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文檔簡介

霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目 11綜合說明 21.1概述 21.2太陽能資源 21.3工程地質 31.4工程任務和規模 31.5光伏系統總體方案設計及發電量計算 31.6電氣設計 41.7消防設計 41.8土建工程 41.9施工組織設計 41.10工程管理設計 51.11環境保護和水土保持設計 51.12勞動安全與工業衛生設計 51.13節能降耗分析 71.14設計概算 81.15財務評價與社會效果分析 1.16結論及建議 1.17附圖、附表 2太陽能資源 2.1太陽能資源概況 2.2區域太陽能資源概況 2.3太陽能輻射觀測資料 2.4站址氣象要素及氣象條件影晌分析 2.5太陽能資源分析 283工程地質 3.1區域地質條件 3.2場地地質條件 3.3不良地質作用 3.4巖土工程分析及評價 3.5結論與建議 4工程任務與規模 4.1地區社會經濟概況 4.2地區電力工業狀況及發展規劃 4.3工程建設必要性 5系統總體方案設計和發電量估算 425.1光伏組件選型 425.2光伏陣列運行方式選擇 495.3逆變器選型 5.4光伏方陣設計 2013年11月本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任5.5光伏子方陣設計 585.6方陣接線方案設計 5.7輔助技術方案 5.8光伏發電工程年上網電量計算 6.1接入系統一次 6.2系統二次 6.3電氣一次部分 6.4電氣二次 6.5通信 7土建工程 7.1設計安全標準 7.2基本資料和設計依據 7.3總交布置 7.4土建工程 7.5采暖通風設計 7.6給排水設計 8工程消防設計 8.1工程概況 8.2工程消防設計 8.3施工消防 8.4消防設備配置表 9施工組織設計 9.1施工條件 9.2施工總布置 9.3施工交通運輸 9.4工程建設用地 9.5工程主體施工 9.6施工總進度 10工程管理設計 10.1項目管理機構組成 10.2項目管理人員及機構職責 11環境保護和水土保持設計 11.1擬建項目區環境概況 11.2環境保護目標 11.3環境影響分析 11.4環境條件對太陽能光伏發電效率的制約因素分析 11.5環境保護措施 11.6綠化及水土保持 11.7綜合評價和結論 12勞動安全與工業衛生 2013年11月本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任12.1設計依據、任務與目的 12.2工程安全與衛生危害因素分析 12.3對策與措施 12.4光伏電站安全衛生機構設置 13節能降耗 13.1節能分析 13.2節能降耗效益分析 14工程設計概算 14.1編制說明 14.2工程投資概算表(見附表) 15財務評價與社會效果分析 15.1基礎數據 15.2項目財務評價 15.3敏感性分析 15.4財務評價附表(見附表) 16社會穩定風險評估 16.1社會穩定風險評估內容 16.2社會穩定風險的表現形式及影響 16.3社會穩定風險內容及其評價 16.4風險防范措施 17結論與建議 17.2主要技術經濟指標 17.3建議 本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任I《霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目可行性研究報告》通過對項光伏發電陣列單元選型和布置、發電量估算、示范電站電氣工程等角度對項目進行調查研究和分析比較,并對項目建2013年11月I1綜合說明霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目是由競日能源有限公司投資興建的一座大型(高壓)光伏并網電站。光伏電站的規劃容量為100MWp,本期建設30MWp。本項目擬從銀行貸款80%,自籌資金20%進行建設,所發電量全部上網。本項目場址位于霍林郭勒市區靜湖水庫西側,場區海拔高度約950米,地勢平坦,地質構造穩定。距國道304線約3km,公路運輸干線可利用101省道、霍白公路,對外交通十分便利。具體位置見圖1-1。霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目所處工業園區行政隸屬霍林郭勒市管轄,場地海拔高程850-1100m,屬于溫帶大陸性氣候。春季干旱多風;夏季短促溫熱。光照充足,季節性冬土深度約1.2m的特點;地表排水暢通,地下水位埋藏很深,適合建設大型光伏并網發電項目。本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任I霍林郭勒市陽光充足,日照較長,年太陽能總輻射值為5688MJ/m2,日照時數2850~2950小時之間。在通遼大力發展太陽能具有較好自然條件。根據我國在1983年做出的太陽能資源區劃標準,通遼市太陽能總輻射值5688MJ/m2,屬于Ⅱ“很豐富帶”。通遼屬于太陽能資源分布較豐富地區,太陽能資源和日照小時數等均位于自治區前列,而內蒙地區的太陽能資源又遠高于全國的平均水平,因此無論從氣象角度還是地理角度,通遼地區非常適合建設光伏電站。霍林郭勒市隸屬于內蒙古自治區通遼市,位于通遼市西北部、科爾沁草原與錫林郭勒草原交匯處,處于錫林郭勒盟、興安盟、通遼市“兩盟一市”交界地帶,距中蒙邊界120km。準建市,全市總面積585km2,總人口約10.9萬人,其中常駐人口約7.6萬人。現轄5個街道辦事處,14個城市社區和7個城郊社區,居住著漢、蒙、回、朝鮮等17個民族,其中蒙古族人口占總人口的37.8%。霍林郭勒市是中國重要的能源工業基地,是中國優秀的旅游城霍林郭勒市隸屬于通遼市管轄,位于西遼河下游的沖積平原,地勢大致呈西南向東北傾斜。平均坡度為4.3度,地面略有起伏,二道河從中間穿過。本項目建設場地地勢開闊平坦,略呈西高東低、北高南低之勢,廠區平均標高950m,平均坡度在1.4%左右。在通遼市霍林郭勒市工業園區內建設競日能源有限公司30MW光伏電站工程,設計壽命霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目總投資額29303萬元,其占地面積約97公頃。光伏組件采用多晶,光伏發電場全部采用固定最佳傾角方式安裝,25年平均1.5光伏系統總體方案設計及發電量計算光伏電站系統由光伏陣列——光伏陣列防雷匯流箱——直流防雷配電柜——光伏并網逆變器——0.27/35kV升壓系統—35/66kV升壓系統—電網接入系統等組成。其中光伏陣列單元由太陽能電池板、陣列單元支架組成。陣列單元按平板固定傾角式方案進行經濟技術比較分析,以優化陣列單元間布置間距、降低大風影響、減少占地面積、I提高發電量為布置原則。本電站25年的總發電量約為10.77億kWh,年平均發電量4309萬kWh。電站本期工程電池組件容量為30MWp,接入系統電壓等級為66kV。本電站以66kV電壓等級就近接入霍林河220kV變電站,具體方案以接入系統批復意見為準。求設計,采取“一防、二斷、三滅、四排”的綜合消防技術措施。工程消防設計與總平面布置統籌考慮,保證消防車道、防火間距、安全出口等滿足消防要求。本電站土建工程主要有太陽能陣列單元支墩、66kV配電裝置、生產運行樓、綜合辦公樓、門衛室、道路等建構筑物。陣列單元支墩基礎形式采用鋼管螺旋地錨釘。