汽车及零部件工业功能区20MW金太阳集中应用示范项目预可行性研究报告.doc

汽车及零部件工业功能区
20MW金太阳集中应用示范项目

预可行性研究报告

目 录
第一章 总论 1
一、项目名称及项目实施单位 1
二、编制依据 2
三、项目概况 2
四、结论 3
第二章 项目背景及必要性 4
一、项目背景 4
二、项目建设的必要性 5
三、项目性质 6
第三章 建设方案 8
一、建设原则 8
1．设计依据及说明 8
2．光伏组件布置原则及房屋荷载情况说明 8
二、建设目标 10
1.示范目标 10
2.项目实施的意义及示范内容 10
3.项目的示范性研究结论 11
三、建设地点 11
1.建设地点 11
2.项目选址条件 12
四、建设条件 13
1.自然条件 14
2.社会经济条件 16
五、建设内容 17
1.可利用建筑面积情况 17
2.各场址用电负荷情况介绍 18
3.太阳能设备选择与布置 19
六、项目建设进度计划 25
1.施工进度计划安排的原则 25
2.项目建设期 25
3.项目施工组织 25
第四章 安全防护与卫生防疫 27
一、安全防护 27
二、卫生防疫 27
第五章 环境影响分析 28
一、区域现状 28
二、环境影响分析 28
1.环境影响分析依据 28
2.环境影响分析 28
三、环境评价 28
四、环境保护措施 28
1.项目噪声影响及防治 28
2.扬尘、废气 29
3.污染物排放 29
五、地质灾害影响 29
六、特殊环境影响 29
第六章 运行维护及系统检测方案 30
一、运行维护 30
1.清洁措施 30
2.防护措施 30
3.可能出现的问题及预防措施 31
二、系统检测方案 32
1.测试方法 32
2.并网逆变器的测试方法 34
2.1检测电路 34
2.2检测设备 34
2.3检测方法 34
第七章 节能分析 37
一、用能标准及节能规范 37
二、本项目设计所采取的节能措施及效果 37
1.节能指标 37
2.设备选型、系统设置设计方面的节能措施 37
3.建筑节能降耗措施 38
第八章 招标方案 39
一、编制依据 39
二、招标范围及内容 39
三、招标组织形式 39
四、招标方式 39
第九章 项目组织实施及管理形式 41
一、工程组织形式 41
二、工程管理形式 41
1.工程技术管理 41
2.工程质量管理 41
3.工程资金管理 41
4.施工工期管理 41
三、保障措施 42
1.组织协调 42
2.监督管理 42
3.维护方案 42
3.1建立电站设备技术档案和设计施工图纸档案 42
3.2建立电站的信息化管理系统 43
3.3建立电站运行期档案记录 43
3.4建立运行分析制度 44
第十章 投资估算及资金筹措 45
一、投资估算 45
1.工程规模 45
2.项目及费用性质划分 45
3.工程量 45
4.定额选用 45
5.取费标准 45
6.设备价格 45
7.人工费 46
8.其他说明 46
9.投资分析 46
二、资金筹措 46
第十一章 社会效益分析及经济效益分析 47
一、节能减排效益 47
二、社会效益 47
三、经济效益 49
1.评价条件 49
2.财务评价结果 49
3.综合经济评价 50
第十二章 问题与建议 51

