太阳能电场可研最终版修订.docx
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太阳能电场可研最终版修订
目录
第一章综合说明5
1.1概述5
1.2光能资源5
1.3工程地质6
1.4项目任务与规模6
1.5太阳能发电设备选型和布置7
1.6电气部分7
1.7工程消防7
1.8土建工程7
1.9施工组织设计8
1.10工程管理设计8
1.11环境保护与水土保持设计8
1.12劳动安全与工业卫生设计9
1.13项目投资概算9
1.14财务评价9
1.15节能分析10
1.16招标方案10
1.17结论11
第二章太阳能资源12
2.1区域太阳能资源概况12
2.2太阳能电场测太阳资料13
2.3太阳能电场太阳能资源计算16
第三章工程地质17
3.1区域地质概况17
3.2场址区基本工程地质条件19
3.3场址区工程地质条件初步评价20
3.4施工及生活用水调查20
3.5地方建筑材料调查20
3.6结论及建议20
第四章项目任务与规模21
4.1地区社会经济现状及发展规划21
4.2电网现状及发展规化22
4.3工程建设必要性22
4.4工程建设规模23
4.5总平面简述23
第五章太阳能发电设备介绍、布置及太阳能电场发电量估算23
5.1太阳能发电设备介绍23
5.2太阳能利用设备的维护、清洗、防风、防冻、巡检等的处理措施。
26
5.3太阳能发电设备外形图27
5.4太阳能发电设备总体布置29
5.5太阳能电场预计年上网电量估算30
第六章电气30
6.1电气一次30
6.2电气二次33
6.2.1概述33
6.2.2太阳能电场计算机监控系统33
6.2.3继电保护35
6.2.4计量系统36
6.2.5电气二次设备布置36
6.3通信系统37
第七章工程消防设计39
7.1工程概况39
7.2工程消防设计39
7.3施工消防40
第八章土建工程40
8.1太阳能电场场区工程地质条件及工程等级40
8.2主要建筑物设计41
8.3生活给排水设计42
8.4采暖、通风42
第九章施工组织设计43
9.1施工条件43
9.2施工总体布置44
9.3施工交通运输44
9.4输电线路架设45
9.5施工总进度45
第十章工程管理设计46
10.1管理方式46
10.2运营管理机构46
10.3主要生产生活设施46
第十一章环境保护与水土保持46
11.1环境保护46
11.1.1环境概况46
11.1.2环境保护措施设计49
11.1.3环境管理与监测计划57
11.1.4结论及建议57
11.2水土保持设计58
11.2.1水土保持的设计依据58
11.2.2水土保持的原则及目标58
11.2.3工程区水土流失现状及成因分析59
11.2.4水土流失量的预测和防治责任范围59
11.2.5水土保持措施60
11.2.6水土保持监测61
11.2.7水土保持设计评价结论62
11.3环境保护及水土保持投资概算63
11.3.1编制依据63
11.3.2环境保护工程投资63
第十二章劳动安全与工业卫生64
12.1设计依据、任务与目的64
12.2工程安全与卫生危害因素分析65
12.3劳动安全与工业卫生对策措施66
12.4太阳能电场安全卫生机构设置66
第十三章投资估算67
13.1编制说明67
13.1.1工程概况67
13.1.2编制原则67
13.1.3编制依据67
13.1.4基础资料67
13.1.5基本预备费67
13.1.6价差预备费67
13.1.7建设期贷款利息68
13.2总投资估算68
13.2.1投资构成68
13.2.2附投资总估算表(见附表)68
第十四章财务评价与社会效果分析68
14.1概述68
14.2财务评价68
14.2.1资金投入68
14.2.2投入计划68
14.2.3基础数据68
14.2.4经济效益分析69
14.2.5敏感性分析70
14.2.6财务评价结论71
14.3社会效益分析71
14.3.1节能和减排效益71
14.3.2其他社会效益71
第一章综合说明
1.1概述
工程建设第一期为1500MW,投资20亿元人民币,建设期为4年。
其中一期工程的前期工程120MW,建设周期预计为18个月;用地近5000亩,投资47.2188亿元人民币。
建设投资的20%由XX市XX投资有限公司自筹,其余通过银行贷款解决,贷款利率5.94%,贷款期限10年,宽限期2年,流动资金贷款比例为70%,贷款利率为5.31%。
1.2光能资源
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。
地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/m2。
地球赤道的周长为40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173,000TW。