站址位于霍林郭勒市區靜湖水庫西側,場區海拔高度約950米,地勢平坦,地質構造穩定。距國道304線約4km,公路運輸干線可利用101省道、霍白公路,對外交通十分便利。光伏電站施工所需的電源擬利用就近市電線路引接;施工水源結合考慮電站建成后清洗的需要,由附近的水源地引接;施工通訊可利用普及率較高的移動通訊等方法解決。在安裝電池板前,應先按電池板出廠前標定的性能參數,將性能較為接近的電池板成串安裝,以保證電池板盡量在最佳工作參數下運行。光伏電站工程基本無大件的運輸、安裝、起吊問題,其最大件為31.5MVA的66kV主變壓器,運輸尺寸為5400×1976×3050(長×寬×高),充油運輸重量為50t,完全可以通過鐵路或公路運輸運抵現場,安裝也僅需常規的起吊設施即可解決。電池板安裝支架應以散件供貨,先在施工現場將其組裝成模塊,然后逐件起吊就位安裝。光伏電站距霍林郭勒市約5km,進行加工、修配及租用大型設備較方便,因此,施工修配和加工系統可主要考慮在通遼市解決。僅在施工區設必要的小型修配系統。場區內施工臨時分區主要有施工生活區、材料堆場、混凝土攪拌站等生產、生活分區。I項目是在未荒漠化天然牧草地安裝30MWp太陽能光伏電池板,占地面積較大,施工場地以保證工程在較短的時間內完工。整個工程從施工準備至全容量并網發電的總工期為6個本項目主要利用天然牧草地安裝太陽能光伏組件,電站總占地面積1457畝,其中光伏組件區占地1449畝,升壓站區域占地8畝。運行特點來設置光伏電站的管理機構,實行現代先進的企業管理(3)保證不因本項目的實施而污染項目所在區域地下水環境,盡量減少本項目工程為了保護勞動者在電力建設中的安全和健康,改善勞動2013年11月I相關勞動安全和工業衛生的法令、標準及規定,以提高勞動安全和工業衛生的設計水平。在電站勞動安全和工業衛生的設計中,應貫徹“安全第一,預防為主”的原則,重視安全運行,加強勞動保護,改善勞動條件。勞動安全與工業衛生防范措施和防護設施與本項目同時設計、同時施工、同時投產,并應安全可靠,保障勞動者在勞動過程中的安全與健由于太陽能電池陣列的面積大,而且安裝在沒有遮蓋物的室外,因此容易受到雷電引起的過高電壓的影響,必須考慮相應的安全可靠的防雷措施。避雷元件要分散安裝在陣列的回路內,也可安裝在匯流箱內;對于從低壓配電線侵入的雷電浪涌,必須在配電盤中安裝相應的避雷元件予以應對,必要時在交流電源側安裝耐(1)所有電氣設備均按照相關要求進行設計;(2)所有電氣設備的接地均按照現行相關要求進行設計,電氣設備均接地或接零;(3)按規定配置過載保護器、漏電保護器;(4)為防止靜電危害,保證人身及設備安全,電力設備均宜采用接地或接零防護措施;(5)電氣設備帶電裸露部分與人行通道、欄桿、管道等的最小間距符合配電裝置設計技術規程規定的要求;(6)為確保工作人員自身安全以及預防二次事故,在作業時必須穿適當的防護服裝,如戴安全帽、帶好低壓絕緣手套、穿安全防護鞋或輕便運動鞋等;(7)檢修太陽能電池組件時,應在表面鋪遮光板,遮住太陽光后再進行維修,同時盡量避免雨天作業。(1)噪聲的防治措施:設備訂貨時提出設備噪聲限制要求,對于變壓器、逆變器等設置隔聲措施,使其噪聲滿足相關要求;(2)電站總平面布置及建筑設計時應考慮防噪措施;(3)防振動危害,應首先從振動源上進行控制并采取隔振措施。主設備和輔助設備及平臺的防振設計應符合相關標準、規范的規定。I工業衛生設計應充分考慮電站在生產過程中對人體健康不利因素,并根據設計規范和勞保有關規定,采取相應的防范措施。(1)本項目所有防暑降溫和防潮防寒設計都應遵循相關標準、規程和規范的要求。(2)生產操作人員一般在單元控制室或值班室內工作。(3)場內各工作間均設置冬季采暖設備防寒,以保護運行人員身體,提高工作效率。本電站工程總容量為30MWp,運行期年平均發電量為4309萬kW·h,建設期6個月,運電力從光伏電池組件送至35kV配電室內配電母線,在匯流與連接線存在電能損失即功率損耗,功率損耗是輸電線路功率損耗和逆變器功率損耗。功率損耗包括有功損耗和無功損耗,有功損耗伴隨電能損耗,使能源消費增加,無功損耗不直接引起電能損耗,但通過增大電流而增加有功功率損耗,從而加大電能損耗。本電站線路部分根據經濟電流密度選用電力電纜,另外,本項目選用的逆變器功率因電氣部分設計采用優化設計,減少占地面積,節省材料用量的原則,通過多種布置方案的比較,選擇最優方陣布置,節省了材料用量;優化電纜敷設路徑布置,節省了電纜的(1)降低子線路導線的表面電位梯度,要求導體光滑、避免棱角,以減少電暈損耗,(2)有效減少電纜使用量、減少導體的截面,在有效降低電纜使用量的同時,達到降低電能損失的目的。光伏發電是一種清潔的能源,沒有大氣和水污染問題,也不存在廢渣的堆放問題,有利于周圍環境的保護。本電站總容量為30MWp,每年可為電網提供電量4309萬kWh,與同I二氧化碳約4萬噸、二氧化硫約343噸、氮氧化物約115噸、物質排放量,減輕環境污染,同時不需要消耗水資源,沒有污水電站本期建設規模30MWp,場址位于霍林郭勒市區靜湖水庫西側。工程建設期預計62013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目工程總概算表費用占投資額(易)一二三四一二三9四一二三四五第四部分其他費用一二三2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目工程總概算表費用占投密額四五基本預備費(3%)工程靜態投資價差預備費(暫不計算)建設期利息工程總投資(動態)單位千瓦靜態投資(元/kmp)單位千瓦動態投資(元/kmp)2013年11月I工程靜態投資28800萬元,工程總投資29303萬元,工程動態總投資的20%為資本金,項目負債率80%。工程計劃建設期為6個月。工程總投資29303萬元,單位瓦投資9.77元/Wp。技術經濟指標表序號指標名稱指標值1多晶硅太陽能電池2發電量萬kW·h/年年平均3建設期月64占地面積畝5勞動定員人6總投資萬元7最高負債率%8資本金萬元財務分析見附表項目建設階段,可促進建筑業的就業情況,增加當地人的收入;本項目運營期同樣需要一定數量的維護人員,可直接利用當地人力資源,從而為當地創造非農的就業機會。這一方面解決當地一部分就業問題,同時可增加當地收入,提高居民生活水平。隨著石油和煤炭的大量開發,不可再生能源保有儲量越來越少,終有枯竭的一天,因而新能源的開發已經提到了戰略高。太陽能是清潔的、可再生的能源,開發太陽能符合國家環保、節能政策,光伏電站的開發建設可有效減少常規能源尤其是煤炭資源的消耗,保護生態環境,營造出山川秀美的旅游勝地。本項目建成后,預計每年可為電網提供電量4309萬kWh,與同容量燃煤發電廠相比,2013年11月I以供電標煤煤耗360g/kW·h計,每年可節約標準煤約1.56萬噸,減排二氧化碳約4萬噸、二氧化硫約343噸、氮氧化物約115噸、煙塵約234噸。