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1、 無錫江陰市澄星大廈光伏BIPV光伏并網發電系統方案書英利能源（蘇州）有限公司2015年1月1 概述1.1 光伏發電的原理和特點太陽能是地球之外最大的能量來源，每秒鐘通過電磁波傳至地球的太陽能達到相當于多噸當量煤。這相當于一年中僅太陽能就有130萬億噸當量煤，大約為全世界目前一年耗能的一萬多倍。太陽能的利用有多種渠道，太陽能光伏發電是最直接有效地將太陽能轉化為電能的新能源之一，它的基本原理是：當陽光照射到太陽電池時便產生電能，經過控制、變換系統送入電網，或者儲存在蓄電池里，在需要時由蓄電池向外供電。太陽能光伏發電是一種零排放的清潔能源，也是一種能夠規模應用的現實能源，可用來進行獨立發電和并網發2、電。以其轉換效率高、無污染、不受地域限制、維護方便、使用壽命長等諸多優點，廣泛應用于航天、通訊、軍事、交通、城市建設、民用設施等諸多領域。光伏發電有如下優點：l 太陽能是一種清潔、環保清潔能源，并且無資源枯竭危險，；l 清潔無污染，運行時沒有三廢和噪聲的排放；l 不受資源分布地域的限制，不破壞當地的環境；l 可在用電處就近發電，減少配套投資及傳輸損耗；l 不破壞生態、能量隨處可得、無需消耗燃料、無機械轉動部件、維護簡便、使用壽命長、建設周期短、規模大小隨意、可以無人值守、也無需架設輸電線路。l 太陽能電池組件的使用壽命長，具備良好的耐候性，防風，防雹。有效抵御濕氣和鹽霧腐蝕，不受地理環境影響，3、發電壽命可達25年。l 具有穩定的光電轉換效率，且轉換效率高。1.2 太陽能并網發電系統原理框圖1.3 江陰應用光伏發電的條件我國屬于世界上太陽能資源豐富的國家之一，全年輻射量在91.72333kWh/m2年之間。全國總面積2/3以上地區年日照時數大于2000小時。我國西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古高原的總輻射量和日照時數均為全國最高，屬于太陽能資源豐富的地區。我國太陽能輻射年總量的地理分布如下圖： 圖1-2 我國太陽總輻射量分布圖由圖可以看出年總輻射的1625kWh/年這條等直線，自大興安嶺西麓向西南，穿黃河沿青藏高原東側到西藏東南，將全國分為東西兩大部分，西部在1625kWh/年以上4、，東部在其以下。西部遠離海洋，受海洋潮濕氣流影響很弱，全年氣候干燥，中低云量較少，所以太陽 總輻射量較大；東部以內蒙東部和華北較大，在16251611kWh/年之間，長江中下游與東北的總輻射量相當，約在16111153kWh/年。廣東沿海和臺灣、海南沿海總輻射量都較大，在1611kWh/m2年以上，在臺灣和海南的西部可達到1625kWh/m2年以上，是東部總輻射量較大地區之一。在東部川黔地區為低值中心，這一中心與世界上太陽能隨緯度的分布規則相反，一般隨緯度增高總輻射在減少。但這一地區出現在川黔中心，使總輻射隨著緯度增高而增加。這種南低北高的現象是因為該地區處于青藏高原的東麓背風坡，是南北兩股氣5、流擾流交匯的地方，天氣系統互動頻繁，云量較多，影響直接輻射。全 國 各 地 太 陽 能 資 源 狀 況 一 覽 表區域劃分豐富區較豐富區可利用區貧乏區年總輻射量KJ/cm2年580500-580420-500420全年日照時數3000小時2400-3000小時1600-2400小時1600小時地域內蒙西部、甘肅西部、新疆南部、青藏高原新疆北部、東北、內蒙東部、華北、陜北、寧夏、甘肅部分、青藏高原東側、海南、臺灣東北北端、內蒙呼盟、長江下游、兩廣、福建、貴州部分、云南、河南陜西重慶、四川、貴州、廣西、江西部分地區特征日照時數3300小時，年日照百分率0.75太陽能豐富區到貧乏區的過渡帶日照時數16、800小時，年日照百分率0.4，建議不使用太陽能的地區連續陰雨天23715由以上資料可以看出，本擬建項目所在地區江蘇屬于太陽能資源可利用地區，推廣、利用太陽能資源是可行的。2 本方案光伏發電設計的原則和依據2.1 本方案光伏發電設計的原則本工程設計在遵循技術先進、科學合理、安全可靠、經濟實用的指導思想和設計原則下，著重考慮以下設計原則。先進性原則：隨著太陽能技術的發展，太陽能電源設計必須考慮先進性，使系統在一定的時期內保持技術領先性，以保證系統具有較長的生命周期。