在海平面上的标准峰值强度为1.0kW/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/m2,相当于有102,000TW的能量,人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外)虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。
太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
太阳是一个巨大、久远的能源。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。
太阳能既是一次能源,又是可再生能源。
它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。
但太阳能也有两个主要缺点:
一是能流密度低;二是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响不能维持常量。
这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。
我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火;利用太阳能来干燥农副产品。
发展到现代,太阳能的利用已日益广泛,它包括太阳能的光热利用,太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。
华北西北部地区总体是我国日照量二类地区,适宜太阳能发电,而拟开发的地区即处于这一地区。
依据当地市县两级气象部门提供的气象资料显示,当地日照时间历史记载的日照量最高值可达2869.1小时/年,历史记载的日照量最低的1997年的平均日照量1835.2小时/年,太阳年曝射量在5470-6051MJ/m2,是华北地区年日照量及光照强度最高的地区,仅比西藏、青海、新疆等日照量一类地区低约100小时。
综上所属,本工程选址适合建设太阳能电场。
1.3工程地质
XX县地形总体趋势西高东低、北高南低。
境内最高峰南驼海拔2281m由西向东依次为中心区、低山区、丘陵区。
根据XX省1/10万地貌图,拟建场地一带地貌类型属侵蚀构造丘陵亚区,次一级地貌单元为变质岩为主的丘陵小区。
地面标高400-500m,相对高差小于200m,山顶浑圆状坡度10-30º。
滹沱河河宽谷阔,河谷宽度250-660m,河面宽度130m,河床基岩裸露、河谷局部残留阶地,阶地呈阶梯状,高于河床10-35米为该居民集中居住区。
拟建建筑物中,太阳能设备建设在XX以北略偏西的山坡丘陵上;所有构筑物位于滹沱河左岸残留阶地之上。
升压站建设在坡脚的平坦处。
太阳谷总占地面积约1100亩左右。
综上所述:
场区构造稳定,地层结构简单清晰,无不良地质作用,适宜太阳能电场建设。
1.4项目任务与规模
XX县位于XX省西部,太行山东麓,西与全国煤炭基地山西省接壤,东临省会XX市40公里,距首都北京260公里,是国家批准的环京津、环渤海开放县之一。
总面积2648平方公里,辖23个乡镇713个行政村,46万人口。
今后相当长的一段时间内,南网难以摆脱缺电局面,因此XX南网应加快网内电源点建设,还应积极加强和周边电网的联系。
本期工程120MW太阳能电场建成后,其所发电力将主要供XX地区负荷。
1.5太阳能发电设备选型和布置
本太阳能电场总体布局分为3个单元,分为光伏组件部分、逆变部分和并网发电部分组成。
根据场地条件,对本太阳能电场的布置如下:
光伏矩阵依据山地地形,布置在阳面的山坡上,依地势进行布置,并网逆变器布置在山脚,升压变压器紧邻并网逆变器布置,在山脚处布置10KV配电室和110KV并网电站。
1.6电气部分
本太阳能电场安装单机容量为250kW的太阳能逆变器(机组)480台,逆变器(机组)出口电压为0.4kV。
太阳能电场采用二次升压方式。
每8台太阳能逆变器(机组)接于一台升压变压器,升压至10KV系统,10KV母线分为两段,每段引接至一台110KV升压变压器,升压至110KV,于小觉110KV变电站并网。
1.7工程消防
电场消防由业主单位和当地消防部门配合进行统一管理,本电场不设专门消防机构,但配备一名消防管理人员,义务消防员为职工总数的50%,轻度火灾由电场自行扑灭,若发生重大灾情,可由当地消防部门支援共同扑灭火灾。
本工程110KV升压变及主控制室纳入小觉镇水电站消防体系内。
1.8土建工程
本工程主要土建设计工作主要是太阳能发电设备基础设计,因该设备体积较小、重量较轻,主要荷载为风荷载的影响,采用一般的地基基础设计方法可以满足结构要求。
从场区地层条件看,场址区地基岩土主要为河流冲、洪积物、以粉土、粉质粘土为主,承载力均可满足太阳能发电设备基础建设要求,工程场地为对抗震设计有利地段。
