1MWp并网光伏电站项目建议书
1mw太阳能光伏并网电站
项目建议书
2013-2-25
1mw太阳能光伏并网电站
项目建议书
一、项目背景
随着全球能源危机的日趋严重和环保意识的不断加强，寻求洁净、便捷的传统 能源的替代品已成为摆在各国面前刻不容缓的严峻课题。在此大背景下，以太阳能 作为主要可再生能源的综合利用，已成为当今国际上最有前途且成长最快的新兴产 业，世界上许多国家从能源供应安全和清洁利用的角度出发，把太阳能光伏电池和 太阳能供热技术的商业化开发和利用作为重要的发展方向，其装机容量平均每年以 40%的速度递增。欧盟、日本和美国把 2030 年以后能源供应安全的重点放在可再生 能源，特别是太阳能方面。预计到 2030 年太阳能发电占世界电力供应的 10%以上， 2050 年达到 20%以上。而并网光伏发电是太阳能资源大规模商业化利用的主要手段。
党中央和国务院非常重视，在先后颁布了《可再生能源法》、《新能源产业 振兴发展规划》和《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》，科技部2012年发布《太阳能发电科技发展“十二五”专项规划》，将振兴发展新 能源产业和促进新能源能源运用作为我国的基本国策。提出“十二五”期间，要实现光伏技术的全面突破，促进太阳能发电的规模化应用，初步建立太阳能发电国家标准体系和技术产品检测平台，形成我国完整的太阳能技术研发、装备制造、系统集成、工程建设、运行维护等产业链技术服务体系。2015年，我国太阳能发电容量达到500万千瓦左右；2020年太阳能发电容量达到2500万千瓦左右。规划中提出，“十二五”期间要初步实现用户侧并网光伏系统平价上网，公用电网侧并网光伏系统上网电价低于0 .8元/千瓦时；太阳能热发电具备建立100M W级太阳能热发电站的设计能力和成套装备供应能力，无储热电站装机成本1 .6万元/千瓦；带8小时储热电站装机成本2.2万元/千瓦，上网电价低于0.9元/千瓦时。
我市太 阳能光伏发电新能源的发展，将在市委、市府的关心支持下，积极 筹集资金，在经济开发区内 16,000 平方米的 规划绿地（大型草坪）上，建设 1MWp 太阳能光伏并网电站，这将成为我市坚持科 学地发展观，走可循环经济发展道路的重要举措之一。
二、项目方案介绍
2.1 项目概况
本项目地处经济开发区园区 16,000 平方米的规划绿地（大型草坪）上，建设 1MWp 太阳能光伏并网电站， 项目投产后年均发电量超过 110 万度，发电系统的使用年限超过 25 年，按 25 年的使用期测算，发电量将超过 2600 万度。项目总投资额为 2,593 万元人民币。在充分用足中央和省政府对新能源发展激励扶持政策的基础上，预计 8 年可收回全部 投资，并有所赢利。
本项目提供的电能，将接入本地电网用户侧，直接向工厂供电。
2.2 光伏电站的总体设计方案
目前国际上光伏电站的主流趋势是太阳能发电并网系统（以下称为并网系统）。 在并网系统中，太阳电池输出的直流电通过控制逆变装置变换成交流电，再经过相 位整合和控制回路进入电网。并网系统又可细分为局域并网系统（又称住宅用并网 系统）和集中式并网系统。前者的特点在于太阳能发电系统输出的电能直接被分配 到低压用电负载上，多余或不足的电力通过连接局域电网来调节，因为有变电站做 隔离，对大电网没有直接的联系；后者的特点在于太阳能发电系统输出的电能通过 升压直接被输送到高压电网上，由电网将电力统一分配到各个用电单位。
图 2-1 太阳能光伏中压并网电站示意图
图 2-2 公用建筑应用实例
图 2-3 太阳能光伏低压并网系统工作原理图
