富昱能源科技(昆山)有限公司昆山4MWp分布式光伏电站 20140623项目实施方案

第一章基本概况

第一节项目建设单位概况

富昱能源科技（昆山）有限公司成立于2007年，股东发起人为雅佳控股有限公司，住所在江苏省昆山市玉山镇南淞路299号，法定代表人游象富，注册资本2000万美元，公司类型为有限责任公司（外国法人独资）。企业一般经营项目：研发、生产、加工、组装太阳能电池及相关零组件，销售自产产品。

昆山是富士康科技集团最早布局华东的重要战略基地，全球最大的个人电脑连接器制造基地，由城北厂区（玉山镇）和吴淞江厂区组成。城北厂区1993年10月开幕，进驻了NWInG、CCPBG、奇美电子等事业群，旗下有富士康电脑接插件(昆山)有限公司、富士康电子工业发展(昆山)有限公司等。吴淞江厂区进驻了SHZBG、PCEBG、SEBG等事业群，旗下有康准电子科技(昆山)有限公司、富翔精密工业(昆山)有限公司等。

第二节地理位置

一、项目建设地点

本次拟实施项目分别位于江苏省昆山开发区高科技工业园富士康路889号和昆山市玉山镇南淞路299号。

二、昆山市概况

1、概况

昆山市是江苏省的下辖的一个地级市，处江苏省东南部、上海与苏州之间。北至东北与常熟、太仓两市相连，南至东南与上海嘉定、青浦两区接壤，西与吴江、苏州交界。东西最大直线距离33 公里，南北48 公里，总面积921.3平方公里，其中水域面积占23.1%。属北亚热带南部季风气候区。气候温和湿润，四季分明，光照充足，雨量充沛。年平均气温16.5℃；年降水量1447 毫米，年日照时间1697小时，全年无霜期239天。昆山位于东经120°48′21″-121°

09′04″、北纬31°06′34 ″-31°32′36″。昆山交通便捷、教育发达、国际化水平高。她位于江苏省东南部苏州市与上海市之间；北至东北与常熟市、太仓市两市相连，东至东南与上海嘉定、青浦两区交界，西与中新苏州工业园、吴江市接壤，南部水乡名镇周庄与浙江相通。总面积921.3 平方公里。总人口164.7万（2010 年普查），其中户籍人73万。

2、气候特征

昆山地处江苏省东南部，属北亚热带南部季风气候区，四季分明，冬冷夏热，光照充足，雨水充沛，雨热同期，无霜期长，气候资源丰富。但也因各年冬、夏季风进退早迟，强度不一，温度和降水的年际变化较大，分布不均，旱涝、高温、大风、霜冻等气象灾害时有发生。

3、降水特征

历年平均降水量为1133.3 毫米，年际差异较大，最多年降水量达1522.4毫米(1991 年)，最少年降水量为826.1 毫米（1992 年），统计年降水量大于1200毫米的有十年，占三分之一，有五年的年降水量在900 毫米以下。一日最大降水量为204.9毫米，出现在1985 年8 月1 日。统计全年暴雨日数（日降水量≥50 毫米）平均为2.9 天，以6-8 月出现次数最多。统计全年总降水日数，历年平均为124 天，最高年份1980 年达144 天，最少1995 年仅99 天。月降水日数最多的为6 月份，1月为最少。历年平均相对湿度79%，各年变化差异不大，最大84%（1984 年），最小69%（2005 年），日最小相对湿度极值为6%（1986 年3 月5 日）。相对湿度的日变化正好与温度相反，一天中清晨气温出现最低时，往往是相对湿度最大时，反之亦然。

第三节太阳能资源情况

一、我国太阳能资源分析

1、我国太阳能资源状况

我国幅员广阔，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳能辐射能约为50×1015MJ，全国各地太阳辐射总量为3350~8370MJ/cm2，中值为5860MJ/cm2。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，与同纬度的美国相近，比欧洲、日本优越得多。我国太阳能资源的理论储量达每年17000亿吨

标准煤，约等于数万个三峡工程发电量的总和。太阳总辐射年总量整体呈现出西部多于东部、高原大于平原﹑内陆大于沿海、干燥区大于湿润区的分布情况。

2、我国太阳能资源分布

按接受太阳能辐射量的大小，一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。我国是太阳能资源丰富的国家之一，其中西藏南部和青海格尔木地区是两个高值中心，总辐射年总量达到7200MJ/m2左右。

在太阳能资源评估及分区方面，以太阳总辐射的年总量为指标，进行太阳能资源丰富程度评估（《太阳能资源评估方法（QX/T 89-2008）》及《我国的太阳能资源及其基本评估方法》），等级及相应区域分布见表1-1。

图1-1给出了我国1978~2007年平均的总辐射年总量、直接辐射年总量、直射比年平均值和年总日照时数的空间分布。

图1-1 我国太阳能资源主要物理量空间分布图* *申彦波：我国的太阳能资源及基本评估方法

由图1-1可以看出，我国的总辐射年总量自西北到东南呈先增加再减少然后又增加的趋势，总的来说西部多于东部、高原大于平原﹑内陆大于沿海、干燥区大于湿润区，具体显示。主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°～40°地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长。

