光伏电站可行性研究报告.doc

甘甘肃肃 X X9MWp 光光伏伏并并网网发发电电项项目目 可可 行行 性性 研研 究究 报报 告告 目目 录录 第一章 综合说明 1 1 1 概述 1 1 2 太阳能资源 1 1 3 工程地质 1 1 4 项目的任务和规模 2 1 5 太阳能发电设备选型和布置 2 1 6 电气 3 1 7 工程消防设计 3 1 8 土建工程 4 1 9 施工组织设计 4 1 10 工程管理设计 5 1 11 环境保护和水土保持设计 5 1 12 劳动卫生与工业卫生设计 6 1 13 工程设计概算 6 1 14 经济与社会效果分析 7 1 15 结论 9 第二章 太阳能资源和当地气象条件 10 2 1 地理条件 10 2 2 气象条件 10 2 3 太阳能资源分析 12 第三章 工程地质条件 13 3 1 区域地质构造及地震动参数 13 3 2 场地工程地质条件 13 3 3 场区水文 气象工程条件 14 3 4 场地工程地质条件评价 15 第四章 项目任务与规模 16 4 1 项目概况及任务 16 4 2 项目规模 17 4 3 地方发展规划分析 17 4 4 结论 18 第五章 总体方案设计 20 5 1 光伏电站总体规划 20 5 2 太阳能资源分析 20 5 3 太阳能光伏方阵系统 21 5 4 逆变器系统 26 5 5 电气接入系统 26 5 6 监测 计量及数据采集系统 26 5 7 光伏电站运行维护 27 5 8 公用专业设计原则 27 第六章 电站的技术设计 28 6 1 太阳电池方阵设计 28 6 2 电气部分 32 6 3 通风与空调设计 40 6 4 给水排水部分 42 6 5 防雷接地设计 45 6 6 环境检测装置 46 6 7 通讯 47 6 8 年发电量测算 48 第七章 消防 54 7 1 工程概况 54 7 2 工程消防设计 54 7 3 施工消防 55 第八章 土建工程 60 8 1 概述 60 8 2 场地自然条件 60 8 3 设计参数 61 8 4 设计采用的规范规程 61 8 5 采用的主要建筑材料 62 8 6 采用的标准图集 62 8 7 建筑设计 62 8 8 结构设计 63 8 9 地基基础设计 63 8 10 总体布置 63 第九章 施工组织设计 66 9 1 施工条件 66 9 2 施工总布置 67 9 3 施工交通运输 69 9 4 工程征用地 69 9 5 主体工程施工 69 9 6 施工总进度 70 9 7 附表及附件 72 第十章 工程管理设计 73 10 1 工程管理机构 73 10 2 主要管理设施 74 10 3 运营期管理设计 75 第十一章 节能分析及节能措施 79 11 1 工程能耗标准 法规及能耗指标 79 11 2 节能措施 79 第十二章 环境保护与水土保持设计 82 12 1 环保法律法规依据 82 12 2 环境影响分析及保护措施 82 12 3 综合评价 86 第十三章 劳动安全与工业卫生 87 13 1 劳动安全与工业卫生设计概述 87 13 2 工程安全与卫生潜在的危害因素 87 13 3 劳动安全与工业卫生对策措施 87 第十四章 项目投资估算与融资方案 90 14 1 项目概况 90 14 2 投资估算 90 第十五章 财务评价 96 15 1 概述 96 15 2 财务评价 96 15 3 建设投资 96 15 4 经济评价结果 98 15 5 经济评价结论 99 15 6 财务评价表 99 第十六章 社会影响分析 113 16 1 社会影响效果分析 113 16 2 社会适应性分析 113 16 3 社会风险及对策分析 113 第一章第一章 综合说明综合说明 1 1 概述概述 本项目选址酒泉市 X 县 地处东经 98 59 99 35 北纬 39 59 40 00 场区海拔高度约 1125 米 地势平坦 地质构造稳定 距省道 214 线约 3km 公路运输干线可利用 312 国道 214 省道 酒航公路 对外交通十分便利 甘肃 X9MWp 光伏并网工程所处的戈壁滩行政隶属 X 县管辖 场地海拔 高程 1100 1150m 属内陆温带大陆性气候 具有冬季寒冷 夏季炎热 光照 充足 季节性冬土深度约 1 2m 区域地质构造上为花海子盆地东部边缘地带 工程区位于 X 凹陷盆地 拟建区内未见地下水 地表排水畅通 地下水位埋藏 较深 适合建造大型光伏并网电站 工程计划总装机容量为 9MWp 采用 35kV 电压等级接入当地电网 整体 工程占地约 31 98 万平方米 项目建设工期约 6 个月 1 2 太阳能资源太阳能资源 甘肃省具有丰富的太阳能资源 年太阳能总辐射量在 4800 6400MJ m2 年资源理论储量 67 万亿 KWh 每年地表吸收的太阳能约相当于 824 亿吨标准 煤燃烧所释放的能量 太阳能开发利用前景广阔 甘肃省太阳总辐射以夏季最多 冬季最少 春季大于秋季 7 月各地太阳 总辐射量为 560 740MJ m2 1 月为 260 380MJ m2 4 月为 480 630MJ m2 10 月为 300 480MJ m2 最大月与最小月的太阳能辐射量相 差约 2 倍 甘肃省各地年日照时数在 1700 3320 小时之间 自西北向东南逐渐减少 河西走廊西部年日照时数在 3200 小时以上 陇南南部在 1800 小时以下 其余 地区在 2000 3000 小时之间 甘肃省酒泉市 