1、 “高大上高大上”別墅別墅 6K6KW W光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可行性方案可行性方案 編制編制：袁思廣袁思廣 2013 年年 12 月月 4 日日 一一、項目概況項目概況 本項目擬在*高檔別墅安裝 6KW 多晶硅電池組件，使用 2 臺 2.5kw 的逆變器組成并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，電量可優(yōu)先供家庭負載使用，余量在輸送給國家電網(wǎng)，光伏發(fā)電電能質量安全可靠，完全滿足電網(wǎng)要求，不會對其電網(wǎng)產(chǎn)生不良影響。光伏組件平鋪在別墅的屋頂上，周圍無遮擋，且用戶耗電量大，非常適合建設分布式光伏發(fā)電。二二、太陽能光伏系統(tǒng)太陽能光伏系統(tǒng) 2.1 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介 所謂并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是指太陽電池利用

2、太陽輻射能量產(chǎn)生的直流電（即太陽電池的“光生伏特效應”）通過并網(wǎng)光伏逆變器轉換成交流電向電網(wǎng)輸送的系統(tǒng)，其本質是利用太陽能進行發(fā)電的發(fā)電站。與通過煤、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源進行發(fā)電的發(fā)電站系統(tǒng)相比，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有可再生、無污染等顯著優(yōu)點。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由以下幾個主要部分構成：1）光伏組件陣列：其作用是利用光生伏特效應將太陽輻射的能量轉換為直流電，系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送的所有電能均由其提供。2）并網(wǎng)光伏逆變器：其作用是將光伏組件陣列輸出的直流電通過電力電子轉換裝置轉換成符合上網(wǎng)要求的交流電。3）公共電網(wǎng)：其作用是吸收并網(wǎng)光伏逆變器產(chǎn)生的電能，通常可以將其看作一個無限大的交流儲能裝置。4）并網(wǎng)光伏

3、發(fā)電系統(tǒng)中一般還都配有直流匯流箱及直流配電柜、交流配電柜、監(jiān)控系統(tǒng)等設備，對于大功率的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，通常還配有大容量變壓器以將其產(chǎn)生的電能直接送入高壓電網(wǎng)。圖 1-1 是典型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。圖 1-1 典型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結構示意圖 分布是光伏發(fā)發(fā)電，是指在用戶所在場地附近建設，運行方式以用戶側自發(fā)自用為主，多余電量上網(wǎng)，且在配電系統(tǒng)平衡調節(jié)為特征的光伏發(fā)電設施。2.2 2.2 國內分布式光伏產(chǎn)業(yè)扶持政策國內分布式光伏產(chǎn)業(yè)扶持政策 太陽能作為一種可永續(xù)利用的清潔能源，有著巨大的開發(fā)應用潛力。人類賴以生存的自然資源幾乎全部轉換自太陽能，人類利用太陽能的歷史更是可以追溯到人類起源

4、時代，太陽能是人類得以生存發(fā)展的最基礎的能源形式，從現(xiàn)代科技的發(fā)展來看，太陽能開發(fā)利用技術的進步有可能決定著人類未來的生活方式。太陽能光伏發(fā)電技術的開發(fā)始于上世紀 50 年代。隨著全球能源形勢趨緊，太陽能光伏發(fā)電作為一種可持續(xù)的能源替代方式，于近年得到迅速的發(fā)展，并在世界范圍內得到廣泛應用。2013 年 8 月 30 日，讓光伏行業(yè)翹首期盼的分布式光伏上網(wǎng)發(fā)電電價的具體補貼細則出臺更加鼓舞了投資者的信心，為光伏行業(yè)的健康和高速發(fā)展奠定堅實基礎。通知明確，對光伏電站實行分區(qū)域的標桿上網(wǎng)電價政策。根據(jù)各地太陽能資源條件和建設成本，集中式光伏電站在全國將分為三類資源區(qū)，分別執(zhí)行每千瓦時 0.9 元、

5、0.95 元、1 元的電價標準。而對于分布式光伏發(fā)電項目，實行按照發(fā)電量進行電價補貼的政策，電價補貼標準為每千瓦時 0.42 元。有多余電量上網(wǎng)，電網(wǎng)還會按照脫硫煤電價回收，每度電按照 0.45 元的價格進行計價。按照“十二五”規(guī)劃，未來三年我國平均每年光伏裝機容量將新增 1000 萬千瓦，到2015 年達到 3500 萬千瓦的裝機容量。2.3 2.3 項目地理位置及環(huán)境項目地理位置及環(huán)境 蘇州市*區(qū)位于江蘇省東南部，蘇州市區(qū)最南端，地處北緯 30463114、東經(jīng) 1202112054。四季分明，雨量充沛，光照充足，光、熱資源豐富，適合建設光伏系統(tǒng)。詳細資料見下表：月份 空氣溫度 相對濕度

