鲁山县光伏实施方案.doc

鲁山县60Mwp集中式地面光伏电站农光互补项目 实施方案 第一部分 总论随着社会的发展，文明的进步，人类对生态环境、衣食住行的要求愈来愈高，而随着中国经济的高速发展，能源诸如石油、煤炭之类需求不断增加，由此产生的有害物质污染也越来越多。污染已成为社会与经济发展的瓶颈，治理污染已是当务之急。能源是社会和经济发展或不可缺的重要物质基础，随着社会的进步和经济的发展，人类对于能源的需求不断增加，对能源重要性的认识在不断的提高，能源问题已经成为世界各国共同关心的首要问题。当煤炭、石油等化石能源频频告急，并且有其引起污染愈发严重之际，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能等新型清洁资源，寻求经济发展的新动力，譬如欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源更高层次的研究。丰富的太阳辐射能是重要的清洁高效的能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价且人类能够自由平等利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1的太阳能转为电能，转变率5，每年发电量可达5610千瓦时，相当于目前世界上能耗的40倍。我们国家在能源发展十二五规划(2013年1月)已作出大力发展可再生能源的重大战略决策，国家发改委可再生能源中长期发展规划、 国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见 ，国家发改委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知，可再生能源开发已经具备良好的政策环境。地处中原的河南省有着丰富的可再生能源资，源鉴于此上海绿筑光能系统技术有限责任公司与平顶山晟方新能源科技有限公司积极合作，在河南省平顶山市鲁山县投资开发建设大型光伏电站，以期建成新能源示范项目，提升当地的可再生能源利用水平，为当地的经济发展提供新的动力。由平顶山晟方新能源科技有限公司作为项目的业主单位，按照国家对可再生能源开发的产业政策筹措项目资本金，在平顶山市和鲁山县各级政府对该给范项目大力支持和扶持下，把鲁山县60Mwp集中式地面光伏电站农光互补项目建设成绿色、环保、高效的环保清洁能源、绿色有机农业示范项目。1.1 项目概述1.1.1项目名称 鲁山县60Mwp集中式地面光伏电站农光互补项目1.1.2建设地点河南省平顶山市鲁山县董周乡1.1.3项目介绍本项目着眼于未来，本着“节约与开发并举”的能源发展战略，力图将河南省鲁山县打造成新能源应用示范县。同时为了提升鲁山县绿色经济的区域形象，结合其具有高质量菌菇生产技术与自然环境这一得天独厚的条件，我们将积极推广农光互补的智能温室光伏农业一体化节能项目的实施，以提高鲁山县的区域综合竞争力。图1-1地面光伏电站效果图1.1.4承建企业概况 上海绿筑光能系统技术有限责任公司(以下简称“绿筑光能”)隶属于精工控股集团(上市公司代码：600496)，是专业从事光伏电站工程建设的工程总承包企业。我公司拥有经验丰富的设计、施工、管理团队和相应的电力总承包三级资质，在该项目建设过程中，将发挥在建筑工程、光伏集成技术、雄厚的资金等多方面的综合优势。 精工控股集团是钢结构建筑的综合集成供应商，而绿筑光能作为精工控股的子公司，得到母公司在建筑专业、光伏专业的综合实力的支撑，依托精工建设产业集团强大的开拓市场能力和强有力的工程技术力量，以及自身的光伏技术领域人才优势，致力于建设国内一流的光伏电站工程。作为一家有着建筑专业背景的光伏建筑一体化公司，我们有专业的钢结构、屋面系统、光伏系统的集成技术能力；实现电站建设成本(建筑成本+光伏电站成本)的最优化控制，实现电站建设质量、进度(建筑安全、光伏系统)的统一管控；提供从运营管理到光伏系统的维护维修服务，通过光伏发电电站业务实力的提升，促进公司建设绿色、低碳、节能的新型能源项目的能力。我公司可承接100MWp以内的光伏电站总承包项目。目前己完成包括西安华晶600kWp、温州会展三期9405kWp、沭阳康顺12MWp、中铝铜业2MWp等在内的20多个项目。在旧厂房加固领域，我们己完成浙江佳宝新纤维集团公司厂房3MWp国家“金太阳”屋顶光伏发电示范项目，并通过绍兴市电网公司验收，成功投入电站试运行。上海绿筑光能系统技术有限责任公司与平顶山晟方新能源科技有限公司在鲁山县各级政府的大力支持下，一定能把鲁山县60Mwp集中式地面光伏电站农光互补项目建成新能源、生态农业示范项目。1.1.5项目建设规模 (1)项目规模：规划总装机容量60MWp，其中一期工程：25MWp地面光伏，5MWp智能温室光伏，预计年均发电量3,297万KWh，25年共发电82,425万KWh，输出电压10-35Kv；项目二期工程在一期工程投入运行后相继开工建设 (2)项目面积：项目一期工程总规划面积约900亩(近60万平方米) (3)项目投资：项目总投资7.6亿元人民币，其中项目一期工程投资3.85亿元。