太阳能光电建筑一体化示范项目施工综合说明

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：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精矿仓二期15300.013900.0320万吨电解车间20500.010300.0小计=sum(C2:C4)52800.0=sum(D2:D4)38000.0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70～80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·h。1.5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20万吨电解车间，通过太阳能组件支架将太阳能电池板架设在车间顶部。精矿仓和精矿仓二期屋面为混凝土平屋面，太阳能光伏电池组件利用混凝土基础固定在屋顶上；20万吨电解车间屋面为彩钢瓦，太阳能光伏电池组件利用金属支架固定在屋顶上。为减少屋顶安装太阳能光伏组件增加荷载，组件支架采用钢支架。金属支架钢构件采用热镀锌防腐，设计寿命不低于25年。1.8施工组织设计本项目初步运营期25年，建设期3个月。项目的实施按照国家关于基本建设程序和太阳能光伏电池的安装有关规定。具体项目进度如下：工程计划于2013年3月开工，2013年6月底投运。1.9工程管理设计建设期间根据项目目标，以及针对项目的管理内容和管理深度，本光伏并网工程将成立项目公司。项目公司建设期计划设置5个部门：计划部、综合管理部、设备管理部、工程管理部、财务审计部，组织机构采用直线职能制，互相协调分工，明确职责，开展项目管理各项工作。根据生产和经营需要，结合现代化光伏并网电站运行特点，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”，结合新建电站工程具体情况，本电站按“无人值班”（少人值守）的原则进行设计。1.10环境保护和水土保持设计1.10.1环境保护经过对本工程的环境保护设计，分析环境与本工程间的相互影响要素，并采取有效措施使不利影响因素减至最低程度，使工程环境在建设与运行期内都得到很好的保护，进而使工程与其周围环境之间达到相互和谐发展的目标。本工程为清洁、可再生能源的利用项目，受到国家和地方政府的大力支持。项目选址在某某金属材料有限公司建筑物屋顶，不占据其他土地。1.10.2水土保持经过对本工程的水土保持设计，分析本工程水土流失现状及成因，并预测工程建设可能造成的水土流失，提出有效措施使不利影响因素减至最低程度，使场址区水土在本工程建设与运行期内都得到很好的保护。本工程太阳能组件设置在某某金属材料有限公司车间屋顶，逆变器、直流配电柜等设备设置在车间内，在不另外占用土地，无新增建筑的情况下，不会产生新的水土流失。1.11劳动安全与工业卫生为贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，做到本工程投产后符合劳动安全与工业卫生的要求，保障劳动者在劳动过程中的安全与健康，为建设项目的设计、施工、监理、运行提供科学依据，推动工程项目安全程度的提高，根据国家有关设计标准、规程规范进行本工程劳动安全与工业卫生专项设计。本工程劳动安全与工业卫生设计范围是对主要构筑物、生产设备及其光伏作业岗位和场所的劳动安全与工业卫生进行分析评价，主要包括光伏阵列、逆变器室等。本工程劳动安全与工业卫生设计的重点：分析评价本工程运行过程中可能出现的劳动安全与工业卫生等方面的主要危险有害因素；从设计、运行、管理的角度提出相应的消除或减免措施；提出劳动安全与工业卫生建议。对施工过程中的主要危险有害因素只作一般性分析，不作具体评价说明。1.12建设项目节能分析本工程采用绿色能源——太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻了节能、环保的指导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求，减少了线路投资，节约了土地资源。本工程各项设计指针达到国内先进水平，为光伏电站长期经济高效运行奠定了基础，符合国家的产业政策，符合可持续发展战略，节能、节水、环保。太阳能是一种清洁的可再生能源，太阳能光伏发电不会产生大气“三废”问题。通过贯彻落实各项节能措施，本工程节能指标满足国家有关规定的要求。本工程将是一个环保、低耗能、节约型的太阳能光伏发电项目。1.13工程设计概算多晶硅电池组、并网逆变器等设备价格根据厂家询价确定，其他机电设备价格参考国内现行市场价格计算。主要设备价格如下：多晶硅电池组（250Wp/块）按4.5元/Wp计算；逆变器（250kW/台）按15万元/台计算。工程静态投资2555.34万元，工