太陽能光伏發(fā)電項目設(shè)計方案

太陽能光伏發(fā)電項目設(shè)計方案第1頁 DATE\@"yyyy-MM-dd"2017-05-02太陽能光伏發(fā)電項目設(shè)計方案目錄一項目概況 31、項目概況 32、項目所在地地理位置和太陽能資源 5（3）小結(jié) 113、項目建設(shè)條件 114、建設(shè)類型 125、建設(shè)規(guī)模 126、項目背景和意義 12二、技術(shù)方案 171、太陽能光伏發(fā)電原理及系統(tǒng)特點 172、并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成 183、設(shè)計說明及依據(jù) 194、設(shè)計原則 205、系統(tǒng)方案設(shè)計 216、系統(tǒng)設(shè)備選型 24三、投資概算 291、系統(tǒng)配置單 292、投資報價表 29四、系統(tǒng)能效計算分析 301、光伏系統(tǒng)效率與發(fā)電量 302、費效比 32五、技術(shù)經(jīng)濟分析 32六、節(jié)能量計算 33七、運行維護及管理 33一項目概況1、項目概況（1）項目名稱：（2）安裝容量：（3）建設(shè)單位：（4）承建單位：（5）建設(shè)地址：（6）項目用途：（7）資金來源：公司自籌（8）項目來源：公司自建設(shè)（9）設(shè)計階段初步設(shè)計（10）項目投資元（11）設(shè)計依據(jù)：公司內(nèi)部的用電負載數(shù)據(jù)及要求項目所在地地理位置和現(xiàn)場環(huán)境狀況項目所在地太陽能資源和氣候特征（12）設(shè)計標準：中華人民共和國行業(yè)標準-《JGJ203-2010民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》現(xiàn)行國家和行業(yè)有關(guān)光伏發(fā)電標準現(xiàn)行國家和行業(yè)有關(guān)市政建設(shè)和電器安裝標準（13）項目效果圖2、項目所在地地理位置和太陽能資源（1）項目所在地地理位置某區(qū)位于江漢平原向鄂南丘陵過渡地段，中部高，西靠長江，東向湖區(qū)緩斜某區(qū)，以第四系紅色粘土組成的網(wǎng)狀平原為主，其兩側(cè)為平坦的沖積平原，東側(cè)為梁子湖底地。三種地貌形體基本平。丘陵地形主要分布在區(qū)境北部，呈東西向帶狀，橫刻在網(wǎng)狀平原和沖積平原之中。東部和西部為濱湖平原，地面高程約20～40米，中部和北部有成片海拔150米左右的崗丘。境內(nèi)有大小山體118座，其中海拔在100米以上的有52座，八分山海拔272.3米，是區(qū)境內(nèi)最高點。境內(nèi)大小湖泊136處，主要湖泊有大溝湖、梁子湖、牛山湖、豹澥、魯湖、后石湖、斧頭湖、上涉湖、團墩湖、湯遜湖、青菱湖等。主要河流有長江、金水河流經(jīng)西部。某區(qū)地域廣闊，城鄉(xiāng)兼?zhèn)?，具有得天獨厚的承東啟西、連南接北、居中的地緣優(yōu)勢。水面約占總面積39%。公司地址具體地理參數(shù)為北緯N30°25′25.43″，東經(jīng)E114°26′49.35″，海拔：31.96米。這里四季分明，日照充足，雨量充沛，年均氣溫16.7℃，年均降雨量1200－1400毫升，無霜期268天。境內(nèi)136個湖泊，97萬畝水體面積，其中，梁子湖、湯遜湖等湖泊盛產(chǎn)魚蝦蟹鱉，馳名中外的某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)藏龍島開發(fā)區(qū)位于某市主城南端，北與華中科技園、武大科技園、某理工大學科技園毗鄰，東接中環(huán)連絡(luò)線，南抵滬蓉高速公路，西臨湯遜湖，是某東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)的園中園，某中國光谷的主要拓展空間。園區(qū)規(guī)劃總面積15.2平方公里，以人文、科技、生態(tài)、旅游為發(fā)展定位，引進高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、勞動密集型傳統(tǒng)工業(yè)，建設(shè)高檔次、高產(chǎn)出、無污染濱水特色生態(tài)旅游科技園區(qū)。園區(qū)于2001年4月開始籌建，同年10月25日經(jīng)某市人民政府正式批準成立（武政辦[2001]259號）。在五年時間內(nèi)，投入資金8億元，完成了道路、橋涵、給排水、電力、電信、園林綠化、路燈、天然氣等一批市政基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施建設(shè)工程。