1.1.6建设依据1.1.6.1相关国家法规、产业政策、规定 (1)中华人民共和国可再生能源法(2005年2月) (2)建设项目环境保护管理条例 (3)国家发改委可再生能源产业发展指导目录(2005年11月) (4)国家发改委可再生能源中长期发展规划(2006-2020年，2007年发布) (5)国家发改委能源发展十二五规划(2013年1月) (6)国家发改委可再生能源发电有关管理规定(2006年1月5日) (7)国家电网关于大力支持光伏发电并网工作的意见 (2012年10月26日) (8)国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见(国发201324号) (9)国家发改委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知(发改价格20131638号) (10)国家对可再生能源开发的其他有关政策、规定、要求等依据。1.1.6.2主要技术和工程建设规范、标准 (1)太阳能光伏发电系统的设计与施工规范、标准及资料，包括： CECS 85-1996 光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范 SJ 2196-1982 硅太阳电池电性能测试方法 GB50054 低压配电设计规范 GB 17478 低压直流电源设备的特性和安全要求 GB/T17626 电磁兼容试验和测量技术 DL/T620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 D12T621 交流电气装置的接地 GBl91 包装贮运标志 GBJ232-82 电气装置安装工程施工及验收规范 GB50205-95 钢结构工程施工及验收规范 GB17-88 钢结构技术规范 GBJ9-87 建筑结构荷载规范 GB/T17468-1998 电力变压器选用导则 GB/T10228-1997 干式电力变压器技术参数和要求 Q/GDW617-201l 光伏电站接入电网技术规定 (2)太阳能光伏发电并网技术规范和要求： GB/Z19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T20046-2006 光伏fPVl系统电网接口特性 GB/T19939-2005 光伏系统并网技术要求 SJ/T11127-1997 光伏(PVl发电系统过电压保护 导则 Q/GDW617-201l 光伏电站接入电网技术规定 Q/GDW618-2011 光伏电站接入电网测试规程 1.2工程概况1.2.1规划目标 鲁山县60MWp集中式地面光伏电站农光互补项目一期工程，拟利用平顶山市鲁山县董周村近900亩(约60万平米)荒山坡地建造地面光伏电站，预计安装多晶光伏组件12000块，总装机容量30MWp。1.2.2项目建设配套条件 在河南省鲁山县建设光伏发电站具备以下优势：(1)资源优势： 河南省鲁山县处于中纬度暖温带季风型大陆性气候区，兼有南方温湿气候和北方干冷气候的特点，受自然地理环境、太阳辐射和季风的影响，具有光照好、积温高、热量丰富、雨量充沛、雨热同期的气候特点。 春暖、夏热、秋凉、冬寒，四季分明。春季气候多变，西南风较多，降水较少，常干旱；夏季炎热，空气湿润，降水集中；秋季云雨较少，以秋高气爽为主要特征；冬季寒冷而干旱，多西北风。 有更丰富的太阳能资源，全年总日照约为18002200小时，年平均气温在14.815.2之间；极端最高最低气温为38.1、-11.3。无霜期214231天，能够为光伏电站提供充足的光照资源；(2)并网优势：项目地附近有数条10-35Kv变电线路，发电并网十分便捷； (3)人才、技术优势：主要承建单位上海绿筑光能系统技术有限责任公司具有一批从事太阳能光伏发电理论、试验、系统应用及开发的高级人才，长期与国际先进的光伏发电技术研究机构进行合作，通过自身的研究实践，己经掌握了比较成熟的技术，培养了一批专门技术人才； (4)电价优势：按照目前国家发改委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知的标准，鲁山县属于III类资源区，符合1.0元/千瓦时的标杆电价。考虑组件衰减因素，每年可收入3,29725万元，25年总计可收入82,425万元。1.2.3工程条件概况 工程施工供水、供电、通信、环保等建设条件基本满足建设要求。 从可行性报告编制完成审批后开始，项目建设期约12个月。1.2.4总投资及资金来源 经初步估算，鲁山县60MWp集中式地面光伏电站农光互补项目一期、二期工程建设总投资7.7亿元，全部由企业自筹解决。1.2.5项目社会效益 太阳能发电站的建设应该是河南省主电网的最好补充，白天是太阳能发电最佳时期，也是各个行业用电的高峰期，该光伏电站的建设对提高河南省电网的稳定供电具有重要的作用，并为当地提供相应的就业岗位。电站的建设也将带动河南光伏产业的发展，有较好的综合社会效益。 太阳能光伏发电还是一种清洁无噪声、无污染的能源，不使用任何燃料，也不产生任何废料。