屋顶分布式光伏发电项目解决方案
屋顶分布式光伏发电项目
解决方案
一、项目概况
1用户侧分布式发电项目汇总表
2项目概述
2.1 项目简介
项目所在地****集团股份有限公司（**工厂）厂房屋顶，项目设计在公司厂房屋顶安装太阳能光伏发电系统，系统设计光伏电池组件为倾斜22°角安装（根据项目所在地维度及利用光伏分析软件对各种倾斜角进行分析得出光伏组件安装最佳倾角），光伏电池组件面积约8184㎡，光伏电池方阵实际安装面积约22000㎡（因考虑屋顶的建筑及其他遮挡情况）；系统设计装机容量1200KWp，实际装机容量1200KWp。
项目关键发电设备采用240Wp多晶硅太阳能电池组件。光伏阵列采用20串250并，首年理论发电量可达149.59万KWh。光伏电站接入电网方式为用户侧380V并网（实际情况根据电网公司出具的并网方案进行并网），光伏电站经合理设计安装后保证安全、稳定可靠的运行，系统运行状况通过监控系统实时监测。
2.2气象及太阳辐射
临海市位于**省东南沿海，西北距省会杭州市245公里。介于北纬28°40′～29°04′，东经120°49′～121°41′之间。东靠大海，南接台州市椒江区和黄岩区，西连仙居县，北与天台县、三门县接壤。东西最大横距85公里，南北最大纵距44公里，陆地总面积2171平方公里，其中城市建成区面积18平方公里，海岸线长227公里。境内背山面水，以山地和丘陵为主，地势自西向东倾斜。中部是断陷盆地，东部为滨海平原，地势平坦，河浦纵横。临海是台州及**沿海中部的陆上交通枢纽。位于上海经济区南翼，处温州与宁波连线之中，西接金华，东临东海。临海属亚热带季风性湿润气候，四季分明，年平均气温17℃，1月平均气温5.8℃，7月平均气温28℃，年降水量1550毫米，5～6月为梅雨季节，7～9月以晴天为主，夏秋之交台风活动较频繁，日照资源较丰富，较适合光伏发电应用。
3 项目主要内容
本项目以240Wp多晶晶硅太阳能电池组件为核心，通过光伏电池的光生伏特效应将太阳能转化为直流电；系统所产生电能通过分布式并网逆变器之后，输出为380V三相交流电，三相交流电经交流并网柜接入用户侧内部电网（即净电表的用户端）。由此组成一个安全、可靠符合国家验收标准的太阳能屋顶用户侧并网光伏发电系统（此处可根据实际情况来确定并网电压等级问题）。
用户侧并网光伏系统中并网型逆变器需要考虑并网后与电网的运行安全，也就是同频、同相、抗孤岛等控制特殊情况的能力；对逆变器具有要求较高的效率；要求较高的可靠性；要求直流输入电压有较宽的适应范围；在中、大容量的光伏发电系统中，逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。
3.1光伏电站系统的主要技术指标：
1)预期电站寿命期内（25年）年均发电量约136.07万kWh，
（光伏组件考虑22度倾角）；
2)系统平均效率80%；
3)电池组件装机容量：1200KWp；
4)工作环境温度：-10℃~+45℃
5)工作环境湿度：<95%
6)海拔高度：<1500m
7)输出电压：3P+N+PE 380V
8)并网方式：3相380V并网（可根据现成实际情况来确定并
网电压等级）
9)系统保护：可靠的孤岛保护装置
3.2 光伏电站的主要功能：
1）具有并网发电功能及相关并网保护功能；
2）具有净电表计量功能；
3）具有电站运行监控及数据读取功能（监控数据通过LED
显示屏展示）；
4项目建设的必要性
（1）改善生态、保护环境的需要
在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。
提高可再生能源利用率，尤其发展太阳能发电是改善生态、保护环境的有效途径。
太阳能光伏发电以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点，在太阳能产业的发展中占有重要地位。
（2）开发利用太阳能资源，符合能源产业政策发展方向及提高企业经济效益
我国政府已将光伏产业发展作为能源领域的一个重要方面，并纳入了国家能源发展的基本政策之中。已于2006 年1 月1 日正式实施的《可再生能源法》明确规范了政府和社会在光伏发电开发利用方面的责任和义务，确立了一系列制度和措施，鼓励光伏产业发展，支持光伏发电并网，优惠上网电价和全社会分摊费用，并在贷款、税收等诸多方面给光伏产业种种优惠。在中国能源与环境形势相当严峻的情况下，该法将引导和激励国内外各类经济主体参与我国光伏技术的开发利用。