X 县具有丰富的日照资源 优越的地理条件 根据 X 县气 象局提供的数据 甘肃省酒泉市 X 县太阳能多年平均年日照小时数 3280h 多 年平均年日照辐射量为 1753kW h m2 2 1 3 工程地质工程地质 1 3 1 场址区域地质构造概况 X9MWp 光伏并网工程位于酒泉市 X 县戈壁滩上 行政隶属 X 县管辖 海 拔高程 1100 1150m 属内陆温带大陆性气候 具有冬季寒冷 夏季炎热 光 照充足 季节性冬土深度约 1 2m 工程区内外交通便利 工程场址区地处大陆深部 北大河的山前扇形地带上 以戈壁滩为主 地 势较为平坦开阔 场址区地势开阔 地形平缓 自然坡度约 1 3 起伏较小 地表为沙卵砾石戈壁 分布有低矮耐旱植物 滩上遍布大小冲沟 深度 0 2m 1m 不等 宽度 0 5m 10m 之间 工程场址区场地岩土体常年处于干燥状态 地下水埋深较大 不具有砂土 液化的条件 场地岩土体无振动液化问题 戈壁平原 地势平坦 场址区不存 在泥石流 滑坡等不良地质现象 据工程厂址区域附近地的地质勘察资料类比分析 本工程场区内地基土层 具有较好的物理力学性质 可满足建筑物基础要求 1 3 2 场区基本工程地质条件 1 3 2 1 场区岩土工程条件 出露的地层岩性主要为第四系砂砾碎石土层 青灰 灰白色 结构稍 中 密 最大颗粒 8 10cm 一般粒径 1 3cm 砾石磨圆度较好 主要成分为砂岩 石英岩 灰岩 花岗岩等 该层在场地上分部较稳定 厚度大于 10m 1 3 2 2 场地地下水条件 拟建区内未见地下水 工程施工时 可不考虑地下水对拟建建筑物的影响 1 4 项目的任务和规模项目的任务和规模 本项目地处酒泉市X县戈壁滩场址 场址拟装机规模为9MWp 运行期多年 平均上网电量均为1462万kWh 工程任务为发电 建成后并入国家电网 该电 站在甘肃酒泉市X县建设能有效利用当地丰富的太阳能资源和荒漠化土地资源 能够加快甘肃能源电力结构调整 并能够为酒泉市和周边地区提供清洁电力 满足当地的电力需求 同时 建设本大型太阳能光伏电站示范项目 可有效促 进降低光伏发电电价水平 促使光伏发电技术在全国快速推广 3 1 5 太阳能发电设备选型和布置太阳能发电设备选型和布置 光伏发电系统太阳电池有很多种 按常用方法主要分为三类 晶体硅太阳 电池 薄膜太阳电池和聚光太阳电池 目前硅基材料的太阳电池占据市场的主 流 单晶硅太阳电池 多晶硅太阳电池及非晶硅薄膜太阳电池占整个光伏发电 市场的 90 以上 非晶硅薄膜太阳电池近年来的发展迅速 应用范围也不断扩 大 太阳电池方阵有多种安装方式 实际工程采用的安装方式主要包括 固定 安装 单轴跟踪 平轴 斜轴 双轴跟踪 通过多方面经济技术比选 甘肃 X9MWp 光伏电站工程选用多晶硅太阳电 池组件 组件安装方式推荐采用固定角度方式 光伏电站的另一个关键设备是逆变器 逆变器选择要可靠性高 保护功能 齐全 且具有有功功率控制调节能力 控制范围 0 100 电网侧高功率因数 正弦波电流 无谐波污染供电等特点 同时 逆变器选型时应尽量选用大功率 性能可靠的产品 减少系统损耗 甘肃 X 光伏电站系统总装机容量为 9MWp 整个光伏电站共配置 18 台 500kW 光伏并网逆变器 1 6 电气电气 本期建设 9MWp 的规模 其接入系统电压等级以最终接入审查意见为准的 规定 选择为 1 回 35kV 方案 接入方案为 自电站架设 1 回 35kV 线路接入当地 110KV 变电站 本期工程 9MWp 太阳能电池经逆变器后经 0 27 35kV 升压变压器后 并联 至 35KV 母线 再经 1 回 35KV 线路接入当地 110KV 变电站 确定无功补偿容量选择原则 在光伏电站满发工况下时送出线路接入系统 点的功率因素为 0 99 即 cos 0 99 1 7 工程消防设计工程消防设计 站内须按 GB 50140 2005 建筑灭火器配置设计规范 设置灭火器 根据 配置点的火灾类别 危险等级 灭火器具形式做相关配置 户外箱变附近配置推车式 ABC 干粉灭火器 用于箱变等电器带油设备的灭 4 火 其它户外配电装置及公用设施根据规范配备手提式 ABC 干粉灭火器 此外 所内还应配有一定数量的消防铲 消防斧及消防铅桶等消防器材 1 8 土建工程土建工程 1 8 1 总平面布置 本工程围墙内占地面积为31 98万m2 位于甘肃省X县 太阳能电池采用多 晶硅电池 装机容量为9MWp 太阳能电池阵列由9个1MWp固定方阵组成 考 虑交通运输及日后运行方便布置在光电站的东南 从遮挡角度出发 适当拉大 建筑物与电池方阵的距离 光伏电站的围墙采用金属格栅围墙 围墙基础高度 为0 3m 大门设在南围墙 太阳能电池方阵和集控站各设一座独立的大门 每 个区域有道路连通 以便于检修巡视 1 8 2 土建结构 本工程为甘肃 X9MWp 光伏并网发电项目 土建工程的范围为光伏电站围栏内所有土建设施 包括如下主要建 构 筑物 综合楼 分站房 35kV 配电站 生活水泵房 太阳电池支架的基础 箱变基础 废水收集池 1 8 3 主要建筑物概述 甘肃 X9MWp 光伏并网发电项目处于戈壁空旷地区 为适应当地环境 便 于生产管理 建筑平面获得更高的使用效率 本工程主体建筑采用综合性建筑 方案 设计为一栋综合楼 主体建筑综合楼划分为生产 生活两大功能分区 明确的功能分区 充分 满足了工作人员办公 生活及接待外来人员等要求 5 1 9 