園區(qū)內(nèi)已形成“三縱三橫”的主干道網(wǎng)絡(luò)布局，總長約65公里，園區(qū)內(nèi)道路縱橫交錯；綠化總面積1000多畝；巨龍塑型、鳳凰臺、玉葉灘、藏龍大橋、“藏龍十二景”和“楊橋湖二十四橋”等景觀。某高科機電產(chǎn)業(yè)園、某凡谷電子通信產(chǎn)業(yè)園、中船重工集團第七二二所科技產(chǎn)業(yè)園、華中農(nóng)業(yè)大學楚天學院、湖北經(jīng)濟學院、銀河灣、澳式高尚住宅區(qū)等56個大型項目簽約落戶園區(qū)，總投資額達80多億元。有某一中，實驗高中等重點高中。湖北美術(shù)學院，湖北經(jīng)濟學院，中國地質(zhì)大學江城學院，華中師范大學某傳媒學院，某軟件工程職業(yè)學院等高校云集。（2）太陽能資源1）項目建設(shè)地點某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)藏龍島開發(fā)區(qū)位于某市主城南端，如圖所示。項目區(qū)域位置圖本方案從太陽能輻射量、日照時間兩個方面分析了某太陽能資源的時間分布、區(qū)域分布及其開發(fā)潛力，給出了某太陽能資源利用建議，對于某規(guī)?；茝V利用太陽能資源具有指導意義。2）某基本氣候特征某屬北亞熱帶季風性濕潤氣候，有雨量充沛、日照充足、夏季酷熱、冬季寒冷的特點。一般年均氣溫15.8℃-17.5℃，一年中，1月平均氣溫最低，0.4℃；7、8月平均氣溫最高，28.7℃。夏季極長達135天，因某地處北緯30度，夏季正午太陽高度可達38°，又地處內(nèi)陸、距海洋遠，地形如盆地故集熱容易散熱難，河湖多故夜晚水汽多，加上城市熱島效應(yīng)和伏旱時副高控制，十分悶熱，是中國三大火爐之一，夏天普遍高于37℃，極端最高氣溫44.5℃。初夏梅雨季節(jié)雨量集中，年降水量為1100毫米。某活動積溫為"5150℃，年無霜期240天，年日照總時數(shù)2000小時。3）某太陽輻射量分析某緯度29.58°～31.22°，地處長江中游江漢平原，全年太陽總輻射為4368000～4746000KJ/㎡，日照充足。某市累年太陽輻射狀況（J/㎡·a）月份輻射123456789101112直接輻射平均月總量112741114101130082167626213200253625359310364682229127190487138902115118散射輻射平均月總量139436148457205065235738273911281312259010245351217081174531138046126332太陽輻射平均月總量252176262559335147403364487112534937618320610033446208365018276948241450光合有效輻射126088131279167574201682243556267469309160305017223104182509138474120725中國太陽能資源分布圖4）輻射量的季節(jié)分布下圖某市常年太陽總輻射最大月是7月，最小月是12月，然后隨著太陽直射點自南向北移，輻射從1月逐漸向7月輻射量遞增至最大值，再由7月向12月遞減至最小值。圖呈波峰形，其中7月與8月輻射量差值小，而8月與9月輻射量差值大，說明由于直接輻射下降的緣故，某市的9月輻射突減。5）某日照時間分析某全年日照時數(shù)1500小時到2000小時，在全國居于中等日照水平。中國年日照時間分布圖6）日照時間的分布規(guī)律某逐月日照率統(tǒng)計圖某市全年日照月平均最大值出現(xiàn)在8月，最小值出現(xiàn)在3月，從1月到12月呈波狀走向，產(chǎn)生兩個波谷（3、12月）和一個波峰（8月）。7）某太陽能資源開發(fā)潛力某年總太陽輻射強度為4746MJ/(㎡.a)，按光伏發(fā)電效率為15%計，計算得到某年太陽能可發(fā)電量為197.75kWh/(㎡.a)。（3）小結(jié)A、某單位面積太陽能年輻射量4746MJ/(㎡.a)，太陽能資源較豐富；年日照時間1500小時到2000小時，日照時間較好。B、某夏季太陽輻射量大，日照時間長，但受天氣影響較大，穩(wěn)定性差。冬季輻射量小，日照時間短，但穩(wěn)定性好。C、太陽能資源具有很好利用價值，且夏季優(yōu)于冬季。D、某一天中太陽能平均輻射強度最強的時段是11時～13時，是最佳利用時間。3、項目建設(shè)條件（1）自然條件根據(jù)現(xiàn)場實際情況，項目所在地為連片大型工業(yè)園區(qū)，可以利用的建筑物層高統(tǒng)一為6層，屋頂平坦，周圍沒有高大的建筑物及其他遮擋陽光的物體，光照條件良好，且項目地區(qū)屬北亞熱帶季風性濕潤氣候，有季節(jié)性降水、日照充足。年日照時間為2000小時左右，具有極好的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)的軟硬件條件，適合建設(shè)太陽能光伏發(fā)電項目。