20170803结题汇报-太阳能光伏可行性

上海市校园太阳能光伏发电可行性研究上海交通大学二〇一七年十二月二十日上海市2016年节能减排专项课题结题汇报研究背景Part1研究进展Part2研究结论Part31、政策支撑研究背景分布式光伏的国家及地市政策-国家政策内容涉及光伏工程补贴、发票开具、消纳模式，流程简化，鼓励规模应用，金融支持，与扶贫结合等各个方面1、政策支撑这有利于分布式发电开发更多的业务模式以及提高电站运营的收益率。以此来鼓励和推进分布式光伏发电系统工程的开展。解读如下：〔1〕分布式光伏发电实行“自发自用、余电上网、就近消纳、电网调节”的运营模式；〔2〕鼓励工程投资经营主体与同一供电区内的电力用户在电网企业配合下以多种方式实现分布式光伏发电就近消纳。余电上网局部可向该供电区内其他电力用户直接售电；〔3〕享受电量补贴政策〔按0.42元/度实行全电量补贴〕的分布式光伏发电工程，由电网企业负责向工程单位按月转付国家补贴资金，按月结算余电上网电量电费。研究背景2、研究意义研究背景建筑能耗的大幅增长能源与环境的可持续发展可再生能源技术的开发与推广经济性环保性技术应用：技术可推广、可复制建设周期短投资风险小靠近用户侧安装能够实现就近供电投资回报率高等优势装机容量灵活配置学校资源：资源较为丰富：屋顶、操场、校园空地等能耗的刚性增长3、工程根底

自2013年以来随着分布式光伏发电工程国家补贴优惠政策以及发改委等各部门专项的支持，局部高校通过专项申报及学校自筹配套等方式，陆续开展了局部太阳能光伏发电工程。工程在技术运用、运营模式等方面存在多样性，在初期调研时可提供较全面的素材。研究背景1)、上海交通大学2012年在图文信息楼屋顶建设了装机容量为70kWp的分布式太阳能光伏发电系统2)、上海交通大学2014年在闵行校区东上院屋顶建设了装机容量为99kWp的分布式太阳能光伏发电系统3)、上海大学文武楼建设了6kWp分布式太阳能光伏发电系统4)、上海电力学院电力科技园建设了10kWp分布式太阳能光伏发电系统5)、上海杉达学院的体育馆2015年拟建设22kWp分布式太阳能光伏发电系统6)、上海财经大学的学生中心拟建设80kWp分布式太阳能光伏发电系统7)、复旦大学第二、第三教学楼拟建设170kWp分布式太阳能光伏发电系统这些应用对系统的相关运行数据有了一定的积累，为开展上海地区高校实施分布式光伏发电工程的可行性分析提供有效的数据根底。4、团队根底

研究背景

本课题的技术支撑团队为上海交大低碳绿色校园研究中心和智能电网中心。两个中心同样拥有雄厚的技术条件和先进的测试仪器，已经成为上海交大面向工业企业、建筑、民生等行业的综合节能评估及节能技术推广平台。5、研究内容

上海市校园屋顶资源及安装条件调查通过现场考察的方式，围绕上海市校园建筑用户屋顶面积、结构等资源条件以及用户的用电特点、电价等客观情况，排摸上海市校园潜在的可应用资源。校园光伏应用的技术分析从系统技术设计的角度分析，主要包括发电系统和并网系统两大块内容。针对高校屋顶资源相比照较分散、单体可利用规模小的特点，拟从光伏发电组件的选择、逆变单元的配置、并网接入方式、运行系统等方面，以工程示点示范为切入口，研究太阳能光伏系统在上海校园的技术组合方案。(--分布式光伏发电工程管理暂行方法国能新能〔2013〕433号〕以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施)研究背景研究背景

4、应用效果分析与推广上海年均日照处于2000H/Y，且有微减趋势〔雾霾和温室效应〕。四季中，夏季可达700H/Y，其他三季根本均分。5、研究内容校园光伏工程运营模式分析工程的营模式有多种，包括合同能源管理方式(电价优惠、屋顶租赁等)、市场化采购完全外包等，结合国家政策和学校的科研、生活、管理、技术等实际以及现场场地等资源对不同运行模式的节能量、经济和社会效益分析典型应用分析通过太阳能光伏发电系统在上海地区校园的试点应用案例，开展应用效果分析和环境评价三、2016年10月25日－2017年8月10日二、2016年7月25日－2016年10月25日一、2015年6月15日－2016年7月25日研究背景