6

汽车及零部件工业功能区20MW金太阳集中应用示范项目 预可行性研究报告
第一章 总论
一、项目名称及项目实施单位
1．项目名称：汽车及零部件工业功能区20MW金太阳集中应用示范项目
2．项目实施单位：中节能（）太阳能科技有限公司
3．实施单位概况
中节能（）太阳能科技有限公司是中节能太阳能科技有限公司全资子公司。中节能太阳能科技有限公司成立于2009年9月，注册资本金28.17亿元，在太阳能利用领域具有资源储备量最大、投资经验最丰富、成本控制能力最强、产业链最完备、品牌效益最佳、整体效益最好、企业管理最规范、员工素质最高等“八大优势”，是集产品制造、科技研发、项目开发及建设运营一体化的优秀企业，始终保持着国内综合竞争能力最强、最大的太阳能利用投资运营商地位。
公司明确“国内国外‘双开花’”的战略方向，致力于“由应用向制造延伸，用产品制造支撑光伏应用；由国内向国外拓展，用国外业务弥补国内市场”的战略定位，力求实现“继续保持国内最大太阳能电站投资运营商地位，打造集产品制造、科技研发、项目开发及建设运营一体化的太阳能利用优秀企业”的战略目标。目前，公司已建设运营的光伏发电项目共640MW，计划至2015年，开发建设太阳能光伏发电装机总容量达3000MW。公司已由生产研发光伏组件和电池开始逐步进入全产业链，打造出具有国际先进技术水平的太阳能产业基地。并现已在卢森堡、意大利、美国、澳大利亚、中国香港成立分公司，积极拓展海外业务，并于与世界先进企业携手，做行业领跑者，为新能源的发展贡献力量。
公司拥有一流的技术人才、科学的维护管理机制、完善的企业文化体系，秉承高水平的运营管理能力和“拼搏奉献、求实创新、知难而上、团结协作、雷厉风行、追求卓越 ”的阳光精神，力争将公司打造成利益最大、品牌最优、形象最好的国际化企业。
二、编制依据
1．《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）
2．《投资项目可行性研究指南》
3．国家关于建设项目申请报告的编制要求
4．建设单位提供的其他资料
三、项目概况
本项目主要耗能种类为光能。光能属绿色环保，取之不尽用之不竭的绿色能源，而且本项目不占用燃料、土地和水资源，不占用岸线和交通运输设施，无废气、废水、废渣等污染物排放，对所在地区的社会环境和人文条件无不良影响。太阳能发电的推广与发展，还可对常规发电厂的发展起到抑制作用，使地方经济在有限的社会空间内得到更大、更合理的发展。
本项目位于即墨市，预计装机容量20MW，年均发电量约为2169.6万千瓦时，所发电能供雪达集团有限公司、正望钢水控制股份有限公司、营上电器有限公司、宏百川金属精密制品有限公司等多家企业使用。企业年均用电量总计约为9771.58万千瓦时，光伏年发电量占企业用电量的22.2%，光伏电站所发电量能被企业就地消耗不存在向电网倒送电情况。
项目分布于市十一家大型工业企业及商场建筑屋顶上。具体分布如下：
表1-1 项目分布表
企业名称
装机容量(MW)
雪达集团有限公司
2.295
正望钢水控制股份有限公司
1.43
营上电器有限公司
0.815
宏百川金属精密制品有限公司
1.065
海立达冲压件有限公司
1.53
原彩工贸有限公司
2.75
大溪地海洋生物科技有限公司
1.02
恒昌盛集团有限公司
1
即墨市服装市场
3.06
源都食品有限公司
0.88
扬帆船舶制造有限公司
4.155
总计
20