本項目具備如下優(yōu)良的基礎(chǔ)條件：建設(shè)位置具有良好的氣候條件以及富集的太陽能資源，可以保證穩(wěn)定的發(fā)電量；能產(chǎn)生附加的經(jīng)濟和生態(tài)效益，有助于抵消部分電價成本；良好的示范條件，所依托的建設(shè)基礎(chǔ)為藏龍島經(jīng)濟圈光谷芯中心，可以促進節(jié)能減排與經(jīng)濟發(fā)展共存的良好新工業(yè)園區(qū)模式，同時創(chuàng)造了城市與地區(qū)新能源典范。（2）電力需求某光谷芯中心是以商務(wù)與科技創(chuàng)新為理念建設(shè)的“某科技新城”。芯中心多數(shù)企業(yè)為生產(chǎn)型、創(chuàng)新型科技公司，對電力穩(wěn)定性要求比較高，本項目設(shè)計太陽能光伏發(fā)電來保證與完善其供電。4、建設(shè)類型本項目設(shè)計建設(shè)類型為并網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，正常情況下為市電為負載供電，當系統(tǒng)正常工作時，光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)相連并且用戶可使用太陽能電源為用電負載供電，余電上網(wǎng)，保證用電負載的供電可靠性。5、建設(shè)規(guī)模本方案設(shè)計以單棟單元為單元進行設(shè)計，每單元計太陽能光伏裝機容量為45kW左右，初步試運行15kW，經(jīng)過嚴格精確設(shè)計可以滿足基本供電。6、項目背景和意義（1）太陽能將成為未來世界的主要能源從十七世紀至今，全球人口從5億增長到60億，人類的能源消耗也從每年1億噸標準煤增長到150億噸標準煤。世界能源委員會預測，按照已探明儲量和目前的消耗速度，石油將在43年后枯竭，天燃氣將在66年內(nèi)用盡，煤炭也只夠169年的開采。而地球表面所接受的太陽能量相當100億億度電，是全球能量需求的35000倍，可謂取之不盡用之不竭。隨著太陽能利用的不斷完善，采用太陽能光伏發(fā)電將成為我國乃至世界今后幾年新能源發(fā)展的主流，并從一些試點工程迅速向全國人民的日常生活中進行普及，太陽能光伏應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢。按照國際能源委員會和歐洲聯(lián)合研究中心的一致估計，光伏發(fā)電在未來能源中占據(jù)著重要的地位，到2030年可再生能源占總能源結(jié)構(gòu)中30%以上，太陽能光伏發(fā)電在世界總電力的供應(yīng)中達到10%以上；2040年可再生能源占總能耗的50%以上，光伏發(fā)電將占到20%以上。我國的光伏發(fā)電在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動發(fā)展兩種模式下發(fā)展，2010年左右其顯著的經(jīng)濟和社會效益已逐漸顯現(xiàn)出來，太陽能利用量占社會總能耗的比例在不斷的提高，CO2及氮氧化物的排放大幅減少。太陽能光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏打效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，人們對能源提出越來越高的要求，太陽能是一種理想的新能源。具有以下特點：無枯竭危險、絕對干凈（無公害）、不受資源分布地域的限制、可在用電處就近發(fā)電、能源質(zhì)量高、獲取能源花費的時間短等。作為新能源，太陽能具有極大優(yōu)點，因此受到世界各國的重視。目前，我國對太陽能的使用主要分為幾個方面：家庭用小型太陽能電站、大型并網(wǎng)電站、建筑一體化光伏玻璃幕墻、太陽能路燈、風光互補路燈、風光互補供電系統(tǒng)等，現(xiàn)在主要的應(yīng)用方式為建筑一體化和風光互補系統(tǒng)。（2）新能源的國內(nèi)形勢國務(wù)院總理溫家寶在《政府工作報告》指出，“加強現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)和綜合運輸體系建筑，積極推動能源生產(chǎn)和利用方式變革，提高能源利用效率。推進傳統(tǒng)能源清潔利用，加大力度發(fā)展清潔能源?！薄笆濉币?guī)劃綱要則將“安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔”作為“現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系”的重要特點。