通過對霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目的可行性研究設計,對備注電站容量占地面積畝海拔高度m備注多年平均氣溫℃小時2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I多年平均降雨量編號峰值功率VAVA峰值功率溫度系數短路電流溫度系數10年功率衰降%25年功率衰降%外形尺寸塊固定傾角角度逆變器(型號:待定)2最大輸入直流功率最高轉換效率%歐洲效率%最大直流側電壓最大功率跟蹤(MPPT)范圍最大直流輸入電流A交流輸出電壓范圍V2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目功率因數寬/高/厚工作環境溫度范圍℃臺3箱式升壓變電站(型號:)臺數臺容量4升壓主變壓器(型號:)臺數臺1容量5升壓變電站出線回路數、電壓等級和出線形式(型號:出線回路數回1電壓等級形式單母線間隔3編號備注1t2根3土石方回填34施工總工期月6編號備注1靜態總投資萬元2動態投資萬元2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I3單位千瓦靜態投資元/kWp4單位千瓦動態投資元/kWp5設備及安裝工程萬元6萬元7其他費用萬元8基本預備費萬元9建設期貸款利息萬元1電站容量2萬kW.h3上網電價(25年)元/(kW.h)4投資方內部收益率%稅后5投資回收期年稅后6借款償還期年7資產負債率%2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I2太陽能資源測算:我國太陽能年總輻射量最大值在青藏高原,高達10100MJ/m2,最小值在四川盆地,僅3300MJ/m2。從大興安嶺南麓向西南穿過以四川最小,由此向南、北增加,廣東沿海較大,臺灣和海南西部年日照時數可達2400h/a~2600h/a;內蒙古東部、華北較大,至東北北部又趨減小占國土面積2/3以上,因而我國是一個太陽能資源豐富的國家,開發、利用前景看好。能資源豐富的國家之一,全國總面積2/3以上地區年日照時數大于2000小時,根據中國氣象局風能太陽能評估中心推薦的國內太陽能資源地區分類辦法,共分5類,其中:2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任I一類地區全年日照時數為3200~3300小時,年輻射量在6700~8370MJ/m2。相當于二類地區全年日照時數為3000~3200小時,輻射量在5860~6700MJ/m2,相當于夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。此三類地區全年日照時數為2200~3000小時,輻射量在5020~5860MJ/m2,相當于疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣四類地區全年日照時數為1400~2200小時,輻射量在4190~5020MJ/m2。相當于五類地區全年日照時數約1000~1400小時,輻射量在3350~4190MJ/m2。相當于富的地區,面積較大,約占全國總面積的2/3以上,具有利用太陽能的良好條件。四、五通遼市位于內蒙古自治區東側,全年太陽總輻射在4896~5502MJ/m2之間,總的距離站址最近的氣象站為霍林郭勒氣象站。霍林郭勒氣象站與7km,兩者之間無大的障礙物,地形變化不大,屬于同一氣候區,因此采用霍林郭勒氣象2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I對霍林郭勒站1990~2013年的總輻射量計算,并與氣象站2012年、2013年的實測值進行比較如表2.3.1-1和2.3.1-2,結果較為接近。現以推算出的霍林郭勒氣象站1990~2013年的太陽總輻射量數據作為本階段的研究依據。表2.3.1-12012年霍林郭勒氣象站太陽輻射推算值與實測值結果表月份123456789)546355692004實測值)776065573060表2.3.1-22013年霍林郭勒氣象站太陽輻射推算值與實測值結果表月份123456789)477979408864實測值)34687353829相對誤2.3.2太陽能資源年際變化分析(1)太陽輻射量年際變化分析霍林郭勒氣象站1990~2013年太陽輻射量的年際變化曲線見圖2.3.2-1。2013年11月I年份圖2.3.2-1霍林郭勒氣象站1990~2013年年太陽能輻射量年際變化圖(1997、2000、2002、2003年缺測)由上圖可以看出,近20年的總輻射量在5067MJ/m2~6100MJ/m2之間,最低值出現在1993年,為5067.7MJ/m2,最高值出現在2006年,為6100.3MJ/m2,20年平均值為5600.1MJ/m2。最近10年年總輻射量,最低值出現在2008年,為5332.9MJ/m2,最高值出現在(2)日照時數年際變化分析霍林郭勒氣象站1984~2013年日照時數的年際變化曲線見圖2.3.2-2。2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任I圖2.3.2-2霍林郭勒氣象站1984~2013年日照時數年際變化圖由上圖可以看出,近30年間的日照時數變均在2396h~3114h之間,年平均日照小時數為2794.6h;日照小時數最低值出現在1992年為2396.1h,日照小時數最高值出現在1989年的3114.6h,年際變化相對穩定。(3)日照百分率年際變化分析霍林郭勒氣象站1990~2013年日照百分率的年際變化曲線見圖2.3.2-3。圖2.3.2-3霍林郭勒氣象站1990~2013年日照百分率年際變化圖(1997、2000、2002、2003年缺測)由上圖可以看出,近20年間的年日照百分率年際變化與日照時數的變化趨勢一致,近20年的平均日照百分率在57%~72%之間波動。2013年11月本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任I霍林郭勒氣象站1990~2013年太陽輻射量月際變化曲線見圖2.3.3-1。圖2.3.3-1霍林郭勒氣象站1990~2013年太陽從上圖可以看出,霍林郭勒地區太陽輻射的月際變化較大,其數值區間為197~702MJ/m2之間,月總輻射從2月開始增加,5月達到最大值,為701.5MJ/m2,8月以后開(2)日照時數月際變化分析霍林郭勒氣象站1984~2013年日照時數月際變化曲線見圖2.3.3-2。月份圖2.3.3-2霍林郭勒氣象站1983~2012年日照時數月際變化圖從上圖可以看出,霍林郭勒地區月平均日照時數月際變2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I一致,數值區間為176~283h之間,月平均日照時數從3月開始增加,5月達到峰值,為282.7h,8月以后呈下降趨勢。(3)日照百分率月際變化分析霍林郭勒氣象站1990~2013年日照百分率月際變化曲線見圖2.3.3-3。圖2.3.3-3霍林郭勒氣象站1990~2013年月平均日照百分率月際變化圖從上圖可以看出,霍林郭勒地區日照百分率穩定在46%~77%之間,10月至來年3月的的日照百分率最高,在7月處于一個明顯的日照百分率低值區。2.4站址氣象要素及氣象條件影晌分析霍林郭勒氣象站距光伏電站站址直線距離僅7km,因此常規氣象要素可以采用霍林郭勒氣象站多年實測統計結果。氣象站的基本情況見表2.4-1,建站時間1973年1月,1987年1月遷移至現在位置。主要觀測業務有常規氣象、氣象輻射、沙塵暴等基礎觀測。