光伏组件表面采取了特殊的减反射处理，在一定程度上减少甚至避免了光污染。光伏电站具有很好的二氧化碳减排作用，对保护环境及生态具有良好的效果。 从减少温室气体排放指标分析，与火电相比，项目一期工程完成后每年可替代10748吨标准煤。依据“经批准的可再生能源发电并网项目整合的基准线方法学”，可再生能源：风电，太阳能、生物质能、生物沼气、地热、小水电等属于清洁能源，温室气体排放可视为0或碳中性。按照中国电力减排研究2012，本项目仅一期工程建成后减排指标初步估算，平均年均减少排放： C02：25796吨 S02：75832吨 烟尘：13188吨 节能减排计算表明：每节约标准煤0.326kg/Kwh，减排二氧化碳0.7824kg/Kwh，二氧化硫2.3kg/Kwh，烟尘0.4kg/Kwh。1.2.6项目的投资经济效益展望 虽然光伏发电过程不需要消耗任何燃料，是清洁的发电技术，但是目前硅材料价格不低，导致光伏组件价格较高，项目一次性投资较高，但该技术代表了今后能源的发展方向，太阳能发电是未来重要的基础能源，因此世界各国均依靠政府的补贴政策进行发展。我国也己经制定了可再生能源法，对光伏发电给予合理成本加合理利润的定价原则；2012年国网公司也承诺，将全额收购富余电力；2013年8月，发改委明确了光伏电站标杆上网补贴电价，项目业主单位也是通过该补贴而获得经济效益。第二部分 项目背景、建设意义2.1项目背景 化石能源是不可再生资源，本质上是历经上亿年的复杂而漫长的物理化学地质作用将太阳能通过煤、石油、天然气的形式固化在地球上，这个理化环境己经不复存在。根据：IEA的报告，全球原油产量在2006年己到达峰值，每天产量7000万桶。原油价格的上涨必然带动全球的商品和服务价格快速攀升。为维持工业经济的持续运转，避免全球经济的剧烈动荡，各国政府不得不大幅增加勘探投资，用来开采那些难度更大更具危险性的油田。2010年4月墨西哥湾发生漏油事件，造成重大的环境灾难，奥巴马政府于12月宣布停止部分近海石油开采计划。 据美国地质局估计，世界煤炭总可采储量大约为8475亿吨。按当前的消费水平，最多也只能维持200年左右的时间。世界天然气储量大约为177万亿立方米。如果年开采量维持在2.3万亿立方米，则天然气将在80年内枯竭。就我国而言，化石类能源探明储量约7500亿吨标准煤，总量较大，但人均能源拥有量却远远低于世界平均水平。煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量，分别只有世界平均水平的58.6%、7699%和7.05%。我国煤炭储量相对丰富，但从中长期来看，仍面临诸如赋存条件、勘探水平、运输条件、安全因素等多方面因素的限制，能被有效开发利用的煤炭资源量明显不足。 化石能源的短缺问题，对于人类来说至少还有一百年左右的时间去应付，可是化石能源引起的温室气体排放、环境污染、生态恶化问题，己经迫在眉睫，无法回避。工业化近200年来，燃烧煤炭、石油、天然气推动了人类的工业化进程，同时向地球大气中排放了大量的二氧化碳等温室气体，阻止了太阳的热量从地球上散去，导致温度灾难性的转变，继而造成对地球生态的毁灭性打击。 联合国气候变化专门委员会发布报告指出：地球内部的化学性质正在发生变化，到本世纪末，地球表面的温度有可能上升至少3摄氏度，这意味着将有最低20、最高70的物种灭绝。因极地和高山地区积雪融化造成海平面上升，部分岛屿、沿海城市、甚至岛国都将消失，这里包括中国上海。气温上升导致地球地表水循环受影响，降水强度增加，但是降水频率和时间在减少，这是最近世界各地洪水、干旱、飓风肆虐的根源，中国最近中东部地区的大范围雾霾的成因之一正是长时间大范围的空中水汽含量异常，有害物微克粒增加。 传统燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，特别是今年我国及世界各地遭遇了特别异常的然灾害，这些都与全球大量使用化石能源分不开，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变当今的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。 当煤炭、石油、天然气等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。我国也不甘落后，在“十二五规划中”，光伏发电成本目标为：到2015年，光伏组件成本下降到7000元/千瓦，光伏系统成本下降到13000/千瓦，发电成本下降到08元/千瓦时，光伏发电具有一定经济竞争力；到2020年，光伏组件成本下降到3000元/千瓦，光伏系统成本下降到6000元/千瓦，发电成本下降到06元/千瓦时，在主要电力市场实现有效竞争。可以想象，当光伏发电成本低于或基本与传统火电持平时，将迎来太阳能光伏发电更广阔的前景。 太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。