项目计划投资21802万元（自筹6540.6万元，申请国家补贴11000万元，剩余部分银行贷款）。项目建成后，按常规发电每度电消耗340g标准煤计算，每年可节约标准煤约7376.64t，每年可减少碳粉尘排放量约73.77t，减少二氧化硫排放量约103.27t，减少二氧化碳排放量约18441.6t。光伏电站具有良好的经济、环保效益，是国家大力提倡和发展的新兴战略行业。本项目计划于2013年10月初开工建设，2013年12月底完成。
在项目建设过程中注意各类设备的比较选择，优先选用先进的、节能型的、不用国家有关部门已经宣布淘汰的几类产品；加强节能管理，搞好能源的综合利用，防止和避免能源浪费的情况发生，注意节约用水、电、热；加强生产的科学管理，减少能源及物料的消耗。
四、结论
1.本项目规划建成总装机容量20MW太阳能发电系统，投产后将对市发展新能源及节能减排工作起到积极的示范推广作用。
2.太阳能发电是我国目前鼓励发展的新能源产业，可替代石化能源，具有广阔的发展前景。项目建成后，将成为重要的光伏发电示范工程。第二章 项目背景及必要性
一、项目背景
地球所接受到的太阳能只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致“温室效应”和全球性气候变化，也不会造成环境污染。太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。光伏发电是太阳能利用的一种方式，因其节能和环保的效果，受到广泛的重视。最近几年光伏发电发展迅速，光伏技术不断进步，光伏发电的成本不断的降低，各国纷纷出台各种政策支持，使得光伏发电成为最近几年发展最迅速的产业。近年来，太阳能的利用受到许多国家的重视，竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下，人们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。
随着光伏发电领域的转变，我国光伏发电系统的研究与开发已取得了很大的发展。“十五”和“十一五”期间，北京、上海、深圳等地相继建成了多个光伏发电工程，如北京火车南站、北京首都博物馆、深圳国际园博园、上海市崇明县太阳能光伏电站、火车站、广州凤凰城高档别墅、海南三亚瑞亚国际公寓。为推进再生能源在建筑上的应用，国家财政部、建设部共同颁发了《推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》、《可再生能源建筑应用示范项目评审办法》，2006年6月1日实施的《绿色建筑评价标准》（GB/T50378 -2006）明确将可再生能源发电作为绿色建筑评价的优选项目。《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》（财建[2009]128号）、《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》（财建[2009]129号），对太阳能发电采取财政补助、科技支持和市场拉动的政策。随着我国的光伏发电整体水平的提高，光伏发电电力供应量在国内总电力供应中将占更大比重，从而推动我国经济结构转型和能源结构优化。
太阳能光伏产业的前景非常广阔，我国规划到2010年太阳能发电总容量达到250MW，到2020年太阳能发电总容量达到1.6GW。
二、项目建设的必要性
1.本项目的建设符合建设资源节约型、环境友好型社会发展目标
光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染。能量随处可得，不受地域限制。无需消耗燃料，无机械转动部件，故障率低。维护简便，可以无人职守。建站周期短，规模大小随意。无需架设输电线路，可以方便地与建筑物相结合等优点，这些优点都是常规发电和其他发电方式不具备的。
本项目的建设可促进市太阳能发电产业快速发展，为经济社会发展提供清洁、优质、可靠的电力，保证能源安全，促进经济社会和生态环境协调发展，推动资源节约型、环境友好型社会的建设。
2.本项目的建设符合国家《可再生能源中长期发展规划》，促进能源可持续发展
我国《可再生能源中长期发展规划》将开发利用风能、生物质能、太阳能等列入可再生能源利用的重点领域。太阳能是能够永续利用、不会枯竭的可再生性资源。我国是一个能源严重短缺的国家，人均资源占有量较低。目前我国电力的75%依靠火力发电，每年我国50%左右的煤炭用来发电。本项目充分利用太阳能资源，为社会提供优质电能，进一步节约石化能源，减少污染，并减少电厂建设占用耕地，实现社会经济的可持续发展。
3.本项目的建设可促进能源生产方式和能源利用方式的根本转变
目前，我国发电主要是燃煤发电，在全国电煤供应趋紧，价格不断攀升的严峻形势下，要实现电力发展与经济发展相适应，实现能源的开发与节约并行，就必须加快开发可再生能源。
由于太阳能发电没有废弃物排放，是极具开发价值的清洁能源。太阳能发电不会污染、破坏大气环境和生态环境，不产生环境治理成本，也减少了人类健康和生态保护成本，太阳能发电的社会成本接近于零，而火力发电不仅消费了不可再生的化石燃料，还产生大量的废弃物，造成环境治理成本和社会成本的不断提高。太阳能发电不会因燃料的开采、加工和运输增加环境成本和社会成本。目前，大气污染、生态环境破坏日益加剧，环境治理成本越来越高，开发太阳能发电可相对减少环境治理成本，具有巨大的环境效益。
本项目建设容量20MW光伏发电系统，预计年均发电量为2169.6万千瓦时，建成投运后，按常规发电每度电消耗340g标准煤计算，每年可节约标准煤约7376.64t，每年可减少碳粉尘排放量约73.77t，减少二氧化硫排放量约103.27t，减少二氧化碳排放量约18441.6t，切实实现节能减排。
4.本项目的建设可促进太阳能发电系统产业的形成
本项目为并网光伏发电系统建设项目。通过本项目的建设，可进一步促进太阳能发电技术创新，促进市太阳能发电系统制造基地的形成。
综上所述本项目的建设是必要的。
三、项目性质
本项目的建设对于优化省的电源结构、缓解能源短缺压力、带动太阳能产业的腾飞、保证区域经济的持续发展都将产生积极的影响。
本项目属于太阳能光伏发电与建筑相结合的综合利用国家金太阳示范项目，太阳能光伏发电系统可以有效地利用闲置的建筑物屋顶，无需占用宝贵的土地资源，对于土地资源匮乏的城市尤为重要。太阳能光伏发电系统可原地发电，原地使用，减少了电力输送的线路损耗。由于太阳能电池板阵列一般安装在屋顶上直接吸收太阳能，因此太阳能光伏发电系统同时降低了屋顶的温度，减轻了建筑的空调负荷，降低了企业的能耗，进一步降低企业运营成本。
第三章 建设方案
本项目位于即墨市，各选址地光照条件好，太阳能资源丰富。充分利用厂区空间，在厂区屋顶布置太阳能电池板，集约、节约用地，降低投资，适合国情地情。技术经济指标合理，实施后能产生一定的经济效益和社会环境效益，并可发挥示范作用，带动太阳能发电产业的推广和发展，对区域经济和社会的发展产生积极的影响。
一、建设原则
1．设计依据及说明
1) 建设单位提供的设计资料和设计要求；
2) 相关专业提供的设计资料；
3) 其它相关的国家、行业和地方现行的设计、施工和验收标准、规范及规程，并参考相关国际标准；
4) 从NASA获取太阳能辐射资料；
5) 国家、行业和地方现行的主要设计标准、规范及规程；
表3-1 主要设计标准依据表
标准号
标准名称
GB/T 19939-2005
光伏系统并网技术要求
GB/T 20046-2006
光伏（PV）系统电网接口特性
GB/T 20513-2006
光伏系统性能监测 测量、数据交换和分析导则
GB/T 2297-1989
太阳光伏能源系统术语
SJ/T 10460-1993
太阳光伏能源系统图用图形符号
SJ/T 11127-1997
光伏（PV）发电系统过电保护－导则
GB/T 17478-2004
《低压直流电源设备的性能特性》
DL/T 620-1997
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
DL/T 621-1997
《交流电气装置的接地》
GB/T16895.32-2008
《建筑物电气装置-特殊装置或场所的要求-太阳能光伏(PV)电源供电系统》
GB12801-1991
《生产过程安全卫生要求总则》