研究方案：前期调研；现有资源调查；数据比照、实例分析；编制文件、结题验收研究背景Part1研究进展Part2研究结论Part3学校名称占地面积（亩）屋顶面积（万平米）可装机容量（kW）学校名称占地面积（亩）屋顶面积（万平米）可装机容量（kW）1上海交通大学533220.0512997.2514上海应用技术学院12004.512925.112同济大学400015.049750.3815上海政法大学10784.052627.733复旦大学347613.078473.0816上海电力学院9243.472252.344华东师范大学310011.657556.5417上海外国语大学8673.262113.395上海大学300011.287312.7818上海财经大学7482.811823.326上海师范大学270010.156581.5019上海对外贸易学院7002.631706.327华东理工大学26409.926435.2520上海第二工业大学7002.631706.328东华大学20007.524875.1921上海金融学院6752.541645.389上海海事大学20007.524875.1922上海中医药大学6002.261462.5610上海理工大学19607.374777.6823上海体育学院5952.241450.3711上海海洋大学16006.023900.1524上海电机学院5291.991289.4912华东政法大学13004.893168.8725上海立信会计学院5001.881218.8013上海工程技术大学12004.512925.1126上海商学院3201.20780.03

总计43744164.46106630.11研究进展1、上海高校光伏应用的条件分析上海市局部高校可用屋顶资源调研研究进展1、上海高校光伏应用的条件分析上海市高校屋顶资源特点储备量丰富据不完全统计达164.46万平方资源分布区域化建筑设计的水平建筑文化的需求城市发展的规划建设程度屋顶形式多样各学校建筑的年代参差不齐荷载设计情况不一研究进展1、上海高校光伏应用的条件分析上海市高校能耗特点某典型高校用能占比能源需求量比一般住宅、公共建筑高出很多高校建筑特点功能复杂、类型多样用能人数多流动性大使用周期长研究进展1、上海高校光伏应用的条件分析上海市高校能耗特点照明耗能高取暖、制冷能耗大浪费行为严重上海高校建设面积统计，样本数74研究进展1、上海高校光伏应用的条件分析应用优势分析校园规划科学选址合理分区空间资源建筑设计屋面布置建筑结构建筑用能调峰稳压降低负荷研究进展2、高校光伏发电的方案设计光伏并网设计寒暑假期间光伏电力并网设计暑假期间电池蓄能设计采用防逆流装置能源互联网综合管理系统防止逆流采用合理的储能系统具有充足的变压器容量保证具有适宜的地形条件研究进展2、高校光伏发电的方案设计结构设计独立根底式