我国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上，在我国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4瓦时以上，年日照时数大于2600小时，与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有巨大的开发潜能。2.2政策背景 2011年以来，受产能过剩、欧美“双反”、市场无序竞争、产品过度依赖国外市尝国内应用开发不足等诸多因素影响，我国光伏制造业迅速步入寒冬，光伏企业大面积亏损。在此背景下，一系列利好政策密集出台，装机目标屡次上调，力图通过扩大国内市场帮助光伏行业渡过难关。为了使国内市场更好更快的发展，我国政府不断出台新政策，“度电补贴”开始浮出水面。2012年10月，国家电网正式发布了关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见，承诺全额收购富余电力，大大简化并网流程。而在2013年6月，国家能源局发布了能源局关于分布式光伏发电示范区工作方案，对分布式光伏发电示范区建设工作进行了部署，方案要求“按分布式光伏发电项目的发电量给予补贴，自发自用电量和多余上网电量均按照统一标准补贴”，同时“按照用电价格水平高、实行峰谷电价、网购电白天时间段加权平均电价高的原则，在经济性好的地区率先开展示范”。同年7月，国务院发布了国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见（【2013】24号)，明确提出“大力开拓分布式光伏发电市场，鼓励各类电力用户按照自发白用，余量上网，电网调节的方式建设分布式光伏发电系统。优先支持在用电价格较高的工商业企业，支持在企事业单位等推广小型分布式光伏发电系统”。而在一个半月之后，发改委特急文件国家发改委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知(发改价格【2013】1638号)，明确了补贴042元/度以及光伏电站标杆上网电价表，三类电价补贴为09元/千瓦时、095元/千瓦时和1元/千瓦时。可以预见的是，光伏发电一定会在未来大放异彩。2.3项目建设的意义 面对日益突出的石油安全问题，以及日益严重的环境污染和环境压力，发展石油替代战略，开发可再生能源，对解决中国社会经济的薄弱环节，消除不安全因素，具有重要意义。 太阳能是最重要的可再生能源，太阳能发电是最重要的太阳能应用之一。目前世界及我国的光伏产业迅速发展，尽管光伏发电的成本仍然较高，但在一些特殊场合及特定应用己经具有经济价值，如边远地区的供电等，从长远发展看光伏发电是非常有前景的发电技术，特别是对我国这样人口基数大，常规能源资源不足的国家是不可替代的战略能源。 中国科学院近日公布了该院“大气灰霾追因与控制”专项组的最新研究结果，研究认为最近的强雾霾事件，是异常天气形势造成中东部大气稳定、人为污染排放、浮尘和丰富水汽共同作用的结果，是一次自然因素和人为因素共同作用的事件，研究认为，人类污染物排放是造成雾霾天气的内因，可以说是“主谋”。空气污染物中的可溶性成分遇到浮尘矿物质凝结核后会迅速包裹，形成混合颗粒，再遇到较大的空气相对湿度后，就会很快发生吸湿增长，颗粒的粒径增长2倍至3倍，消光系数增加8倍至9倍，也就是能见度下降为原来的八分之一至九分之一。通俗地讲，空气中原本存在的较小颗粒的污染物遭遇水汽后变成人们肉眼可见的大颗粒物，随即发生灰霾事件。 经过源解析技术，这些包括含氮有机颗粒物在内的有机物被识别出了4类有机组分：氧化型有机颗粒物，主要来自于北京周边工业污染，其所占比例最大为44；油烟型有机物，主要来自局地烹饪源排放占21；氮富集有机物、一种化学产物占17；还有烃类有机颗粒物，主要来自于汽车尾气和燃煤占18。专项组将这些因素归结为“人为粗放式排放和自然生态被破坏的直接后果”。对于整个京津冀区域，专项组认为，应重点控制工业和燃煤过程，重点在于燃烧过程的脱硫、脱硝和除尘；同时要高度关注柴油车排放和油品质量。 透过以上科研数据，让我们继续看清事件背后的根源。氧化型有机颗粒物主要成因是受空气中NO2、CO2、SO2等温室气体氧化作用，而这些温室气体正是碳基的传统化石能源的主要燃烧产物。氮富集有机物，主要来源是工业生产排放的含氮废气，而这些废气也是直接或者间接来源于化石能源或者衍生于化石能源的化工产品的相关连反应、加工过程。烃类有机颗粒物，主要来自于汽车尾气和燃煤，而汽油和煤正是化石能源的代表产品。真相现在已经非常清晰了一一化石能源以及以化石燃料为驱动的生产生活模式正是问题的罪魁祸首。 20世纪初，以原油、天然气为代表的化石能源推动了人类的工业化进程，将我们带入第二次工业革命的征途，工业经济模式实现了从煤炭和蒸汽技术向石油、电能和汽车技术的跨越。伴随工业生产效率的大幅提升，社会财富在急剧增加，人类进入经济高速增长的时代。据IEA(国际能源署)统计，2010年油、气、煤炭等化石能源占世界一次能源消耗的比重在81左右；2010年全球发电量的比重：火电69、水电16、核电13、新能源2。中国2010年火电发电量占到全年总发电量的8，更高于全球平均水平。 