6、每日的太陽輻射-水平線 大氣壓力 風速 地面溫度 C%kWh/m2/d kPa m/s C 一月 4.8 73.70%2.63 102.5 4.9 5.3 二月 5.9 73.50%3.09 102.3 4.9 6.3 三月 9 74.90%3.53 102 4.5 9.5 四月 14 77.00%4.28 101.5 4.3 14.4 五月 18.5 79.80%4.84 101 4 18.9 六月 22.4 84.60%4.58 100.5 4.1 23 七月 25.9 87.20%5.17 100.4 4.2 26.6 八月 25.8 86.50%4.78 100.5 4.1 26.6

7、九月 22.7 80.80%4.07 101.1 4.3 23.1 十月 17.9 75.10%3.36 101.8 4.3 18.3 十一月 12.7 73.90%2.79 102.2 4.6 13.2 十二月 7.3 73.50%2.58 102.6 4.7 7.8 年平均數(shù) 15.6 78.40%3.813.81 101.5 4.4 16.116.1 表 1-1 全年的地理氣候信息（來源于 NASA 氣象資料）2.4 2.4 供電技術條件供電技術條件 工作電壓：單相 AC220V/50Hz 發(fā)電類型：太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電，自發(fā)自用余量上網(wǎng) 陣列容量：6000W 逆變器額定功率：2 臺 2.

8、5kw 逆變器 三三、光伏光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設計并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設計 3.1 3.1 系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理 該項目系統(tǒng)擬采用 50W 多晶硅太陽能組件，共 24 塊，配置 2 臺 2.5kw 光伏并網(wǎng)逆變器，以及配電箱（含計量）和通訊模塊（可選配），系統(tǒng)總容量為 6000W。太陽能組件發(fā)出的直流電經(jīng)過逆變器，逆變成交流電，再經(jīng)過配電箱后直接并入用戶側 220V 低壓電網(wǎng)。配電箱內置斷路器、防雷器以及雙向電能計量表，發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電優(yōu)先供給負載使用，多余電量通過雙向電能計量表后送入電網(wǎng)，產(chǎn)生賣電收益。圖 3-1 家庭光伏發(fā)電示意圖 圖 3-2 系統(tǒng)電氣連接圖 3.2 3.2 設計方案設計方案 3.2.3.

9、2.1 1 組件安裝方式組件安裝方式 本項目別墅屋頂為傾斜面屋頂，按照屋頂傾角平鋪方式安裝。即將太陽能板平行安裝于斜屋頂上，采用鋁合金擠壓導軌，斜裝卡件，卡塊和各種各樣的屋頂掛鉤能夠被高度預裝從而使安裝簡便快捷，節(jié)省人力成本和安裝時間。定制的長度可以消除現(xiàn)場焊接和切割的必要，所有的結構零件均為高強度不銹鋼和陽極氧化鋁合金從而保證了安裝地點的高防腐性、結構強度及美觀性。圖 3-3 安裝方式圖 3.2.2 3.2.2 光伏陣列布置光伏陣列布置 根據(jù)別墅屋頂傾斜度屋面、組件尺寸（1640*992mm）和安裝美觀性等情況，選著合適的南面和北面安裝光伏組件，作了以下排布。3.2.3 3.2.3 主要設備

10、選型主要設備選型 （1）組件 本項目擬采用功率 250W 多晶硅電池組件。該組件的性能參數(shù)如下表所示：組件類型 多晶硅組件 電氣 參數(shù) 功率 250Wp3%額定電壓 32V 額定電流 7.81A 開路電壓 37.98V 短路電流 8.248A 機械 性能 參數(shù) 重量 20kg 使用膠體類型 EVA 電池片效率 17.8%工作溫度-4085 組件使用壽命 25 年，10 年內組件功率不低于標稱功率的 90%，25年內組件功率不低于標稱功率的 80%選用的組件已通過權威機構認證，如金太陽認證金太陽認證、TUVTUV 認證認證、CECE 認證認證、IECIEC 認認證證、CQCCQC 認證認證。（2