附近无影响场地稳定的不良地质作用发育,场地内地下水位埋藏较深,对基础和施工无影响。
本电场工程共安装120000台1.0kW太阳能发电设备,拟定发电设备基础采用现浇钢筋混凝土独立基础,基础底部平面呈边长1.5m的正四边形,高度为0.8m,基础埋深大于2.0米,基础下设100mm厚C15素混凝土垫层。
基础中预埋连接塔筒的底法兰段。
混凝土设计强度等级为C25F100。
由于本地区冬季气温较低,冻土层较深,基础开挖和混凝土施工时,应避开冬期施工。
下阶段应进行工程地质的详勘工作,为基础设计提供必要的依据。
基坑开挖、回填及基础混凝土的施工应遵循太阳能发电设备厂家提出的施工技术要求和我国相关规程规范。
1.9施工组织设计
根据本工程特点,在施工布置中考虑以下原则:
太阳谷场施工期可利用场区空旷、植被较少的地区,选择离各施工点等距离的地方布置设备及材料仓库等临时生产、生活区。
根据本工程特点,在施工布置中考虑以下原则:
①施工总布置遵循因地制宜、有利施工、方便生活、易于管理、安全可靠、经济适用的原则;
②充分考虑太阳能发电工程布置的特点;
③根据工程所在地将来草坪的种植,工程施工期应避免环境污染,尤其的地面不得有残留混凝土等建筑垃圾,施工布置必须符合环保要求;
④根据工程区地形地貌条件,施工布置力求紧凑、节约用地;
⑤统筹规划、合理布置施工设施和临时设施,尽可能永临结合;
⑥参考部分工程经验,工程施工期间主要施工区实施封闭管理。
总工期为18个月。
1.10工程管理设计
根据生产和经营需要,结合太阳能发电设备自动化程度高的特点,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”,及原电力部颁发的电安生(1996)572号文件“关于颁发《电力行业一流水力发电厂考核标准》(试行)的通知”的意见,结合本工程的特点,本期太阳能电场考虑设置运行维护及管理人员20人,主要负责本电场安全生产、日常维护等工作。
1.11环境保护与水土保持设计
根据“谁开发、谁保护,谁造成水土流失、谁负责治理”的原则,凡在生产建设过程中可能造成水土流失的,都必须采取措施进行治理。
按照水土流失发生规律,在详细调查、踏勘项目区自然资源和水土流失的基础上,对项目区进行合理、实际、有效的水土流失预测分析,提出项目区因建设项目造成的水土流失综合治理措施,建立沿线水土流失综合防治体系,正确地布设水土保持各项措施,使得工程施工过程中新增水土流失得到有效防治。
同时使得原有水土流失得到基本治理,减少项目区因水土流失造成的危害,保护和改善项目区域生态环境,从而实现工程建设运营、生态环境和地方经济的协调持续的发展。
本项目的建设不仅调整区域内能源结构,提高当地人民的生活质量,促进当地经济的发展,而且区域政府立足区域内丰富的太阳能资源和地域优势,把太阳能电产业作为拉动区域特色经济发展的新兴产业合力攻坚,加速区域内的太阳电产业的规模化发展。
同时,项目每年可以节约标煤98800.8t(火电煤耗按350g/kW.h计)。
相应每年可减少向大气排放有害气体及废渣和温室气体:
粉尘约为5436.391t/a、二氧化碳(CO2)约为115500t/a,二氧化硫(SO2)约为672.00t/a,氮氧化物(以NO2计)约为381.36t/a,碳氢化合物(CnHm)约为3.82t/a,一氧化碳(CO)约为9.66t/a。
此外,还可以节约用水约376832.90t/a(火电耗水量3.1kg/kW.h计)。
项目建设在一定程度上防止了非再生能源的消耗及其带来的环境问题,具有较大的清洁能源效益,符合可持续发展要求。
1.12劳动安全与工业卫生设计
太阳能电场在运行过程中应严格执行安全操作规程,对可能存在的直接危及人身安全和身体健康的危害因素如:
火灾、雷击、电气伤害、机械、坠落伤害等应做到早预防,勤巡查,消除事故隐患,防患于未然。
太阳能发电设备内的任何检修、维护和巡查不允许单人进行作业,太阳能发电设备内部任何电气维修作业均应在本地控制柜处悬挂维修操作标识。
1.13项目投资概算
工程概算编制依据:
1)各专业提供的工作量清单;2)投资估算工程静态投资价格年为2008年第3季度。
经计算静态投资454373万元,单位投资为37864元/kW;动态总投资为471331万元,单位投资为39278元/kW;
1.14财务评价
XXXX太阳能电场拟建120000台1.0kw太阳能发电设备,正常运行期多年平均上网电量28228.8万kw.h.。
工程建设期为18个月。
建设投资的20%由XXXX太阳能电力有限公司自筹,其余通过银行贷款解决,贷款利率5.94%,贷款期限10年,宽限期2年,流动资金贷款比例为70%,贷款利率为5.31%。
清偿能力:
理论上项目借款偿还期为7.23年,能够满足贷款偿还要求。
盈利能力:
按资本金财务内部收益率(所得税后)8%,上网电价为4元/kWh时,投资回收期为7.86,项目具有一定的盈利能力,