3、我国并网发电适宜度

根据《光伏并网电站太阳能资源评估规范》（征求意见稿），以日峰值日照时数为指标，进行并网发电适宜程度的评估，我国并网发电适宜程度分为4级，详见表1-2。

二、昆山市太阳能资源

1、昆山市自然气象条件

昆山市历年平均日照时数1974.8小时，最多年日照时数2307.4小时（1983年），最少年日照时数1643.4小时（2007年）。平均日照百分率45%。一年中以7、8月份最多，日照百分率可达50-52%，6 月较少，日照百分率仅36%。30年中日照最少月份仅62.2小时（2008年6月），仅占可照时数的15%。总的来说，本地光照条件比较优越。

2、昆山市太阳能资源

本项目在光资源分析时采用美国国家航空航天局（NASA）收录的全球气候数据库，该数据库涵盖了世界上许多地区的气象资料数据。根据本项目所在地区经纬度，美国宇航局（NASA）网站提供的卫星观测数据见图1-2。

图1-2 美国宇航局网站提供的当地卫星观测数据

三、小结

昆山市地处亚热带，受太阳辐射和季风环流的影响，形成了冬季低温少雨、夏季高温多雨、四季分明的亚热带季风气候。昆山市所处的纬度位置较低，太阳高度较大，根据NASA网站提供的卫星观测数据，年平均太阳辐射总量为5006.34MJ/m2，日峰值日照时数为3.81 h，属于《太阳能资源评估方法（QX/T 89-2008）》中太阳

能资源丰富级别。

第四节项目总投资

一、项目总投资和资金筹措方案

本项目总投资3,200万元，项目总投资30%为企业自有资金，70%贷款。

二、财务评价

本项目年均供电量380万度，按照项目单位节约用电的内部结算价0.8元计，则项目年节电效益为304万元。财务分析表明，本项目发电供企业自用而减少企业波峰电的使用量，在获取国家分布式光伏补贴电价0.42元/度后，项目投资方财务内部收益率可以达到基准收益率以上。项目在实现预期投入产出目标的情况下财务上可以接受，能按时收回投资，有一定的经济效益。

第五节装机容量及预测发电量

本项目主要利用昆山城北厂区富士康电脑接插件(昆山)有限公司和富士康电子工业发展（昆山）有限公司以及吴淞江厂区富翔精密工业(昆山)有限公司和康准电子科技(昆山)有限公司共12栋厂房5棟宿舍及1個停車棚，可利用建筑面积共计约为60676平方米。太阳电池组件在混凝土屋面采用最佳倾角25°安装，根据组件支架最小间距，结合各个建筑屋面实际情况，充分考虑女儿墙遮挡、屋面通风口避让、屋面设备和管道避让等因素，共布置240Wp的太阳电池组件16672块，总装机容量约为4MWp。

本项目平均年发电量为380万kW·h，25年总供电量为9500万kW·h。

第六节电网接入方案

本次装机容量4MWp金太阳示范项目为用户侧并网型光伏发电项目，所发电力拟主要供给项目申报单位用电，原则上所发电量自发自用，并网不上网。根据本项目安装容量以及公司电网情况，暂考虑以400V电压等级接入公司内部电网，具体方案以接入系统方案审查意见为准。

本系统采用分段连接、逐级汇流的方式进行设计，即光伏阵列按照合理的组串方式接入汇流箱，然后接入直流配电柜，汇流箱和直流配电柜中包括防雷保护装置以及短路保护等功能。经过直流部

分的汇流调整之后，直流输出接入逆变器。

项目采用分布式发电，通过逆变器接至公司变压器低压母线侧。各独立的光伏发电单元经过光伏电站自动控制系统和隔离变输出400V交流电后，与低压供电母线直接并联，为厂房内的负荷供电。同时各生产厂房内的400V母线通过厂区的低压配电网络与公共电网形成连接，使得整个厂区内的光伏电站与公共电网形成并网。

第二章主要内容

第一节可利用建筑面积情况

本项目在富士康科技集团城北及吴淞江厂区既有建筑屋顶建设4MWp屋顶光伏电站，城北厂区位于江苏省昆山开发区高科技工业园富士康路889号，吴淞江厂区位于江苏省昆山市南淞路299号。本项目主要利用12栋厂房5棟宿舍及1個停車棚，可利用建筑面积共计约为60676平方米，厂房为混凝土结构，具体详见表2-1。

图2-1-1城北厂区总平面布置图

图2-1-2吴淞江厂区总平面布置图

第二节示范区域内用电负荷情况

本项目单位用电电源来自公司内部的35kV和110kV变电所。企业目前年用电量为42440万kW·h，远大于本次光伏电站提供电力，因此，该4MWp太阳能屋顶电站项目所发电能就地消化，并网不上网，不向电网输送电力。