国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（试行）

2．光伏组件布置原则及房屋荷载情况说明
2.1光伏组件布置原则
光伏组件的布置需要根据每个建筑的特点，选择最佳应用方式，但需要遵循以下几个原则：
光伏组件的力学性能满足建筑力学结构的要求；
光伏组件或光伏方阵满足建筑美学要求；
建筑结构应能够满足光伏系统电性能的要求；
光伏组件满足安装简单和维护方便的要求；
光伏系统寿命需要与建筑物的寿命相匹配；
结合以上设计原则，本项目具体设计如下：
在屋面上安装支架，太阳能组件固定在支架上。支架前后间距根据当地的地理纬度、屋面的坡度及电池组件参数进行确定。
本项目光伏组件的布置，结合建筑整体效果的需要，屋面与整个建筑立面有机的结合起来，形成统一的整体。
2.2房屋荷载情况说明
汽车及零部件工业功能区20MW金太阳集中应用示范项目为集中应用光伏发电项目，项目分布于市十几家大型工业企业及商场建筑屋顶上，所选屋顶为钢结构或混凝土结构，原设计恒载见下表：
表3-2 原设计恒载
序号
名称
数值（kN/㎡）
1
120mm厚现浇砼屋面板
3.0
2
20mm水泥砂浆找平
0.4
3
一毡二油隔气层
0.05
4
20mm水泥砂浆找坡
0.4
5
100mm水泥珍珠岩制品保温层
0.4
6
20mm水泥砂浆找坡
0.4
7
二毡三油隔气层
0.35
8
屋面板
1.4
9
原设计恒载合计
6.0