图 2-4 光伏中、高压并网发电系统示意图
本方案将根据我司新建工厂投产后电力需求的实际情况， 因地制宜地将项目规划设计成为太阳能光伏用户侧并网电站，所发电力将全部用于工厂的生产所需，以实现整体方案最佳的社会经济效益。
2.3 光伏发电系统发电量测算
太原位于山西省境中央，太原盆地的北端，于华北地区黄河流域中部，西、北、东三面环山，中、南部为河谷平原，全市整个地形北高南低呈簸箕形。地处南北同蒲和石太铁路线的交汇处。海拔最高点为2,670米，最低点为760米，平均海拔约800米，地理坐标为东经111°30′～113°09′，北纬37°27′～38°25′。区域轮廓呈蝙蝠形，东西横距约144公里，南北纵约107公里。 太原市属温带季风性气候，冬无严寒，夏无酷暑，昼夜温差较大，无霜期较长，日照充足。年平均降雨量456毫米，年平均气温9.5℃，一月份最冷，平均气温 6.8℃；7月份最热，平均气温23.5℃。全年日照时数2808小时。阳光充沛，空气洁净，是开发太阳能资源的良好区域。
根据全年的太阳辐射能量、太阳能光伏电站总装机容量，可预测 1000kWp 并网光伏发电系统的年总发电量和各月的发电量。
16,000 平方米规划绿地，能为推进太阳能光伏发电提供良好的场地资源，可建 设 1MWp 的太阳能光伏电站，年均发电量将超过 110 万 kWh(度) 。
表 2-1 太原市太阳能光伏并网电站发电量分析
北纬：
37.5
太阳能电站总功率（kWp） 并网电站电能转换效率（%） 并网电站年发电量能力（kWh/y） 太阳辐射量（与水平线呈 30 度夹角）
月份
1,000
东经： 112
76.00% 1,182,600 太阳能并网电站的发电量
一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月
2/d）
3.18 4.19 4.54 5.78 4.86 5.19 4.31 3.98 4.42 3.91 3.42 3.45 4.27
（kWh/ m2/d）
2.41 3.18 3.45 4.40 3.70 3.94 3.28 3.02 3.36 2.97 2.60 2.62
年平均数
3.24
2.4 电站系统的主要设备结构
2.5.1 光伏组件 太阳能电池组件是整个工程的关键设备，其产品质量的优劣将直接关系到整
个
示范工程的成败。为在保证工程质量的前提下控制工程总投资，建议选用目前技术 工艺成熟、且转换效率超过 18%的单晶硅优质太阳电池光伏组件，标准单晶硅电池组件功率为 180Wp，该产品 质量通过国际电工标准认证 IEC61215、CE 欧洲电工标准认证和德国 TUV 安全认证， 并大量出口欧洲市场，受到用户的广泛好评。该工程将采用 180Wp 单晶硅太阳电池 组件 5556 块。
图 2-5 太阳电池组件
图 2-6 180w单晶电池组件尺寸图
表 2-3 太阳电池组件技术参数 1
表 2-4 太阳电池组件技术参数 2
图 2-7 太阳电池组件特性曲线
2.5.2 太阳电池组件方阵
• 太阳电池组件安装 根据工程实践，太阳电池板、电池板固定框架以及一些辅
助件的总重量载荷不超
过 250N/㎡，在考虑 12 级大风的情况下，整个组件方阵对屋面的压力不会大于 1200N/
㎡。拟采用结构型钢或铝合金制作电池组件的支撑架，并通过螺栓紧固，与整个屋面联为一体。考虑到钢结构的长年防腐蚀，拟采用热镀锌作为支撑架的表面防 护层。
图 2-8 大、中型光伏电站的太阳电池组件安装现场图
• 太阳电池组件串
