通化市2MW屋顶分布式光伏发电项目项目建议书.docx
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通化市2MW屋顶分布式光伏发电项目项目建议书
通化市2MW分布式光伏发电项目项目建议书
二〇一七年十二月
3.投资模式...............................................................................4
第二章分布式光伏发电设计方案.................................................................7
1.总体设计方案......................................................................................................................................................7
2.光伏组件选型......................................................................................................................................................7
3.逆变器选型........................................................................................................................................................10
2.投资收益分析..........................................................................16
第四章结论分析17
第一章概述
1.项目名称
通化市2MW分布式光伏发电项目
2.建设地点
通化市
3.投资模式
4.项目建设地点自然条件
4.1地理方位
通化市位于中国东北东部,吉林省东南部,地处东经125°71'--126°44',北纬40°52'--42°49'之间。
东接白山市,西邻辽宁省的抚顺市、本溪市、丹东市,南与朝鲜民主主义人民共和国的慈江道隔鸭绿江相望(边境长约204公里),北连辽源市的东丰、吉林市的磐石、桦甸等县(市)毗邻。
南北长238公里,东西宽108千米。
全境幅员15698平方千米,大约占吉林省总面积的8.1%,市区位于浑江两岸的阶地上,面积为761平方千米。
4.2气候环境
通化属中温带湿润气候区,年平均气温5.5℃,一月份平均气温最低,常年平均在零下14℃左右,极端最低气温达-33℃;七月份平均气温最高,在22℃左右,极端最高气温36℃。
通化的多年平均降水量有870mm,主要集中在夏季,6-8月三个月的降水量占年总降水量的60%以上。
年日照时数有2200小时。
4.3太阳能资源
4.3.1我国太阳能资源
我国是太阳能资源相当丰富的国家,绝大多数地区年平均日辐射量在4kWh/m²天以上,与同纬度的其它国家相比,和美国类似,比欧洲、日本优越得多。
I、II、III类地区约占全国总面积的2/3以上,年太阳辐射总量高于5000MJ/m²,年日照时数大于2000h,具有利用太阳能的良好条件。
太阳能资源是以太阳总辐射量表示的,一个国家或一个地区的太阳总辐射量主要取决所处纬度、海拔高度和天空的云量。
根据《太阳能资源评估方法》(QX/T00389-2008),太阳能资源丰富程度等级划带分布如下图2.1-1及表2.1-1。
图2.1-1中国水平面太阳辐射分布图
表2.1-1中国水平面太阳辐射等级划分表
等级
资源带号
年总辐射量
(MJ/m2)
年总辐射量
(kWh/m2)
平均日辐射量
(kWh/m2)
最丰富带
I
≥6300
≥1750
≥4.8
很丰富带
II
5040–6300
1400–1750
3.8–4.8
较丰富带
III
3780–5040
1050–1400
2.9–3.8
一般
IV
<3780
<1050
<2.9
从大兴安岭南麓向西南穿过河套,向南沿青藏高原东侧直至西藏南部,形成一条等值线。
此线以西为太阳能日照丰富地区,年日照时≥3000小时,这是这些地区位处内陆,全年气候干旱、云量稀少所致。
按照全国太阳能日照资源分为:
最丰富带(≥3000小时/年)、很丰富带(2400-3000小时/年)、较丰富带(1600-2400小时/年)和一般带(≤1600小时/年)4个区域。
我国全年日照时数分布图如图2.1-2所示:
图2.1-2我国全年日照时数分布图
根据气象部门的调查测算:
我国太阳能年总辐射量最大值在青藏高原,高达10100MJ/m²,最小值在四川盆地,仅3300MJ/m²。
4.3.2本项目所在地光照条件
本项目所处的竹林县太阳能资源情况属于太阳能资源较好的区域。
根据资源丰富程度等级划分,该区域属于二级“资源丰富区”,具有一定的开发价值。
因本阶段没有收集到相关气象站辐射数据和实测数据,故本阶段借助meteonorm7.0软件进行项目场址光资源分析。
年均峰值日照时长为1569.5小时。
5.建设规模
本项目规划拟建光伏电站总容量为2MW。
选用7420块270Wp的多晶硅光伏组件,共装机2.0MW,使用组串式逆变器,接入就近的变压器低压侧。
第二章分布式光伏发电设计方案
1.总体设计方案
本次规划分布式光伏发电容量为2MW,项目建设于企业屋顶。
分布式光伏发电设计符合下述原则:
1、根据实际地理情况科学合理选择光伏组件、逆变器;