另一方面，化石燃料是当前工业的主要动力能源，化石燃料及其衍生品也是当前工业的主要原料，几乎任何商业活动都与化石能源息息相关。农业广泛使用的化肥、农药，建筑业使用的水泥、塑料、橡胶等建筑材料，人们生活所需的药品、美容品、化工产品、服装等，概莫能外，无不直接或者间接的来源于化石燃料，可以说，整个人类文明都建立在石炭纪储存的碳资源上。可是，正当人类在享受以化石能源为驱动的工业文明的成果时，殊不知，一个巨大的危机也在悄悄来临，我们己经为我们的子孙启动了一颗定时炸弹。这颗炸弹的威力足以毁灭整个人类文明，甚至地球生态。 面对化石能源的逐渐枯竭和人类生态环境的日益恶化，在全世界范围内，人们都逐渐认识到能源供应方面必须走可持续发展的道路，逐渐改变能源消费结构，从传统的化石能源逐渐转向可再生能源。每个国家都面对两个严峻挑战：气候变化和能源安全。世界各国政府正在采取行动应对挑战，重新审视能源发展政策。德国和日本率先宣布将关停所有的核电站。2008年7月，G8峰会上八国表示将寻求与联合国气候变化框架公约的其他签约方一道共同达成到2050年把全球温室气体排放减少50的长期目标。中国政府在2011年宣布了其在哥本哈根协议下的承诺，至2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40-45，非化石能源占一次能源消费的比重提高至15左右。 作为一个拥有超过13亿人口，年经济增长率约8.2的世界第二大经济体，中国现在是世界上最大的能源消耗国和仅次于美国的第二大二氧化碳排放国。中国每增加单位GDP的废水排放量比发达国家高4倍，单位工业产值产生的固体废弃物比发达国家高10多倍。中国单位GDP的能耗是日本的7倍、美国的6倍，甚至是印度的28倍，这表明我们在GDP的质量上也有很大差距，因为我们的GDP曾经长期徘徊在较低水平，在数量还很低的情况下，发展是很难顾及质量的。对GDP的疯狂追求和冲动使我们不得不付出环境污染的代价、高耗能的代价。 我们面前只有一条路：改变能源消费结构，逐渐提高可再生能源在工业经济中的比例，最终摆脱对化石能源的依赖。在可再生能源中，太阳能光伏提供了独特的优势和机遇。太阳能是至今为止地球上可用的最大能量来源，它提供了其他可再生能源不能提供的好处，太阳能电池给人类创造了一种越过一级和二级能源，直接向地球上一切能量的总源泉一太阳，索取能量的捷径：光能直接转化为电能。光伏是新能源中最有可能民间普及的能源方式，其应用灵活性、产业链广度、就业覆盖力，是水、核、风等能源无法比拟的。纵观各种能源形式：化石能源资源有限，不可再生，排放温室气体；水电、风电受制于地理和季节，还有连带的不可避免的生态环境影响；核电有核泄露和核污染的危险。毫无疑问，太阳能光发电(光伏)是我们人类迄今发现的最理想的能源生产形式：可再生、无限量、无污染、触手可及。 科学家指出，太阳光线一个小时的照射所产生的能量足以支撑全球经济运行一整年。欧洲光伏工业协会预测，在所有适合的建筑物表面安装光伏系统能够产生1.5万亿瓦特的电能，能满足欧盟所需电力总数的40。IEA在2010年5月发表的太阳能光伏路线图中陈述，光伏发电是能商用的可靠技术，在世界几乎所有地区都具有长期增长的巨大潜力，并预测：从2010年开始，光伏发电占全球总电力的比例将不断上升，2020年达到1.3，2030年升至4.6。 这样一个利国利民的战略新能源行业目前坠入寒冬，出路就在我们脚下一一中国国内光伏市场。目前制约国内光伏市场的瓶颈不是成本和技术，而是政策滞后。政策滞后体现在：并网难、审批难、补贴难。只要三大障碍解除，国内光伏市场将立即打开，过剩产能至少吸纳一半。面对光伏危机，政府应该救光伏，但是要救光伏行业，不是去救某个光伏企业。光伏目前最需要的不是钱、不是地，而是政策和市场环境，政府通过规制引导，宏观协调，给新能源创造一个畅通、公平、开放、透明的市场竞争环境和电网平台就能让光伏产业发扬光大，为民造福，为发展助力。 中国有世界最大的光伏电池产能，最全的光伏产业链制造业，广阔充足的阳光辐照资源，还有最高的能源消耗需求。光伏行业目前碰到的各种问题和困难，随着产业技术的成熟、市场规模的扩大，所有问题都将迎刃而解，光伏发电平价上网的一天即将到来。历史必将证明，谁都无法阻止光伏前进的车轮，中国在这场新的战略能源竞赛中，必须先拔头筹，当仁不让。2.4项目建设的必要性2.4.1发展新能源的需要 太阳能光伏发电是一种清洁安全的可再生能源，不需要任何的原材料的燃烧，不产生任何污染。目前，太阳能光伏发电技术己经成熟、可靠、实用，使用寿命可以达到25年以上，而目前太阳组件成本仍然较高，与其它发电形式相比，其不足之处是一次投资较大，其优点是相对的运行费用极低。随着太阳组件制备技术的发展，光电转换效率的进一步提高，成本的进一步下降以及电价的逐步提高，将会出现更多的分布式光伏电站。该电站的建成及示范，可在相关的领域内学习新技术、积累丰富的经验。2.4.2减少温室气体排放的要求 目前我国的二氧化硫排放居世界第一，二氧化碳排放居世界第二，并且发展速度远高于美国，据估计到2025年前后，我国的二氧化碳排放将超过美国居世界第一，中国以煤为主的能源结构导致了我国二氧化碳排放的减排任重道远，中国将面临国际社会施加的更大的压力。