计算取值：恒载 6.4 kN/㎡ 活荷载 0.7 kN/㎡
屋面新增荷载0.3 kN/㎡
光伏系统安装在房屋楼顶完全满足楼顶荷载要求，在加装太阳能光伏系统后，房屋安全性符合要求。
二、建设目标
1.示范目标
1）弘扬绿色生态建筑理念。本项目是国家金太阳示范项目，通过示范工程可调动社会各界积极参与太阳能光伏发电事业。
2）有效利用空间。
3）改善环境、保护气候。
2.项目实施的意义及示范内容
根据项目的特点，本项目拟定以下几个示范目标，旨在这几个方面做出有效的示范作用。
2.1光伏发电企业与大型企业/商场合作模式方面
汽车及零部件工业功能区20MW金太阳集中应用示范项目旨在屋顶光伏电站的建设、管理、运营、维护等诸多方面积累技术、管理经验，为今后屋顶光伏电站的运营管理模式探索和积累经验。
2.2用户侧并网供电方式的技术应用方面
本项目的建成可为屋顶光伏电站用户侧并网供电模式在设计方面、技术方面和设备选型方面总结积累经验，并为今后的电站设计和集成提供示范经验。
2.3绿色能源节能减排示范方面
2.3.1弘扬绿色生态建筑理念
本项目发出的电能是绿色清洁能源，通过项目示范可调动社会各界积极参与太阳能光伏发电事业，促进落实国家相关政策；通过示范工程宣传，扩大影响，增强市场认知度，形成发展太阳能光电产品的良好社会氛围。
2.3.2有效利用空间
太阳能光伏发电与建筑物相结合，充分利用了建筑物空间，节约了土地资源，体现了环保与城市建设的统一。
2.3.3改善环境、保护气候
光伏发电不产生传统发电（例如燃煤发电）带来的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染。系统报废后也很少有环境污染的遗留问题。
3.项目的示范性研究结论
本项目的建设是地方政府和项目投资方贯彻落实科学发展观、建成资源节约型、环境友好型社会，落实“节能减排”战略目标的具体体现。电网现基本上以火电机组为主，电源结构单一，小火电比重大的矛盾比较突出。本项目的建设将对优化项目所在地的能源结构，提高可再生能源发电比例，减轻地方政府和企业节能减排的压力。
本项目为光伏与建筑结合的国家金太阳示范项目，属国家和省可再生能源项目中鼓励项目，符合国家能源产业政策，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
即墨市光照条件较好，太阳能资源较为丰富，土地资源稀缺。本项目利用太阳光能发电，不耗用常规一次能源和土地资源，符合能源利用长期规划，对于缓解一次能源不足、优化能源配置可发挥积极示范作用。
三、建设地点
1.建设地点
本项目选址均根据以下原则：
1）用电价格水平高、实行峰谷电价、网购电白天时间段加权平均电价高；
2）用电量大且负荷较稳定，自发自用比例高；
3）屋顶面积大且建筑结构具备安装光伏条件。
本项目拟建设于雪达集团有限公司、正望钢水控制股份有限公司、营上电器有限公司、宏百川金属精密制品有限公司、原彩工贸有限公司、大溪地海洋生物科技有限公司、恒昌盛集团有限公司等企业。
2.项目选址条件
本项目选址地均位于即墨市。即墨市经纬度位置是北纬36.22°，东经120.28°。即墨市东濒黄海，南依崂山，是近郊市，素有“后院”之称。全市总面积1780平方公里，耕地面积8.18万公顷，辖18个镇、4个街道办事处、1个经济开发区、1个省级旅游度假区，1033个村庄，107.53万人口。
即墨市是通往全国的陆上“咽喉”，胶济、蓝烟铁路横穿境内西部，济青高速公路、青烟、青威、青沙等5条国家和省级公路纵贯全境，青银高速公路、青威一级公路又拉近了即墨与全国各地的距离。城区距流亭国际机场不足15公里，距港40公里；西到蓝村、即墨火车站分别为24公里和15公里。市乡公路四通八达，境内还有鳌山、女岛两个国家二类开放码头，形成了海陆空交通便利的交通网络。

图3-1 市地图

图3-2 即墨市地理位置图
四、建设条件
1.自然条件
1.1气候条件
1.1.1气候与气温
即墨市地处季风气候区，受海洋影响，温度适中，冬暖夏凉，气温年振幅与昼夜温差均较小。年平均温度12.2℃，最高气温38℃，极端最高气温出现在7月上旬—8月上旬；最低气温-21.2℃，极端最低气温出现在1月下旬—2月初。
1.1.2太阳能资源
我国日照资源共分为四个部分，其中西藏地区太阳能最为丰富，新疆、甘肃、内蒙及四川西部都非常丰富，华北、东北、华南及长江中下游平原太阳能资源与同纬度的北美洲相比，资源也是较为丰富的，只是重庆、贵州等地的太阳能资源较少。太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。太阳能资源分布见图3-3。

图3-3 全国太阳能资源分布图
表3-3 太阳能资源分布表
资源带号
资源带分类
年总辐射量﹙MJ/（M2·a）﹚
Ⅰ
资源丰富带
≥6700
Ⅱ
资源较富带
5400～6700
III
资源一般带
4200～5400
Ⅳ
资源缺乏带
＜4200

即墨市位于北部，全年平均晴日为90天，日照时数2715.5小时，年日照百分率为62%。11月、12月、1月日照时数最少，2～6月日照时数递增，7～8月多雨，日照时数明显减少，10月日照时数最高。按气象资料统计表明，市区年平均日照时数2517小时左右，年光照辐射强度达5137MJ/㎡年，日平均日照时间接近10h小时左右，冬季为5h左右，全年日平均日照时间波动不大。即墨市是地区太阳能资源较好的区域之一。