施工组织设计施工组织设计 光伏电站工程对外交通运输道路主要有国道 本工程修建一条四级混凝土 路作为进站道路与国道相连接 光伏电站集控站与外界道路连通 设备可运抵 光伏电站 场内道路既要满足临时施工要求 又要满足将来光伏电站的检修维 护的要求 道路路由整体成环状 能保证到达每组太阳电池方阵 以便于施工 和维护 本工程的施工场地开阔 交通便利 施工所需水源 电源 通讯以及工程 所需建材 当地可以满足供应 本期工程占地为沿海滩涂地 工程占地原则上以永久设施的基础边界划分 经计算 本期工程推荐方案永久占地31 98万平方米 1 10 工程管理设计工程管理设计 根据生产和经营需要 遵循精干 统一 高效的原则 对运营机构的设置 实施企业管理 参照原能源部颁发的能源人 1992 64 号文 关于印发新型电厂 实行新管理办法的若干意见的通知 及原电力部颁发的电安生 1996 572 号文 关于颁发 电力行业一流水力发电厂考核标准 试行 的通知 的意见 结 合本工程具体情况 按 无人值班 少人值守 的原则进行设计 项目公司将 根据专业化 属地化原则组建 部分管理人员和全部运行维护人员通过考试在 项目当地选拔 根据光伏电站的特点及工程的总体布置情况 将整个光伏电站分为生产和 生产管理两大区域布置 生产区包括太阳能电池方阵 箱式变电站 生产管理 区主要为控制站 设置管理办公室以及设备用房 以满足现场对生产的管理要 求 1 11 环境保护和水土保持设计环境保护和水土保持设计 太阳能光伏发电建设属清洁能源工业 工程的建设及投运总体对区域环境 影响较小 工程建设过程中对生态环境有一定影响 建成投运后 光伏电站对 周围环境无任何影响 生活污水和垃圾由于产生数量少 对环境影响甚微 在施工过程中将采取洒水等措施 尽量降低空气中颗粒物的浓度 本工程 施工大部分安排在白天 且场址周围为荒滩 没有居民和工矿 故施工噪声对 6 周围环境没有影响 施工期固体废物主要为建筑垃圾及生活垃圾 要求随时产生随时清运并处 置 避免刮风使固体废弃物飞扬 污染附近环境 太阳能光伏发电系统在发电过程中不会产生任何噪声 因此本项目运行对 周围的声环境敏感点无影响 在光伏电站建成投运后 主要固体废弃物为生活及检修垃圾 该部分废弃 物要倒往指定地点 并定期集中处理 避免刮风时固体物飞扬 污染附近环境 光伏电站 35kV 升压站建成后 四侧围墙外的电场强度和磁感应强度将远 低于居民区电磁场评价标准限值 距围墙外 20m 处产生的无线电干扰强度符合 评价标准 对周边电磁环境无影响 按照水土保持防治分区 根据工程建设可能造成的水土流失和危害情况 布置水土流失防治措施 太阳能光伏发电是一种清洁能源 与火电相比 可节约大量的煤炭或油气 资源 有利于环境保护 同时 太阳能是取之不竭用之不尽的可再生能源 早 开发早受益 1 12 劳动卫生与工业卫生设计劳动卫生与工业卫生设计 光伏电站的建设和生产运行应符合我国目前的有关政策 以及电力行业的 设计规程和设计规定 充分考虑保障施工 运行人员安全健康的因素 并符合 国家有关标准和规定 电站的设计将遵循劳动部劳字 1988 48 号 关于生产性建设工程项目职 业安全卫生监察的暂行规定 和 火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程 DL5053 1996 等规定的要求 有重点地采取防护措施 以确保工作人员的 人身安全和身体健康 按照现行的建筑设计有关标准规范的规定 并配备必要的仪器设备如消防 与救护设施 火灾报警系统和灭火设施 安全供水系统 安全供电系统 隔声 降噪操作室 控制室 值班室等 防暑 降温与防寒 防冻设施 电站需设立安全卫生管理机构 对生产过程中职业安全与卫生防范措施的 实施进行监督 安监办专职安全管理人员应编制相应的安全管理制度 各生产 7 班组均设有兼职安全员负责监督各项安全卫生措施的实施 劳动防护用品的采 购 发放以及对事故应急预案的编制与执行等工作 1 13 工程设计概算工程设计概算 1 13 1 编制原则和依据 1 13 1 1 价格水平年 静态投资为 2012 年水平 1 13 1 2 定额的选用及费用标准 a 主要编制原则 依据国家 部门及当地现行的有关文件规定 费用定额 费率标准等 材 料 设备等价格按该地区 2012 年价格水平计列 b 主要编制依据及参考依据 国家现行文件及规定 1 13 2 投资主要指标 1 本工程投资比例 资本金 28 5 银行贷款 71 5 建设期贷款利率按 固定资产贷款年利率 5 895 计算 偿还期 12 年 2 工程静态投资 动态投资 工程的静态投资 11561 66 万元 总投资为 12187 22 万元 1 14 经济与社会效果分析经济与社会效果分析 1 14 1 财务评价 项目规模 该项目总装机为 9MWp 年平均上网电量 1462 万 KWh 建设工期 6 个月 财务评价期 26 年 含建设期 评价结论 年平均上网电量 1462 万 KWh 上网电价 含增值税 1 元 kWh 的情 况下 各项评价指标基本符合规定要求 对于清洁能源发电项目来说本项目在 经济上可行 且具有较好的经济效益 表 1 1 财务指标汇总表 8 序号序号项目名称 单位 项目名称 单位 数值数值 1装机容量 MW 9 0099 2年上网电量 MWh 14623 0677 3总投资 万元 12187 01 4建设期利息 万元 248 95 