太陽電池組件: 以技術成熟的晶體硅組件為主； 安裝方式: 以固定式安裝為主； 并網逆變器: 以標書提供的參數為基本依據； 升壓輸變電7、設施: 全部用國產設備； 檢測控制系統: 性能可靠,自動化程度高,采集的數據資料準確齊全，并能實現遠程通信、控制；2.2 光伏系統設計依據本工程主要遵循和依據下列標準、文件配電系統設計遵循標準：地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型 GB/T 9535地面用光伏（PV）發電系統概述和導則 GB/T18479低壓配電設計規范 GB50054 低壓直流電源設備的特性和安全要求 GB17478電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范GB50171光伏器件 GB6495 電磁兼容試驗和測量技術 GB/T17626交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合 DL/T620交流電氣裝置的接地 DL/T6218、 電氣裝置安裝工程施工及驗收規范 GBJ23282建筑設計防火規范 GBJ16-87(2005版)建筑物防雷設計規范 GB50057-2000建筑抗震設計規范 GB50011-2001并網接口參考標準：光伏并網系統技術要求 GB/T 19939-2005光伏發電接入電力系統技術規定 GB/Z 19964-2005光伏系統電網接口特性 GB/T 20046-2006地面用光伏（PV）發電系統 GB/T 18479-2001太陽能光伏系統術語 GB/T 2297-1989電能質量 供電電壓允許偏差 GB/T 12325-2003安全標志（neq ISO 3864:1984） GB/T 2894-19、996電能質量 公用電網諧波 GB/T 14549-1993電能質量三相電壓允許不平衡度 GB/T 15543-1995電能質量電力系統頻率允許偏差 GB/T 15945-1995安全標志使用導則 GB/T 16179-19956地面光伏系統概述和導則 GB/T 18479-2001光伏發電系統的過電壓保護導則 SJ/T 11127-1997電氣、儀表工程電氣裝置安裝工程施工及驗收規范 GBJ232-82電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范 GB50168-92電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范 GB50169-92電氣裝置安裝工程旋轉電機施工及驗收規范 GB50170-92繼電保護和安10、全自動化裝置技術規程 GB14285-93電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗收規范 GB50256-96金屬穿線管和固定件 IEC423根據顏色和數字鑒別導線 IEC446低壓開關設備和控制設備組件 IEC439質量檢驗評定預制混凝土構件質量檢驗評定標準 GBJ321-90工業金屬管道工程質量檢驗評定標準 GB50184-93工業安裝工程質量檢驗評定標準 GB50252-94自動化儀表安裝工程質量檢驗評定標準 GBJ131-90工業設備及管道絕熱工程質量檢驗評定標準 GB50185-93化工設備安裝工程質量檢驗評定標準 HG20236-93帶式輸送機技術條件 GB10595-89安全技術建筑機械11、使用安全技術規程 JGJ65-89施工現場臨時用電安全技術規程 JGJ46-88建筑施工安全檢查評分標準 JGJ59-883 技術方案3.1 項目建設地點自然條件3.1.1地理方位江蘇省無錫江陰市。3.1.2地理氣候江陰位于北緯314034至315736，東經11959至1203430，江陰北枕長江，有江陰大橋（G2京滬線）與靖江市相連，南近太湖，有同三高速公路與無錫相接，沿江高速東接張家港、常熟、太倉至上海，西連常州、鎮江至南京。江陰為蘇錫常“金三角”幾何中心，從江陰到上海、南京各148公里，到無錫、常州各38公里。以江陰為圓心、半徑160公里范圍內有五個飛機場，其中上海、蘇南碩放、南京可直12、飛境外。江陰和市區的山丘總體上呈北東走向，其高度由西南往東北逐級下降。江陰屬北亞熱帶季風性濕潤氣候，年平均氣溫16.7，年降雨量1040.7毫米。四季分明，冬季陰冷潮濕，夏季較炎熱，春秋季節氣候宜人，是長江下游小麥、水稻等梁作物的重要產地之一。3.1.3 太陽能資源概況根據美國航天航空局nasa資料查得由此得到，江陰地區平均日照3.78小時/天3.1.4 電站選址擬建設地處于無錫江陰市澄星廣場澄星大廈主樓南立面、北立面、西立面、東立面和裙樓屋頂。 3.2 方案描述電站為BIPV光伏電站，整個BIPV光伏系統組成：大廈主樓的南立面、西立面、北立面、東立面和裙樓樓頂單晶硅全玻光伏組件系統。