30MW光伏农业示范区项目可行性发展研究报告文档格式.docx

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这种光伏大棚的开发，对于农业结构的调整、升级和“三农”问题的解决有重要作用。

2、项目建设的必要性

1）符合国家及地方发展规划

《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《可再生能源中长期发展规划》中多次提到发展太阳能光伏发电，并提出在太阳能资源充足地区建设大规模并网太阳能光伏发电示范工程。

2）符合国家及地方产业政策

本项目采用晶硅太阳能电池建设太阳能光伏发电站，开发利用太阳能，属于《产业结构调整指导目录（2013年修正本）》中的鼓励类项目，符合《可再生能源产业发展指导目录》要求。

3）符合节能及环保要求

项目建成后25年可减少用于发电的标煤47.83万吨，与传统火电项目相比，相应每年可减少多种大气污染物的排放，其中减少二氧化硫排放量约3235.5吨，氮氧化物1617.8吨，二氧化碳107526.5吨，

烟尘29335吨。

可有助改善当地的大气环境，促进我国的节能减排工作。

同时，本项目的实施可以为新能源的推广起到积极的示范作用、有助于改善地区能源结构。

4）项目有效推动农业结构的调整

光伏农业大棚利用太阳能发的电能转化为植物生长需要的光合有效辐射能，既满足了植物生长的需要，又实现了光电转换，增加了电力。

“光伏农业大棚”转变以往大规模太阳能发电的区域概念。

由于我国中东部地区是我国的主要粮食和农副产品的供应基地，传统上将大型太阳能发电系统建设的关注点放在我国西部地区。

“光伏农业”在不改变农用地性质的同时，使大规模太阳能发电成为可能，这个现实有望改变人们对大规模太阳能发电区域布局的认识。

“光伏农业大棚的开发，对于农业结构的调整、升级和“三农”问题的解决也有重要作用。

综上所述，本项目建设是十分必要的。

1.2.3市场分析

1、光伏发电市场前景

在当今能源短缺的现状下，各国都加紧了发展光伏的步伐。

美国提出“太阳能先导计划”意在降低太阳能光伏发电的成本，使其2016年达到商业化竞争的水平；

日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量；

欧洲光伏协会提出了“setfor2020”规划，规划在2020年让光伏发电做到商业化竞争。

在发展低碳经济的大背景下，各国政府对光伏发电的认可度逐渐提高。

中国也不甘落后，2009年相继提出了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》、金太阳示范工程等鼓励光伏发电产业发展的政策；

2010年国务院颁布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》明确提出要“开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场”；

2011年国务院制定的“十二五”规划纲要再次明确了要重点发展包括太阳能热利用和光伏光热发电在内的新能源产业。

一系列的政策支持让中国光伏发电发展之路更加宽广。

与装机容量位于世界前茅的风电相比，我国光伏发电的发展仍处在起步阶段，发展水平远落后于德国、西班牙、日本等发达国家，是我国新能源发电产业的“短板”。

2010年，我国光伏装机容量为89万千瓦，其中并网容量24万千瓦，占全球光伏发电装机总量的2.2%。

国家发改委2013年9月1日宣布新的太阳能光伏发电标杆上网电价，按项目核准期限分别定为每千瓦时1元，以刺激太阳能光伏发电的普及。

该通知明确了全国光伏上网的基准电价，在此基础上，地方政府可出台地方性的光伏上网电价补贴，补贴部分由地方政府负担。

随着国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来国内光伏容量将大幅增加。

预计到2016年，我国并网太阳能发电装机将达到500万千瓦，加上分散太阳能发电项目，太阳能发电累计容量将达到1000万千瓦。

未来五到十年光伏发电有望规模化发展。

2、无公害蔬菜市场前景

目前，国内外市场对蔬菜产品的要求越来越高，质量问题特别是有害物质残留超标问题引起广大消费者的广泛关注，已成为社会一大热点问题，引起各级政府及有关部门的高度重视。

发展无公害蔬菜能有效地提高蔬菜品质，保证蔬菜安全、优质、

营养、保障人民的身体健康，提高人口素质。

蔬菜作为生活必需品，消耗量大，随着人们生活水平的提高，人们对蔬菜也提出了更高的要求，由过去的温饱型向质量型转变，品质优良、营养丰富、安全卫生，是今后人们对蔬菜的需求，无公害蔬菜正是应对了人们消费心理和消费观念的变化。

从全国来看，蔬菜生产的总量近乎饱和状态，但是，这只是低层次品种和数量的饱和，而无公害蔬菜却远远不能满足日益增长的市场需求，消费量不断增加，市场容量大，发展空间广阔。

