光伏建设优质项目建设的必要性和意义.docx
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光伏建设优质项目建设的必要性和意义
光伏发电项目建设必要性和意义
中华人民共和国环境现状和发展趋势
大规模、无节制地开发运用化石燃料不但加速了这些宝贵资源枯竭,并且导致日益严重环境问题。
过度排放日益引起全球关注,解决这些问题已不再是各国自身事情,控制和减少排放已经成为全球各国目的和义务,责任分担已经成为各国政府讨价还价政治问题。
随着全球能耗迅速增长,环境将进一步恶化,减排纷争将更加激烈。
国内当前能源将近70%由煤炭供应,这种过度依赖化石燃料能
源构造已经导致了很大环境、经济和社会负面影响。
大量煤炭开采、
运送和燃烧,对国内环境已经导致了极大破坏。
初步估算煤炭发电
导致污染经济损失以及由此引致环境污染治理成本高达1606亿
元。
大力开发运用可再生能源是保证国内能源供应安全和可持续发展
必然选取。
咱们环境状况已经警示国内所能拥有排放空间已经十分有限了,再不加大清洁能源和可再生能源份额,国内经济和社会发展就将被迫减速。
2.2开发运用太阳能资源符合能源产业发展方向
国内是世界上最大煤炭生产和消费国,能源将近76%由煤炭供应,这种过度依赖化石燃料能源构造已经导致了很大环境、经济和社会负面影响。
大量煤炭开采、运送和燃烧,对国内环境已经导致了极大破坏。
大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源运用技术是保证国内能源供应安全和可持续发展必然选取。
国内在能源领域将实行工作重点和重要任务是一方面加快能源构造调节步伐,努力提高清洁能源开发生产能力。
以太阳能发电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程为重点,加快可再生能源开发。
要使光伏发电成为战略代替能源电力技术,必要搞大型并网光伏发电系统,而这个技术已经实践证明是切实可行。
2.3开发运用可再生能源是必由之路
面对国内能耗高速增长形势,考虑到国内探明煤炭资源、石油资源、天然气资源将在将来不同年限中用尽枯竭;因而从当前开始必要加速开发新能源和可再生能源以取代日益减少化石能源,做到未雨绸缪。
由于经济发展迅猛,中华人民共和国在年后来,电力需求以每年超过20%速度增长,年全国浮现电力供应严重局限性现象,年缺电形势更快张,24个省拉闸限电,电力供应紧张状况在此后若干年内不会缓和。
依照中华人民共和国电力科学院预测,国内电力供应缺口年约为37GW,年预测为102GW。
按照当前经济发展趋势和中华人民共和国资源状况,年和年电力供应单靠老式煤、水、核是不够,缺口只能由可再生能源发电来弥补。
2.4国家光伏政策
近年来国家在大力发展新能源方面给出诸多支持政策,仅光伏事业发展就出台了如下政策:
Ø《中华人民共和国可再生能源法》
Ø《关于加快推动太阳能光电建筑应用实行意见》财建
[]128号
Ø《关于组织申报年太阳能光电建筑应用示范项目告知》
财办建[]29号
Ø《关于组织实行太阳能光电建筑应用一体化示范告知》财办
建[]9号
Ø《关于实行金太阳示范工程告知》财建„‟397号
Ø《关于做好年金太阳集中应用示范工作告知》财建
[]923号
Ø《关于做好年金太阳示范工作告知》财建
[]380号
Ø国家发展改革委《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策告知》
各省市自治区还相应出台了各自光伏发展规划和光伏政策。
这些政策表达出国家对发展可再生能源,发展光伏发电事业,增进节能减排注重,并大大推动了光伏事业发展
2.5项目建设意义
2.5.1光伏行业发展前景诱人
按照各国可再生能源发展筹划推算,年-2040年,光伏行业复合增长率将25%,可预见高速增长将持续40年以上。
可再生能源法实行以及配套政策支持,国内光伏行业将迎来一种新发展机会。
2.5.2调节并优化能源构造
随着年9月1日开始实行《中华人民共和国大气污染防治法》,对新建、扩建火电厂污染物排放原则或总量控制力度逐渐加大,新建和改建火电厂成本将大大增长,必将制约火力发电建设和发展。
因而,积极开发运用可再生能源,代替某些煤电,恰当减轻能源对外依托压力,对改进电源构造和走能源可持续发展道路是十分必要。
2.5.3保护环境,减少温室气体排放