表2.4.1-1氣象站基本情況一覽表高程(m)霍林郭勒氣象站對霍林郭勒氣象站多年(1983~2012)觀測資料進行統計,基本氣象要素統計值如下:1)氣溫(℃)年平均溫度極端最高氣溫極端最低溫度本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任ECEPDIECEPDI年平均最高氣溫年平均最低氣溫最熱月(7月)平均氣溫最冷月(1月)平均氣溫2)蒸發量(mm)年平均蒸發量年最大蒸發量年最小蒸發量3)降水量(mm)年平均降水量年最大年降水量年最大日降水量年最大1h降水量4)氣壓(hpa)5)相對濕度(%)年平均相對濕度6)日照年平均日照時數年平均日照百分率全年主導風向實測10分鐘平均最大風速8)其他年平均雷暴日數年最多雷暴日數ECEPDIECEPDI年平均沙塵暴日數年最多沙塵暴日數年最大凍土深度年最大積雪深度9)設計風速根據霍林郭勒氣象站1984~2013年多年實測大風資料,采用耿貝爾極值適線頻率法計算得50年一遇平均最大風速為26.3m/s。另根據《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012),查得臨近的通遼市和林西縣50年一站名風壓值(kN/m2)設計風速(m/s)通遼林西霍林郭勒位于大興安嶺以西,地形、海拔與林西較為相似,50年一遇平均最大風速采用31.0m/s。綜上,本工程50年一遇設計風速取31m/s。10)暴雨強度公式t-------設計降雨歷時(min);i-------設計暴雨強度(mm/min)。11)逐月氣象資料(1983~2012年)表2.4.1-3霍林郭勒氣象站逐月氣象資料統計表2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目項且123456789平均氣溫(℃)71速降水量平均氣壓9164559048112)風向頻率玫瑰圖(統計年限:1980~2013)風向NESWC頻率(%)222323235769662013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目風向NESWC頻率(%)72013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目風向NESWC頻率(%)2.4.2氣象條件影晌分析霍林郭勒氣象站冬季風向頻率玫瑰圖(1)氣溫影響分析霍林郭勒氣溫日差較大,年平均氣溫為1.4℃,多年極端最高氣溫39.6℃,多年極端最低氣溫-39.4℃,逆變器的工作環境溫度范圍為-20℃~40℃,電池組件的工作溫度范圍為-40℃~85℃。一般太陽能電池組件的工作溫度比環境溫度高30℃左右,本項目電池組件的工作溫度在允許范圍內,逆變器布置在室內,其工作溫度也可控制在允許范圍內。故場址區氣溫條件對太陽能電池組件及逆變器的可靠運行及安全性沒有影響。(2)風速影響分析本工程場址區地勢平坦開闊,多年平均風速為3.8m/s,多年極端風速25m/s,站址處五十年一遇10m高10min平均最大風速采用31m/s。當太陽能電池組件周圍的空氣處于低速風狀態時,可增強組件的強制對流散熱,降低電池組件板面工作溫度,從而在一定程度2013年11月I以電池陣列及基礎等的抗風能力在31m/s風速下不損壞為基本原則。(3)沙塵暴影響分析本工程場址區年平均沙塵暴發生日數為2.8d,最多日數為14d。沙塵暴天氣時空氣混濁,大氣透明度大幅度降低,太陽輻射也相應降低,會直接(4)雷暴的影響分析本工程擬建場址區年平均雷暴發生日數為24d,最多日數為37d。應根據太陽能電池結果會有很大的誤差。因此要從多年的氣象數據中根據推算出的霍林郭勒氣象站太陽輻射數據,本工程采用1990~2013年的太陽輻射資料作為本階段研究和計算的依據,并從最近10年(2004~2013)進行工程代表年的太陽輻射數據(簡稱代表年)選擇。太陽輻射資料。太陽輻射情況的總體分布未知,其概率密度也是未十年的太陽輻射情況,以必要對太陽輻射的總體分布情況進行為正態分布圖,以便直觀了解太陽輻射情況的概率密度曲線2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目ECEPDI卷冊檢索號:30-N806201K-A01ECEPDI卷冊檢索號:30-N806201K-A01表2.5.3-1工程代表年標準月輻射量和日照時數4月總輻射量(MJ/m2)日照時數(h)10月11月12月總輻射量(MJ/m2)日照時數(h)擬建光伏電站的地理位置與霍林郭勒氣象站比較接近,屬同一氣候環境區域。兩地的太陽高度角、天氣狀況、日照時數及海拔高度均相差不大。因此,本工程站址與氣象站的太陽輻射情況相似,根據推算出的霍林郭勒氣象站太陽輻射資料序列為1990~2013年,以此作為本階段站址處太陽能資源分析的依據。本工程采用1990~2013年近20年的太陽輻射資料作為本階段研究和計算的依據,選《太陽能資源評估方法》,對工程所在地太陽能資源進行評估,屬于太陽能資源很豐富區。表2.5.4-2太陽能資源豐富程度等級資源豐富程度資源最豐富資源很豐富資源豐富資源一般太陽能資源穩定程度用各月的日照時數大于6h天數的最大值與最小值的比值表示,2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I經計算,本地區的K值為1.95,參照QX/T89-2008《太陽能資源評估方法》,屬于太表2.5.4-3太陽能資源穩定程度等級穩定程度穩定較穩定不穩定2013年11月I3工程地質擬建場地在大地構造單元上位于華北地塊(Ⅱ)的內蒙古褶皺區(Ⅱ?)蘇尼特右旗晚華力西褶皺帶(Ⅱ)內的霍林河盆地內。區域內斷裂構造發育,以北東~北北東向斷裂為主,構成主要構造格架并控制了區內地質構造的發展,霍林河盆地的強烈沉降時期主要在中生代,沉積了巨厚的中生界地層,但新生界第三系缺失,第四系很薄,說明新生界以來,盆地的構造活動不強烈,霍林河斷裂、那仁寶力格~軍馬場斷裂,為霍林河盆地的控盆斷裂。以上兩條斷裂第四紀活動微弱,尤其是晚更新世以來沒有活動,霍林河盆地處于相對穩定擬建場地所處的區域新構造運動特征為整體緩慢升降運動,無塊體間差異運動,近場區兩條控制霍林河盆地的斷裂,第四紀無明顯活動,北西~南東向或近東西向斷裂亦無明1970年以來,近場區共發生M≥2.0級地震30次,有27次發生在1985~2003年的18年內,2.0級以上地震發生率為1.5次/年。對場地影響最大的地震是2004年3月24日東烏珠穆沁旗M,5.9級地震,震中距約100km,對場地影響烈度為V度。自有記載以來,該區從未發生過中強地震,屬于構造穩定區。據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001),擬建場址區50年超越概率10%的地表地震動峰值加速度為<0.05g,相應的地震基本烈度為<6度。根據上述資料,擬建場址區所在的地塊處于相對穩定狀態。場址區無第四紀活動斷裂和現代中、強震斷裂直接通過,場地穩定,適宜建筑。擬建場址區的地貌為沖積平原,地形相對平緩,地勢從東北向西南緩慢升高,地面高程一般為905~970m(1956黃海高程,下同),場址區為草原,地形、地貌均相對單一。根據本次勘測成果,擬建場址區地基土層自上而下分述如下:①粉質粘土:灰黃色、褐黃色(頂部約0.3m呈灰褐色,含植物根系及腐殖質),硬塑,局部呈可塑狀,無振搖反應,切面較光滑,干強度中等,韌性中等,該層在整個場地內均有分布,層厚1.9~4.0m。②全風化泥巖、泥質砂巖:灰白色、灰黃色,以泥巖為主,局部夾泥質砂巖。泥巖為泥質結構,泥質砂巖為細粒結構,巖質較軟,局部相變為煤層。該層在整個場地內均有分布,層頂高程為902.9m~955.2m,,層厚大于3m,本次勘察該層未揭穿。各地層的厚度及埋深情況見地層統計表(表6.2)。