综上所述,本项目财务评价可行。
1.15节能分析
节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针。
因此,节约能源就成为人们生产生活的各个方面都必须认真考虑的问题。
太阳能电场在设计、建造和运营过程中,节能措施主要包括电气节能和建筑节能两个方面,具体内容有供配电系统的节能设计、变压器的节能设计、减少线路损耗、提高供配电系统的功率因数、照明的节能设计、节能建筑规划设计、增强建筑维护结构的保温隔热性能、运行管理过程中节能等。
太阳能作为一种清洁的可再生能源,其自身就是对传统能源的节约。
但是,关于能源的合理运用还是有很多工作可作的,只要结合工程特点,综合利用各种节能技术措施,选择经济合理的节能方案,必定可以获得显著的节能效果。
1.16招标方案
XXXXXX太阳能电场施工总工期18个月。
在该项目核准后,建设单位将根据工程总计划要求进行工程招标工作。
根据《中华人民共和国招投标法》和招标工作的有关规定,本工程的工程建设、施工、监理主要设备采购采取定向采购和招标采购,招标采购将委托有相应资质的招标代理公司进行招标工作,部分项目可自行组织招标。
对数额较大或工程重要程度较高的项目将采用公开招标的方式,对数额较小项目将采用邀请招标的方式或议标方式进行招标。
需招标的项目如下:
1)箱式变压器、逆变器等电气设备采购。
2)电场内道路施工。
3)太阳能发电设备安装工程(包括发电设备安装、电气安装等)。
4)太阳能发电设备、逆变器、箱变基础施工。
5)工程监理。
6)太阳能电场内电气工程(包括110kV线路施工、通信线路施工、箱变安装等)。
7)太阳能电场通信线路及设备采购。
8)电力电缆采购。
9)升压站工程。
定向采购的设备为太阳能发电设备,其设备来源是XXXXXXX科技有限公司。
该公司是与XX市XX投资有限公司合作企业,而XXXXXXX科技有限公司是太阳能发电设备发明专利持有人和唯一生产企业。
1.17结论
综上所述,本阶段通过XXXXXX太阳能电场的太阳能资源分析,对太阳能发电设备进行了合理布置;经过论证比较,结合工程特点,推荐了加快投产的施工方法;经过工程概算和财务评价,分析了该工程的经济效益和潜在风险。
可行性研究设计表明,兴建本工程在技术上是可行的,符合国家产业政策。
第二章太阳能资源
2.1区域太阳能资源概况
我国幅员广大,有着十分丰富的太阳能资源。
据估算,我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ,全国各地太阳年辐射总量达335~837kJ/cm2·a,中值为586kJ/cm2·a。
从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、XX、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。
尤其是青藏高原地区最大,那里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。
例如被人们称为“日光城”的拉萨市,1961年至1970年的平均值,年平均日照时间为3005.7h,相对日照为68%,年平均晴天为108.5天,阴天为98.8天,年平均云量为4.8,太阳总辐射为816kJ/cm2·a,比全国其它省区和同纬度的地区都高。
全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小,其中尤以四川盆地为最,那里雨多、雾多,晴天较少。
例如素有“雾都”之称的成都市,年平均日照时数仅为1152.2h,相对日照为26%,年平均晴天为24.7天,阴天达244.6天,年平均云量高达8.4。
其它地区的太阳年辐射总量居中。
我国太阳能资源分布的主要特点有:
太阳能的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;太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除西藏和新疆两个自治区外,基本上是南部低于北部;由于南方多数地区云雾雨多,在北纬30°~40°地区,太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反,太阳能不是随着纬度的增加而减少,而是随着纬度的增加而增长。
据各地接受太阳总辐射量的多少,可将全国划分为五类地区。
一类地区为我国太阳能资源最丰富的地区,年太阳辐射总量6680-8400MJ/m2,相当于日辐射量5.1-6.4KWh/m2。
这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。
尤以西藏西部最为丰富,最高达2333KWh/m2(日辐射量6.4KWh/m2),居世界第二位,仅次于撒哈拉大沙漠。