煤电电力系统,燃煤产生大量废弃和烟尘,会对环境和生态导致不利影响。
为提高环境质量,在对煤电进行改造和减排同步,积极开发运用太阳能等清洁可再生能源是十分必要。
太阳能发电以其所特有无污染、无常规自然资源投入、可再生性、可持续性等特点,必将对本地经济可持续性发展发挥积极增进作用。
2.5.4开拓经济增长领域
开发和运用太阳能资源,基于本地资源条件进行综合运用,对增进本地经济发展也具备重要意义。
迅速发展光伏产业是一种经济增长领域。
当前国际上太阳能光伏发电、风力发电年增长速度达30%以上。
发展光伏产业可以拉动其她某些行业经济增长。
2.5.5项目实行示范意义
通过项目实行,将建立太阳能光伏发电系统与建筑结合示范工程,研究新能源运用经营管理创新。
为国内太阳能光伏发电运用技术特别是在都市中综合应用创立示范,将向人们展示太阳能光伏发电在都市推广运用最佳形式——光伏与建筑一体化。
此外还可充分展示延安市太阳能技术水平,也能从中发现差距,为大规模运用太阳能资源积累实际经验和技术数据,这对国内太阳能应用技术发展是非常重要。
第三章光伏发电与建筑结合可实现性
3.1与建筑结合光伏发电简介
BIPV系统即“光伏发电与建筑物集成化”(Buildingintegrated/attachedphotovoltaic),BIPV提出了“建筑物产生能源”新概念,即通过建筑物,重要是屋顶和墙面与光伏发电集成起来,使建筑物自身运用绿色、环保太阳能资源生产电力。
光伏建筑一体化技术丰富多彩,归纳起来,不外两大技术路线:
一种是BAPV(BuildingAttachedPhotoVoltaic),又称“后装式光伏建筑一体化”。
它特点,是在建筑屋面、墙面、玻璃窗等原有构件外,加装光伏发电系统。
另一种是BIPV(BuildingIntegratedPhotoVoltaic),又称“预装式光伏建筑一体化”。
它最大特点,是将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起,成为不可分割建筑构件,如“光伏瓦”、“光伏砖”、光伏幕墙、光电屋面、光电雨蓬、光电遮阳板、光电栏杆版等。
建筑与光伏系统相结合,把封装好光伏组件安装在居民住宅或建筑物屋顶上,再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置构成一种发电系统。
建筑与光伏进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。
普通建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃,目是为了保护和装饰建筑物。
建筑与光伏进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成一体,用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙,形成光伏与建筑材料集成产品,既可以当建材,又能运用绿色太阳能资源发电,可谓两全
其美,并且可以减少BIPV系统造价。
对于框架构造建筑物,可把其
整个围护构造做成光伏阵列,选取恰当光伏组件,既可吸取太阳直射
光,也可吸取太阳反射光。
当前已经研制出大尺度彩色光伏模块,
可以实现以上目,还可使建筑外观更具魅力。
用光伏器件代替某些
建材,在将来随着应用面扩大,光伏组件生产规模也随之增大,
则可从规模效益上减少光伏组件成本,有助于光伏产品推广应用。
总之,光伏建筑一体化(BIPV)体现了创新建筑设计理念和高科技含量,它不但开辟了光伏技术应用于建筑领域新天地,并且拉动了光伏技术产业化发展及在都市大规模应用,因而具备非常辽阔市场前景。
3.2光伏建筑一体化形式与特点
光伏与建筑相结合形式重要涉及与屋顶相结合,与墙面相结合,与遮阳装置相结合等方式。
太阳能光电照明可大大节约能源。
每年节约标煤80吨。
3.2.1光伏与屋顶相结合
建筑物屋顶作为吸取太阳光部件有其特有优势,日照条件好,不易受遮挡,可以充分接受太阳辐射,系统可以紧贴屋顶构造安装,减少风力不利影响,并且,太阳电池组件可代替保温隔热层遮挡屋面。
此外与屋面一体化大面积太阳电池组件由于综合使用材料,不但节约了成本,单位面积上太阳能转换设施价格也可以大大减少,有效运用了屋面不再局限于坡屋顶,运用光电材料将建筑屋面做成弧形和球形可以吸取更多太阳能。
与屋顶相结合此外一种光伏系统:
太阳能瓦。
太阳能瓦是太阳能光电池与屋顶瓦板结合形成一体化产品,这一材料创新之处在于使太阳能与建筑达到真正意义上一体化,该系统直接铺在屋面上,不需要在屋顶上安装支架,太阳能瓦由光电模块形状、尺寸、铺装时构造办法都与平板式大片屋面瓦同样。
3.2.2光伏与墙相结合
对于多、高层建筑来说,外墙是与太阳光接触面积最大外表面。
为了合理运用墙面收集太阳能可采用各种墙体构造和材料,涉及与太阳电池一体化玻璃幕墙、透明绝热材料以及附加与墙面集热器等等。
此外,太阳能光电玻璃也可以作为建筑物外围护构件,太阳能光电玻璃将光电技术融入玻璃,突破了老式玻璃幕墙单一围护功能,把此前被当作有害因素而屏蔽在建筑物表面太阳光,转化为能被人们运用电能,同步这种复合材料不多占用建筑面积,并且优美外观具备特殊装饰效果,更赋予建筑物鲜明当代科技和时代特色。
3.2.3与遮阳装置一体化设计
将太阳能电池组件与遮阳装置构成多功能建筑构件,一物多用,既可有效运用空间,又可以提供能源,在美学与功能两方面都达到了完美统一,如停车棚等。
3.2.4与其他光伏建筑构件一体化设计
光伏发电系统还可与景观小品,如路灯、围栏等相组合构成一体化设计。
此外,双面发电太阳能围栏,双面发电技术采用了正反两面
都可以捕获光线“PN结”构造,有效提高了电池输出功率,这种电池与老式电池最大不同点就是在于它完全突破了太阳电池使用空间和安装区域限制,可以不必考虑太阳运动对电池发电量影响,较好地解决了在有限空间保证功率需求问题。
总之,光伏发电系统和建筑是两个独立系统,将这两个系统相结合,所涉及方面诸多,要发展光伏与建筑集成化系统,并不是光伏制作者能独立胜任,必要与建筑材料、建筑设计、建筑施工等有关方面紧密配合。
光伏并网发电和建筑一体化发展,标志着光伏发电由边远地区
向都市过渡,由补充能源向代替能源过渡,人类社会向可持续发展
能源体系过渡。
太阳能光伏发电将作为最具可持续发展抱负特性能
源技术进入能源构造,其比例将愈来愈大,并成为能源主体构成之一。
3.3太阳能建筑技术途径及长处分析
国内研究可再生能源与建筑集成技术刚起步。
如年完毕国家科技部超低能耗办公楼,年完毕北京平谷区太阳能采暖新民居,年完毕清华大学节能楼等。
可再生能源与建筑集成技术是建筑中难度较大高品位技术,有些技术在发达国家也仅处在实验阶段,并未实现规模化、工程化应用,高效运用太阳能和其她可再生能源依然是可再生能源与建筑集成技术核心。
3.3.1采用光伏建筑一体化优势
可以有效地运用太阳能,满足某些建筑用能需求,且总量巨大,
减少常规能源消耗,缓和能源供需矛盾,是建筑节能重要途径。
国内太阳能资源丰富,太阳能与建筑一体化为太阳能运用产业发展,开辟了辽阔应用前景。
建筑使用功能与太阳能设施有机结合,形成多功能建筑构件,巧妙高效地运用建筑空间。
形成统一协调建筑形式。
太阳能设施构
件化和建筑融合为一体,协调和谐,构造合理,形成完整统一建筑
外观。
联网系统光伏阵列普通安装在闲置屋顶或墙面上,无需额外用地或增建其她设施,合用于人口密集地方使用。
这对于土地昂贵都市建筑特别重要。
可原地发电、原地用电,在一定距离范畴内可以节约电站送电网投资。
对于联网户用系统,光伏阵列所发电力既可供应本建筑物负载使用,也可送入电网。
在阴雨天、夜晚或光强很小时候,负载可由电网供电。
由于有光伏阵列和公共电网共同给负载供应电力,增长了供电可靠性。
夏季,处在日照时,由于大量制冷设备使用,形成电网用电高峰。
而这时也是光伏阵列发电最多时候。
BIPV系统除保证自身建筑用电外,还可以向电网供电,从而缓和高峰电力需求。
由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护构造上,吸取太阳能,转化为电能,大大减少了室外综合温度,减少了墙体得热和室内空调冷负荷,既节约了能源,又利于保证室内空气品质。
避免了由于使用普通化石燃料发电所导致空气污染和废渣污
染,这对于环保规定严格今天与将来更为重要。
由于光伏电池组件化,光伏阵列安装起来很简便,并且可以任意选取发电容量。
在建筑围护构造上安装光伏阵列,可以增进PV部件大规模生产,从而可以进一步减少PV部件市场价格,这对于BIPV系统广泛应用有着极大推动作用。
3.3.2采用光伏建筑一体化系统,当前也存在某些问题