图3-4 即墨市水平面月均辐射量
即墨市平均日照时数为2715.5小时，年内分配以5月最多，12月最少，全年有8个月在200小时以上，年平均日照百分率为59%。高值区为61%以上；中值区为58%以上，低值区为56%以上。
1.2地质条件
即墨属华北地区鲁东地质的一部分。整个区域从震旦纪末期开始受吕梁运动的影响，地壳上升并伴有火山运动，此后一直处于稳定状态。自寒武纪以来，始终高出海面，受风化剥蚀，直到中生代侏罗纪末期，受燕山运动的影响，地壳下降形成盆地，沉积大量碎屑岩，均被第四纪地层覆盖。
即墨区域位于华北地震区，周围被三个地震带所包围，即沂沐强震带、营山—渤海强震带、南营海强震带。即墨区域地壳基本稳定，没有大的断裂通过。地震基本烈度为Ⅵ级。
2.社会经济条件
省是我国的经济大省，同时也是资源消耗大省，随着区域经济的发展，资源缺口越来越大，制约着经济的进一步发展。2007年，省煤炭消费总量2.4亿吨，其中自产不足1.5亿吨，缺口已近1亿吨。预计到2010年、2015年和2020年，省内煤炭生产能力稳定在1.5亿吨左右，而需求量将分别达到1.68亿吨、3.9亿吨和4.8亿吨。到2020年，全省原油产量稳定在2700万吨左右，消费量将达到3200万吨。“十一五”末到“十二五”和“十三五”期间，省天然气自产能力维持在10亿～12亿m3之间，但消费量将会由50亿m3增加到100亿m3～150亿m3。
电力是国民经济发展的基础和先行行业。2007年底，省发电装机容量约5577万kW。根据国民经济发展的要求，预测2010年、2015年和2020年全省全社会用电量将分别达到3780亿kWh、6100亿kWh和8600亿kWh，发电装机容量需分别达到7300万kW、1.17亿kW和1.6亿kW。省内现有发电厂主要为燃煤火力发电厂，电煤消耗量占全省煤炭总消耗量的50%以上，受煤炭供应不足影响最大的是电力行业。常规火力发电厂在生产过程中还消耗大量的水，省水资源短缺也是电力进一步发展所面对的一大困难。
利用太阳能发电不占用燃料资源，不增加地方交通运输压力。利用太阳能光伏技术发电还不占用水资源，可以同时解决电力工业发展中遇到的几大难题。省拥有丰富的太阳能资源，近三分之二的面积年日照时数在2200h以上，每平方米年太阳辐射量大于5000MJ，全省太阳能年辐射总量相当于270亿吨标准煤。省有较为广阔的平原和低矮丘陵，便于太阳能资源的开发利用。本项目选择利用太阳能光伏技术发电，符合省的资源条件和未来经济发展的需求，该工程的建设将起到示范作用，能带动省电力工业向太阳能发电领域的发展，缓解常规发电量的不足。
通过以上分析可以看出，本项目的建设对于优化省的电源结构、缓解能源短缺压力、带动太阳能利用产业的腾飞、保证区域经济的持续发展都将产生积极的影响。
五、建设内容
1.可利用建筑面积情况
本项目建设于11家企业或商场的建筑屋顶上，可利用屋顶面积约为33.8万平方米。
1.1典型分布
恒昌盛集团有限公司
恒昌盛集团公司是一家快速发展中的综合性大型国际化企业。该公司专业生产精密五金冲压件、注射塑料件、不锈钢钢管和搪瓷产品，主要服务客户是消费类电子、汽车、电脑周边设备及通信业的大型公司。2001年销售额近2亿元人民币。公司位于省即墨经济开发区，占地面积7万多平方米，注册资本2008万，拥有各类冲压、液压设备300台，注塑设备80多台，高精度激光切割机1台，不锈钢管制作流水线6条，搪瓷线2条，二次加工设备10多台。我们对客户实行一站式的服务，可以提供产品设计、模具制作、产品加工、二次深加工和售后的全
预计可利用屋顶面积总计18978㎡，预计实现装机容量1MW，详见下表：
表3-4 建筑物可利用面积及装机容量
建筑物名称
屋顶可利用面积（m2）
装机容量（kW）
一车间
3960
300
二车间
6015
155
三车间
2615
90
四车间
2932
170
五车间
3456
285
总计
18978
1000

2.各场址用电负荷情况介绍
本项目设计总装机容量20MW，本项目光伏电站年均发电量约为2169.6万千瓦时，企业年均用电量总计约为9771.58万千瓦时，光伏年发电量占企业用电量的22.2%，光伏电站年发电量能够被企业全部消化使用，不存在向电网倒送电的情况。
表3-5 项目各场址年均用电量
企业名称
年用电量（万千瓦时）
雪达集团有限公司
1200
正望钢水控制股份有限公司
1440
营上电器有限公司
312
宏百川金属精密制品有限公司
360
海立达冲压有限公司
720
原彩工贸有限公司
1335
大溪地海洋生物科技有限公司
600
恒昌盛集团有限公司
384
即墨市服装市场
1200.58
源都食品有限公司
660
扬帆船舶制造有限公司
1560
总计
9771.58