工程塑料固定在混凝土屋面上研究进展2、高校光伏发电的方案设计结构设计条形根底式负重根底式全钢可调式网基式导流板研究进展2、高校光伏发电的方案设计光伏系统比照分析

并网光伏系统离网光伏系统混合供电系统初始成本最低高高运行成本低高高备用电池（蓄电池）无有有维护几乎免维护需要维护维护较多负载匹配较好差较好噪声无无有污染无有有研究进展3、运营模式分析可持续性分析光伏系统的潜在能耗：光伏系统在整个生命周期内所需的能量制造过程、运输过程和安装过程所需要的能量硅提纯和生产所需要的能量硅锭的切片过程所需的能量Es光伏组件安装过程的能耗将光伏组件从生产地运输到安装地所需要的能量光伏组回收过程所需要的能耗影响因素系统所在地的位置系统的设计形式光伏组件的安装形式光伏电池的类型系统是否并网系统的运行和监控系统的改建和安装形式生产光伏组件所需的能量生产光伏系统配件所需要的能量研究进展3、运营模式分析运营模式分类合同能源管理EMC：第三方投建，采用“就地消纳、余电上网”方式与电网结算。以节省电费的方式享受电网销售电价的折扣，投资者按全电量获得政府补贴，同时享受一部分光伏发电收益。在这种运营模式里，第三方投资者某种程度上充当售电公司的角色，在拟定的电改方案中，未来将进一步放开售电侧，引入多主体参与竞争，合同能源管理的第三方投资者，作为供电服务商，具有成为售电主体的天然优势，未来具有巨大的发展空间。租赁由业主提供屋顶、公共设施等资源，投资者利用业主提供的场地建设光伏系统，由投资者向业主支付场地租金。这种模式中，投资者获得光伏发电收益，而业主获得租金收益。这种模式主要用于业主拥有场地资源而不准备自己建设光伏系统，投资者具有光伏系统建设经验而缺少场地资源的情形。在此模式下，投资者所获光伏发电收益，既可为“发电量全额上网”收益，又可为“发电量就近使用、余电上网”收益自发自用模式用户自己投资建设分布式光伏电源，直接获得光伏发电的所有收益。这种模式下电力用户既可采取光伏电源发电量全额上网的方式，获取收益；又可采取发电量优先自用，多余电量上网，不足电量由电网提供的方式，获取收益。这些由用户自己投资的项目主要靠政府补贴和节省电费收回投资成本研究进展电网结算方式分类3、运营模式分析全额上网结算所发电量全部送入公共电网供电企业根据当地光伏发电标杆电价负责全额收购光伏电源所发电量就近使用余电上网所发电力主要由附近电力用户自己使用，多余电量接入电网发电企业能够按分布式光伏电源所发全电量获得政府的度电补贴研究进展3、运营模式分析不同运营模式和结算方式比照投资模式业主收益投资方收益全额上网自发自用、余电上网全额上网自发自用、余电上网合同能源管理实时用电量*折扣电价/自发自用电量*（国家补贴+当地补贴）+余电上网电量*（当地脱硫煤标杆上网电价）租赁模式屋顶可利用面积*每平方米年租金系统发电量*光伏标杆上网电价－租金自发自用电量*（国家补贴+当地补贴）+余电上网电量*（当地脱硫煤标杆上网电价）－租金自投自建发电量*光伏标杆上网电价自发自用电量*（国家补贴+当地补贴）+余电上网电量*（当地脱硫煤标杆上网电价）//研究进展4、典型案例工程地概况地理环境太阳能资源上海－四类地区系统设计：分布式光伏发电靠近用户侧安装，并网等级380V，实现就近供电。校区内负载较多，导致校区用电负荷较大，根据分布式光伏年出力计算，分布式光伏与电力负荷完全匹配，分布式光伏出力可以被电力用户完全消纳，电力用户自发自用比例根本到达100%。设计原那么：自发自用、余电上网、就近消纳、电网调节研究进展4、典型案例工程概况研究进展4、典型案例效益分析－以240kW分布式系统为例系统参数：安装方式：屋顶〔平屋顶〕组件排布：纵向/横向屋顶面积：4-8k㎡〔与安装方式及系统所处纬度有关〕风载：0.5KN/㎡雪载：0.3KN/㎡设备安装重量：25-30KG/㎡〔与安装方式及系统所处纬度有关〕工作温度：-45℃—+85℃并网点额定电压：380V~35KV三相系统并网点额定频率：50HZ研究进展4、典型案例效益分析－以240kW分布式系统为例发电量计算：系统的总效率:η=η1×η2×η3=85%×95%×95%=77%η1：光伏陈列效率，取85%η2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，查手册95%η3：输出供配电网传输效率，取95%发电量：预计发电能力衰减率10年不低于10%，20年不低于20% q=240KW×3.8H/d×365d×77%=25.63万KWH25年总发电量：Q=25.63万KW.H×25=641万KWH研究进展4、典型案例国家总发电量补贴：0.42元/度；上海高校前五年0.55元/度投资本钱：①0.1~0.5MW〔100~500千瓦〕以下7.0元/瓦②0.1MW〔100千瓦〕以下7.5元/瓦，规模越小造价越高当前240kw光伏发电建设本钱为240k*7.5=180万。如学校投资一般5年以内收回本钱。净额入电网补贴总发电量补贴自用电费总收益0.641元/度0.42元/度0.55元/度系统总发电量25.63万度25.63万度×0.42元/度=10.76万元25.63万度×0.641元/度=16.43万元25.63万度×0.55元/度==14.1万元〔前五年上海节能专项〕总收益：41.29万/年效益分析－以240kW分布式系统为例*240KW25.63万度76.89吨199.9吨1.69吨0.77吨研究进展4、典型案例效益分析－以240kW分布式系统为例研究进展校园分布式光伏工程并网申请流程4、典型案例研究进展分布式光伏发电工程申请表分布式光伏发电工程并网验收意见单4、典型案例校园分布式光伏工程并网申请流程研究背景Part1研究进展Part2研究结论Part31、上海高校屋面储藏资源和学校用能情况

研究结论2、高校光伏发电系统设计上海高校用能具有建筑能耗高、公共用能凸显等能耗问题，同时高校具有巨大屋面资源。光伏电站的建设依托学校借助规划