11、）并網(wǎng)逆變器 并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的控制核心，對太陽能產(chǎn)生的電流進行轉換與控制的設備。戶用型光伏并網(wǎng)逆變器輸出的功率等級范圍通常為 1KW30KW 或者幾十千瓦以下，這類的逆變器通常要滿足以下幾個要求：單相或三相低/中壓并網(wǎng)；無變壓器設計，大于 96%的轉換效率；壁掛式安裝，IP65 防護等級，滿足戶外使用條件；整機輕便，顯示界面友好，造型美觀等。防孤島效應保護功能，一旦檢測到電網(wǎng)失電，逆變器會立即停止工作，最大程度的避免電力系統(tǒng)中的設備損壞同時保護維護人員的人身安全。以上這些基本要求實際上滿足了最終用戶、系統(tǒng)集成商以及安裝商等各方面的需求。戶用型光伏并網(wǎng)逆變器能夠安全可靠的并網(wǎng)運行，方便

12、安裝和維護。本項目擬采用 2 臺單相輸出的 3KW 并網(wǎng)逆變器。逆變器型號如下 ：并網(wǎng)逆變器功率（W）2500 最大直流輸入功率（Wp）2800 啟動電壓（Vdc）150 MPPT 電壓范圍(Vdc)150380 最大輸入電流(A)15 總電流波形畸變率（%）3%（額定功率）額定輸出功率(W)2500 額定電網(wǎng)電壓 230 并網(wǎng)電壓范圍(Vac)180260 額定并網(wǎng)頻率范圍(Hz)50Hz/60 Hz 功率因數(shù) 0.99 最大效率(%)97.3 尺寸 W/H/D(mm)288417126 重量(kg)29（3）配電箱 本項目采用標準配電箱，具體也可以根據(jù)用戶實際安裝容量進行定制設計。配電箱內

13、置交流斷路器和電能計量裝置。3.2.43.2.4 系統(tǒng)配置清單系統(tǒng)配置清單 序號 部件名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 1 光伏組件 250W 多晶硅太陽能組件 塊 24 具備相關認證資格 2 并網(wǎng)逆變器 2.5KW（單相）臺 2 3 交流配電箱 1 臺 1 含斷路器、雙向電表 4 監(jiān)控系統(tǒng) 1 套 1 可選配 5 光伏電纜 2PFG 1*4mm 米 待定 6 交流電纜 YJV-3*4mm2 米 待定 7 支架 6000W 套 1 8 安裝附件 套 1 據(jù)材料估算，系統(tǒng)造價在 10 元/W 左右，那么 6KW 的光伏系統(tǒng)造價為 6 萬。四四、發(fā)電量預測及效益分析發(fā)電量預測及效益分析 太陽能為清潔能

14、源，政府一直大力支持新能源發(fā)展，鼓勵企業(yè)個人安裝分布式發(fā)電項目，對其給予政策支持、經(jīng)濟補助、安裝申報綠色通道等便利，各省最新政策對分布式發(fā)電項目在國家補助的基礎上還有地方補助。江蘇對于分布式光伏發(fā)電項目，實行按照發(fā)電量進行電價補貼的政策，電價補貼標準為每千瓦時 0.42 元。有多余電量上網(wǎng)，電網(wǎng)還會按照脫硫煤電價回收，每度電按照 0.45 元的價格進行計價。另外在無錫和南通光伏試點，還有地方 0.25元的度電補貼。4.1 4.1 月均發(fā)電量概算月均發(fā)電量概算 項目地北緯 30463114、東經(jīng) 1202112054，根據(jù) NASA氣候條件（表 1.1），經(jīng)專業(yè)設計軟件 PVSYST 可以算出

15、6000W 的月均發(fā)電量如下：月份 太陽輻射量 kWh/m2/d 理論發(fā)電量 Kwh 一月 81.53 406 二月 89.61 446 三月 109.43 545 四月 128.4 639 五月 150.04 747 六月 137.4 684 七月 160.27 798 八月 148.18 738 九月 122.1 608 十月 104.16 519 十一月 83.7 417 十二月 79.98 398 全年 1390.65 6946 月均 116.2 579 由上可知本項目 6000W 的安裝量第一年發(fā)電量為6946KWh。4.2 4.2 年均發(fā)電量概算年均發(fā)電量概算 隨著時間的推移，光伏