占用较大面积,具备间歇性,白天可以应用太阳能,晚上就不能发电,可再生能源与建筑集成技术是建筑中难度较大高品位技术,有些技术在发达国家也仅处在实验阶段,并未实现规模化、工程化应用,高效运用太阳能和其她可再生能源依然是可再生能源与建筑集成技术核心。
当前太阳能发电成本远高于火力发电成本,为常规发电2-5倍。
太阳电池成本尽管每年减少,但是与常规能源相比价格还是很高,初
始投资大。
但是,随着科技进步和硅片大量生产,这些缺陷将会
逐渐克服。
3.4太阳能光伏建筑一体化研究进展
太阳能光伏发电在都市推广运用最佳形式就是与公共电网并网
并且与建筑结合:
即光伏建筑一体化。
至今为止,光伏发电经历了漫
长发展过程:
从天上到地面:
重要是1973年第一次石油危机,太阳
电池从重要作为空间电源向地面应用发展;从独立系统到并网发电系
统:
从环保角度出发,由于少用或不用化学蓄电池,并网光伏发电系
统比离网独立光伏系统更科学、对环境更和谐;从屋顶系统到与光
伏建筑一体化,从单纯将光伏组件安装在屋顶上发展成为太阳能电
池组件作为建筑材料一某些。
光伏发电系统与建筑结合初期形式重要就是所谓“屋顶筹划”,这是德国率先提出方案和进行详细实行。
光伏发电系统最核心部件就是太阳能电池组件,而太阳电池组件普通是一种平板状构造,通过特殊设计和加工完全满足建筑材料基本规定,因而,光伏发电系统与普通建筑结合,即普通简称光伏建筑一体化应当是太阳能运用最佳形式。
对于光伏建筑一体化发展,德国一方面是进行示范,然后逐渐推广。
德国和日本发展经验证明,在都市中发展光伏并网发电效果是较好,特别是光伏与建筑结合,可减少系统成本,同步也不占用土地,并且可减少二氧化碳排放,这表白在都市中发展光伏建筑是很有价值。
国外光伏建筑发展是从示范到推广,从屋顶光伏到与建筑集成,进而将光伏组件作为一种新型建筑材料发展。
当前,太阳能电池组
件功率为200W-300W,有向更大尺寸发展趋势,作为光伏建筑材
料重要是作为光伏屋面和光伏幕墙,而这必要要按建筑特点与形式
特殊设计制造。
从发展来看,光伏建筑在太阳能建筑中魅力无穷,一
些设计师将太阳能电池巧妙地、有机地与各类建筑融为一体。
从国外光伏建筑工程可发现某些特点:
一是尽量满足最佳朝向和角度(如屋顶或向南墙面),以得到最大发电收益;二是尽量展示或突出太阳电池,为了具备观赏性甚至有些夸张设计。
国内光伏发电系统发展水平总体处在示范起步阶段。
当前国家和地方政府也在开展都市太阳能光伏并网发电示范和逐渐推广运用某些项目。
德国和日本重要发展并网光伏发电和光伏建筑集成技术,咱们应当从中学习并借鉴发展经验。
国内香港、深圳等都市也在公共建筑上安装光伏发电示范系统,如香港科技园、深圳园博会等。
3.5国内外光伏建筑一体化成功案例
太阳能光伏发电产业增长迅速,不但由于它是具备许多长处清洁能源,在太阳能与建筑一体化过程中,太阳能电池组件比太阳能热水器与建筑更有亲合力。
太阳能电池组件不但可以作为能源设备,还可作为屋面和墙面材料,既供电节能,又节约建材。
太阳能电池组件应用,国外已有非常好案例。
例如:
柏林火车站200KWpBIPV项目、德国光伏与建筑结合BIPV系统等。
第四章站址选址及太阳能资源评估
4.1行政区划
延安市位于陕西省北部,介于北纬35度21分----37度31分,东经107度41分---110度31分之间,黄土高原中南地区,西安以北371公里,北连榆林,南接关中咸阳铜川渭南三市,东隔黄河与山西临汾吕梁相望,西临甘肃庆阳全市总面积3.7万平方公里,地势西北高,东南低,平均海拔1000米,属内陆干旱半干旱地区高原大陆性季风气候,四季分明,日照充分,昼夜温差大,年均无霜期170天,年平均气温7.7度。
年降雨量500左右,年日照2740小时。
属三类地区。
4.2站址选取
延安职业技术学院坐落在革命老区延安宝塔区中心区域--是物华天宝之地。
。
4.3资源条件评价
4.3.1资源开发运用基本规定
国内太阳能资源分布重要特点有:
太阳能高值中心和低值中心都处在北纬22°-35°这一带,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心,太阳年总辐射量,西部地区高于东部地区。
20世纪80年代中华人民共和国科研人员为了按照各地不同条件更好地利用太阳能,依照各地接受太阳总辐射量多少,将全国划分为几种区,
延安是最丰富地区之一,特别适合建光伏发电项目。
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