太阳能光电建筑一体化示范项目施工综合说明

1、太阳能光电建筑一体化示范项目施工综合说明1.1 概 述某某金属材料有限公司成立于 2006 年，注册资金 5 亿 元，公司隶属于某方圆有色金属集团有限公司，集团公司成 立于 1998 年，是一家阴极铜生产为主，金、银、铂、钯、 硒、锑、铋等稀贵稀散金属综合提取，集科工贸为一体的集 团化企业。集团总资产 100 亿元，员工 2400 余人。铜产量 位列全国第六位，金、银产量均列全国前十位，山东省百强 企业，全国 500 强企业。 2010 年阴极铜产量 20.6 万吨，黄 金 6 吨，白银 210 吨，销售收入 224 亿元，利税 24 亿元， 进口额 17 亿美元。“十二五”末，集团公司的目标

2、：阴极铜年产量达到 60 万吨，黄金 20 吨，白银 600 吨，销售收入确保超过 500 亿 元，力争达到 800 亿。本项目为光电建筑一体化示范工程项目，充分利用某某 金属材料有限公司内厂房、库房等建筑房顶布置太阳能电池 组件，建筑类型为工业建筑。从太阳能电池与建筑物的结合 方式上有新的突破。本项目充分利用建筑物屋顶的原有结 构，不会对所在建筑产生影响。该项目总容量 2.6MWp ，拟使用某某金属材料有限公司 三个厂房屋顶：精矿仓屋顶、精矿仓二期厂房屋顶和 20 万吨电解车间屋顶。各个厂房可使用面积如下:编号构筑物名称屋顶面积（m2）可利用面积（m2）1精矿仓17000.013800.02

3、精矿仓二期15300.013900.0320万吨电解车间20500.010300.0小计52800.038000.0山东烟台宏源热电设计有限公司受某玉昊隆新能源有 限公司的委托，承担某某金属材料有限公司2.6MW太阳能光电建筑一体化示范项目的可行性研究报告编制工作。 设计的主要内容包括：太阳能资源、工程任务和规模、电池 板选型和发电量估计、电气、土建工程、施工组织设计、工 程管理设计、环境保护和水土保持设计、劳动安全与工业卫 生、建设项目节能分析、工程设计概算、经济评价。1.2光能资源当今世界和我国，能源主要依赖矿物燃料，包括煤炭、 石油和天然气。一方面，矿物能源的应用推动了社会的发展， 其资

4、源在日趋耗尽；另一方面，矿物能源的无节制使用，引 起了日益严重的环境问题，导致生态环境不断恶化。山东省 同样存在着能源结构单一的问题，省内现有发电厂大多为火 力发电厂，而且燃用的煤炭大部分需从外省长距离运输，燃 料供应和环境压力越来越重。这就要求我们寻找长期有效的 绿色环保的能源来替代传统的能源。我国是太阳能资源非常丰富的国家，随着光伏发电成本 的降低，广泛实施太阳能光伏并网工程将成为未来能源发展 的重要战略之一。近年来我国太阳能产业突飞猛进，其中太阳能光伏发电 技术更是备受瞩目，太阳能光伏发电技术产业化及市场发展 经过近二十年的努力已经奠定了一个良好的基础，但受国内 光伏发电成本制约，我国光

5、伏并网发电产业还没有得到大面 积推广。太阳能光伏发电的关键部件太阳能电池组件的生 产，已在我国形成很大的产能，并重点出口到欧美国家；同 时制约太阳能组件生产成本的硅原料，也于 2008 年在我国 形成产能，从而使得硅原料的价格从 2008 年的最高价 500 美元/kg降到当前的约7080美元/kg价格，并还有一定的 下降空间。据业内人士预测，到 2015 年，随着硅原料价格 的下降，光伏发电成本有望与火电成本相当。某是太阳能资源非常丰富的地区，随着光伏发电成本的 降低，广泛实施太阳能光伏发电工程将成为未来能源发展的 重要战略之一。某玉昊隆新能源有限公司利用自身的资源优势，积极响 应国家新能源

6、政策，合理利用充足的太阳能资源，促进太阳能光伏发电技术的产业化发展，拟在某某金属材料有限公司 厂区内开发建设 2.6MWp 屋顶太阳能光伏电站工程。 本项目的示范目的在于，采用新型高效的太阳电池组 件，结合某某金属材料有限公司已有建筑特点，在充分利用 屋顶面积的同时，推广用户侧并网的太阳能屋顶光伏示范电 站示范效应，充分利用充足的光能资源。1.3 项 目 的 任 务 和 规 模某玉昊隆新能源有限公司拟在某某金属材料有限公司 厂房屋顶规划建设 2.6MWp 并网光伏电站一座。 该项目充分 利用当地优质太阳能资源，改善当地电网以水电为主的单一 化结构，为山东电网提供清洁可再生能源，保护当地生态环