發(fā)展清潔能源，主要有三個方面：一是大力發(fā)展清潔能源發(fā)電，用以改善電源結(jié)構(gòu)，重點是大力發(fā)展水電、核電、風電和太陽能發(fā)電等；二是因地制宜，積極發(fā)展液體燃料，如燃料乙醇、生物柴油等，但發(fā)展規(guī)模有限；三是因地制宜發(fā)展適用于中小城鎮(zhèn)、農(nóng)村的太陽能熱利用、小水電、風電、太陽能等，以改善廣大農(nóng)村地區(qū)和中小城鎮(zhèn)的能源供應(yīng)和環(huán)境狀況。這三個目標的提出，都與2009年在我國氣候談判中對國際社會做出的承諾有關(guān)。該承諾包括，到2020年非化石能源占一次能源消耗比重達到15%左右，碳相比2005年下降40-50%，森林面積比2005年增加4000萬公頃，森林蓄積量增加13億立方米。假如節(jié)能目標定為16%的話，其對應(yīng)的減碳效果可以達到18%，但規(guī)劃將減碳目標定在17%，是為了預防出現(xiàn)某些不利于減碳的因素?！?011年政府工作報告》第一次提出要將節(jié)能目標分解到工業(yè)、建筑、交通運輸和公共機構(gòu)等行業(yè)，并繼續(xù)實施重點節(jié)能工程。將繼續(xù)以依靠技術(shù)節(jié)能為主、結(jié)構(gòu)節(jié)能為輔的模式，預計技術(shù)節(jié)能所占的貢獻比例將從“十一五”的節(jié)約70%降低到“十二五”的60%左右；而結(jié)構(gòu)節(jié)能所占的貢獻比率將由“十一五”的約17%，上升到“十二五”的約30%。根據(jù)“十二五”對碳減排指標的細致規(guī)劃，全國被分為五類不同地區(qū)，不同地區(qū)省市的指標也不同。第一類地區(qū)包括天津、上海、江蘇、浙江和廣東，其單位GDP能耗降低率最高，為18%；第二類地區(qū)包括北京、河北、遼寧和山東，其單位GDP能耗降低率為17%；第三類地區(qū)包括山西、吉林、黑龍江、安徽、福建、江西、河南、湖北、湖南、重慶、四川和陜西，其單位GDP能耗降低率為16%；第四類地區(qū)包括內(nèi)蒙古、廣西、貴州、云南、甘肅和寧夏，其單位GDP能耗降低率為15%；第五類地區(qū)包括海南、西藏、青海和新疆，其單位GDP能耗降低率為10%。毫不松懈地加強節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)保工作。一是突出抓好工業(yè)、交通、建筑三大領(lǐng)域節(jié)能，繼續(xù)推進十大重點節(jié)能工程建設(shè)，落實電機、鍋爐、汽車、空調(diào)、照明等方面的節(jié)能措施。二是大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和清潔能源。堅持節(jié)能節(jié)水節(jié)地，積極發(fā)展水電、風電、太陽能發(fā)電等清潔能源。推進潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，嚴格執(zhí)行能耗和環(huán)保國家標準，加大節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品推廣應(yīng)用力度，加強資源綜合利用。三是健全節(jié)能環(huán)保各項政策，按照節(jié)能減排指標體系、考核體系、監(jiān)測體系，狠抓落實。四是開展全民節(jié)能減排行動，國家機關(guān)、公共企事業(yè)單位要發(fā)揮表率作用。五是繼續(xù)強化重點流域、區(qū)域污染防治，加強石漠化、荒漠化治理，實施重點防護林，天然林保護和京津風沙源治理等生態(tài)建設(shè)工程，保護水、森林、草原、濕地等生態(tài)環(huán)境。推進農(nóng)村環(huán)境綜合整治。整頓規(guī)范礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序。合理開發(fā)利用海洋資源。六是實施應(yīng)對氣候變化國家方案，提高應(yīng)對氣候變化能力，加強氣象、地震、防災減災、測繪基礎(chǔ)研究和能力建設(shè)。（4）太陽能光伏發(fā)電在本地區(qū)的發(fā)展前景湖北省是國家“中部崛起”戰(zhàn)略的支點，全國交通航運樞紐?？平涛幕瘜嵙ξ痪尤珖傲?，高等院校數(shù)量位居全國第三，次于江蘇、北京，國家211工程大學數(shù)量位居全國第四，次于北京、江蘇、上海。在中國經(jīng)濟地理位置上，湖北具有承東啟西的戰(zhàn)略地位，位于東部技術(shù)密集工業(yè)區(qū)和西部資源富集區(qū)的結(jié)合部。以省會某市為中心，在500公里的范圍內(nèi)有4億人口，在1000公里范圍內(nèi)有10億人口。在中國廣袤的內(nèi)陸地區(qū)，湖北具有極強的市場集散功能和輻射能力。