60MWp光伏电站的规模较大，能起到良好的示范作用。我们将积极推进新能源的应用，为“减排”进行不懈的努力，为世界环境的保护作出自己的贡献。第三部分 光伏市场需求分析、预测3.1光伏市场需求分析3.1.1全球光伏市场 太阳能作为一种可再生的新能源，因其节能和环保的效果，受到广泛的重视。太阳能的主要开发利用方式为太阳能热电、太阳能热水、以及太阳能光伏发电，而从目前的发展趋势来看，重点发展方向为太阳能光伏发电。 太阳能的市场新机会将更多影响全球市场分布，预计到2017年其市场需求将大幅增长。据NPDSolarbuzz最新发布的演讲显示，预计2014年全球太阳能光伏市场需求将从去年的29Gw提高到31Gw，年成长率为7。2014年将是转变中的一年，光伏产业将做出调整，以应对激进欧洲市场的疲软，中国终端市场将会补上过去德国需求减少的局部。欧洲的需求将大幅减少至约12Gw，相对于亚太地区主要光伏市场如中国、日本和印度的新政策，由于欧洲对光伏优惠补贴的削减，将使亚太地区超越50生长，总需求在2014年将达到11Gw以上。 随着全球化石能源的不断减少，人们日益关注全球的环境保护、气候变化，清洁、可再生能源使用的将快速增长，全球太阳组件的需求量也将急剧增长，给太阳组件生产企业、投资机构、太阳组件相关产业创造了巨大的投资机会。3.1.2国内光伏市场预测 2013年，光伏行业实现了一项具有里程碑意义的重要目标，2013年全球光伏累计装机容量己超过100Gw，这在10年前是任何人都不曾预测到的。2014年全球太阳能需求及价格双双趋稳，预计全年出货量将增长约18达35GW，增长约9，维持“稳中有增”的态势。 光伏市场是相互关联的，全球各个市场均受到了经济波动和衰退的影响，但受影响时间和影响方式却不尽相同。比如2012年，欧洲地区对安装商和系统集成商的需求增长，但当地的太阳能电池和模块生产商却逐步失去了市场份额。欧洲在未来几年内会越来越多将地使用可再生能源发电，我们看到欧洲市场在未来依旧存在巨大潜力。从2013年下半年至2014年间，欧洲市场正在回暖，我们今天的技术正在朝着更高效、更具竞争力的方向发展，随着技术的不断持续革新，光伏必将成为未来欧洲主要的电力来源和能源市场的一个重要组成部分。 欧洲光伏行业协会最近公布的对2016年全球光伏市场预期报告中指出，预计到2016年，全球光伏装机总量至少将增加1倍至200GW，甚至可能增长到340GW，报告还特别指出，全球光伏市场的结构正在发生变化。2011年，欧洲市场在全球市场处于领先位置，全年新装机量占全球总量的75，但2012年情况发生了变化，新兴市场的出现加剧了市场竞争，欧洲市场的发展速度在减慢，而南非、印度、泰国、沙特阿拉伯及南美国家，包括智利、墨西哥和巴西等新兴市场，都纷纷出台了鼓励政策和措施，致使其装机容量呈现快速上升的趋势。 令人兴奋的是中国目前异军突起己成为光伏产业增长的领头羊，预计在2014年中国将超过德国成为全球最大的光伏市场。中国的十二五计划促使太阳能发电的增长进入了一个新的阶段。中国国家发展和改革委员会提出，到2015年中国的太阳能发电装机总容量目标将到35 GW，在欧洲光伏市场逐渐萎缩之际，此举将进一步促进中国的光伏市场发展。据中国可再生能源行业协会的预计显示，除了正在规划中的中国沙漠地区大规模地面安装的公用事业光伏发电站项目之外，2014年用于商业用途的装机容量将增14，如此光明的市场前景为中国的光伏产品供应商们创造了大量商机，其中一个巨大推动力是中国己批准开展“金太阳工程”第二期项目，该项目将为总量达29Gw的超过220个光伏项目提供预支财政补贴。 因此，推广发展光伏应用市场，是我国光伏行业的未来。3.2全国电力市场需求分析 2012年，我国经济增速放缓导致电力消费增速明显回落，但随着2013年经济的企稳回暖，电力消费开始回升。2013年，全国全社会用电量59591亿千瓦时，同比增长5.5，增速比2012年回落6.5个百分点。与GDP增速逐季回落但回落幅度逐季收窄相一致，4个季度全社会用电量同比分别增长6.8、4.3 、3.6和7.3，且11、12月份增速连续创2013年以来的月度最高增速，表明前期“稳增长”的政策措施效果逐步显现，经济正逐渐趋稳回升。分产业来看，第一产业用电量1013亿千瓦时，与上年基本持平；第二产业用电38879亿千瓦时，同比增长3.9，4个季度同比分别增长4.5、2.9、1.6和6，4季度对全社会用电量增长的贡献率超过70，成为带动全社会用电量增速连续回升的主要动力；第三产业用电5890亿千瓦时，同比增长11.5；城乡居民生活用电6719亿千瓦时，同比增长9.7。3013年第 4季度，工业及制造业用电量增速快速回升，2013年工业用电量38061亿千瓦时，同比增长4.1，增速同比回落7.2个百分点，4个季度工业用电量同比分别增长4.、2.7、1.6和6.9，4季度回升快的情况与工业生产趋稳回升态势相吻合；制造业用电量同比增长3.4，4个季度同比分别增长2.3、2.7、1.8和6.1，4季度回升明显。