表6.2地層情況統計表編號名稱層厚高程高程①統計個數②巖統計個數3.2.3地基土的物理力學性質指標本次勘察以工程地質調查為主,并輔以適當的洛陽鏟探坑進行了勘察,場址區巖土層的主要物理力學參數按照工程經驗值提供見表6.3。表6.3各巖土層物理力學性質指標建議值天然重度內聚力內摩擦角I場址區地下水主要為第四系孔隙潛水和下部泥巖、泥質砂巖風化帶中的裂隙水,地下水位埋深變化范圍較大,主要受季節氣候、地形起伏和裂隙構造所控制。地下水的補給來源為大氣降水及附近的溝塘側向滲透補給,排泄方式有地下徑流、蒸發和人工開采等。勘察期間恰值旱季,地下水位較低,本次勘察完成的探坑中均未見地下水位,根據收集的資料,擬建場址區地下水位埋深一般大于4m,地下水年變化幅度約為1.0m,本階段基礎設計地下水位可初步按埋深3.0m考慮,建議在下階段勘察時進一步查明。(1)地下水的腐蝕性根據收集的資料,本場地地下水對混凝土結構微腐蝕;在干濕交替及長期浸水環境中,地下水對鋼筋混凝土結構中鋼筋微腐蝕。(2)地基土的腐蝕性本次勘察取土樣3件進行了土的易溶鹽檢測分析,試驗結果見附件。按《巖土工程勘察規范(2009年版)》(GB50021-2001)進行腐蝕性評價,場地環境類型為Ⅱ類,綜合判定如下:場地土對混凝土結構具有微腐蝕性,對鋼筋混凝土結構中鋼筋具有微腐蝕性,對鋼結構具有微腐蝕性,具體判定見表6.5。表6.5易溶鹽主要指標含量序號結構中鋼筋腐蝕判定1微微微2微微微3微微微(1)抗震設防類別根據《建筑工程抗震設防分類標準》(GB50223—2008),本工程屬標準設防類,即丙I(2)設計地震動參數根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001),兩個極址區50年超越概率10%地震(3)場地類別、場地土類型和地段劃分有分布,地基承載力特征值為180kPa,是較好的②全風化泥巖、泥質砂巖:該層以泥巖為主,局部夾泥質砂巖,層厚大于3m,該層在整個場地內均有分布,地基承載力特征值為220kPa,是良好的綜上,擬建場地內的淺部地層的地基承載力特征場地內的的建(構)筑物要求,各層下臥均無軟弱層,場地具備采用本工程場地所在地區氣候類型屬寒冷、半干旱大陸性氣候,年平均氣溫1.4℃,極端最低溫度為-39.4℃,最冷月(1月)平均溫度為-19.9℃,每到冬季存在不同程度的凍土現季節性凍土受季節的影響,冬季凍結,夏季全部融化,因地基的穩定性影響較大,對變形要求嚴格的建(構)筑物(如升壓站內的主變等)可將基礎深埋至最大凍結深度(即2.68m)以下或采取防凍害措施以消除季節性凍土的危害。建議另外,季節性凍土地區基底持力層不允許殘留凍2013年11月I(1)擬建工程場地無第四紀活動斷裂和現代中、強震斷裂直接通過,場地穩定,適宜(2)根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001),工程場地地震動峰值加速度為<0.05g,相應的地震基本烈度為<6度。場地土類型為中硬土~堅硬土,場地類別以Ⅱ類為(3)擬建場地內及附近未發現大型滑坡、崩塌、巖溶、地面隆起沉陷、采空區、泥石(4)本工程基礎設計地下水位可按埋深3.0m考慮。地下水對混凝土結構具微腐蝕,在(5)擬建場地內的淺部地層的地基承載力特征值均≥180(6)根據收集的資料,本工程場地所處地段最大凍結深度為2.68m,標準凍結深度為2.40m。季節性凍土對地基的穩定性影響較大,對變形要求嚴格的建(構)筑物(如升壓站內的主變等)可將基礎深埋至最大凍結深度以下或采取防凍害措施以消除季節性凍土的危害。建議在下階段勘察時查明場地內地基土的凍脹類2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I霍林郭勒位于內蒙古東部,是通遼市轄管的縣級市,地處城市總面積585平方公里,轄5個街道辦事處,22個社區。總人口11萬,城市化率超過90%。二是礦產資源豐富,產業集群發展,循環經濟產業初具規模。霍林河煤田精查儲量119.2億噸,以“煤電冶化”為主導的循環經濟產業集群初步形成。2012年,循環經濟產業產值超過200億元,占全部經濟比重的70%以上。三是建設時間短,發展速度快,政策機遇好。建市28年來,地區生產總值、財政收入從1986年的1394萬元和138萬元,增長為2012年的295億元和39.4億元,縣域經濟基本競爭力躋身全國第114位,西部百強第10位,蒙東地區第1位。富裕指數和發展動力指數進入相對發達地區行列。并成功創具投資潛力中小城市百強”稱號。預計到今年年底,我市可完成地區生產總值350億元,財政總收入45億元,城鄉居民人均可支配收入39000元。截至2012年末,通遼電網共有66kV及以上主變345臺,容量97變電站2座,主變2組,容量3000MVA;220kV變電站16座,主變32臺,容量3436MVA;通遼電網共有66kV及以上輸電線路294條,線路長度7627km,其中500kV輸電線路7條,線路長度805.16km;220kV輸電線路69條,線路長度2677km;66kV輸電線路218通遼地區現共有5條電力外送通道,分別是外送沙嶺的500千伏科沙1號線、科沙2號線;送往長嶺的220千伏寶嶺線;送往雙遼的220千伏城雙線;送往梨樹的220千伏梨通線。2008年以來歷年電力外送情況見表1-5。2013年11月I表1-52008-2012年通遼市電力外送情況單位:億千瓦時年度外送電量依托本地區豐富煤炭資源和風力資源,我市大力發展電力產業,目前裝機容量達到268.75萬千瓦。其中:火電裝機250萬千瓦、風電裝機18萬千瓦、光伏發電裝機0.75萬千瓦。2012年發電115.26億度,2013年1-6月份發電65.87億度。火力發電裝機。坑口2×60萬千瓦機組于2007年7月發電。(亞臨界風冷技術)鴻駿鋁電自備1—6號(2×5萬千瓦、2×10萬千瓦、2×15萬千瓦)60萬千瓦機組于2007年6月建成發電。鴻駿鋁電自備7號、8號(2×30萬千瓦)機組于2009年9月建成發電。 (亞臨界風冷技術)。金源口2×5萬千瓦熱電聯產機組,已具備發電條件。2012年火力發電112.48億度,同比增長5.6%(坑口42.86億度、自備59.62億度)。2013年1-6月份發電63.66億度(坑口19.86億度、自備43.8億度)。風力發電裝機。我市做為通遼地區風資源最好的地區,10米高度年平均風速為5.8米/秒,風功率密度為291瓦/平方米。40米高度年平均風速為7.59米/秒,風功率密度為25臺2009年10月并網發電、東山5萬千瓦項目安裝2.1MW風機23臺,1.5MW風機1臺,2010年11月并網發電。京能一期4.95萬千瓦項目安裝1.5MW風機33臺,2009年10月并網發電、二期3萬千瓦項目安裝1.5MW風機20臺,2010年11月并網發電。2012年發電量達到1.96億度(京能1.26億度、大唐6945萬度),2013年1-6月份發電2.15億度(京能1.02億度,大唐西山0.68億度、東山0.45億度)。光伏發電裝機。霍林郭勒市年平均日照時數為2900-3000時,日照百分率在70%左右,太陽輻射5013.14-5057.70兆焦耳/m2年之間,4-9月份總輻射量為3216.49-3614.30兆焦耳/m2年,屬于我國三類太陽能資源地區。金太陽7.5兆瓦工程示范電站由內蒙古欣盛光伏科技有限公司出資建設,占地面積17萬平方米,建設逆變電站7座,年發電量11122013年11月I萬千瓦時。該電站是霍林郭勒市第一個太陽能光伏電站,2012年7月正常發電,發電供應霍煤鴻駿高精鋁有限責任公司使用,2012年發電400萬度,2013年1-6月份發電564.65萬度。