太阳电池组件串由一定数量单块太阳电池组件串接而成，其电压值是该串每 块太阳电池组件电压值的总和。组件串的设计原则为： a、组件在当地最低气温条件下运行时，其开路电压值VOC不得高于逆变器的最高
直流输入电压值； b、组件在当地最高气温条件下运行时，其最大功率电压值Vpm应高于逆变器的最
低直流输入电压值； c、太阳电池组件的总功率不大于逆变器的最大输入功率值
； d、在满足组件、逆变器等元器件技术参数的前提下，尽量提高组件串的电压值， 以降低组件串的电流值，从而降低系统内耗； e、输入同一台逆变器的组件串，要通过对组件的参数分选、位置安排，使其电
压值之间的差别控制在 5%以内。
2.5.3 光伏系统的防雷措施
• 采用国际先进的[E.S.E]提前放电避雷针，该产品是法国人发明的一种新型避雷
针，它的原理是：在闪电击发至被保护的物体前，提前在空中把雷电流中和消融。 它平时积存能量，在雷电发生的瞬时发出电波。平时无需动力、电源、也没有放 射性物质。由于提前放电避雷针对直接雷德防护范围是普通富兰克林避雷针的 10 倍，因此由提前放电避雷针构成的防雷系统能较好地解决防雷安全与密集避 雷针遮挡光伏电池的矛盾。该避雷设施已获我国防雷管理部门认可。 • 整个支撑架应具有良好的接地回路，以形成一个完整的导电网状结构，每块组件
必须用专用铜缆线形成良好的接地状态。
• 在交、直流电气回路中应逐级设置防雷模块，以防止雷电感应电压的冲击。
2.5.4 电气系统
图 2-9 电站的新型避雷针
本工程采用国际上已广泛应用的并网供电系统，较之以往需大量配置蓄电池的 独立供电系统，具有效率高、自重轻、造价低、运行可靠、维护简单的优点。其电 气设计原理为：太阳电池组件由于光伏效应产生光生直流电，各个子阵所产生的直 流电经过串联和并联接入逆变器的直流输入端，再由逆变器的交流输出端经交流控 制柜输送至综合大楼的内电网中。
除太阳能电池组件外，并网控制逆变器是系统的关键设备。为保证电站工程质 量和光伏电站的发电效率，建议采用国际著名公司的高效率并网控制逆变器，此类 设备具有较高的直流输入电压，可最大限度地降低直流电能的线路损耗，并实现直 流电逆变、最大功率点跟踪、运行状态监控、电网过压欠压保护、防雷保护、故障
判断、运行控制、数据通讯等功能，以确保所输送电力的各项技术参数完全符合国
家标准和电网安全。
图 2-10 光伏发电系统原理图
图 2-11 SC250-逆变器
表 2-5 SC 型逆变器技术参数
图 2-12 光伏系统控制原理图
为尽量降低系统的系统本身的能耗，建议采用专业设计的直流配电箱，作为光 伏组件串的汇流箱。该设备可以直接对输入的组件串进行测量和比较，可靠地检测
出各路光伏组件串可能发生的故障。为减少组件串导线过长而产生的电力损耗，汇
流箱可安置在组件支架上，并尽量靠近对应的组件串。 整个电站系统由计算机
实现无人化管理，电站运行必须编制合理的运行程序，
以避免电站集中启动对大电网造成冲击的可能性。所有运行参数集中储存并通过大 屏幕显示器展示在领导和公众面前。
图 2-13 安置在公共场合的大屏幕显示器
在电站系统工程中，除太阳能电池板和逆变器质量必须符合国际电工委员会 IEC 和欧共体 TUV 标准之外，安装工程质量将符合国家和行业相关的建筑、电气标准。
2.6 项目主要功能指标
1 项目总装机容量
1MWp 16000M2
不少于 110 万 kWh（度） 不低于 76%
180Wp 单晶硅太阳能电池组件
10 年发电效率不低于 90%，25 年不低于 80%
2 太阳电池组件安装面积
3 年均发电量
4 能量转换效率
5 电池组件标称功率
6 电池组件使用年限
2.7 项目造价