下面為單13、晶全玻光伏組件布置圖：主樓南立面單晶硅全玻光伏組件布置圖： (藍色區域為光伏組件安裝區域)主樓西立面單晶硅全玻光伏組件布置圖： (藍色區域為光伏組件安裝區域)主樓北立面單晶硅全玻光伏組件布置圖：(藍色區域為光伏組件安裝區域) 裙樓頂層單晶硅全玻光伏組件布置圖：(青色區域為光伏組件安裝區域)由于該項目對整體的外觀和組價透光率的要求不同，根據全玻光伏組件的透光率和電池片排列密度、光伏組件安裝面積等，做出以下三個建議方案。方案一 152.8KW方案二 114.08KW方案三 91.5KW主樓裙樓主樓裙樓主樓裙樓裝機容量121.52KW31.28KW90.16KW23.92KW74.48KW17.0214、KW造價305.29萬元254.48萬元230.38萬元安裝面積1416.72m1416.72m1416.72m光伏每平米造價2154.89元1796.30元1626.17元系統綜合效率51.5%累計發電量（25年）2478141Kwh1850172Kwh1483965Kwh全玻組件規格組件功率155W340W115W260W95W185W組件數量784塊92塊784塊92塊784塊92塊組件透光率約29%約50%約60%玻璃規格8mm超白鋼化+1.52pvb（含電池片）+8mm單銀Low-E鋼化+16mm中空+8mm普通鋼化玻璃尺寸970mm*1500mm2000mm*1500mm970mm15、*1500mm2000mm*1500mm970mm*1500mm2000mm*1500mm方案一單塊全玻組件圖：主樓 裙樓全玻組件（156mm*156mm為電池片，電池片間隙20mm，透光率約29%）方案二單塊全玻組件圖：主樓 裙樓全玻組件（156mm*156mm為電池片，電池片間隙70mm，透光率約50%）方案三單塊全玻組件圖：主樓 裙樓全玻組件（156mm*156mm為電池片，電池片間隙60mm，透光率約60%）全玻組件照片（示意）：（常規組件單晶硅電池片與全玻組件單晶硅電池片顏色一致）3.3 光電場選址光電廠選址的原則：l 周圍的建筑物全年不遮擋整個太陽能電池方陣；l 盡量縮短到并網點距16、離，以減少輸電損失；3.4 光伏系統設備的選型及技術指標3.4.1 晶體硅電池組件3.4.1.1 選擇依據對于大型電站電池組件選型遵循以下原則：l 在兼顧易于搬運條件下，選擇大尺寸，高效的電池組件，l 單晶硅電池，轉換效率高達19.4%l 選擇易于接線的電池組件；l 組件各部分抗強紫外線（符合GB/T18950-2003 橡膠和塑料管靜態紫外線心能測定）；3.5 監測及顯示系統為了更好的掌握整個系統的運行狀況，我們安裝太陽能光伏發電系統的監控系統。該監控系統的原理如下圖太陽能光伏系統的監控系統原理圖我們可以通過把直流配電柜電力數據、逆變器發電數據、故障報警和環境數據等通過RS485連接到數據采17、集器，然后通過以太網連接到局域網PC計算機實時監控系統和保存數據。3.6 電站系統效率分析3.6.1主樓全玻光伏組件垂直鋪設，裙樓屋頂全玻光伏組件水平鋪設。 光伏陣列效率1=70.97% 逆變器的轉換效率2=96.5% 交流并網效率3=99% 陰影遮擋系數4=80%系統的總效率等于上述各部分效率的乘積:考慮到不可預見的情況，取修正系數0.95，綜合考慮專業光伏設計軟件的模擬情況，取系統效率51.5%。3.6.2 經濟效益分析本光伏系統總裝機容量為：方案一：總裝機容量為152.8KW，25年內節電量為247.8萬kWh；方案二：總裝機容量為114.08KW，25年內節電量為185.0萬kWh；方18、案三：總裝機容量為91.5KW，25年內節電量為148.3萬kWh。使用太陽能光伏發電將減少火力發電所導致的環境污染，從而減少國家治理污染的支出，具有難以估量的間接收益。 （1）、經濟效益分析方案一：25年內節電量為247.8萬kWh，25年可節約電費約￥314.70萬元。（假設商業用電0.85元/度，國家分布式光伏電站補貼0.42元/度）方案二：25年內節電量為185.0萬kWh，25年可節約電費約￥234.95萬元。（假設商業用電0.85元/度，國家分布式光伏電站補貼0.42元/度）方案三：25年內節電量為148.3萬kWh，25年可節約電費約￥188.34萬元。