制造业重点行业中，化工、建材、黑色金属冶炼及压延和有色金属冶炼及压延四大重点行业合计用电量同比增长2.7，增速比同期全社会用电量平均增长水平低2.8个百分点，比2012年大幅回落9.8个百分点。4大重点行业全年合计用电量各季度增速分别为1.2、2.03、0.1和7.7，4季度增速己明显回升、对全社会用电量增长的贡献率达到31.3，明显高于前三季度的7.1，是带动全社会用电量增速回升的重要原因之一。 分区域看，西部区域各季度用电量增速高于其他区域。2013年，西部区域用电量同比增长8.7，增速持续领先于其他区域，但区域内的重庆、广西、宁夏、四川增速均低于全国平均增长水平；中部区域用电量同比增长4.8，略低于全国平均增长水平，其中安徽增速为10.7，而江西、湖北和河南增速均低于5；东部区域用电量同比增长4.9，其中海南增速为11.7，而上海、浙江、河北和天津增速均低于4；东北区域用电量同比增长2.7，增速偏低于其他区域，其中吉林和辽宁分别增长1.4和2.31。第四部分 项目的技术基础4.1太阳能发电原理 太阳能光伏利用是一项高新技术，使用物理学的光生伏特效应直接将太阳能光能转变为电能，所以这种太阳能发电技术也称为光伏发电，目前常规使用晶体硅太阳电池组件、非晶硅太阳电池组件、铜铟硒薄膜太阳电池组件、碲化镉薄膜太阳电池组件，其中晶体硅太阳电池组件占市场的90以上。太阳能光伏发电的优点是：没有运动部件，无噪声，无污染，模块化安装，建设周期短，避免长距离输电，可就近供电。太阳能光伏并网发电系统主要由光伏方阵、并网逆变器、测量通信系统及公共电网组成。光伏方阵将太阳能转化为电能(直流电)，并传递到与之相连的逆变器上，逆变器将直流电(DC)转变成交流电(AC)，输出电力与公共电网相连接，为当地提供电力。光伏并网发电系统示意图如图4-1、4-2所示。光伏并网型发电模式，主要用于已经有电网的地方，即白天有太阳时光伏系统发电直接输送到电网上，是对电网的一种重要补充。 4.2光伏电源系统设备选择4.2.1光伏组件光伏组件简介：光伏组件是将太阳能直接转变为直流电能的部件，是光伏电源系统的核心部件，求具有非常好的耐侯性，能在室外严酷的条件下长期稳定可靠地运行，同时具有高的转换效率。晶体硅光伏组件主要包括单晶硅和多晶硅，是目前较成熟、稳定、可靠的光伏组件，与薄膜光伏组件一样，在光照及常规大气环境中使用会有部分衰减；多晶硅光伏组件兼具单晶硅光伏组件的高转换效率、长寿命以及非晶硅薄膜光伏组件的材料制备工艺相对简单等优点，转换效率稍低于单晶硅光伏组件，但成本低于单晶硅光伏组件，是目前市场上的主流产品。如图4-3所示。图4-3多晶组件产品图 21本项目拟采用多晶硅光伏组件，要求经过国内的常规检测或国际著名机构的认证，如通过GB/T9535或IEC 61215的及GB/T18911-2002/IEC 61646:1996的测试。4.2.2逆变器逆变器是把光伏阵列连接到系统的部分，配置有最大功率跟踪器，可以将直流电(DC)转化为交流电(AC)，并具有最大功率跟踪功能。最大功率跟踪器(MPPT)是一种电子设备，无论负载阻抗变化还是由温度或太阳辐射引起的工作条件的变化，都能保证光伏阵列工作在输出功率最佳状态，实现阵列的最佳工作效率。如图4-4所示。 图4-4 逆变器产品图 逆变器的选型主要对以下几个指标进行比较： (1)逆变器输入直流电压的范围：太阳能光伏组件串的输出电压受日照强度、天气条件及负载影响变化范围比较大，要求逆变器能够在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证输出交流电压的稳定。 (2)逆变器输出效率：大功率逆变器在满载时，效率必须在9或9以上，即使逆变器的额定功率在10情况下，也要保证90以上的转换效率。 (3)逆变器输出波形：为使光伏阵列所产生的直流电经逆变后向公共电网并网供电，要求逆变器的输出电压波形、幅值及相位等与公共电网一致，以实现向电网无扰动平滑供电。所选逆变器输出电流波形应良好，波形畸变以及频率波动低于门槛值。 (4)最大功率点跟踪：逆变器的输入终端电阻应自动适应于光伏发电系统的实际运行特性，保证光伏发电系统运行在最大功率点。 (5)可靠性和可恢复性：逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力及各种保护功能，如：过电压情况下，光伏发电系统应正常运行；过负荷情况下，逆变器需自动向光伏组件特性曲线中的开路电压方向调整运行点，限定输入功率在给定范围内；故障情况下，逆变器必须自动从主网解列。 (6)监控和数据采集：逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到远控室，其控制器还应有模拟输入端口与外部传感器相连，测量日照和温度等数据，便于整个电站数据处理分析。 逆变器主要技术指标还有：额定容量、输出功率因数、额定输入电压、额定电流、电压调整率、负载调整率、谐波因数、总谐波畸变率和畸变因数等。 逆变器的功能是将光伏组件在太阳光的照射下产生的直流电转换为频率50赫兹的交流电，具有与公共电网抑制的正弦波型交流电。