16、組件實際功率會衰減，系統(tǒng)總效率會逐年下降，每年衰減了約 0.8%。本項目擬采用多晶硅太陽電池組件，其功率質保條款中規(guī)定 25年內組件實際功率不低于標稱功率的 80%。25 年內發(fā)電量估算如下。屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng) 25 年內的發(fā)電量：時間 年發(fā)電量（Kwh）時間 年發(fā)電量（Kwh）第 1 年 6946 第 14 年 6257 第 2 年 6890 第 15 年 6207 第 3 年 6835 第 16 年 6158 第 4 年 6781 第 17 年 6108 第 5 年 6726 第 18 年 6059 第 6 年 6673 第 19 年 6011 第 7 年 6619 第 20 年 5963

17、第 8 年 6566 第 21 年 5915 第 9 年 6514 第 22 年 5868 第 10 年 6462 第 23 年 5821 第 11 年 6410 第 24 年 5774 第 12 年 6359 第 25 年 5728 第 13 年 6308 年均發(fā)電量年均發(fā)電量 6318 2525 年發(fā)電量年發(fā)電量 157959 從上表的數(shù)據(jù)可以預測本項目 25 年累計發(fā)電量為157959kWh，25 平均每年發(fā)電量為6318kWh，前 10 年發(fā)電量為 6701kWh。4.34.3 經(jīng)濟效益經(jīng)濟效益 本項目屬于分布式光伏發(fā)電項目，實行按照發(fā)電量進行電價補貼的政策，電價補貼標準為每千瓦時 0

18、.42 元。有多余電量上網(wǎng)，電網(wǎng)還會按照脫硫煤電價回收，每度電按照 0.45 元的價格進行計價。對分布式發(fā)電經(jīng)濟收益進行核算，按兩種極端情況：1、所發(fā)電量全部輸送到電網(wǎng)，賣給國家，按現(xiàn)階段國家對光伏應用示范區(qū)的電量補貼標準暫定每度按當?shù)孛摿螂妰r 0.45 元，國家對分布式家庭發(fā)電每度0.42 元補貼，這樣可以折算每度 0.87 元的收益，前 10 年平均每年發(fā)電收益：M1=0.87x6701=5829.87 元，總成本 25000 元收回年限 N1=60000/5829.875=10.29年。2、所發(fā)電量全部由家庭負載使用，無上傳電量，按家庭用電價格 0.637 元/度（階梯電價，家庭用電越大

19、，價格越高），國家對分布式家庭發(fā)電每度 0.42元補貼，這樣可以折算每度 1.057 元的收益，每年發(fā)電收益：M1=1.057x6701=7082.96 元，總成本 25000 元收回年限 N1=60000/7082.96=8.47年。所以家庭用戶安裝 6000W 光伏發(fā)電系統(tǒng)，8 年左右即可收回成本，而光伏設備的使用壽命為 25 年，所以投資回報率很高。4.44.4 環(huán)境效益環(huán)境效益 安裝 6000W 的光伏發(fā)電系統(tǒng) 25 年的發(fā)電量為157959KWh。與傳統(tǒng)的火電相比則 25 年減少的二氧化碳的排量為 147.8 噸，相當于節(jié)省標準煤 56 噸，減少二氧化硫排量為 1.36 噸，減少氮氧

20、化物的排量為 398Kg，有效地緩解日益增加的能源與環(huán)境壓力，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。五五、項目可行性分析結論項目可行性分析結論 1）充分利用太陽能光伏發(fā)電符合當前的國家節(jié)能減排的政策，政策利好。2）太陽能是一種值得大力推廣的清潔可再生能源，光伏發(fā)電應用的發(fā)展有利于環(huán)境及生態(tài)的保護。3）本項目擬建設與建筑完美結合的光伏屋頂發(fā)電系統(tǒng)，且安裝后具有非常好的視覺效果，示范效應突出。同時可作為屋頂?shù)母魺釋樱瑴p輕了夏季空調的負荷。4）關鍵設備如晶體硅太陽電池組件及組串型逆變器的技術水平已十分成熟，同時屋頂光伏電站系統(tǒng)建設的相關技術也已相當成熟，本項目太陽電池組件及逆變器的選型與設備的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀相吻合。5）高檔別墅屋頂 6kw 光伏發(fā)電項目順利建成之后，預測平均每年發(fā)電量約6318千瓦時，發(fā)出的電能可以就地供戶主自身使用，減低用電成本。6）高檔別墅屋頂 6kw 光伏發(fā)電項目順利建成之后，提升了別墅的使用價值，提高戶主的品位。7）通過響應國家政策，獲取光伏補貼，該項目不僅推動新能源發(fā)展，減少社會污染的排放，還具有非常好的經(jīng)濟效益。