全国人民代表大会常务委员会关于修改《中华人民共和国可再生能源法》的决定。修改后的法律明确，国务院能源主管部门会同国家电力监管机构和国务院财政部门，按照全国可再生能源开发利用规划，确定在规划期内应当达到的可再生能源发电量占全部发电量的比重，制定电网企业优先调度和全额收购可再生能源发电的具体办法，同时还明确这项工作由国务院能源主管部门会同国家电力监管机构督促落实。此次修改的可再生可能源法还规定了由国家财政设立可再生能源发展基金。修改后的可再生可能源法进一步强化了国家对可再生能源的政策支持，该决定将于2010 年4 月1 日起施行。
根据国务院《关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15 号）、《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》（国发[2013]24号）及《财政部建设部关于印发<可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法>的通知》（财建[2006]460 号）精神，
中央财政从可再生能源专项资金中安排部分资金，支持太阳能光电在城乡建筑领域应用的示范推广。
因此，本项目符合国家政策鼓励光伏产业发展，支持光伏发电并网的能源产业政策。
二、综合说明
2.1 太阳能资源条件
1.2MW光伏发电项目场址位于**省临海市。地理位置为北纬28.09°，东经121.18°。临海市年均日照时间1400--2200小时，年平均太阳辐射量为4150～5000 MJ/m2，属我国第四类太阳能资源区域。
2.2 工程场地
本项目所建设地为临海市**公司厂房屋顶，其屋顶为水泥屋顶。根据**公司提供的屋顶承载力证明（屋顶承载力为屋面承重200KG/平方，完全可以承载光伏组件的负重）现场屋顶情况如下图：
2.3工程任务和规模
本项目以240Wp多晶晶硅太阳能电池组件为核心，通过光伏电池的光生伏特效应将太阳能转化为直流电；系统所产生电能通过分布式并网逆变器之后，输出为380V三相交流电，三相交流电经交流并网柜接入用户侧内部电网（即净电表的用户端）。由此组成一个安全、可靠符合国家验收标准的太阳能屋顶用户侧并网光伏发电系统（此处可根据实际情况来确定并网电压等级问题）。本期建设1.2MWp 屋顶分布式光伏并网电站，使用地为临海市**公司厂房屋顶。项目总装机容量1.2MWp，年发电量136.07万KWh。项目采用多晶硅太阳能电池组件组成发电单元，经过汇流逆变后转为交流，通过升压装置送入电网。
2.4光伏系统整体方案设计及发电量计算
本工程光伏组件通过固定支架，固定在水泥基础上。支架为碳钢热镀锌处理满足系统25年使用需求。支架方案如下图：
多晶硅光伏组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，按系统25年输出每年衰减0.8%计算发电量。本工程25年总发电量约为3401.82万kWh，25年年平均发电约149.59万KWh，年利用小时数为：1376.05小时。
2.5电气设计
分布式屋顶光伏发电项目本期总装机容量 1.2MWp，由2个集中的的发电单元组成。太阳电池方阵采用固定倾角方式安装。直流逆变为380V 交流后并入电网（根据当地电网情况进行选择）。分布式光伏电站的接入可根据实地情况进行多点并网方式进行并网。
每个集中发电单元就地并入工厂所用的变压器经典表下端（因**公司有两台变压器，容量都为2500KVA）厂房因公路分为两部分，可依据公路将整个发电区域分为两大块。根据业主要求此次厂房屋顶进行光伏电站建设的屋顶主要有（#7、#8、#9、#12、#13、#15、#16、#17、#18、#19）现场厂房布局如下图：
如上图所述可将（#15、#16、#17、#18、#19）设为一个集中的发电单元，（#7、#8、#9、#12、#13）设为一个集中的发电单元。由于此项目采用多个屋顶进行布置，所以可以直接将每栋厂房上直接放置一台并网逆变器或者直接采用多点并网方式直接并网。
2.6土建工程
（1）场区总平面布置