二类地区为我国太阳能资源较丰富地区,年太阳辐射总量为5850-6680MJ/m2,相当于日辐射量4.5-5.1.0kWh/m2。
这些地区包括XX西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
三类地区为我国太阳能资源中等类型地区,年太阳辐射总量为5000-5850MJ/m2,相当于日辐射量3.8-4.5KWh/m2。
主要包括山东、河南、XX东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。
四类地区是我国太阳能资源较差地区,年太阳辐射总量4200-5000MJ/m2,相当于日辐射量3.2-3.8KWh/m2。
这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕南、苏北、皖南以及黑龙江、台湾东北部等地。
五类地区主要包括四川、贵州两省,是我国太阳能资源最少的地区,年太阳辐射总量3350-4200MJ/m2,相当于日辐射量只有2.5-3.2KWh/m2。
附图:
全国太阳能资源分布图
2.2太阳能电场测太阳资料
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。
地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/m2。
地球赤道的周长为40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173,000TW。
在海平面上的标准峰值强度为1.0kW/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/m2,相当于有102,000TW的能量,人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外)虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。
太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
太阳是一个巨大、久远的能源。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。
太阳能既是一次能源,又是可再生能源。
它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。
但太阳能也有两个主要缺点:
一是能流密度低;二是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响不能维持常量。
这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。
我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火;利用太阳能来干燥农副产品。
发展到现代,太阳能的利用已日益广泛,它包括太阳能的光热利用,太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。
华北西北部地区总体是我国日照量二类地区,适宜太阳能发电,而拟开发的地区即处于这一地区。
依据当地市县两级气象部门提供的气象资料显示,当地日照时间历史记载的日照量最高值可达2869.1小时/年,历史记载的日照量最低的1997年的平均日照量1835.2小时/年,太阳年曝射量在5470-6051MJ/m2,是华北地区年日照量及光照强度最高的地区,仅比西藏、青海、新疆等日照量一类地区低约100小时。
附图:
XX区域气候年平均一览表:
2.3太阳能电场太阳能资源计算
太阳辐射是一种电磁辐射,所有能量都以不同的波长来表现,它是电磁波曲线中重复出现的完整周期。
抵达地球的太阳能量的电磁波频谱,可根据波长划分为三个波段:
紫外线波段、可见光波段和近红外波段。
紫外线波段(100~380nm):
占太阳能量的3%;
可见光波段(380~780nm):
占太阳能量的44%,是太阳光谱中唯一能以肉眼见到的部分,应该注意到,可见光波段中太阳光谱强度最高。
近红外波段(780~2400nm):
占太阳能量的53%,是热量的波段,虽然不可见,人们因热而有所感觉。
本太阳能电场日照时间历史记载的日照量最高值可达2869.1小时/年,历史记载的日照量最低的1997年的平均日照量1835.2小时/年,太阳年曝射量在5470-6051MJ/m2,
本电场总共设计12万台太阳能利用设备,每台约1m2,其接收太阳能量约为65640~72612MJ。
第三章工程地质
3.1区域地质概况
本项目拟建于XX省XX
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