7、境。本光伏电站工程的建设可满足本厂区部分负荷的需求， 提高用电质量，推动当地经济和社会发展，具有较大的社会 环境效益和经济效益。本项目主要供电给本公司负荷，多余 部分外送至地区电网。1.4 电 池 板 选 型 和 发 电 量 估 计本期工程装机容量为 2.6MWp ，推荐采用分块发电、集 中并网方案。通过技术与经济综合比较，电池组件选用 250Wp 多晶硅电池组件， 共计 10440 块；逆变器选用 250kW 型逆变器，共计 11 台本工程将某某金属材料有限公司屋顶分三个区域。各区 域太阳电池组串划分的汇流区并联接线，输入防雷汇流箱后 经电缆接入直流配电柜，然后经光伏并网逆变器逆变后的三 相

8、交流电经电缆引至变压器低压侧送至各低压配电室。逆变 器室位置根据现场情况合理布置。经计算，电池组件方阵的运行方式以最佳倾角的方式固 定式安装。计算结果：电站建成后第一年上网发电量为 352 万kW h。在运行期25年内的年平均发电量为 324万kW h1.5 电 气1.5.1 电气一次本期工程建设规模为 2.6MWp, 是光电建筑一体化并网 发电用户侧并网型光伏发电项目，所发电力拟主要供给所在 厂区用电 ,也可以并网输送。 根据本项目安装容量以及周边电 网情况，暂考虑以 0.4kV 电压等级接入电网，具体方案以接 入系统方案审查意见为准。太阳能并网发电示意图如图 1.1 所示。图1.1太阳能并

9、网发电示意图本工程光伏阵列安装在厂房及库房屋顶上，根据场地布 置情况，采用分块发电，集中并网的设计方案，将系统分成 3个并网发电单元，共设 11台250kW逆变器，每个发电单 元通过一台低压配电柜分别接入对应的低压配电室，实现并 网发电。太阳能电池组件通过合适的串并联，满足并网逆变器要 求的直流输入电压和电流。每块组件接线盒都配有旁路二极 管，防止“热斑效应”，将组件因部分被遮荫或电池片故障 而导致的失效对系统效率的危害降到最低。同时，太阳能方 阵的直流汇流箱内设置防反二极管，以防止各并联组件串之 间形成回路，造成能源浪费和缩减组件的寿命。并网逆变器采用双环控制系统，实时检测电网状态，取 得电

10、网电压、电流、频率、相位等关键变量，通过计算分析， 使输出电力与电网同步运行。且在运行期间，并网逆变器按 工频周期检测电网状态，一旦电网异常如突然停电，压降幅 度超标，并网逆变器立即触发内部电子开关，实现瞬时与电 网断开。同时，并网逆变器不断检测电网状态，一旦其恢复 正常并通过并网逆变器的计算分析，并网逆变器将重新并 网。总之，作为并网系统的控制核心和直流变交流的枢纽， 并网逆变器高度的自动化和精密的检测控制功能从根本上 保证了系统并网的安全性和可靠性。太阳能组件边框及其支撑结构均与建筑现有的接地系 统连接，并网逆变器开关柜等设备外壳接地，防止直击雷及 触电危险。另外，直流和交流回路中均设有防

11、雷模块，防止 感应雷击波伤害。低压开关柜为站用电源开关柜，采用抽屉式低压开关 柜，室内布置，防护等级为 IP44 ，根据逆变器的输出电流选 择适当的开关和模数，整个配电装置约需要 3 面开关柜。开 关柜与站用电源之间采用母线连接，布置紧凑，可靠性高， 开关柜内元器件选用合资及以上水平的产品。1.5.2 电气二次系统配有完善的通讯监控系统，全面检测环境和系统的 状态，将光照强度、环境温度、太阳能板温度、风速等环境 变量和系统的电压、电流、相位、功率因数、频率、发电量 等系统变量通过 RS485 或以太网或 GPRS 传输直控制中 心，实现远程监控；同时如将同一地区多个并网电站的信息 传输至同一控制中心，可方便区域的电网调度管理。1.6 工 程 消 防 设 计本工程消防设计主要考虑屋顶光伏设施及附属设备各类 火灾的防止和扑灭，立足自救。本设计根据“预防为主，防消结合”的消防工作方针， 遵循立足国内，中等适用的指导思想，在设计中严格执行国 家有关防火规范和标准，积极采取行之有效的先进防火技 术，在加强火灾监测报警的基础上，对重要设备采用相应的 消防措施。1.7 土 建 工 程本工程利用某某金属材料有限公司内厂房、库房等建筑 房顶布置太阳能电池组件，建筑类型为工业建筑。本工程中 太阳能电池板铺设的厂房有某某金属材料有限公司的精矿 仓、精矿仓二期和