欣盛霍林郭勒工業園區20MWp光伏發電項目總投資19889萬元,在工業園區垃圾場安裝12兆瓦、霍煤高精鋁公司東側垃圾場安裝8兆瓦,目前已并網發電,試運行。振發30MW涉牧光伏發電示范項目(在建)占地面積0.9平方公里。項目總投資40000萬元。項目建設30MW涉牧電站,選用高效多晶硅電池組件,并網型逆變器,電站經過升壓后接入66KVA的金源口變電站,年平均發電量為3850萬度,正在辦理前期手續。電力產業遠景規劃。錦聯項目動力車間635萬千瓦(2×20萬千瓦、17×35萬千瓦)機組、創源項目396萬千瓦機組(12×33萬千瓦)、霍煤集團70萬千瓦機組(2×35萬千瓦)到2017年有望建成投產,加上目前已建成的火電裝機容量250萬千瓦,總裝機容量將達1351萬千瓦。預計實現工業總產值223億元,實現工業增加值105億元。4.3.1開發利用太陽能資源,符合能源產業發展方向我國是世界上最大的煤炭生產和消費國,能源將近76%由煤炭供給,這種過度依賴化石燃料的能源結構已經造成了很大的環境、經濟和社會負面影響。大量的煤炭開采、運輸和燃燒,對我國的環境已經造成了極大的破壞。大力開發太陽能、風能、生物質能等可再生能源利用技術是保證我國能源供應安全和可持續發展的必然選擇。“十二五”期間我國在能源領域將實行的工作重點和主要任務仍然是首先加快能源結構調整步伐,努力提高清潔能源開發生產能力。以太陽能發電、風力發電、太陽能熱水器、大型沼氣工程為重點,以“設備國產化、產品標準化、產業規模化、市場規范化”為目標,加快可再生能源的開發。目前的太陽能發電技術主要有太陽能光伏發電和太陽能熱發電技術,其中太陽能熱發電技術國內尚處于試驗開發階段,而太陽能光伏發電技術已經成熟、可靠、實用,其使用壽命可以達到25-30年。要使光伏發電成為戰略替代能源電力技術,必須建設大型并網光伏發電系統,而這個技術已經實踐證明是切實可行的。由于經濟全球化進程加快,給中國帶來資源環境新挑戰,能源問題已引起黨中央、國I把“十一五”時期單位GDP能耗降低20%左右處于工業化、城鎮化進程快速發展的階段,同時又處于產業轉型期,傳統的粗放型增長方式加劇了資源消耗,故要實現2015年單位GDP能耗比2010年下降20%的目標壓力巨大,開發新能源是我國能源發展戰略的重要組成部分,我國政1998年1月1日起施行的《中華人民共和國節約能源法》,2005年2月28日全國人大通過《中華人民共和國可再生能源法》,并自2006年1月1日起施行,都明確鼓勵新能源發發展的方針還被明確寫進了2011年中國政府工作報告。隨著2000年9月1日開始實施《中華人民共和國大氣污染防治法》,各省市人民政府根據我國《可再生能源中長期發展規劃》,提出了未來15年可再生能源發展的目標:到2020年可再生能源在能源結構中的比例爭取達到16%,到2020年達到1800MW。事實上,光伏發展的實際速度已經遠遠超過了中長期發展新增安裝容量40MW,比2007年增長1倍,到2011年年底,我國光伏發電累計安裝容量約為3000MW。2011年,國家發改委下發《產業結構調整指導目錄(2011年版)》,與2005年版目錄相比,新能源作為單獨門類,首次進入指導目錄的鼓勵類。2011年5月,發改委能源研究所官員公開表示,到2015年,國內的光伏裝機容量目標將大幅上調到10GW,較2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I機目標提高至21GW,較之前增加了100%。暨2012年11月1日國家電網公司正式發布《關于做好分布式光伏發電并網服務工作策全額收購富余電力;由分布式光伏接入引起的公共電網改工程全部由電網企業投資。國家能源局目前正計劃召開全近年來光伏發電技術快速發展,成為具有大規模開發和商業化方式,近年來世界光伏發電裝機以年均30%以上的速度增長,光伏電池組件光電轉換效率逐年提高及系統集成技術日趨成熟,電機容量不斷增加,發電本項目充分利用當地電力系統的能源結構,實現電力供應的多太陽能光伏發電站不但可以給當地電網提供電力,而且氣勢身就可以成為一道風景,每年接待來自世界各地的2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I本實現減排目標,另一方面也可以促進資金和技術向發展中國或額外資金的支持,將大大降低太陽能光伏發電的投資壓力2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I5系統總體方案設計和發電量估算目前世界上太陽能開發應用最廣泛的是太陽電池。1839年19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時,發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時,電流會加強,從而發現了“光生伏打效應”;1904年愛因斯坦發表光電效應論文,為此在1921年獲得諾貝爾獎;世界上,1941年出現有關硅太陽電池報道,1954年5月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的硅太陽電池,這是世界上第一個實用的太陽電池。1958年太陽電池應用于衛星供電。在70年代以前,由于太陽電池效率低,售價昂貴,主要應用在空間。70年代以后,對太陽電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究,在提高效率和降低成本方面取得較大進展,地面應用規模逐漸擴大,但從大規模利用太陽能而言,與常規發電相比,成本仍然很高。目前,世界上太陽電池的實驗室效率最高水平為:單晶硅電池24.7%(4cm2),多晶硅電池20.3%(4cm2),InGaP/GaAs雙結電池30.28%(AM1),非晶硅電池14.5%(初始)、12.8%(穩定),碲化鎘電池15.8%,硅帶電池14.6%,二氧化鈦有機納米電池10.96%。我國于1958年開始太陽電池的研究,40多年來取得不少成果。目前,我國太陽電池的實驗室效率最高水平為:單晶硅電池20.4%(2cm×2cm),多晶硅電池18.3%(2cm×2cm)、12%(10cm×10cm),GaAs電池20.1%(lcm×cm),GaAs/Ge電池19.5%(AM0),CulnSe電池9%(lcm×1cm),多晶硅薄膜電池13.6%(lcm×1cm,非活性硅襯底),非晶硅電池8.6%(10cm×10cm)、7.9%(20cm×20cm)、6.2%(30cm×30cm),二氧化鈦納米有機電池世界光伏組件在過去15年平均年增長率約15%。90年代后期,發展更加迅速,最近3年平均年增長率超過30%。在產業方面,各國一直通過擴大規模、提高自動化程度、改進技術水平、開拓市場等措施降低成本,并取得了巨大進展。商品化電池組件效率從10%~13%提高到14%~17%。國內整個光伏產業的規模逐年擴大,截至2011年底全球光伏電池總產量達到50GW,中國光伏電池產量達到30GW,中國已經超越歐洲和日本,成為世界上最大的太陽能電池制造基地。截止2012年8月,中國光伏組件生產規模的大部分產品仍用于出口市場,我國的光伏企業長期以來對國外市場的依存度較高,盡管自2008年爆發全球金融危機以來,國外I的市場發生急劇變化,使我國的光伏企業受到重大影響,但由于國內市場的光伏應用市場規模不夠,光伏產品仍以低價出口為主,特別是最近由于美國及歐盟對我國光伏產品的雙反裁定,使我國的光伏產業面臨嚴峻的考驗,因此擴大和推動我國自己對太陽能光伏發電的大規模應用是必然的趨勢。