5流动资金 万元 0 6销售收入总额 不含增值税 万元 31245 84 7总成本费用 万元 16700 33 8销售税金附加总额 万元 289 67 9发电利润总额 万元 16066 28 10经营期平均电价 不含增值税 元 kWh 0 8547 11经营期平均电价 含增值税 元 kWh 1 12投资回收期 所得税前 年 10 09 13投资回收期 所得税后 年 10 2 14全部投资内部收益率 所得税前 9 67 15全部投资内部收益率 所得税后 8 9 16全部投资财务净现值 所得税前 万元 2735 61 17全部投资财务净现值 所得税后 万元 3046 81 18自有资金内部收益率 11 12 19自有资金财务净现值 万元 1498 11 20总投资收益率 ROI 6 38 21投资利税率 4 78 22项目资本金净利润率 ROE 15 5 23资产负债率 75 34 24盈亏平衡点 生产能力利用率 0 5395 25盈亏平衡点 年产量 MWh 7888 9 1 14 2 社会效益评价 1 14 2 1 节能和减排效益 太阳能是清洁的可再生能源 是我国有待加强开发的新型能源资源 开发 利用太阳能资源是调整能源结构 实施能源可持续发展的有效途径 同时也有 利于生态与环境保护 太阳能电站建成后 每年可为电网提供可再生的发电量 每年可为国家节约标煤 相应每年可减少多种有害气体和废气排放 如二氧化 硫 二氧化碳排放量 减少烟尘排放量 一氧化碳和碳氢化合物等 因此 节约煤炭资源和环境保护角度来分析 太阳能发电工程的建设具有 明显的社会效益及环境效益 1 14 2 2 其他社会效益 9 太阳能电站的生产过程是将太阳能转化为电能 不产生任何污染物 因此 太阳能电站的建设代替煤电场的建设 将大大减少对周围环境的污染 充分利 用可再生的 清洁的太阳能资源 节约不可再生的化石能源 减少污染 保护 人类赖以生存的生态环境 其社会效益是非常明显的 太阳能工程突出的优点是环境效益好 不排放任何有害气体和废弃物 不 需要移民 对人类生活居住干扰小 该工程所在地区均为滩涂 整个范围不大 对土地产生的影响非常小 总之 发展太阳能有利于提高中国能源供应的安全性 更是减排温室气体 排放和解决中国能源供应不足的有效途径 1 15 结论结论 本项目的总体方案设计充分考虑了系统的维护和运营需具备的基本条件 建设和设计的内容符合国家的法律法规要求及当地的实际环境特点 第二章第二章 太阳能资源和当地气象条件太阳能资源和当地气象条件 2 1 地理条件地理条件 X9MWp 光伏并网工程所处的戈壁滩行政隶属 X 县管辖 场地海拔高程 1100 1150m 属内陆温带大陆性气候 具有冬季寒冷 夏季炎热 光照充足 季节性冬土深度约 1 2m 区域地质构造上为花海子盆地东部边缘地带 工程区 位于 X 凹陷盆地 拟建区内未见地下水 地表排水畅通 地下水位埋藏很深 适合建设大型光伏并网发电项目 2 2 气象条件气象条件 X县位于河西走廊中端北部边缘 根据X县气象局提供资料统计 多年平均 气温9 0 平均最高气温26 3 平均最低气温 14 2 年降水量67mm 平 均风速2 1m s 最大冻土深度103cm 气象情况详见X气象站气象要素表 11 表 2 1 X 气象站气象要素统计表 月 份 项 目单 位 一二三四五六七八九十十一十二 全年 平均气温 8 9 3 63 411 417 922 724 422 516 411 30 3 7 29 0 平均最高气温 5 5 0 55 814 419 824 226 324 118 28 33 3 426 3 平均最低气温 14 2 8 81 48 915 62122 220 914 76 2 2 8 12 4 14 2 降水量 mm1 60 95 43 43 6619 513 87 32 71 91 067 0 平均日照时数 h232 7232 7262 9283 9317 4317 7307 5299 1283 6277 9241 1224 33280 8 日照百分率 78777172737168717681817874 最大积雪深度 cm5451000000848 最大冻土深度 cm9810399817774718069868175103 平均风速 m s2 12 12 42 62 3221 81 61 72 12 22 1 最多风向 WNWcWNWcENEcWNWcENEcENEcWNWcENEcENEcWNWcWNWcWNWcWNWc 备 注资料年限为 1990 2008 年 2 3 太阳能资源分析太阳能资源分析 2 3 1 太阳辐射量 甘肃省具有丰富的太阳能资源 年太阳能总辐射量在4800 6400MJ m2 年 资源理论储量67万亿KWh 每年地表吸收的太阳能相当于大约824亿吨标准煤 的能量 开发利用前景广阔 河西走廊 甘南高原为甘肃省太阳辐射丰富区 年太阳总辐射量分别为每平方米5800MJ和6400MJ 陇南地区相对较低 年太阳 总辐射量仅4800 5200MJ 其余地区为5200 5800MJ 除陇南地区外 甘肃省 年太阳总辐射量比同纬度的华北 东北地区都大 甘肃省以夏季太阳总辐射最 多 冬季最少 春季大于秋季 7月各地太阳总辐射量为每平方米 560 740MJ 1月为260 380MJ 4月为480 630MJ 10月为300 480MJ 太 阳总辐射冬季南北差异小 春季南北差异大 