太陽能發(fā)電作為電器提供電源，節(jié)省了由電網(wǎng)供電，節(jié)約了能源，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，能源政策，也符合能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。溫室氣體效應(yīng)、氣候變暖、環(huán)境惡化、生態(tài)失衡這是世界的統(tǒng)一話題，也是世界范圍內(nèi)關(guān)注的問題。各國政府都確立了節(jié)能減排、發(fā)展綠色能源的戰(zhàn)略方針。我國政府已在《京都議定書》上鄭重簽字，許諾大力減少溫室氣體排放，發(fā)展綠色能源，保護環(huán)境，保護地球，保護人類自己。二、技術(shù)方案1、太陽能光伏發(fā)電原理及系統(tǒng)特點（1）電池發(fā)電原理及太陽能光伏組件的生產(chǎn)流程太陽能電池是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。晶體硅太陽能電池實際是一個大的平面二極管，由于擴散和漂移作用，在P-N結(jié)界面處形成內(nèi)建電場，當太陽電池吸收具有一定能量的光子后，在電池內(nèi)部產(chǎn)生電子空穴對，電子帶負電，空穴帶正電。在P-N結(jié)內(nèi)建電場的作用下，電子和空穴被分離，產(chǎn)生定向運動，在太陽電池的外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。太陽能電池結(jié)構(gòu)原理本項目太陽能發(fā)電系統(tǒng)示意圖（2）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)特點簡單方便、安全可靠、無噪音、無空氣污染、不破壞生態(tài)、能量隨處可得、無需消耗燃料、無機械轉(zhuǎn)動部件、維護簡便、使用壽命長、建設(shè)期短、規(guī)模大小隨意、可以無人值守、也無需架設(shè)輸電線路。系統(tǒng)中的太陽能光伏組件使用壽命長，具備良好的耐候性，防風、防雹，有效抵御潮濕氣和鹽霧腐蝕，不受地理環(huán)境影響。具有穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率，且轉(zhuǎn)換效率高，并保障系統(tǒng)在惡劣的自然環(huán)境中長期可靠運行。太陽能光伏組件方陣支架都有一定的傾斜角度，該角度與方陣所處的地理位置有關(guān)。2、并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成并網(wǎng)電站系統(tǒng)由太陽能電池方陣（包括太陽能電池板、太陽能板支架）、交流逆變器、電線、等組成。各部份的作用為：（1）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本；（2）逆變器：在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。3、設(shè)計說明及依據(jù)（1）設(shè)計說明本技術(shù)方案嚴格按照相關(guān)工程技術(shù)說明書規(guī)定組織設(shè)計，以說明書中所述規(guī)范、規(guī)定和標準為依據(jù)，同時考慮國內(nèi)、國外規(guī)范要求。除非另作說明，所有相關(guān)標準均為現(xiàn)行標準。當設(shè)計與技術(shù)說明書中規(guī)定之規(guī)范出現(xiàn)差異或矛盾時，采用較為嚴格的規(guī)范。方案中個別在允許的范圍內(nèi)，即經(jīng)相關(guān)政府部門審定及認可后，采納本地類似規(guī)范或標準。在此情況下，我方會與有關(guān)部門等提出論證，說明所采納規(guī)范與所要求的規(guī)范的性質(zhì)相同性，獲認可后組織設(shè)計。（2)）設(shè)計依據(jù)根據(jù)《中華人民共和國可再生能源法》及其設(shè)計的建筑行業(yè)和電力行業(yè)法律、標準、規(guī)范進行系統(tǒng)的設(shè)計及產(chǎn)品設(shè)備的采用。