本工程光伏电站站址位于**省临海市。场内根据工艺需要在**屋顶建设光伏支架基础。基础为水泥及预埋螺栓结构。
（2）光伏支架
经分析计算，太阳能光伏组件应为朝阳22度角排列。
2.7 消防设计
设置闭路电视监视系统。在电站周边设置彩色固定式工业摄像头，在电站内及综合楼内设置球形及半球形摄像头。该系统能够覆盖整个电站该系统能够将图像信息送至集中控制室，并可在大屏幕上显示，实现全站监视。同时在门卫值班室设置安保系统监视器。在汇流箱固定处设立消防沙箱及干粉式灭火器。
2.8 施工组织设计
（1）施工条件
光伏电站施工所需的水利用厂区附近的自来水管引入、施工临时用电引自于厂区内 400V电网，通讯可利用普及率较高的移动通讯等方法解决。
（2）主体工程施工
a土建工程
支架主体工程为光伏阵列基础，考虑到以后要有足够的日常的维修、维护通道。
b安装工程
光伏发电直流系统安装时，按照下列顺序进行施工：光伏组件支架安装→光伏组件安装、直流汇流箱安装、逆变器安装→布线。
交流系统设备主要采用室内布置，设备安装时应由内及外，并遵循先主体设备后辅助设备的原则。
（3)施工总布置
根据光伏电站的施工特点，主要布置有施工用支架系统、建设用支架系统、临时生活办公房等设施。
光伏组件堆放场地为避免二次搬运，光伏设备采用分批运抵现场，靠近安装位置集中存放。光伏设备临时堆场布置于光伏阵列间隔空地上。光伏电站内空地地势起伏不大，无需进行地面处理，只需准备临时堆放垫木。
（4）施工总进度
本工程主要利用屋顶布置太阳能光伏组件，总装机容量 1.2MWp，施工周期相对较长。
可行性研究报告及审查：15~30个工作日；
主设备招投标：15~30个工作日；
初步设计及施工图设计：15~30个工作日；
支架安装、组件安装、设备安装、单体调试、联合调试：3个月；
2.9 工程管理设计
本工程开工后抽调专门人员成立光伏发电项目部负责本光伏电站的项目建设、运行维护、管理等工作。计划设定施工管理人员约10人，运行和日常维护人员约6人。
2.10 环境保护
（1）环境影响评价
本工程对环境的影响包括施工期和运行期两方面，主要还是施工期对周围的环境影响较大，但施工期的环境影响将随着工程的结束而消失。另外，我们在施工的过程中加强对施工环境的维护治理，提倡文明施工，加强现场管理。
2.11劳动安全与工业卫生设计
本工程施工期主要可能发生安全事故的因素包括：设备运输作业、吊装作业、设备安装和施工时的高空作业、施工时用电作业、变电站电气设备安装以及设备损坏、火灾等。
运行期主要可能发生安全事故的环节包括：太阳能光伏发电设备与输变电设备损坏、火灾、爆炸危害；噪声及电磁辐射的危害；电气伤害、坠落和其它方面的危害。
2.12设计概算
本工程静态总投资1044.08 万元，单位kW静态投资9元/瓦。
2.13结论与建议
（1）本项目的建设符合国家和当地的产业政策，有利于优化能源结构、减少温室气体排放和环境保护，对促进我国太阳能光伏发电技术进步和推动光伏产业发展具有非常重要的意义。
（2）本工程所用的主要设备选用技术先进、生产工艺稳定成熟的产品，如组件选用240Wp的多晶硅组件，为国内各组件厂商的主推产品，转换效率高；逆变器采用大功率高效逆变器、效率高、造价低。设计和施工方案是合理可行的。经分析，本项目在财务和经济上也是可行的。项目技术经济性能指标见下表。
光伏电站主要技术经济性能参数表
三、太阳能资源
3.1 我国太阳能资源分析
地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。
我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。
图2-1 我国太阳能资源分布
我国将图2-1中日照辐射强度超图2-1 我国太阳能资源分布过9250MJ/m2的西藏西部地区以外的地区分为五类。
一类地区全年日照时数为3200～3300小时，年辐射量在7500～9250MJ/m2。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。
二类地区全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在5850～7500MJ/m2，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。