2、系统的可靠性、安全性高,自动化程度高;
3、具备组件故障自动识别能力,提高系统维护效率。
每个发电单元的接线系统分为直流系统和交流系统。
其中直流系统是指光伏组件与逆变器输入直流侧所构成的系统。
组件每块容量270Wp,每20块270Wp多晶硅光伏组件串联为1个组串回路;组串接入逆变器输出交流电源;交流系统是指逆变器输出交流侧与箱变构成的系统。
2.光伏组件选型
光伏组件选择的基本原则:
在产品技术成熟度高、运行可靠的前提下,结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况,选用行业内的主导光伏组件类型。
目前,技术相对成熟的光伏组件主要包括晶体硅光伏组件、薄膜光伏组件以及高倍聚光型光伏组件三种。
晶体硅光伏组件的代表性产品主要有单晶硅光伏组件(Mono-Si)和多晶硅光伏组件(Poly-Si);薄膜光伏组件的代表性产品主要有非晶硅光伏组件(a-Si)、碲化镉光伏组件(CdTe)和铜铟镓硒光伏组件(GIGS);高倍聚光型光伏组件的代表性产品主要为砷化镓光伏组件(AsGa)。
光伏电池分类有基本分类、结构分类、用途分类,工作方式分类等四大类分类方法。
1)基本分类:
晶体硅光伏电池、硅基薄膜光伏电池、化合物光伏电池和有机半导体光伏电池。
2)按结构分类:
同质结光伏电池、异质结光伏电池。
3)按用途分类:
空间光伏电池、地面光伏电池。
4)按工作方式分类:
平板光伏电池,聚光光伏电池。
几种主要的光伏电池板见图3.2-1。
单晶硅太阳电池
多晶硅太阳电池
非晶硅薄膜太阳电池
高倍聚光太阳电池
图3.2-1几种光伏电池板图
1)晶体硅光伏组件
晶体硅光伏组件是目前工程应用最广的组件类型,已实现商业化。
单晶硅光伏组件制造工艺成熟,大规模生产下和电池效率较高,可达16%以上,且稳定性好。
因效率较高,相同装机容量下光伏方阵占地面积小,但组件成本高。
多晶硅光伏组件转化效率略低于单晶硅光伏组件,但大规模生产下组件效率也可达15%以上。
与单晶硅光伏组件相比,多晶硅光伏组件虽然效率有所降低,但是节约能源、节能硅原料,工艺成本与转化效率的平衡关系相对较优。
2)薄膜光伏组件
薄膜光伏组件的优势主要有:
弱旋旋光性好、材料省且工艺简单。
非晶硅光伏组件是在不同衬底上附着非晶太硅晶粒制成的。
硅材料消耗少且工艺简单,衬底廉价,薄膜化较易实现。
组件产品具有弱旋旋光性好、受高温影响小的特性。
但非晶硅光伏组件转化效率远低于晶体硅光伏组件,且衰减较快。
目前技术相对成熟的薄膜光伏组件还有铜铟镓硒光伏组件(GISG)和碲化镉光伏组件(CdTe)等。
薄膜光伏组件可在玻璃、不锈钢或塑料衬底上制备,在建筑一体化及特殊场所有较好的适应性。
因价格及光伏建筑一体化优势,薄膜光伏组件在一些工程中有较广的应用。
3)聚光型光伏组件
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。
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。
一般硅晶材料只能吸收太阳光谱中400~1,100nm波长的能量,砷化镓可吸收较宽广的太阳光谱能量,三结面聚光型太阳电池可吸收300~1900nm波长的能量,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,因此为使模块总是朝向太阳的方位,必须配置太阳追踪系统,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晶体硅电池板的面积,从而降低成本,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,聚光装置不能利用散射光能量,不适合在散射辐射所占总辐射比例较高的地区使用。
聚光型光伏组件的主要缺点是需配置聚光装置及高精度跟踪装置,建设成本及运行维护成本较高。
目前的工程应用中,晶体硅光伏组件占主导地位,薄膜光伏组件和聚光型光伏组件只在部分工程中应用。
各光伏组件的性能见表3.2-1。
表3.2-1各类光伏组件性能表
电池类型
商用效率
实验室效率
优缺点
晶体硅
单晶硅
16~20%
24%
优点:
转换效率高、稳定性好
缺点:
成本相对略高
多晶硅
14~19%
20.30%
优点:
成本较单晶硅组件低
缺点:
转换效率较单晶硅略低
薄膜电池
非晶硅
5~11%
13%
优点:
弱旋旋光性能好、成本低
缺点:
转换效率较低、衰减快
碲化镉
8~10%
15.80%
优点:
成本低
缺点:
转换效率较低、衰减快、镉有剧毒
铜铟镓硒
10~14%
15.30%
优点:
成本低
缺点:
原材料有毒、大面积生产困难
聚光电池
砷化镓
20~30%
40%
优点:
转化效率高缺点:
成本高、需配备聚光及跟踪装置
晶体硅电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点,被广泛应用于大型并网光伏电站项目。
薄膜光伏组件相对晶体硅光伏组件而言,光伏组件转换效率较低,建设占地面积大,现阶段已不具备价格优势,而其他原料的薄膜光伏组件比非晶硅薄膜光伏组件的价格更高。
在目前的市场售价情况来看,太阳电池组件的售价主要以“峰瓦”为单位,即每瓦单晶硅电池与多晶硅电池价格基本接近。
综合考虑以上各种因素,本工程采用拟选用多晶硅光伏组件。
根据上述分析,本工程选用多晶硅光伏组件容量270Wp。
本工程采用的多晶硅光伏组件基本参数如下:
表3.2-2多晶硅光伏组件单块参数
尺寸(mm)
1640*990*35
峰值功率(Wp)
270
开路电压
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