我國地域遼闊擁有巨大的光伏市場應用潛力,完全可以讓自己的光伏企業的相關產品應用于國內大量的光伏發電項目,從而形成光伏產業的良性循環,不斷提升光伏產品的性能及技術水平。本項目光伏電站設備以國內自主化生產為主。5.1.2幾種常用的太陽能電池(1)單晶硅、多晶硅太陽能電池目前國內外使用最普遍的是單晶硅、多晶硅太陽能電池,而且國內的光伏組件生產也主要是以單晶硅、多晶硅太陽能電池為主。商業化的多晶硅電池片效率一般在12-16%左右,單晶硅電池片效率在13-18%左右。晶體硅電池片如圖5-1、圖5-2、圖5-3所示。圖5-1單晶硅硅片個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任I圖5-2多晶硅硅片由電池片組成的電池組件的外形結構如圖5-3所示。圖5-3多晶硅、單晶硅太陽能電池組件外形(左為多晶硅組件,右為單晶硅組件)自從太陽能電池誕生以來,晶體硅作為基本的電池材料一直保持著統治地位,而且可以確信這種狀況在今后20年中不會發生根本的轉變。但是晶體硅太陽能電池的成本較高,通過提高電池的轉化效率和降低硅材料的生產成本,以提高硅材料太陽能電池的效益,成為世界光伏技術的主流,世界各國也在此取得諸多新的進展。2004年中國科學家成功地在實驗室完成P型晶體硅技術,使得晶體硅太陽能電池的實驗室轉換效率達到24.7%;2007個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任I年日本也成功試制的HIT太陽能電池,太陽能電池量產轉換效率開發太陽能電池的兩個關鍵問題就是:提高轉換效率和降能材料盡管是一種很好的電池材料,但由于其光學帶隙為1.7eV,使得材料本身對太陽輻化效率一般在5%-9%。此外,其光電效率會隨著光照時間的延續而衰減,即所謂的光致衰見光范圍內,在實際使用中對低光強光有較好的適應等特點),有著極大的潛力,在未來2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目序號比較多晶硅非晶硅比較結果1技術成熟性目前常用的是術,70年代末研商業化單晶硅電池經50多年的發展,技術已70年代末研制成功,經過30多年的發展,技術日趨成多晶硅、單晶硅技術都比較成熟,產2光電轉換效率商業用電池片商業用電池片一般13%~商業用電池一般單晶硅最高、多晶3節約電耗,總的生產成本比單晶硅低材料價格及繁工藝,使單晶硅成本價格居高生產工藝相對簡非晶硅比多晶便宜,多晶硅比單晶4照、溫度等外部環境在高溫條件下效率發揮不充分同左弱光響應好,充電效率高。高溫性能好,受溫度的影響比晶體硅太陽能電晶體硅電池輸出功率與光照強度成正比,比較適合光照強度高的沙漠地5組件運行維護組件故障率極低,自身免維護同左晶體硅電池組件、剛性非晶硅組件運6組件使用壽命經實踐證明壽25年使用期同左衰減較快,使用壽命只有15-20年。晶體硅電池組件使7外觀可作表面弱光黑色、藍黑色多晶硅外觀效果2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I序號比較多晶硅非晶硅比較結果8安裝傾斜或平鋪于建筑屋頂或開闊場地,安裝簡同左柔性組件重量輕,表面。剛性組件安剛性非晶硅組件、晶體硅組件安裝方式相同,光伏組件9國內自主化生先進同左2007年底2008年初國內開始生產線建設,起步晚,產能沒有完全釋放。電池組件國內自主從比較結果可以看出:(1)晶體硅太陽能電池組件技術成熟,且產品性能穩定,使用壽命長。(2)商業用化使用的太陽能電池組件中,單晶硅組件轉換效率最高,多晶硅其次,但(3)晶體硅電池組件、剛性非晶硅組件故障率極低,運行維護最為簡單。(4)晶體硅光伏組件、剛性非晶硅組件安裝簡單方便。(5)非晶硅薄膜電池在價格、弱光響應,高溫性能等方面具有一定的優勢,但是組件效率較低,在安裝場地面積有限情況下,會影響到安裝總容量。因此綜合考慮上述因素,本項目擬選用多晶硅太陽能電池。5.1.4太陽電池組件主要技術參數本項目擬選用太陽能電池組件詳細技術參數見表5-2所示,要求組件既經濟又可靠,使用年限可達25年,并獲得IEC61215第二版認證和TUV證書及其它安全認證。2013年11月I圖5-4組件外觀本項目推薦采用300Wp的多晶硅太陽能光伏組件,主要技術參數如下表:表5-2多晶硅電池組件性能參數表光電轉換效率工作點電壓(V)工作點電流(A)開路電壓(V)短路電流(A)短路電流隨溫度變化系數(%/℃)開路電壓隨溫度變化系數(%/℃)最大功率隨溫度變化系數(%/℃)組件規格(mm)重量(kg)最大系統電壓工作溫度2013年11月I5.2光伏陣列運行方式選擇太陽電池方陣的發電量與陽光入射強度有關,當光線與太陽電池方陣平面垂直時發電量最大,隨著入射角的改變,發電量會明顯下降。太陽能跟蹤裝置可以將太陽能板在可用的8小時或更長的時間內保持方陣平面與太陽入射光垂直,將太陽能最大程度的轉化為電能。通常,光伏方陣支架的類型有簡單的固定支架和相對復雜的跟蹤系統。太陽跟蹤系統是一種支撐光伏方陣的裝置,它精確的跟蹤轉動能夠使太陽入射光線射到方陣表面上的入固定式安裝:按最佳傾斜角度將太陽能電池固定到地面上,前后排太陽能電池以不相可調式安裝:在人力成本允許的地區,還可以將支架按季節不同,做成可調式。單軸跟蹤器:它通過圍繞位于光伏方陣面上的一個軸旋轉來跟蹤太陽。該軸可以在任意方向,但通常取東西橫向,南北橫向,或平行于地軸的方向。只能進行一種跟蹤,或者方位角,或者高度角。斜軸跟蹤器:它將高度角固定(一般為當地的緯度角),在一個相對垂直的軸上轉動,雙軸跟蹤器:它通過旋轉兩個軸使方陣表面始終和太陽光垂直,既能跟蹤方位角也能太陽能跟蹤裝置有被動式或電驅動式兩種。被動式的跟蹤裝置適用于規模較小的光伏不同跟蹤系統在當地條件下對發電量(與固定支架相比)的影響不同。根據測算和實際驗證,雙軸跟蹤器能使方陣發電量輸出提高10~15%,單軸跟蹤器能使方陣能量輸出提高5~10%,斜軸跟蹤器能使方陣能量輸出提高15%左右。跟蹤系統在提高發電量的同時,使系統的建設成本明顯增加(雙軸跟蹤器>斜單軸跟蹤器>單軸跟蹤器),與固定式陣列系統相比,雙軸跟蹤系統建設造價增加約20%,斜單軸跟蹤系統建設造價增加約12%,單軸跟蹤系統建設造價增加約10%。因增加自動跟蹤裝置后,將增加占地面積,所以適合于荒漠區大型并網光伏電場和聚焦型光伏電場,目前還未實現產業化生產,造成跟蹤裝置價格相對較貴,反過來又制約了I跟蹤裝置在大型高壓并網光伏電場上的使用,同時,隨著電池組件價裝置以及高倍聚光技術帶來的成本優勢正在不斷減小,固定平板相對較低、后期維護量少的優勢逐漸得到體現。綜合考慮環境和利用上海電力學院的輻照計算軟件,采用工程代表年的太傾斜面上各月日的太陽直接輻射量,見下表。當電池組件傾角為4直接輻射量最大,但由于計及征地費用后,當傾角為43、44度2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目角度一月二月三月五月六月七月八月九月十月十一月十二月日平均0462013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I5.2.2光伏發電方陣容量的選擇采用光伏發電方陣布置方式,具有電池板布局整齊美觀,廠區分區明確,設備編號和管理方便,運行和檢修吹掃方便等優點。由于本項目建設規模較大,擬以每2MWp容量電池板為一個方陣,共14.5個方陣,利用逆變器的超接能力,超接約3.4%。