具體參照的設(shè)計規(guī)范如下：《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》GB50797-2012《光伏發(fā)電站施工規(guī)范》GB50794-2012《光伏發(fā)電工程驗收規(guī)范》GB/T50796-2012《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2012《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2012《民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》JGJ203-2010《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》GB50254-964、設(shè)計原則本工程設(shè)計在遵循技術(shù)先進，科學合理，安全可靠，經(jīng)濟實用的指導思想和設(shè)計原則下，著重考慮以下設(shè)計原則：先進性原則隨著太陽能利用技術(shù)的發(fā)展，太陽能電源設(shè)計必須考慮先進性，使系統(tǒng)在一定的時間內(nèi)保持技術(shù)領(lǐng)先性，以保證系統(tǒng)具有較長的生命周期。安全可靠原則作為屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，安全是首要考慮的因素。針對本工程的特點，選用的結(jié)構(gòu)充分考慮了風荷載、溫度應(yīng)力和地震作用對光伏組件的影響，設(shè)計安全系數(shù)保證滿足國家規(guī)定及本工程發(fā)熱要求。結(jié)構(gòu)輕巧而穩(wěn)定原則結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可以保證結(jié)構(gòu)的安全，同時也會產(chǎn)生一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定所特有的美感，失穩(wěn)的結(jié)構(gòu)會給人帶來危機感，造成人的緊張。環(huán)保節(jié)能原則本工程光電技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為光伏技術(shù)的應(yīng)用。其主要功能是發(fā)電，特別是太陽能光優(yōu)發(fā)電不會排放二氧化碳等溫室氣體，也無噪音，是一種干凈能源，與環(huán)境有很好的相容性?？刹鹦陡鼡Q、維修方便原則當太陽能光優(yōu)組件的某個局部受損時，組件板塊能否靈活方便地進行拆卸更換，直接關(guān)系到系統(tǒng)的功能是否能得到保持，結(jié)構(gòu)能否受到影響等因素，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要求必須可更換并且要很方便，且不能影響發(fā)電系統(tǒng)正常使用。經(jīng)濟性原則在以上原則得到充分保證的基礎(chǔ)上，要充分考慮經(jīng)濟實用性、效益性，提高發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟與實用價值。保證資金投向合理，在確保滿足國家規(guī)范的基礎(chǔ)上，合理地使用材料至關(guān)重要，只有巧妙地、合理地發(fā)揮各種材料的特性，才能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。5、系統(tǒng)方案設(shè)計（1）設(shè)計思想（2）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計市電互補：太陽能優(yōu)先，余電并網(wǎng)安裝方式為按照一定角度斜支架（3）光伏陣列設(shè)計太陽能電池組件陣列設(shè)計包括安裝位置區(qū)域設(shè)計、安裝方式設(shè)計、組件選型及尺寸設(shè)計、陣列間距設(shè)計，以及支撐結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)、支架結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容，需根據(jù)總體技術(shù)要求、地理位置、氣候條件、太陽輻射能資源、場地條件等具體情況來進行。1）太陽能陣列傾角計算從氣象站得到的資料，一般為水平上的太陽輻量，換算成光伏陣列傾斜面的輻射量，才能進行光伏系統(tǒng)發(fā)電量的計算。對于以某一傾角固定式安裝的光伏陣列，所接受到的太陽輻射能與傾斜的角度有關(guān)，其中較為簡便的計算日輻射量的公式如下：Rβ=S×[sin(α-β)/sinα]+D圖2傾斜方陣面上的太陽總輻射量計算示意圖式中：Rβ—傾斜方陣面上的太陽總輻射量；D—散射輻射量,假定D與斜面傾角無關(guān)；S—水平面上的太陽直接輻射量；β—方陣傾角；α—午時分的太陽高度角。光伏陣列固定式支架的傾斜角按照某當?shù)鼐暥?0°設(shè)計，此傾角大概是35°，根據(jù)樓頂?shù)木唧w情況略有調(diào)整。（2）光伏陣列的方位角設(shè)計方位角是指垂直照射到方陣表面上的光線在水平地面上的投影與當?shù)刈游缇€間的夾角。