它是整流的逆向过程，称之为“逆变”。太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以日常生活中使用的电器产品为例，只有部分电器直接用直流电供电，而大部分电器如电视机、洗衣机、电冰箱、微波炉、空调器等均不直接用直，流电供电，绝大多数动力机械也是如此。当大电网供电系统需要升高电压或降低电压时，交流电源系统中只需增加变压器装置就能实现，而在直流电源系统中升压降压技术与装置就要复杂得多，对逆变器的性能也有较高的要求。 由于光伏系统投资较高，太阳组件所发电是非常宝贵的，要求逆变器具有较高的逆变效率，咀提高系统的总体效率。 并网逆变器均是正弦波逆变器，并具有最大功率跟踪系统，以保障光伏系统始终工作在最大功率点。正弦波逆变器的特点是：综合技术性能好，功能完善，但线路复杂，普遍采用脉宽调制技术。其优点是：输出波形好，失真度很低，对通信设备无干扰，噪声也很低，应用范围广，整机保护功能齐全，效率高。 并网逆变器还有对电网监测功能，能与电网保持相同相位和频率，在电网停电时能及时将光伏系统与电网断开，避免继续对电网供电造成事故，在电网恢复通电后能及时废复向电网送电，即具有可靠的“防孤岛效应”功能。4.2.3其他辅助系统 光伏组件需要用牢固的支架面向南面架设，形成光伏方阵，组件之间需要接线盒进行连接，再经过专用电缆与逆变器相连。本工程在山坡荒地建设，场址平坦四周基本无遗挡。查表可得该地区风速对光伏电站的运行影响较大，应采取必要的抗风措施。太阳能电池组件迎风面积较大，在组件支架设计中必须考虑风荷载的影响。 光伏电站中的组件阵列均固定安装金属支架之上，且阵列占地面积较广，雷电对光伏电站运行有一定的危害，电站应采取可靠的防雷接地措施。 大型并网光伏电源系统通常还具有发电量统计功能，此外应还有太阳辐射、环境温度、风速、电站的实时发电监测系统及重要参数的远程监测系统等。同时，光伏电站应充分利用并网逆变器的无功容量及其调节能力，当并网逆变器的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在光伏发电站配置无功补偿装置，并综合考虑光伏发电站各种出力水平和接入系统后各种运行工况的暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿容量。第五部分 光伏电站技术方案5.1场址选择本项目位于平顶山市鲁山县董周乡，如下图线框区域所示：项目区图5-1项目地太阳能资源情况5.2项目地太阳能资源情况为了科学合理地分析鲁山县具体的太阳能资源，并通过太阳辐射量计算并网电站发电量能，以年均日照资源对系统进行设计。如下表所示： 虽然不同光伏发电应用中，光伏阵列的最佳倾角可以通过理论计算的方式得出，但是理论计算主要是以光伏系统所处位置的年度气象资料的平均值作为依据，实际中雨雪、灰尘、花粉、空气污染等因素的影响在理论计算分析中很难被考虑到。5.3光伏技术设计 完整的系统设计方案内容应包括系统配置图、太阳组件方阵的设计、逆变器的设计、输变电设计、桥架及接线、防雷接地设计、土建设计(机房、配电房)等。本项目仅做初步的电气设计及预计的系统规模和主要技术参数。5.3.1主要设备选型 (1)光伏组件单晶硅太阳能电池组件光电转换效率高，商业化组件的转换效率在16.5-17.5左右，其稳定性好。多晶硅太阳能电池组件光电转换效率略低于单晶硅，商业化组件的转换效率在15-16，制成组件后，组件效率与单晶硅组件相近。组件转换效率均可达到14.5以上。两种组件使用寿命均能达到25年，其功率衰减均小于20。本项目一期投资建设拟采用“国家金太阳工程”入围产品品牌多晶硅太阳能电池组件120000块，其转换效率为15.3。技术参数见下表： (2)并网逆变器：并网逆变器是光伏发电系统的重要组成部件，是将太阳能电池板发出的直流电能转化为可与系统连接的交流电的核心设备。并网逆变器的质量与效率直接影响到发电量的输出，对经济效益和能源利用都具有重要的影响。技术参数见下表：输入最大输入功率560kW最大输入电压1000V启动电压520V最小工作电压500V最大输入电流1120AMPP电压范围500850V输入连接端数8/16输出额定输出功率500kW最大输出视在功率550kVA最大输出电流1008A总电流波形畸变率0.99满功率，可调范围0.9超前0.9滞后隔离变压器无直流分量0.5 % In效率最大效率98.7%欧洲效率98.5%保护输入侧断路设备直流负荷开关输出侧断路设备交流负荷开关直流过压保护具备交流过压保护具备电网监测具备接地故障监测具备过热保护具备绝缘监测具备常规数据尺寸（宽高深）16062034860mm重量1700kg工作温度范围-30+55夜间自耗电100W外部辅助电源电压380V，3A冷却方式温控强制风冷防护等级IP21相对湿度095%无冷凝最高海拔6000m(3000m降额)排风需求量4500m3/h显示彩色触摸屏通讯RS485/Modbus, Ethernet(Opt.)5.3.2系统设计本项目所利用土地为山坡荒地，地质结构分为填土表层和岩石表层。支架基础根据地表土