（假設商業用電0.85元/19、度，國家分布式光伏電站補貼0.42元/度）（2）、環境效益分析方案一：每年可減排標準煤、CO2、SO2、NOX、等的量如下：標準煤CO2SO2NOX35.69噸92.78噸0.79噸0.36噸方案二：每年可減排標準煤、CO2、SO2、NOX、等的量如下：標準煤CO2SO2NOX26.64噸69.27噸0.59噸0.27噸方案三：每年可減排標準煤、CO2、SO2、NOX、等的量如下：標準煤CO2SO2NOX21.37噸55.56噸0.47噸0.21噸（3）、社會效益分析1）本項目單純按發電量來算，其經濟值是較低的；與常規能源相比，費用仍然比較高，這也是制約太陽能光伏應用的主要因素。然而，我們也應20、看到，治理常規能源所造成的污染是一項很大的“隱蔽”費用，一些國家對化石燃料的價格也進行了補貼。2）太陽能光伏發電雖一次性投資較大，但其運行費用很低。3）太陽能光伏與建筑相結合是一個方興未艾的領域，有著巨大的市場潛力。3.7 光伏發電系統估價方案一：該系統總裝機容量為152.8KW，組件為8mm超白鋼化玻璃+1.52PVB（含電池片）+8mm單銀Low-E鋼化玻璃+16A+8mm鋼化玻璃，整個系統的價格大約為19.98元/瓦（包含逆變器、配電柜、電纜等設備、輔材及安裝、設計等），所以該系統金額大約為305.29萬元。綜合該項目的造價和運行維護費用與光伏發電收益，得出該項目預計22年收回投資成本。21、設備清單：序號設備名稱型號單位數量單價總價（萬元）備注1全玻多晶硅光伏組件152.8kW17.2元/瓦 263.5 約1416.72平米2并網逆變器20kW臺74元/瓦61.1 10kW臺13交流并網柜150kW臺14監測顯示系統套15監測系統用電纜及輔材批16幕墻安裝費平米1416.7 250元/平米35.4 7機電安裝費152.8kW1元/瓦15.3 8光伏幕墻發電系統設計費項115萬元15.0 若由我司做該項目供貨、施工，設計費免9項目總預計費用（含稅含運費）390.29萬元含幕墻10原幕墻造價（600元/平米）85萬元11光伏部分造價305.29萬元12每瓦造價19.98元/瓦13每平22、米光伏幕墻造價2154.89元/平米14每平米光伏裝機容量107.85瓦/平米1525年內總發電量2478141度方案二：該系統總裝機容量為114.08KW，組件為8mm超白鋼化玻璃+1.52PVB（含電池片）+8mm單銀Low-E鋼化玻璃+16A+8mm鋼化玻璃，整個系統的價格大約為22.31元/瓦（包含逆變器、配電柜、電纜等設備、輔材及安裝、設計等），所以該系統金額大約為254.48萬元。綜合該項目的造價和運行維護費用與光伏發電收益，得出該項目預計29年收回投資成本。設備清單：序號設備名稱型號單位數量單價總價（萬元）備注1全玻多晶硅光伏組件114.08kW20.3元/瓦 232.0 約1423、16.72平米2并網逆變器20kW臺44元/瓦45.6 10kW臺215kW臺13交流并網柜115kW臺14監測顯示系統套15監測系統用電纜及輔材批1.0 6幕墻安裝費平米1416.72250元/平米35.4 7機電安裝費114.08kW1元/瓦11.4 8光伏幕墻發電系統設計費項115萬元若由我司做該項目供貨、施工，設計費免9項目總預計費用（含稅含運費）339.48萬元含幕墻10原幕墻造價（600元/平米）85萬元11光伏部分造價254.48萬元12每瓦造價22.31元/瓦13每平米光伏幕墻造價1796.30元/平米14每平米光伏裝機容量80.52瓦/平米1525年內總發電量1850172度24、方案三：該系統總裝機容量為91.5KW，組件為8mm超白鋼化玻璃+1.52PVB（含電池片）+8mm單銀Low-E鋼化玻璃+16A+8mm鋼化玻璃，整個系統的價格大約為25.17元/瓦（包含逆變器、配電柜、電纜等設備、輔材及安裝、設計等），所以該系統金額大約為30.38萬元。綜合該項目的造價和運行維護費用與光伏發電收益，得出該項目預計33年收回投資成本。設備清單：序號設備名稱型號單位數量單價總價（萬元）備注1全玻多晶硅光伏組件91.5kW24.0元/瓦 219 約1416.72平米2并網逆變器20kW臺34元/瓦36.615kW臺117kW臺13交流并網柜92kW臺14監測顯示系統套15監測系統用電纜及輔材批16幕墻安裝費平米1416.7 250元/平米35.42 7機電安裝費91.5kW1元/瓦9.158光伏幕墻發電系統設計費項115萬元15若由我司做該項目供貨、施工，設計費免9項目總預計費用（含稅含運費）315.38萬元含幕墻10原幕墻造價（600元/平米）85萬元11光伏部分造價230.38萬元12每瓦造價25.17元/瓦13每平米光伏幕墻造價1626.17元/平米14每平米光伏裝機容量64.59瓦/平米1525年內總發電量1483965度