甘肃省各地年日照时数在1700 3320小时之间 自西北向东南逐渐减少 河 西走廊西部年日照时数 在3200小时以上 陇南南部 在1800小时以下 其余 地区在2000 3000小时之间 甘肃省酒泉市X县具有丰富的日照资源 优越的地理条件 根据X县气象局 提供的数据 甘肃省酒泉市X县太阳能多年平均年日照小时数3280h 多年平均 年日照辐射量为1753kW h m2 2 3 2 当地太阳能资源综合评价 通过以上分析可以看出场址所在地区太阳能资源丰富 年平均太阳辐射量 高 能够为光伏电站提供充足的光照资源 实现社会 环境和经济效益 第三章第三章 工程地质条件工程地质条件 3 1 区域地质构造及地震动参数区域地质构造及地震动参数 区域地质构造上为花海子盆地东部边缘地带 工程区位于 X 凹陷盆地 未 见新构造运动 区内比较稳定 根据国家地震局 2001 年版 中国地震动峰值加速度区划图 GB18306 2001 1 400 万 本区 50 年超越概率为 10 时的地震峰值加速度为 0 10g 反应谱特征周期 0 40s 相应的地震基本烈度为 度 3 2 场地工程地质条件场地工程地质条件 3 2 1 场址区域地质构造概况 X9MWp 光伏并网工程位于酒泉市 X 县戈壁滩上 行政隶属 X 县管辖 海 拔高程 1100 1150m 属内陆温带大陆性气候 具有冬季寒冷 夏季炎热 光 照充足 季节性冬土深度约 1 2m 工程区内外交通便利 工程场址区地处大陆深部 北大河的山前扇形地带上 以戈壁滩为主 地 势较为平坦开阔 场址区地势开阔 地形平缓 自然坡度约1 3 起伏较小 地表为沙卵砾石戈壁 分布有低矮耐旱植物 滩上遍布大小冲沟 深度 0 2m 1m不等 宽度0 5m 10m之间 工程场址区场地岩土体常年处于干燥状态 地下水埋深较大 不具有砂土 液化的条件 场地岩土体无振动液化问题 戈壁平原 地势平坦 场址区不存 在泥石流 滑坡等不良地质现象 据工程厂址区域附近地的地质勘察资料类比分析 本工程场区内地基土层 具有较好的物理力学性质 可满足建筑物基础要求 3 2 2 场区基本工程地质条件 3 2 2 1 场址区岩土工程条件 出露的地层岩性主要为第四系砂砾碎石土层 青灰 灰白色 结构稍 中 密 最大颗粒8 10cm 一般粒径1 3cm 砾石磨圆度较好 主要成分为砂岩 石英岩 灰岩 花岗岩等 该层在场地上分部较稳定 厚度大于10m 3 2 2 2 场地地下水条件 拟建区内未见地下水 工程施工时 可不考虑地下水对拟建建筑物的影响 14 3 3 场区水文 气象工程条件场区水文 气象工程条件 3 3 1 水文条件 周边属于戈壁滩地形 没有河道流过 3 3 2 气象条件 X县位于河西走廊中端北部边缘 根据X县气象局提供资料统计 多年平均 气温9 0 平均最高气温26 3 平均最低气温 14 2 年降水量67mm 平 均风速2 1m s 最大冻土深度103cm 3 4 场地工程地质条件评价场地工程地质条件评价 本工程拟选场址地处甘肃省 X 县 属于戈壁滩地区 项目区地貌为主要由戈壁滩组成 海拔一般在 1125 米左右 总体上讲 地 势呈现西高东低之趋势 根据搜资调查结果 场址区无矿产 文物等埋藏 就场址地区的地质和土质条件而言 不存在影响电场建设的颠覆性问题 适宜建设太阳能发电场 但土质具有腐蚀性 需考虑地基处理 基础防腐处理 及预防风 防沙对建设场地的影响 本报告的结论及建议均满足可研阶段的深度要求 对于报告中所涉及到的 问题 结论及建议均应该在下个阶段按相关规范规定要求 进一步做工作 第四章第四章 项目任务与规模项目任务与规模 4 1 项目概况及任务项目概况及任务 本项目选址酒泉市 X 县 地处东经 98 59 99 35 北纬 39 59 40 00 场区海拔高度约 1125 米 地势平坦 地质构造稳定 距省道 214 线约 3km 公路运输干线可利用 312 国道 214 省道 酒航公路 对外交通十分便利 甘肃 X9MWp 光伏并网工程所处的戈壁滩行政隶属 X 县管辖 场地海拔 高程 1100 1150m 属内陆温带大陆性气候 具有冬季寒冷 夏季炎热 光照 充足 季节性冬土深度约 1 2m 区域地质构造上为花海子盆地东部边缘地带 工程区位于 X 凹陷盆地 拟建区内未见地下水 地表排水畅通 地下水位埋藏 较深 适合建造大型光伏并网电站 X9MWp 光伏并网发电工程主要开发任务是发电 用以满足甘肃省电网及酒 泉市持续 高速增长的电力 电量需求 同时将场区建设成为旅游景点 促进 当地旅游产业发展 根据甘肃省及酒泉市电力系统现状 X9WMp 光伏并网发电工程主要供电范 围为酒泉市电网 夏季多余电量供给甘肃电网 以满足甘肃省不断增长的电力 需求 因此 电站供电范围为甘肃省电网 光伏发电系统设备造型 在遵循技术创新 经济环保 安全高效 科学实 用的指导思想和设计原则下 选择电站总容量 9MWp 固定安装平板多晶硅组件 围墙内占地面积为 31 98 万平方米 固定安装双排支架方阵位于场区南侧 占地面积为 29 2 万平方米 集控区位于场区东北角 占地面积为 0 82 万平方米 建筑物在光伏电站北侧 对太阳能板无影响 多年平均年发电量 1462 万 kW h 通过 PVSYST 进行建模结构模型 利用 RETSCREEFN 模型进行太阳辐照 强度的计算 并根据招标文件提供的资料信息进行理论电量计算 结果显示 在酒泉 X 项目所在地 