通常在光伏陣列朝向正南時，光伏組件發(fā)電量最大，故確定光伏陣列的方位角為3度，根據(jù)樓頂?shù)木唧w情況略有調(diào)整。（3）太陽能電池板選型本設(shè)計方案設(shè)計太陽能電源容量為15kWp，充分考慮價格和性能因素，太陽能電池板選擇科技股份有限公司生產(chǎn)的太陽能光伏組件60塊，合計功率15kWp。（4）太陽能方陣陰影間距計算太陽能電池陣列間距的設(shè)計計算:光伏方陣陣列間距應(yīng)不小于D計算公式：本方案設(shè)計太陽能光伏組件安裝傾角與屋頂夾角根據(jù)現(xiàn)場情況改變，所有陰影間距大概為小與2.8m。（5）系統(tǒng)直流電壓設(shè)計由于本方案設(shè)計光伏系統(tǒng)容量為15kWp，本系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計確定直流系統(tǒng)電壓為240-292V。（6）光伏組件串并聯(lián)計算在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)直流的最高工作電壓主要取決于逆變器直流側(cè)最高工作電壓。本方案選用xxxxxx太陽能組件，在計算組件串并聯(lián)時，必須根據(jù)組件的工作電壓和逆變器的直流輸入電壓范圍，同時需要考慮組件的工作電壓溫度系數(shù)、開路電壓溫度系數(shù)，合理確定最佳串并聯(lián)，以便各種情況下系統(tǒng)均能工作在最大功率電壓跟蹤范圍內(nèi)，從而獲得最大發(fā)電量輸出。本方案選用的光伏并網(wǎng)逆變器，額定功率5000W，直流輸入電壓100V-500V，組串中的光伏電池數(shù)量決定與逆變器的最大直流輸入電壓、MPPT電壓范圍。（7）組件串聯(lián)計算：由于系統(tǒng)電壓為24V，而組件的開路電壓為35.9V，峰值功率電壓為29.2V，考慮考太陽能控制器及線路的電壓降，太陽能組件的10倍以上電壓可以為系統(tǒng)供電，所以本方案設(shè)計太陽能串聯(lián)數(shù)位10-11串。（8）并聯(lián)數(shù)計算：系統(tǒng)總功率15kW，共計60塊組件，每串10塊太陽能電池組件，太陽能光伏組件的并聯(lián)數(shù)為6并。6、系統(tǒng)設(shè)備選型（1）太陽能電池板太陽能組件選用xxxxxx型號的組件,產(chǎn)品符合IEC和UL對光伏產(chǎn)品的要求，該產(chǎn)品特點：

通過電池的優(yōu)選，保證電池的一致性，最大程度減少熱斑效應(yīng)。

使用優(yōu)質(zhì)的原材料，確保組件的使用壽命。

合理的邊框設(shè)計，可方便的安裝至各種光伏發(fā)電系統(tǒng)中。

嚴格的機械載荷試驗，抵擋惡劣的工作環(huán)境。

100%的功率檢測，保證功率誤差在±3%以內(nèi)。通過對組件的合理分檔，提高光伏系統(tǒng)的發(fā)電效力和增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。190組件太陽能電池組件產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表：產(chǎn)品名稱太陽能層壓板產(chǎn)品型號TN190P-24/Ei產(chǎn)品規(guī)格190W項目技術(shù)指標芯片材料單晶硅太陽能電池封裝材料EVA薄膜基板材料超白低鐵布紋鋼化玻璃邊框材料高強度鋁型材最大功率(Pm)190W工作電壓（Vm)37．1V工作電流(Im)5．11A開路電壓(Voc)45．3V短路電流(Isc)5．36AFF75%正常使用溫度60℃—使用壽命>20年電參數(shù)測試標準引用GB6497—86及IEC（國際電工委員會）關(guān)于地面用太陽能電池測試的大氣條件AM1.5陽光輻照度1000W/M2電池溫度25℃參考圖片（2）逆變器本方案選擇的本公司自己的并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品，是專為新能源發(fā)電系統(tǒng)而設(shè)計。技術(shù)參數(shù)：產(chǎn)品：（3）電線線纜選用東莞勝牌專用線纜型號： 1015-10AWG。線數(shù)： 105/0.254外徑： 5.0絕緣厚度：0.79顏色:黑色和紅色線纜參考圖片如下：（4）太陽能電池組件支架太陽能光伏組件支架采用優(yōu)質(zhì)玻璃鋼材質(zhì)，噴塑，防腐能力強，工程后期噴漆，使用壽命達25年。（5）太陽能電池組件支架固定水泥基礎(chǔ)固定（6）太陽能電池組件支架整體效果根據(jù)樓頂具體情況，避開維修通道，供水管道，女兒墻的影響設(shè)計效果，初步工程安裝三組15kW，預留后續(xù)改造空間。