3、肉鸡养殖市场前景

我国肉鸡产业在经历了前几年禽流感疫情的冲击后，使种鸡大量淘汰，很多养鸡户不再养鸡，导致肉鸡存栏下降，肉鸡产品供应相对短缺。

目前，肉鸡消费的阴影在逐渐消除，肉鸡的消费市场逐步恢复，加之猪肉价格上扬，拉动了肉鸡价格的上涨，预计，在今后几年内肉鸡会有一定波动，但在高位运行态势短期内将不会改变。

目前，我国人均消费的鸡肉为11.5公斤，不仅低于西方发达国家，在肉类消费中比重也低于世界平均水平。

美国人均消费量达52公斤，占肉类总消费的62%，巴西为35公斤，占肉类消费的50%，而我国禽类在肉类消费中的比重仅为20%。

随着我国城乡居民收入的不断提高，禽类产品产量和消费量将持续增长。

同时，中国人有爱吃鸡的传统习惯，“无鸡不成宴”已成为国人的消费习惯，鸡肉在中国人的日常餐桌中占据重要的位置。

此外，我国拥有13亿人口，人口年均增长1000万左右，具有巨大的市场消费潜力。

同时，我国的人均GDP刚刚超过2000美元，农村人口的收入水平还比较低，禽肉的生产和消费都具有很大空间。

1.2.4项目定位

项目以光伏太阳能发电和农业产业结合为主要建设内容，着力建设光伏和农业科技结合的范例，并着力培育相关产业，实现持续发展。

1.2.5项目选址及建设条件

1、地理位置

本项目选址位于长治县，近期规划占地X亩。

项目建设地址选址临近长陵公路旁，地理位置优越，交通便利；

所在区域内太阳能资源、气象条件、水文地质、原材料供应等满足建设要求等，为本项目建设提供了有利条件。

2、社会环境简况

长治县隶属于山西省东南部，太行山脉中段西麓，居上党盆地腹地，东迤壶关县，西邻长子县，南毗高平、陵川县，北连长治市郊区，为中国人口密集县份。

2012年，长治县设置6镇5乡，254个行政村。

2012年，长治县总人口为32万人。

国土面积为483平方公里

3、自然环境简况

长治县气候属寒温半干燥区，年均气温9℃，一月零下6.2℃，七月22.9℃，年降雨量411毫米，霜冻期十月上旬至次年四月中旬，无霜期160天。

[1]2012年，长治县内煤炭资源丰富，煤田面积达242平方公里，储量34亿吨以上，素有“煤乡”之称。

[2]2012年，长治县主要农作物以小麦、谷子、玉米等。

长治县名胜古迹颇多，较为著名的有南宋玉皇观、看寺正觉寺、南王庆龙泉寺、东呈古佛堂、八义法云寺、李坊洪福寺、原家庄的东泰山庙和八义瓷窑遗址等。

4、交通运输条件

2012年，长治县太焦铁路和太原至大口干线公路穿越西部，中部有长治至陵川支线公路纵贯全境，长治县简易公路沟通所有乡镇，交通比较发达，有太长高速、长晋高速、长邯高速等，境内没有火车站。

5、太阳能资源条件

我国是世界上太阳能资源最丰富的地区之一，陆地表面每年接受的太阳能辐射量相当于1.7万亿吨标准煤，对1971～2000年辐射资料进行统计，我国太阳年总辐照量基本上在3780～8820MJ/m2之间，大于3780MJ/m2的地区占国土面积的96%以上。

山西省地处我国的中东部地区，其太阳能资源的分布存在北部高于南部、内陆高于沿海的分布特征，山西省大部分地区太阳能资源都属于“较丰富带”。

山西省年太阳总辐射量为4828-5891MJ/m2，其总体分布趋势：

北部年值高于南部，中部东西横向由边缘趋于中间时呈递减特性。

除省内中南部和东部部分地区年太阳总辐射小于5200MJ/m2外，其他地区均在5200MJ/m2以上，其中，长治地区原为5600-5891MJ/m2，属全省总辐射最多地区，其中康保年总量达5891MJ/m2，为全省最多；

山西省各地的太阳直接辐射量为2299-3274MJ/m2，其分布趋势与总辐射分布趋势基本一致。

山西省太阳能资源丰富程度与其他省份相比，其太阳辐射年总量比内蒙古、新疆、青海、西藏等省少800MJ/m2左右，和辽宁、吉林、山东、河北等省份相近，根据太阳能资源丰富程度评估指标（年总辐射量在5000-6000MJ/m2为资源较丰富区），山西省大部分地区属于太阳能资源较丰富区，太阳能资源开发利用潜力巨大。