3.太阳能设备选择与布置
3.1 太阳能电池组件的选择
太阳能电池按照基体材料可分为：晶硅太阳能电池，包括：单晶硅和多晶硅太阳能电池；非晶硅太阳能电池；化合物太阳能电池，包括：砷化镓电池、硫化镉电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池等。
1)单晶硅太阳电池
单晶硅太阳电池是最早发展起来的，主要用单晶硅片来制造，与其他种类的电池相比，单晶硅太阳电池的转换效率最高，稳定性好的特点，目前的商业效率在15～17%之间，实验室最高最高效率达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。单晶硅太阳电池主要用于光伏电站。
2)多晶硅太阳电池
目前的商业效率在14～16%之间，与单晶硅电池组件的效率相差1～2％。
多晶硅太阳电池的硅片是由大量不同大小结晶区域组成。由于硅片由多个不同大小，不同取向的晶粒组成，而在晶粒界面处光电转换易受到干扰，因而多晶硅的转换效率相对较低。同时，多晶硅的电学、力学和光学性能一致性不如单晶硅电池。多晶硅太阳能电池的基本结构都为n+/p 型，基本选择多为p型单晶硅片，厚度为220-300μm。
多晶硅电池成本较低，转换效率略低于单晶硅太阳能电池，其光电转换效率约14%－16%左右。多晶硅电池与单晶硅相同，性能稳定，也主要用于光伏电站的建设。
目前，单晶硅和多晶硅光伏电池组件是我国的主流产品，其年产量已超过1000MW，位列世界前列。
3）非晶硅薄膜式太阳能电池
作为薄膜太阳能电池组件的典型代表，非晶硅太阳能电池除了重量轻，可直接粘附于屋顶表面，与建筑结构良好结合等优点外，也具备其他特有优势。
非晶硅薄膜电池的硅原材料消耗较低，故而成本也较低；由于非晶硅材料原子排列无序的特点，故具有更强的弱光响应；非晶硅太阳能电池比单晶硅、多晶硅电池具有相对小的温度系数，所以，具备更优异的高温性能。
4）铜铟硒薄膜电池
铜铟硒(CuInSe2)薄膜是一种Ｉ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体，铜铟硒薄膜光伏电池属于技术集成度很高的化合物半导体光伏器件，由在玻璃或廉价的衬底上沉积多层薄膜而构成。CIS薄膜电池具有以下特点：光电转换效率高，效率可达到17%左右，成本低，性能稳定，抗辐射能力强。目前，CIS光伏电池实现产业化的主要障碍在于吸收层CIS薄膜材料对结构缺陷过于敏感，使高效率电池的成品率偏低。这种电池的原材料铟是较稀有的金属，对这种电池的大规模生产会产生很大的制约。
5）碲化镉薄膜电池
碲化镉是一种化合物半导体，其带隙最适合于光电能量转换。用这种半导体做成的光伏电池有很高的理论转换效率。碲化镉的光吸收系数很大，对于标准AM0太阳光谱，只需0.2微米厚即可吸收50％的光能，10微米厚几乎可吸收100％的入射光能。碲化镉是制造薄膜、高效光伏电池的理想材料，碲化镉薄膜光伏电池的制造成本低，是应用前景最好的新型光伏电池，它已经成为美、德、日、意等国研究开发的主要对象。目前，已获得的最高效率为16.5%。但是，有毒元素Cd对环境的污染和对操作人员健康的危害是不容忽视的，各国均在大力研究加以克服。
多晶硅太阳能电池兼具单晶硅电池的高转换效率和长寿命以及非晶硅薄膜电池的材料制备工艺相对简化等优点的新一代电池，没有明显效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池。
通过上述太阳电池性能价格比较，依据金太阳示范项目要求，本项目选用的250W多晶硅组件满足要求。多晶硅电池组件全光照面积的光电转换效率≥14.5%，多晶硅组件衰减率在2年内不高于2%，25年内不高于20%。综上所述，本项目选择250W多晶硅太阳能电池组件是可行的。
3.1.1 电池组件布置方案
电池组件布置在各选址地建筑屋顶上，为了充分有效利用面积并且保持本身建筑的美观性，电池组件按厂房的坡度进行布置，电池组件纵向两片做为一排平铺在屋面上，每两排之间留300mm的维修通道。
3.1.2多晶硅太阳能电池组件参数
本项目选用250W多晶硅太阳能电池组件。使用寿命不低于25年，质保期不少于5年，组件衰减率在2年内不高于2%，25年内不高于20%。该多晶硅太阳电池组件已通过国家金太阳、UL、CE等认证。产品的生产严格按照国际和国家相关标准要求进行。
表3-6 250W多晶硅组件参数
序号
名称
单位
具体参数
备注
1
太阳电池种类