三、投資概算1、系統(tǒng)配置單序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1光伏組件TN-72-5M190塊4單晶硅2光伏控制器48V30A臺1智能型3光伏離網(wǎng)逆變器48V2K臺3正弦波4蓄電池12V200AH塊4膠體5電線PV-1*4mm2米50國標6BV-1*10mm2米10國標7光伏組件支架40*40*3方鋼套1熱鍍鋅噴塑8機柜600*800*1600臺1標準機柜9穿線管PVCΦ32mm米5010光伏防雷匯流箱8進2出臺111附件固定件，螺栓批112防雷和接地系統(tǒng)套12、投資報價表序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量單價（元）金額（元）1光伏組件TN-72-5M190塊4135054002光伏控制器48V30A臺1200020003光伏離網(wǎng)逆變器48V2K臺1300030004蓄電池12V200AH塊4180072005電線PV-1*4mm2米5052506BV-1*10mm2米109907光伏組件支架40*40*3方鋼套14004008機柜600*800*1600臺19009009穿線管PVCΦ32mm米50315010光伏防雷匯流箱8進2出件固定件，螺栓批120020012防雷和接地系統(tǒng)套170070013合計套1￥23,790四、系統(tǒng)能效計算分析1、光伏系統(tǒng)效率與發(fā)電量影響發(fā)電量的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)效率，系統(tǒng)效率的主要考慮因素有：灰塵、雨水遮擋引起的效率降低、溫度引起的效率降低、組件串聯(lián)不匹配產(chǎn)生的效率降低、逆變設(shè)備的功率損耗、配電系統(tǒng)及電纜的功率損耗等。光伏系統(tǒng)發(fā)電量的初步測算：1）灰塵、雨水遮擋折算系數(shù)項目當?shù)鼗覊m較大，但降水很少，考慮有管理人員人工清洗方陣組件的情況下，取92%的折算系數(shù)。2）溫度折算系數(shù)電池組件會因溫度變化而輸出電壓降低、電流增大，組件實際輸出功率降低，發(fā)電量減少，取97%的折算系數(shù)。3）組件串聯(lián)匹配折算系數(shù)每塊組件的電性能輸出總會存在一定的差異，因此串聯(lián)的組件會因電流輸出不一致而影響實際輸出功率，這里取97%的折算系數(shù)。4）逆變器效率項目均采用大功率逆變器，轉(zhuǎn)換效率較高，綜合取97%。5）配電系統(tǒng)及線纜損耗配電系統(tǒng)及線纜損耗折算系數(shù)取97%。6）安裝角度折算系數(shù)項目組件分35°角度折算系數(shù)取98%。7）充電效率系數(shù)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)充電效率90%8）蓄電池荷電效率蓄電池荷電效率90%9）系統(tǒng)綜合效率系數(shù)K0.92×0.97×0.97×0.97×0.97×0.98×0.9×0.9=0.6456根據(jù)某太陽輻射資源分析所確定的光伏電場多年平均年輻射總量，結(jié)合初步選擇的太陽能電池的類型和布置方案，進行光伏電場年發(fā)電量估算。根據(jù)光伏電場場址周圍的地形圖，經(jīng)對光伏電場周圍環(huán)境、地面遮光障礙物情況進行考察，建立的本工程太陽能光伏發(fā)電場上網(wǎng)電量的計算模型，并確定最終的上網(wǎng)電量。光伏發(fā)電站年平均上網(wǎng)電量Ep計算如下：·kW·h其中：HA為平均年太陽能輻射量，取1570kWh/m2 Paz為光伏系統(tǒng)安裝容量，容量為峰值功率1140W；根據(jù)以上的估算修正，得出本工程的理論年發(fā)電量總的綜合效率系數(shù)。據(jù)此估算出光伏系統(tǒng)的年發(fā)電量及標準功率年利用小時，詳見下表3-9年平均上網(wǎng)電量：年平均發(fā)電量序號項目數(shù)據(jù)1綜合效率系數(shù)0.64562多年平均年太陽能輻射量（KWh/m2)1570.03安裝容量(KWp)1.140425年年平均發(fā)電量(萬KWh)2.892、費效比本系統(tǒng)裝機容量1140W，系統(tǒng)投資概算為23790元，概算組成主要包含太陽電池組件、光伏逆變器、直流匯流箱、蓄電池、機柜、電纜等設(shè)備和材料。25年總發(fā)電量為2.89KWH，靜態(tài)投資額23790元，費效比為：0.82元/KWH（25年）。五、技術(shù)經(jīng)濟分析全年系統(tǒng)常規(guī)能源替代量計算常規(guī)發(fā)電（以火力發(fā)電為例）耗能和污染分析實發(fā)電量消耗標煤消耗淡水產(chǎn)生二氧化碳產(chǎn)生灰渣產(chǎn)生粉塵產(chǎn)生二氧化