长治县属于我国太阳能资源中等类型地区，全年日照时间

2600h左右，年总辐射量约5169MJ/㎡。

6、能源供应条件

供电：

本项目所需动力主要为电力，总装机容量XkW，年用电量X万kWh。

电源来自项目内部供电网，可保证供应。

供水：

项目用水由自备井供给，满足使用要求。

柴油：

市场供应充足，供应有保障。

1.2.7项目建设规模

项目建设X个光伏农业大棚，其中种植大棚X个，养殖大棚X个，大棚建筑面积㎡，种植区X亩。

产品方案见下表所示：

产品方案

1.2.8主要建设内容及建设方案

1、建设内容

主要建设内容有：

光伏农业大棚、辅助用房以及配套道路等。

主要建（构）筑物一览表

2、建设方案

光伏农业大棚项目单体占地面积约X㎡，属于设施农业示范项目。

光伏高效种植大棚是利用太阳能光伏发电和农业种植相结合，大棚内部设有植物补光灯、加温和散热设备，实现农业种植的绿色、高产、高效。

建筑结构为钢架结构，结构设计使用年限为50年，建筑抗震设计类别为丙类。

屋顶太阳能组件方阵安装采用固定倾角安装形式，由于需要保障屋顶的防水、保温，所以光伏组件采用插入式专用光伏支架与屋面结合，缝隙处以橡胶条、密封胶填补。

光伏大棚长110米，宽10米，立面玻璃幕墙高度2米，屋脊高度6米。

向阳面屋顶以BIPV形式安装太阳能电池板可以发电，并且光伏组件替代原有玻璃屋顶建筑材料。

向阴面屋顶及四周墙体全部采用透光钢化玻璃材料。

组件安装倾角采用当地最佳倾角与水平面夹角36°

。

单座大棚向阳侧屋面安装透光250Wp太阳能光伏组件420块，单体装机容量105kWp，单座大棚光伏系统组成100KW电气单元接入1台100KW逆变器，配备100KW交流防雷配电设备，输出电能接入配电室内变压器0.4KV侧，经2级升压后传至就近变电站并网发电。

系统配置监测系统监控光伏并网电站的运行状况，不间断地监测和记录所有并网逆变器的运行数据和故障数据。

1.2.9项目技术方案

1.2.9.1光伏发电系统

1、系统总体方案

项目建设X个光伏农业大棚，大棚建筑面积X㎡，设计装机容量

XMWp。

本工程项目采用并网发电系统，主要用来提供给项目生产所用，其余剩余电能并入电网，属于自发自用余电上网类型。

并网发电系统由太阳电池组件，并网逆变器等组成，还包括数据采集系统、数据交换、参数显示和监控设备等。

太阳能方阵所发出的直流电经过并网逆变器转变成与电网相匹配的交流电再输送到电网中。

光伏电站由光伏发电系统和输配电系统两个部分组成，其中光伏发电系统指从太阳电池组件至逆变器之间的所有电气设备，包括太阳电池组件、直流汇流箱、逆变器、直流电缆等；

输配电部分指从逆变器交流侧至用户侧低压系统的所有电气、控制保护、通信等。

太阳能通过光伏组件转化为直流电力，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波交流电后并入用户侧低压电网，剩余电量通过升压变压器升至10kV经开关柜并入10kV电网。

发电系统图

2、光伏电池选型

目前国内已经实现工业化生产的且工艺比较成熟的太阳能电池有：

单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池。

（a）单晶硅、多晶硅太阳能电池

目前国内外使用最普遍的是单晶硅、多晶硅太阳能电池，而且国内的光伏组件生产也主要是以单晶硅、多晶硅太阳能电池为主。

商业化的多晶硅电池片效率一般在10--18％左右，单晶硅电池片电池效率在13--20％左右。

自从太阳能电池诞生以来，晶体硅作为基本的电池材料一直保持着统治地位。

但是晶体硅太阳能电池的成本较高，通过提高电池的转化效率和降低硅材料的生产成本，以提高硅材料太阳能电池的效益，成为世界光伏技术的主流，世界各国也在此取得诸多新的进展。

（b）非晶硅太阳能电池

开发太阳能电池的两个关键问题就是：

提高转换效率和降低成本。

由于非晶硅太阳能电池的成本低，便于大规模生产，普遍受到人们的

重视并得到迅速发展。

非晶硅作为太阳能材料尽管是一种很好的电池材料，但由于其光学带隙为1.7eV，使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率,目前电池转化效率一般在8%--12%。