太阳能光伏发电系统的建设费用预算（含税价）为：人民币壹仟零壹拾伍万元（10150000元）。
计算机、电缆、电气配 4
件、防雷电器件、大屏 幕显示器)
kWp 1,000 1000 100.00
系统辅材(控制系统、
计算机电缆、电气配 4
件、防雷电器件、大屏
kWp 1,000 3,800 380.00
11 工程管理费（5%） 12 工程总价
118.65 1,525.62
注：上述预算为交钥匙工程，但不包含建筑工程和屋顶加固所需的费用。
三、项目的风险评估
3.1 工程的环保风险评估
光伏电站的发电机理是硅半导体材料的光电效应，工程所用材料主要为铝合金 型材、结构钢、钢化玻璃、聚四氟乙烯、电缆和电气控制设备，在工程的建造过程 和日常的运行中，对施工操作人员和周围环境都不会产生任何不利的影响。
3.2 对外电网安全性的风险评估
为确保外电网和光伏电站的长期安全稳定运行，电站系统采取了符合国际标准 的一系列安全保护措施和电网频率、相位跟踪系统，这些技术已形成成熟产品在国
外得到了广泛的实际使用，其可靠性已经过了长期运行的验证。通过编制合理的电
站运行控制程序，可以使电站启动时对大电网的冲击降到允许的范围之内。 系统的主要安全保护标准
四、社会经济效益分析
4.1 社会效益分析
寻找新的替代能源已是刻不容缓的战略任务，而光伏电能是最有前途的发展方 向，随着产业规模的不断扩大和制造技术的日趋完善，必定会逐步降低。另一方面， 伴随着传统能源的迅速枯竭，价格会不断攀升；京都议定书的签订，应用矿物燃料 所花费的环保开支也将成倍增加。与其他非矿物能源（如水电、核电）相比，光伏 电站还具有布置规模灵活、施工维护简单、便于大规模标准化生产、没有核废料处 理问题。正缘于此，国外主要发达国家的光伏并网电站产业近年来发展极为迅速， 并已取得了可观的经济效益。
本项目针对深圳市的实际，采用国际成熟控制技术与国产优质光伏组件、配套 产品相结合；大型厂房设计与太阳能综合利用规划相结合；结构施工与电站建设相 结合的思路，将为我国中型城市发展光伏并网电站提供切实可行的成功经验。
4.2 环境效益分析
表 4-1 光伏电站的减排参数 吨/年
年发电量（kWh）
1,118,752
420 1,076
3 3 335
节约标煤
减排二氧化碳
减排二氧化硫
减排氮氧化物
减排烟尘
4.3 经济效益分析
• 国家《可再生能源法》、《新能源产业振兴发展规划》和《金太阳示范工程财
政补助资金管理暂行办法》、《太阳能发电科技发展“十二五”专项规划》，可争取国家补贴 50%的投资成本和设备款 17% 的退税上网电价1元/kwh补贴。除建设投资外，太阳能光伏电站由于没有易损部件，使用寿命期长 达 25 年以上，日常维护成本极低。1MWp 建设规模太阳能光伏并网电站的投 资额 1015 万元、冲抵电价 1.0 元/kWh（并考虑电费每年上涨 2.5%）、每年 10 万元的设备维护费，扣去国家补贴 507万元、17%的设备增值税。预计
电站8年可收回投资成本，并有 30 万元盈余。
• 每年由可再生能源提供的 112 万度电，按每吨二氧化碳排放指标售价 14 美
元计算，每年可创利 9.5 万元。同时可缓减企业的节能减排指标压力。
• 每年就地发电 112 万度，能缓减当地用电高峰时段的电网压力。
• 说明：本项目建议书以1MW为实施例分析，采用的设备单元可以很方便的组建 大规模的太阳能发电站，投资按比例增加；若果不是交钥匙工程，是由用户 自行设计建造，投资成本目前大约在820万元/MW
表 4-3 金太阳项目4年投资回收期营运分析
注：争取到金太阳示范项目的扶持资金，则4年可回收全部投资，并盈利92万元。