第三节系统设计及技术方案

一、设计依据

从NASA获取的太阳能辐射资料；

建设单位提供的设计资料和设计要求；

相关专业提供的设计资料；

国家、行业和地方现行的主要设计、施工和验收标准、规范及规程，详见下表：

二、系统构成

光伏并网发电系统由光伏电池组件、汇流箱、光伏并网逆变器以及综合监控系统组成，采用具有国际先进技术水平的国产化设备，采用用户侧低压（400V）并网方式。用户侧低压并网方式系统原理图如下图所示。

太阳电池组件及其支架：设计采用240Wp多晶硅光伏电池组件，混凝土平屋面采用钢制材料的太阳电池支架；

汇流箱：设计采用带防雷和防反功能的汇流箱；

逆变器：设计采用带工频隔离变压器的光伏逆变器；

综合监控系统：实现光伏示范电站的监控。

图2-2 用户侧低压并网方式系统原理图

本工程采用以计算机监控系统为基础的监控方式。计算机监控系统应能满足全站安全运行监视和控制所要求的全部设计功能，控制室设置计算机监控系统的值班员控制台。整个光伏电站安装一套综合自动化系统，具有保护、控制、通信、测量等功能，可实现光伏发电系统全功能综合自动化管理，实现光伏电站与地调端的四遥功能及发电公司的监测管理功能。

本项目可以采取分布式和集中式相结合的监测控制方案。由于各光伏并网逆变器都自带数据采集模块和RS485接口，所以可以很方便地通过数据信号线、光伏专用监控软件，进行单点和集中监测和控制。

电站监测系统软件的主要功能是数据采集、传输、处理、存储和查询。采集的主要参数是光伏组件输出的电参数、累计电能、逆变器的输入输出参数、太阳辐射强度等信号。采集的数据经过数据处理后，加入数据库中，以备查询。可实时显示现场的运行数据，进入各个监测界面，点击功能控制键，可查看数据趋势曲线、查询历史数据等操作，并生成数据报表。若外接打印机，可打印指定的报表。监测软件还设计了网络监测功能，采用上位机和下位机之间的点对点的通信方式，实现系统的远程监测。

三、技术方案

1、太阳能发电技术

（1）太阳能光伏发电原理

太阳能电池发电的原理是光生伏特效应。当太阳光（或其他光）照射到太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光生电子—空穴对。在电池内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端出现异性电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。

（2）光伏发电系统的构成和发电流程

光伏发电系统由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成。由于这三个部分主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，设备可靠稳定，而且寿命长、安装维护简便。典型的光伏发电系统组成如图2-3所示。

图2-3 光伏并网发电系统示意图

太阳能光伏组件分布在光伏电站厂区。根据电池板分布情况以及各区域电池板出力情况，将整个光伏电站分为若干个子系统。每个子系统相对独立，分别由光伏组件、直流监测配电箱、并网逆变器等组成。太阳能通过各子系统光伏组件转化为直流电，通过直流监测配电箱汇集至并网型逆变器，将直流电能转化为与电网同频率、同相位的三相交流电并接至升压变前400V母线，光伏发电流程如图2-4所示。

图2-4 太阳能光伏发电系统流程示意图

2、本项目方案选择

本项目拟利用多晶硅光伏组件，在厂区建筑屋顶建设4MWp容量的发电系统，同时根据建设方案配置相应的接入系统，发电原则上自发自用。

四、设备方案

1、主要设备选择

（1）太阳能电池组件选型

①选型原则

在产品技术成熟度高、运行可靠的前提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用行业内的主导太阳电池组件类型。再根据电站所在地的太阳能资源状况和所选用的太阳电池组件类型，计算出光伏电站的年发电量，最终选择出综合指标最佳的太阳电池组件。

②拟选组件

目前，全球光伏发电产业中，晶体硅材料是生产及应用技术最成熟的光伏发电材料。我国太阳电池商业化生产的太阳电池组件主要以晶体硅太阳能电池为主。预计未来10年内，晶体硅材料仍将为主流光伏发电材料。

通过对比不同材料太阳电池组件的各项性能指标，根据江苏省昆山地区的日照情况以及本项目的示范意义，结合本项目实际情况，拟选用240Wp型多晶硅电池组件16672块，具体技术参数见表2-3。

图2-5 组件结构图

本项目光伏组件总容量为4MWp，阵列组串的串、并联数情况以后续详细设计为准。

（2）逆变器选型

并网逆变器是光伏并网发电系统的重要设备之一，其主要功能是把来自太阳能电池方阵输出的直流电转换成与电网电力相同电压和频率的交流电，并把电力输送给电网或与交流系统连接的负载，同时还具有极大限度地发挥太阳能电池方阵性能的功能和异常或故障时的保护功能。

每个逆变器都连接有若干串光伏电池组件，这些光电组件通过直流监测配电箱连接到逆变器。直流监测配电箱内置组串电流监测单元，具有监测各组串电流的功能，并以数据格式将电流监测信息传输至逆变器控制器。随着光伏电站容量、规模越来越大，对逆变器容量、效率也要求更大、更高。一般逆变器效率随着容量的增加而提高，即容量越大，其效率也越高。

对于MW级的光伏发电系统，光伏阵列面积非常大，由于光伏电池组件电流、电压的性能参数不可能做到完全一致，因此光伏组件串并联时相互之间的影响可能会导致整体光伏发电系统的发