境溫度、太陽能板溫度、風(fēng)速等環(huán)境變量和系統(tǒng)的電壓、電流、相位、功率因數(shù)、頻率、發(fā)電量等系統(tǒng)變量通過RS485或以太網(wǎng)或GPRS傳輸直控制中心，實現(xiàn)遠程監(jiān)控；同時如將同一地區(qū)多個并網(wǎng)電站的信息傳輸至同一控制中心，可方便區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度管理。1.6工程消防設(shè)計本工程消防設(shè)計主要考慮屋頂光伏設(shè)施及附屬設(shè)備各類火災(zāi)的防止和撲滅，立足自救。本設(shè)計根據(jù)“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，遵循立足國內(nèi)，中等適用的指導(dǎo)思想，在設(shè)計中嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)防火規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，積極采取行之有效的先進防火技術(shù)，在加強火災(zāi)監(jiān)測報警的基礎(chǔ)上，對重要設(shè)備采用相應(yīng)的消防措施。1.7土建工程本工程利用某某金屬材料有限公司內(nèi)廠房、庫房等建筑房頂布置太陽能電池組件，建筑類型為工業(yè)建筑。本工程中太陽能電池板鋪設(shè)的廠房有某某金屬材料有限公司的精礦倉、精礦倉二期和20萬噸電解車間，通過太陽能組件支架將太陽能電池板架設(shè)在車間頂部。精礦倉和精礦倉二期屋面為混凝土平屋面，太陽能光伏電池組件利用混凝土基礎(chǔ)固定在屋頂上；20萬噸電解車間屋面為彩鋼瓦，太陽能光伏電池組件利用金屬支架固定在屋頂上。為減少屋頂安裝太陽能光伏組件增加荷載，組件支架采用鋼支架。金屬支架鋼構(gòu)件采用熱鍍鋅防腐，設(shè)計壽命不低于25年。1.8施工組織設(shè)計本項目初步運營期25年，建設(shè)期3個月。項目的實施按照國家關(guān)于基本建設(shè)程序和太陽能光伏電池的安裝有關(guān)規(guī)定。具體項目進度如下：工程計劃于2013年3月開工，2013年6月底投運。1.9工程管理設(shè)計建設(shè)期間根據(jù)項目目標(biāo)，以及針對項目的管理內(nèi)容和管理深度，本光伏并網(wǎng)工程將成立項目公司。項目公司建設(shè)期計劃設(shè)置5個部門：計劃部、綜合管理部、設(shè)備管理部、工程管理部、財務(wù)審計部，組織機構(gòu)采用直線職能制，互相協(xié)調(diào)分工，明確職責(zé)，開展項目管理各項工作。根據(jù)生產(chǎn)和經(jīng)營需要，結(jié)合現(xiàn)代化光伏并網(wǎng)電站運行特點，遵循精干、統(tǒng)一、高效的原則，對運營機構(gòu)的設(shè)置實施企業(yè)管理。參照原能源部頒發(fā)的能源人[1992]64號文“關(guān)于印發(fā)新型電廠實行新管理辦法的若干意見的通知”，結(jié)合新建電站工程具體情況，本電站按“無人值班”（少人值守）的原則進行設(shè)計。1.10環(huán)境保護和水土保持設(shè)計1.10.1環(huán)境保護經(jīng)過對本工程的環(huán)境保護設(shè)計，分析環(huán)境與本工程間的相互影響要素，并采取有效措施使不利影響因素減至最低程度，使工程環(huán)境在建設(shè)與運行期內(nèi)都得到很好的保護，進而使工程與其周圍環(huán)境之間達到相互和諧發(fā)展的目標(biāo)。本工程為清潔、可再生能源的利用項目，受到國家和地方政府的大力支持。項目選址在某某金屬材料有限公司建筑物屋頂，不占據(jù)其他土地。1.10.2水土保持經(jīng)過對本工程的水土保持設(shè)計，分析本工程水土流失現(xiàn)狀及成因，并預(yù)測工程建設(shè)可能造成的水土流失，提出有效措施使不利影響因素減至最低程度，使場址區(qū)水土在本工程建設(shè)與運行期內(nèi)都得到很好的保護。本工程太陽能組件設(shè)置在某某金屬材料有限公司車間屋頂，逆變器、直流配電柜等設(shè)備設(shè)置在車間內(nèi)，在不另外占用土地，無新增建筑的情況下，不會產(chǎn)生新的水土流失。1.11勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生為貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，做到本工程投產(chǎn)后符合勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生的要求，保障勞動者在勞動過程中的安全與健康，為建設(shè)項目的設(shè)計、施工、監(jiān)理、運行提供科學(xué)依據(jù)，推動工程項目安全程度的提高，根據(jù)國家有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)范進行本工程勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生專項設(shè)計。本工程勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計范圍是對主要構(gòu)筑物、生產(chǎn)設(shè)備及其光伏作業(yè)崗位和場所的勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生進行分析評價，主要包括光伏陣列、逆變器室等。本工程勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計的重點：分析評價本工程運行過程中可能出現(xiàn)的勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生等方面的主要危險有害因素；從設(shè)計、運行、管理的角度提出相應(yīng)的消除或減免措施；提出勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生建議。對施工過程中的主要危險有害因素只作一般性分析，不作具體評價說明。1.12建設(shè)項目節(jié)能分析本工程采用綠色能源——太陽能，并在設(shè)計中采用先進可行的節(jié)電、節(jié)水及節(jié)約原材料的措施，能源和資源利用合理，設(shè)計中嚴(yán)格貫徹了節(jié)能、環(huán)保的指導(dǎo)思想，在技術(shù)方案、設(shè)備和材料選擇、建筑結(jié)構(gòu)等方面，充分考慮了節(jié)能的要求，減少了線路投資，節(jié)約了土地資源。本工程各項設(shè)計指針達到國內(nèi)先進水平，為光伏電站長期經(jīng)濟高效運行奠定了基礎(chǔ)，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保。太陽能是一種清潔的可再生能源，太陽能光伏發(fā)電不會產(chǎn)生大氣“三廢”問題。通過貫徹落實各項節(jié)能措施，本工程節(jié)能指標(biāo)滿足國家有關(guān)規(guī)定的要求。本工程將是一個環(huán)保、低耗能、節(jié)約型的太陽能光伏發(fā)電項目。1.13工程設(shè)計概算多晶硅電池組、并網(wǎng)逆變器等設(shè)備價格根據(jù)廠家詢價確定，其他機電設(shè)備價格參考國內(nèi)現(xiàn)行市場價格計算。主要設(shè)備價格如下：多晶硅電池組（250Wp/塊）按4.5元/Wp計算；逆變器（250kW/臺）按15萬元/臺計算。工程靜態(tài)投資2555.34萬元，工