9MWp 光伏电站 25 年平均发电量预计为 1462 万 kW h 而光伏电站实际发电量还受到以下因素影响 17 A 灰尘影响 本项目建设所在地位于酒泉 X 近郊戈壁 属于比较干早的地 区 风沙较大 年降水量较少 灰尘对组件发电的影响比较严重 再加上项目 现场基础开挖 回填等土方施工 对植被产生破坏 可能需要两三年时间来恢 复 这也会进一步加剧现场扬沙现象 影响发电量 因此电站所在地区 实际 灰尘污染指数将比理论参考值增大 B 人为因素影响 a 主要指的是每年当地电网定期检修 b 光伏电站定期自检 以及有组织的对组件表面进行的定期清洁工作 c 调度对发电量的限制 C 气候不可预见因素 光伏电站运行前三年的气候条件不可能与招标提供的当地气候的平均理论 值完全吻合 有可能出现大幅度低于平均理论值的实际情况 综合上述因素 25 年平均年发电量预计为 1462 万 kW h 4 2 项目规模项目规模 该 9MWp 光伏并网电站采用 35kV 送出电压等级 整个 9MWp 光伏并网电站系统由 9 个 lMwp 光伏并网发电单元组成 单个 1MWp 发电单元由 2 台 500kW 光伏并网逆变器组成 每台逆变器输出 380V 三 相交流电 通过 1600A 的断路器接到升压变压器的一个低压绕组上 每台升压 变压器均有两个低压绕组 经 l000KVA 箱式变压器升压至 35kV 高压 将 9 台变压器经 35kV 电缆集电线路并联后 通过高压开关柜接入 35kV 配电室 35kV 母线上 本期安装 35kV 开关柜 5 面 其中包括进线柜 1 面 出线柜 1 面 站用电 出线柜 1 面 SVG 柜 1 面 PT 柜 1 面 无功补偿 按照光伏电站满发工况下 时送出线路出口处功率因数为 0 99 即cos 0 99配置无功补偿装置 根据逆变器 箱式变压器及35kV线路等 在空载 满发各种工况下初步确定选用一套1200kvar SVG无功补偿装置 具体 无功补偿容量待接入系统报告完成后进行计算 本项目建设规模为规划容量9MWp并网型太阳能光伏发电系统 包括太阳 能光伏发电系统以及相应的配套并网设施 18 4 3 地方发展规划分析地方发展规划分析 甘肃省十分重视可再生能源的开发和利用 根据 甘肃省 十一五 能源 工业发展规划 到2010年全省可再生能源开发利用量达到138万吨标煤 其中 电力容量200万kW 含小水电 风电 发电量60亿kW h 新增节约和开发农 村能源150万吨标煤 人均年生活用能达到435公斤标煤 综合热效率达到20 以上 为实现 十二五 能源工业发展规划目标 促进甘肃可再生能源资源优 势转化为经济优势 提高可再生能源开发利用水平 加快能源结构调整 减少 煤炭等化石能源消耗对环境产生的污染 甘肃省将利用各种途径来发展可再生 能源 无论从安全性 环保性 普遍性等方面 太阳能作为取之不尽 用之不竭 的可再生绿色能源 以其独具的优势受到各国尤其是发达国家的极大重视 太 阳能发电还可以维持长远的可持续发展 丰富的太阳辐射能是重要的能源 是 取之不尽 用之不竭的无污染 廉价 人类能够自由利用的绿色能源 故此太 阳能的研发利用也被列为新能源发展的重点 发达国家纷纷制定了光伏发展的 战略规划 并采取了强制性措施和政策性补贴给予推广 到目前为止 太阳能 光伏产业是世界上增长速度最快 最稳定的产业之一 随着太阳能利用技术的 快速进步 发电成本将逐步降低 一太阳能光伏发电产业将以更快的速度发展 根据 西北电力工业 十一五 发展规划及 2020 年远景目标研究 甘肃 电网 2015 年需电量 906 亿 kW h 最高负荷为 15500MW 2006 2015 年尚需 增加近 6600MW 的容量和约 450 亿 kW h 电量 电力 电量缺口甚大 因此 甘肃电源项目建设将进一步加快 在火电 水电项目建设的同时 将大力提高 太阳能 风电等清洁 高效的优质能源的比重 X 县电力需求预计 2010 年全县用电量将会达到 10 亿 kW h 2015 年达到 30 亿 kW h 而县境内只有鸳鸯池 解放村两座小水电站根据季节和水情变化 进行补充性发电 年发电量只有 1500 万 kW h 左右 本县供电能力难以满足用 电需求 缺口电力需要全部外购 可以消化电站输出电力 19 4 4 结论结论 太阳能发电是清洁能源项目 属国家优先鼓励支持的领域 X 县光热条件 土地供应 水电交通等条件完全满足项目建设要求 X9MW 光伏并网电站建成 后 将极大地缓解 X 县电力供需矛盾 有利于促进 X 县工业的快速发展 甘肃酒泉 X 县 9MW 光伏并网电站经多次方案比选与论证 确定选用 9MW 平板多晶硅组件 属于中型光伏并网电站 装机容量 9MW 多年平均年 发电量 1462 万 kW h 电站组件 并网逆变器效率达到国际和国内的先进水平 光伏电站的建设与当地电网电源建设 改造和负荷发展情况相符合 与接入系 统审查意见的精神相一致 第五章第五章 总体方案设计总体方案设计 并网型光伏发电系统由太阳能光伏方阵系统 逆变器系统 电气接入系统 监控系统等部分组成 各部分的设备选型和合理的系统设计是工程的关键 5 1 光伏电站总体规划光伏电站总体规划 5 1 1 光伏电站总体布置 本工程围墙内占地面积为 26 6 万 m2 位于甘肃省 X 县 太阳能电池采用 多晶硅电池 装机容量为 9MWp 太阳能电池阵列由 9 个 1MWp 固定方阵组成 5 1 