單個光伏方陣故障或檢修對整個光伏電場的運行影響太陽能電池的輸出為直流電能,需轉換為交流電能后才能對交流負載供電。光伏并網系統主要由太陽能電池方陣和并網逆變器以及升壓系統組成。并網逆變器是并網光伏系統的核心,沒有它就談不上并網。并網逆變器的基本功能,是把來自太陽能電池方陣的直流電轉換成交流電,并把電力輸送給與交流系統連接的負載設備,同時把剩余的電力倒流入電網中。還具有最大限度地發揮太陽能電池方陣性能的功能和異常時或故障時的保護功能。合理的逆變器配置方案和合理的電氣一次主接線對于提高太陽能光伏系統發電效率,減少運行損耗,降低光伏并網電站運營費用以及縮短電站建設周期和經濟成本的回收期具有重要的意義。因逆變器采用了電力電子技術,與發電機相比,無轉動部件,所以又稱為靜態變換器。工作過程中,直流側輸入功率為定值,電網電壓高低相位不同時輸出不同的電流。因此,逆變器可以看是一個受控電流源。作為電流源,與電力系統中常規的發電機(電壓源)不同,其電壓自動跟蹤電網輸出電流,不存在同期要求。作為電流源,其諧波是值得注意的,不能超過電網要求。目前世界上最主流的并網光伏逆變技術均以DSP作為處理器,采用IGBT橋式逆變電并網逆變器可分為小型、中型、大型逆變器三種。小型逆變器一為10kW以下,中型逆變器為:10kW~100kW;大型逆變器為:100kW及以上。(2)按是否帶隔離變壓器分類按逆變器是否帶隔離變壓器,分為有隔離型和無隔離型。與同容量的帶隔離變壓器的逆變器相比,無變壓器的逆變器具有體積小、重量輕的優點,其缺按并網逆變器的額定輸出功率、輸入光伏支路數量、輸出集中型逆變方案是指并網光伏發電系統通過集中型并網逆變器(CentralInverter)將太集中型逆變器的單機容量一般由10千瓦至幾百千瓦不等。在采用集中型逆變方案的提高逆變效率;多路太陽電池支路在集中型光伏接線箱中經熔斷器后并聯成一路直流輸支路型逆變方案是指并網光伏發電系統通過支路型并網逆變器(StringInverter)將太陽支路型逆變器的單機容量一般由幾百瓦至10千瓦不等。在采用支路型逆變方案的并網光伏發電系統中,首先由多塊太池支路;幾條太陽電池支路(通常為1~3條)在支路型光伏接線箱等級高、室外安裝,或IP等級較低、室內安裝兩種類型。2013年11月I3)集中型與支路型逆變方案的比較集中型逆變方案接入的太陽電池支路數較多,適用于:太陽電池方陣由同一規格、型號的太陽電池組成;各太陽電池的安裝傾角、方位角,及受光情況均一致;控制室內有足夠空間安裝集中型逆變器等應用場合。單臺支路型逆變方案接入的太陽電池支路較少,通常為1~3條,適用于:太陽電池方陣由兩種以上型號、規格的太陽電池組成;太陽電池的受光情況略有差異(如部分太陽電池可能受到陰影遮蔽);控制室面積有限、無法安裝集中型逆變器等應用場合。集中型逆變方案的優點還體現在逆變效率略高于支路型逆變器、單位額定功率的成本略低,非常適合于地面空曠的兆瓦級電站上。而支路型逆變方案的優點體現在系統組成方式靈活、冗余性好(單臺支路型逆變器發生故障停機后,對整個并網光伏發電系統的能量輸大型光伏并網電站,宜選擇大功率集中型逆變器,以簡化系統接線,同時大功率逆變器效率較高,利于降低運行損耗、提升光伏電場整體效率。目前國內市場上大功率逆變器有以下幾種,500kW、330kW、250kW、200kW、100kW。兆瓦級逆變升壓成套設備,國內已有廠家研制開發出了產品,但工程應用極少,僅為試用性質,因此目前國內大多數電站一般仍采購分體設備,通過組合實現逆變、升壓功能。國外已有的定型產品,但其升高電壓多為20kV,不太適合國內運用,且進口設備價格昂貴,會造成投資成本大幅增加。對于500kW、330kW、250kW、200kW、100kW大型逆變器可通過多機并聯為1MW單元,配1MW箱式變壓器,組成1MW光伏逆變升壓單元。組成MW光伏逆變升壓單元,有許多優點。包括簡化接線,節省占地,運行方便,投在各種MW光伏逆變升壓單元組成方案中,推薦500kW級逆變器并機方案。主要原因是大功率逆變器效率高,運行損耗低、能提升光伏電站整體效率。同時,單機功率大的逆變器每瓦平均外形尺寸小,占地更小。對于中壓并網項目,逆變器配置中,建議不需隔離變壓器,可由其逆變器交流輸出一I大型逆變器配置,以適應戶外運行為宜,以節省土建投·適應現場多年環境溫度-30℃~+40℃;2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I直流輸入最大方陣開路電壓(Vdc)最大方陣輸入電流(A)MPPT范圍(Vdc)交流輸出額定交流輸出功率(kW)額定電網電壓(Vac)額定電網頻率(Hz)功率因數電流總諧波畸變率THD(%)<3%(額定功率)系統最大效率(%)歐洲效率(%)隔離方式無變壓器電磁兼容性防護等級IP20(室內)使用環境溫度-20℃~45℃使用環境濕度0~95%(不結露)強制風冷海拔高度>3000m時,開始降額顯示與通訊顯示方式觸摸屏通訊接口參考尺寸(寬×高×深,mm)參考重量(kg)2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目I日影子最長時,前后兩排光伏陣列之間的距離要保證上午9點到下午3點之間前排不對后支架采用鋼結構,鋼結構支架符合GB50205的要求。方陣緊固螺栓連接符合GB50205-2001中6.2的要求。光伏方陣陣列間距垂直距離應不小于D:如圖5-5所示。圖5-5光伏方陣陣列間距示意圖在水平面垂直豎立的高為L的木桿的南北方向影子的長度為Ls,Ls/L的數值稱為影子的倍率。影子的倍率主要與緯度有關,一般來說緯度越高,影子的倍率越大。Ls/L=cosβ×H/tan[arcsin(0.648coso-0.399sinφ)](公式5-1)δ為太陽赤緯,冬至日的太陽赤緯為-23.5度;o為時角,上午9:00的時角為45度。a為太陽高度角本項目太陽組件排布方式:組件豎排,橫向為兩排,考慮一定的裕度,陣列前后排間本文件的知識產權為華東電力設計院所有,任何單位或個人未經許可不得復制和使用,違者將被追究法律責任伏電場升壓變設備為對象,把光伏電場劃分為若干個相對獨立的太陽電池組件最低點距地面的距離主要考慮當地最大積雪深沙濺上太陽電池組件,本項目的太陽電池組件最低點距地面距離不低于0在計算組件串聯數量時,必須根據組件的工作電壓和逆變器直在本項目中,表5-2,表5-3中數據是在標準條件下測得的,即:電池溫度為25℃,太陽輻射為1000W/m2、地面標準太陽光譜輻照度分布為AM1.5。霍林格勒地區近30年氣象數據顯示為:2013年11月霍林郭勒競日能源有限公司30兆瓦并網光伏發電項目多晶硅電池組件的開路電壓Voc=44.5V,換算到最低工作溫度攝氏-25度的=1000/51.84=19.29,留有余量取18塊。固定陣列布置方式以2MWp為一個基本發電單元。每18塊組件組成一串,每的導線,將每個支架的18(多晶)件組件串聯在一起,形成1個組件串,2MW多晶硅光伏方陣共有384個組件串,根據組件并聯方式設計,組件串經過光伏方陣接線箱匯流成1路,經過光伏方陣接線箱匯流后2MW多晶硅光伏方陣經過直埋電纜送入安裝在分站房內的直流配電柜中,直流配電柜經過第二次匯流,將各方陣支路匯流成2個支路接入逆變器的直流側,每個逆變器接入1個支路。(2)組件朝向正南方向,且有42度的安裝傾角,冬季受太陽能輻射量較大,且電池2013年11月I光伏電場占地面積大,直流側電壓低,電流大,導線有一定的損耗,本項目此處損

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