此外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S-W效应，使得电池性能不稳定，衰减较快。

非晶硅薄膜太阳能电池由于具有较低的成本、重量轻、高温性能好、弱光响应好，充电效率高（非晶硅材料的吸收系数在整个可见光范围内，在实际使用中对低光强光有较好的适应等特点），有着极大的潜力，在未来5--10年后，有望逐渐扩大其市场份额。

两者相比：

（1）晶体硅太阳能电池组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。

（2）商业用使用的太阳能电池组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大。

（3）晶体硅电池组件、刚性非晶硅组件故障率极低，运行维护最为简单。

（4）晶体硅光伏组件、刚性非晶硅组件安装简单方便。

（5）非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，但是组件效率较低，在安装场地面积有限情况下，会影响到安装总容量。

因此综合考虑上述因素，本工程拟选用晶体硅太阳能电池。

在单晶硅电池和多晶硅电池选择上，单晶硅电池由于制造过程中能耗较高，在市场中所占比例逐渐下降；

本工程选用性价比较高的多

晶硅电池组件，这也与国外的太阳能光伏电池使用情况的发展趋势相符合。

本工程选用250Wp型多晶硅太阳能光伏电池组件。

所选组件的光电转换效率为15%，满足国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见（2013年）文件的要求。

3、逆变器的选型

并网逆变器是并网光伏电站中的核心设备，它的可靠性、高性能和安全性会影响整个光伏系统。

对于大型光伏并网逆变器的选型，应注意以下几个方面的指标比较：

（1）光伏并网必须对电网和太阳能电池输出情况进行实时监测，对周围环境做出准确判断，完成相应的动作，如对电网的投、切控制，系统的启动、运行、休眠、停止、故障的状态检测，以确保系统安全、可靠的工作。

（2）由于太阳能电池的输出曲线是非线性的，受环境影响很大，为确保系统能最大输出电能，需采用最大功率跟踪控制技术，通过自寻优方法使系统跟踪并稳定运行在太阳能光伏系统的最大输出功率点，从而提高太阳能输出电能利用率。

（3）逆变器输出效率：

大功率逆变器在满载时，效率必须在95%以上。

在50W/m2的日照强度下，即可向电网供电，在逆变器输入功率为额定功率10%时，也要保证90%以上的转换效率。

（4）逆变器的输出波形：

为使光伏阵列所产生的直流逆变后向公共电网并网供电，就要保证逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致，实现无扰平滑电网供电。

（5）逆变器输入直流电压的范围：

要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定性。

（6）光伏发电系统作为分散供电电源，当电网由于电气故障、误操作或自然因素等外部原因引起的中断供电时，为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员的安全，系统必须具有孤岛保护的能力。

（7）另外应具有显示功能：

通讯接口；

具有监控功能；

宽直流输入电压范围；

完善的保护功能等。

推荐选择大、中功率集中型逆变器，以简化系统接线，同时大、中功率逆变器效率较高，利于降低运行损耗、提升光伏电场整体效率，且单机功率大的逆变器每瓦平均外形尺寸小，占地更小。