2 光伏电站总体要求 本项目为利用太阳能资源的可再生能源项目 要在设计中引入绿色 环保 的理念 充分利用当地的光自然资源 1 太阳能电池组件要选择效率高 性价比好的产品 尽量选用较大功率 组件 降低配套支架 土建等费用 2 逆变器尽量选用较大功率产品 降低设备能耗 提高发电效率 3 电池方阵安装方式选用简单可靠的方式 减少维护工作 有利于建成 后的生产运行 4 采用计算机自动控制系统 方便生产运行和生产调度 5 选择设备要技术先进 成熟 使用寿命有保证 5 2 太阳能资源分析太阳能资源分析 酒泉市是我国著名的卫星发射基地 地区属于甘肃省太阳辐射丰富区 根 据据 1997 年 2006 年当地 10 年平均气象资料显示 酒泉 X 地区年平均太阳总 辐射为 6310 8MJ m2 根据 X 县气象局提供的数据 甘肃省酒泉市 X 县太阳能 多年平均年日照小时数 3280h 多年平均年日照辐射量为 1753kW h m2 属于 我国太阳能资源较丰富地区 极具开发价值 21 表 5 1 酒泉 X 地区太阳辐射数据表 月份 月辐射总量 MJ m2 MJ 月辐射总量 KWH m2 日平均辐射量 KWH m2 白天最高温度 夜间最低温度 1338 8294 123 045 5 18 2404 86112 464 0214 1 16 3560 00155 565 0224 8 11 8 4655 79182 166 0727 5 5 8 5721 17200 336 4635 55 6 6675 14187 546 2536 59 9 7664 71184 645 9639 713 6 8627 06174 185 6237 910 3 9541 94150 545 0231 63 2 10480 00133 334 3025 1 1 4 11348 3896 773 2314 3 8 3 12292 9381 372 6210 26 4 合计6310 801753 004 80 X 地区有大量的荒漠戈壁地区 且地势比较平坦 又靠近电力线路和负荷 中心 并网条件优越 是建设大型荒漠光伏并网电站 建立太阳能电力输出基 地的优选区域 5 3 太阳能光伏方阵系统太阳能光伏方阵系统 5 3 1 太阳电池组件比选 太阳能光伏电池是把太阳的光能直接转化为电能的基本单元 电池通过组 合形成电池组件 电池的光伏性能决定了电池组件的发电特性 电池组件是光 伏电站的发电设备 从第一块光伏电池问世到现在 太阳能光伏发电技术不断发展 电池种类 众多 性能各异 光伏发电系统太阳电池有很多种 按常用方法主要分为三类 晶体硅太阳电池 薄膜太阳电池和聚光太阳电池 5 3 1 1 晶体硅太阳电池 晶体硅太阳电池包括单晶硅太阳电池 多晶硅太阳电池 带状硅太阳电池 球状多晶硅太阳电池 而单晶硅和多晶硅电池是目前市场上的主流产品 22 单晶硅太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料 是当前开发很快的一种太阳电 池 它的结构和生产工艺已定型 产品已广泛用于空间和地面 为了降低生产 成本 现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒 材料性能指标有 所放宽 也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料 经过复拉制成 太阳电池专用的单晶硅棒 单晶硅太阳电池片的光电转换效率可达 15 20 试验室中的转换效率 甚至更高 单晶硅太阳电池的单体片制成后 经过抽查检验 即可按需要的规 格组装成太阳电池组件 用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流 单 晶硅太阳组件的转换效率一般在 14 17 虽然单晶硅太阳电池转换效率高 但由于原材料的原因 组件价格较高 当单个组件的输出功率较大时 价格会 更高 更适合于建设场地面积有限而对工程发电功率要求高的发电项目 即通 过提高电池组件的效率来实现整个工程的发电容量 另外 根据试验室和工程 中的测试数据 单晶硅太阳电池在工程投产的前期 功率衰减较多晶硅太阳电 池快 多晶硅太阳电池使用的多晶硅材料 多半是含有大量单晶颗粒的集合体 或用废次单晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇铸而成 然后注入石墨铸模中 待 慢慢凝固冷却后 即得多晶硅锭 这种硅锭可铸成立方体 以便切片加工成方 形太阳电池片 可提高材料利用率和方便组装 多晶硅太阳电池的制作工艺与 单晶硅太阳电池差不多 多晶硅太阳电池片的光电转换效率可达 12 16 5 多晶硅太阳组件的转换效率一般在 11 15 稍低于单晶硅太阳 电池 5 3 1 2 薄膜太阳电池 薄膜太阳电池包括硅薄膜太阳电池 非晶硅 微晶硅 纳米晶硅等 多元 化合物薄膜太阳电池 硫化镉 硒铟铜 碲化镉 砷化镓 磷化铟 铜铟镓硒 等 染料敏化薄膜太阳电池 有机薄膜太阳电池等 非晶硅薄膜太阳电池与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同 硅 材料消耗很少 生产电耗更低 非常吸引人 非晶硅太阳电池很薄 可以制成 叠层式 或采用集成电路的方法制造 在一个平面上 用适当的掩模工艺 一 次制作多个串联电池 以获得较高的电压 