多晶硅太阳能电池组件

2
电池片尺寸结构

156×156mm，一组60片

3
组件尺寸结构

1650×992×40mm

4
光伏组件重量
kg
19.5

电性能参数
1
最大输出功率
Wp
250

2
最大功率偏差

±3%

3
开路电压（Voc）
V
37.90

4
短路电流（Isc）
A
8.6

5
额定电流
A
15

极限参数
1
最大系统电压
V
1000

2
最大工作电压
V
31.3

3
最大工作电流
A
8.0

3.2逆变器的选型
本项目拟采用100kW-500kW户内型逆变器。
逆变器的基本硬件结构和控制系统如下图所示，为了保证输送到电网电能的功率因数接近于1，当逆变器与电网连接后，逆变器会首先检测电网电压的幅值与相位，特别是电网电压Vg的相位经过控制算法中的PLL软件锁相环处理后，可以计算得出电网电压的实时相位角sinθ，此相位角会作为一个变量与输出电流的参考值I∗g以及实际输出电流值Ig共同作为逆变桥路PWM控制信号的计算依据，根据得出的PWM信号控制控制逆变桥路功率器件的通断，使得逆变器输出的电流Ig与电网电压Vg保持一致的相位，从而使得输出电能的功率因数近似于1。

图3-5 控制系统图
由于光伏组件布置在建筑屋顶，每个建筑物布置的组件数量有一定限制，因此为了减少直流接线的长度，降低系统损耗，根据各场址组件布置不同，分别设置逆变器的原则，根据组件的安装情况进行分散布置。近年来光伏发电产业发展迅速，国内外已经有很多成功的运行经验，100-500kW逆变器的产品技术成熟，业绩广泛，其中100-150kW逆变器具体参数如下表3-8：
表3-7 逆变器电性能参数
型号
KNG1900-100PTA
KNG1900-150PTA
输入数据
最大直流输入功率（kW）
115
175
MPPT电压范围（V）
450-880
允许最大直流输入电压（V）
900
允许最大直流输入电流（A）
250
380
直流输入路数
3路以下
输出数据
额定交流输入功率（kW）
100
150
可连续运行最大交流输出功率（kW）
110
165
电网工作电压范围（V）
380（±10%）
电网工作频率范围（Hz）
50（±0.5）
功率因数
〉0.98
电流总谐波畸变率THD
<3%
效率
最大效率
96.84%
96.56%

光伏发电接入系统如下图所示：

图3-6 光伏发电接入示意图
3.3光伏阵列汇流箱
为了减少光伏组件到逆变器之间的连接线和方便日后维护，需要在直流侧配置汇流装置，本系统可采用分段连接、逐级汇流的方式进行设计，即在室外配置光伏阵列防雷汇流箱（以下简称“汇流箱”），室内配置直流防雷配电柜。由于逆变器的输入回路数量有限，采用汇流箱将多串电池组件进行汇流，然后再输入逆变器，使逆变器的输入功率达到合理的值，同时节省直流电缆，降低工程造价。
3.4直流配电柜设计
汇流箱输出的直流电通过直流配电柜进行汇流，再与并网逆变器连接，方便操作和维护。每面直流配电柜具有多路输入，可以连接多只汇流箱，每路输入都设有高分断能力的直流断路器和防反二极管，并且在输出侧设有光伏专用防雷器，逆变器和光伏组件进行有效的保护。
3.5电气设备布置
本项目的直流汇流箱安装在光伏模块的支架下面。
直流配电盘、逆变器和低压开关柜集中布置在电气间内，电气间位于厂房内。
六、项目建设进度计划
1.施工进度计划安排的原则
1）坚持技术先进性、科学合理性、经济实用性与实事求是相结合；
2）满足招标文件对工程质量、工期、安全生产和文明施工的要求；
3）充分利用工作面，调动一切可以利用的人员、机械设备、资金与物流，保证均衡生产。
2.项目建设期
建设前期工作时间：2013年8月
设计时间：2013年8月---2013年9月
建设开工时间：2013年10月初
电池板安装时间：2013年10月初---11月底
汇流箱安装：2013年12月初---2013年12月15日
逆变器安装：2013年12月