结合本工程具体情况：

受并网点变压器容量限制，本工程可选的最大逆变器容量为500kW。

500kW逆变器外形尺寸较大，受配电室空间限制，不方便布置。

若500kW逆变器发生故障，影响范围比较大。

为降低系统损耗，提高系统效率，光照条件不同的光伏方阵接入不同的逆变器。

综合考虑以上因素，本工程选用100kW逆变器。

4、光伏阵列安装

本项目光伏组件全部采用固定式支架安装，光伏组件最佳倾角为34°

，倾斜面上所接受的太阳辐射量最大，相应的年发电量也就最多。

光伏电池组件通过串并联的方式组成容量为XMW的发电系统，先通过汇流箱（15进1出）汇流，之后通过直流配电柜接入100kW逆变器，

通过低压配电柜配电，供给用户使用，剩余电量经升压变升至10kV，这样就形成了一个并网发电系统。

5、系统发电量

（1）系统发电效率分析

●光伏温度因子

光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。

当他们的温度升高时，不同类型的大多数电池效率呈现降低的趋势。

光伏温度因子0.45%/度，根据统计光伏组件平均工作在高于气温25度，折减因子取97.075%。

●光伏阵列的损耗

由于组件上有灰尘或积雪造成的污染，本项目所在地降水量少，多风沙，污染系数高，折减系数取5%，即污染折减因子取95%。

●逆变器的平均效率

并网光伏逆变器的平均效率取96%。

●光伏电站内用电、线损等能量损失

初步估算电站内用电、输电线路、升压站内损耗，约占总发电量的4%，其配电综合损耗系数为96%。

●机组的可利用率

虽然太阳能电池的故障率极低，但定期检修及电网故障依然会造成损失，其系数取4%，光伏发电系统的可利用率为96%。

考虑以上各种因素通过计算分析光伏电站系统发电总效率：

η=97.075%×

95%×

96%×

96%=81.59%

2、系统发电量计算

根据太阳辐射量、系统组件总功率、系统总效率等数据，可预测XMWp并网光伏电站的年总发电量。

光伏电站年发电量计算公式如下：

PAZEp=HA×

——×

ηEs

式中Ep--并网光伏电站年发电量，kWh；

HA--水平面太阳能总辐照量，kWh/m2，峰值小时数；

PAZ--组件安装容量，kWp；

η--光伏电站系统总效率，取81.59%；

Es--标准条件下的辐照度（常数=1kWh/m2）。

项目建设地水平面太阳能总辐射量为1475kWh/m2，根据总装机容量、系统总效率；

可计算得出电站建设期后第1年发电量为X万kWh，考虑系统25年输出衰减20%，即每年衰减0.8%，可计算出25年总发电量为X万kWh，平均年发电量X万kWh。

1.2.9.2无公害蔬菜种植

按照《无公害蔬菜生产技术规范》的要求，制定各种蔬菜生产的具体技术规范，在实施过程中严格遵守，把好生产过程质量关。

基地配备专业植保人员，坚持病虫测报，总结病虫害发生规律，坚持“预防为主、综合防治”的植保方针，以生态调控、农业措施及物理防治为主要手段，充分利用好本地天敌资源进行自然或人工控制。

农业措施主要是选择丰产、抗病虫品种，调整耕作制度，采用水旱轮作。

物理防治是采取频振式杀虫灯诱杀害虫。

化学防治优选生物源农药如Bt、苦参碱等，选用高效低毒低残留农药如安打、菜喜、米满、除尽、锐劲敌等，选择最佳防治期，将病虫消灭在点片发生期。

严格

控制施药次数和药量，尽量使用有效低剂量，严禁在蔬菜上使用有机磷等高毒高残留农药，严格遵守采收安全间隔期。

生产过程中，各类蔬菜品种都要制定相应的田间管理措施，做到事先有规划，实施有记录，具体田块都有专人负责，施肥、喷药统一配制，灌水、排水统一调度，做到生产的全程控制，保证生产符合无公害蔬菜质量标准要求的产品，满足市场的需求。

蔬菜种植流程图

1.2.9.3肉鸡养殖

项目采用全进全出制饲养肉鸡。

全进全出制饲养制度是保证鸡群健康、根除传染病的根本措施，也是肉鸡生产中计划管理的重要组成部分。

“全进全出”就是同一范围内只进同一批雏，饲养同一日龄的鸡，采用统一的料号、统一的免疫程序和管理措施，并且在同一时期全部出场，出场后对整体环境实行彻底打扫、清洗、消毒。

由于在鸡场内不存在不同日龄的鸡群的交叉感染机会，切断了传染病的流行环节，从而保证下批鸡的安全生产，是现代肉鸡生产工艺中的成功之举。

生产工艺流程如下：

商品肉鸡生产流程

1.2.10主要设备

1、设备选型原则

本项目设备选型坚持先进、适用和经济合理的原则，以保证所选设备既满足研发、生产过程对设备技术含量的要求，又能适应项目产品生产的工艺环境和人员操作水平。

所购设备均选用国家推荐的节能产品和先进的高效设备符合《节能机电设备（产品）推荐目录（第一批）》工节[2009]第41号、《节能机电设备（产品）推荐目录（第二批）》工节[2010]第112号、《节能机电设备（产品）推荐目录（第三批）》工节[2011]第42号文件和《产业结构调整指导目录（2013年修正版）》鼓励类产品的要求，并且不属于《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）》工节[2009]第67号、《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）》工节[2012]第14号文中规定的设备、《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录（2010年本）》。

2、主要设备表

主要设备表

3、主要设备选型

1）多晶硅光伏组件技术参数

本次工程中我们选取RE-P250的多晶电池组件。

RE-P200/RE-P210/RE-P220/RE-P230/RE-P240/RE-P250

组件材料

（图4）电池组件

2）逆变器技术参数

1.2.11公用与辅助工程

1.2.11.1电力系统：

1、并网接入系统

光伏电站生产出来的电通过低压并网柜接入0.4kV电压等级，供给用户使用，剩余电量通过升压至10kV接入电网。

本工程采用分块发电，就地并网的设计方案，X个逆变器交流侧输出接入1面光伏并网低压配电柜，引至用户侧低压系统。

2、农业大