目前非晶硅太阳电池光电转换效率 一般能达到 10 12 电池组件的系统效率一般为 6 8 23 多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池 现在 各国研究的品种繁多 除碲化镉 硒铟铜 铜铟镓硒 薄膜太阳电池在国外有 规模生产外 组件的效率在 8 9 其他多数尚未形成产业化规模 有机太阳电池以其材料来源广泛 制作成本低耗能少 可弯曲易于大规模 生产等突出优势显示了其巨大开发潜力 但目前的光电转换效率较低 没有形 成产业化 染料敏化纳米薄膜太阳电池的性能主要是由纳米多孔 TiO2薄膜 染料光敏 化剂 电解质 反电极 光阴极 等几个主要部分决定的 通过优化电池各项 关键技术和材料的性能 并通过小面积的系列实验和优化组合实验来检测各项 参数对电池性能的影响 光电转换效率最高可达 9 没有形成产业化 非晶薄膜太阳电池除了薄膜厚度非常薄 需少量的原料少等因素而使得电 池组件的价格较晶体硅太阳电池便宜外 其弱光发电性能和功率温度系数较晶 体硅太阳电池好 相比晶体硅电池同等条件下可多发电 根据目前世界各国薄 膜太阳电池的应用情况来看 薄膜太阳电池为主流产品尤其在土地资源丰富地 区的工程上得到了广泛应用 5 3 1 3 聚光太阳电池 聚光太阳电池组件由聚光太阳电池 聚光器 太阳光追踪器组成 用于聚光太阳电池 与普通太阳电池略有不同 因需耐高倍率的太阳辐射 特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证 故在半导体材料选择 电池 结构和栅线设计等方面都要进行一些特殊考虑 最理想的材料是砷化镓 其次 是单晶硅材料 一般硅晶材料只能够吸收太阳光谱中 400 1100nm 波长之能量 砷化镓可吸收较宽广之太阳光谱能量 三结面聚光型太阳电池可吸收 300 1900nm 波长之能量相对其转换效率可大幅提升 其太阳能能量转换效率 可达 30 40 整个装置的转换效率为 17 25 聚光器将较大面积的阳光聚在一个较小的范围内 以增加光强 克服太阳 辐射能流密度低的缺陷 把太阳电池放置在这一位置 从而获得更多的电能输 出 不过因聚光引起的温度上升会损伤太阳电池单元及发电系统 因此往往必 须要抑制聚光率才可以通常聚光器的倍率大于几十 其结构可采用反射式或透 镜式 聚光型太阳电池必须要在位于透镜焦点附近时才能发挥功能 因此为使模 24 块总是朝向太阳的方位 必须配置使用太阳追踪系统 聚光器的跟踪装置一般 采用光电自动跟踪 此设计虽然可以提高转换效率 但却存在透镜 聚光发热 释放槽 散热方式可采用气冷或水冷 以及太阳光追踪系统的重量及体积较大 等不足的特点 聚光装置可有效地减少硅晶体电池板的面积 从而降低电池片成本 但跟 踪装置将会使得造价有所增加 加上运行阶段传动装置的维护费用和能耗 工 程造价反而会增加 目前在小范围内有示范性应用 同时 聚光装置不能利用 天空中的散射光能量 在散射辐射所占总辐射比例较高的地区不适合 5 3 1 4 电池组件选型 世界各国的研发出了多种太阳电池技术 部分尚处于小范围尝试阶段 未 进入产业化大面积推广阶段 目前硅基材料的太阳电池板占据市场的主流 单 晶硅太阳电池 多晶硅太阳电池及非晶硅薄膜太阳电池占整个光伏发电市场的 90 以上 而非晶硅薄膜太阳电池近年来的发展非常快 下面对三类 6 种太阳 电池组件列表比较 表 5 2 电池组件列表比较 组件电池种类 组件转换 效率 性能 稳定性 生产 规模 20 年效率 衰减 主要产地 单晶硅太阳电池14 17稳定规模化 20 国内 外 多晶硅太阳电池11 15稳定规模化 20 国内 外 非晶硅薄膜太阳电池6 8稳定规模化 20 国内 外 碲化镉薄膜太阳电池8 9稳定规模化 20 国外 铜铟镓硒薄膜太阳电池8 9稳定规模化 20 国外 砷化镓聚光太阳电池17 25稳定示范 20 国外 1 多晶硅太阳电池和单晶硅太阳电池以其稳定的光伏性能和较高的转换 效率 是光伏发电市场的绝对主流 在世界各地得到了广泛的应用 也是本光 伏电站工程的首选电池设备 其国内的市场供应量非常充足 同单晶硅太阳电池相比 多晶硅太阳电池转换效率稍低 占地面积大 适 合建设项目用地比较充足 可大面积铺设的工程 而单晶硅太阳电池更适合建 设项目用地紧缺 更强调高转换效率的工程 同时多晶硅太阳能电池较单晶硅 25 太阳能电池更加广泛而成熟应用于国内外各大太阳能发电工程 综合以上因素 结合甘肃 X 项目的建设用地情况和成熟应用情况 推荐选 用多晶硅太阳电池组件 2 薄膜太阳能电池组件相对晶体硅太阳电池组件而言 太阳电池组件转 换效率较低 建设占地面积大 但价格比晶体硅太阳电池组件便宜 我国大陆 地区没有大规模性生产碲化镉薄膜太阳电池组件 铜铟镓硒薄膜太阳电池组件 厂商 产品采购主要依赖进口 且其产品价格同比非晶硅薄膜太阳电池组件高 因此 根据甘肃 X 项目实际情况情况 在工程中不选用非晶硅薄膜太阳电 池 3 聚光太阳电池与晶硅 薄膜太阳电池相比转换效率很高 但组件价格 较贵 同时跟踪装置增加投资约 15 元 瓦 使得工程投资较高 运行维护量较 大 主要在国外小范围示范性使用 由于组件旋转时互相之间不能遮挡使得大 范围布置组件之间的间距很大 占地面积要大得多大 更适合于小规模分散布 置使用 另外 聚光装置不能利用天空中的散射光能量 X 的散射辐射量约占 水平总辐射量的 3