光伏发电科研报告.docx
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光伏发电科研报告
×××××有限公司
5.3MW光伏发电工程
可行性研究报告
二○一三年四月
第一章申报单位及项目概况
1.1项目申报单位概况
1.1.1项目名称:
×××有限公司建设5.3MW光伏发电工程项目
1.1.2建设性质:
新建
1.1.3承办单位概况
本项目由×××有限公司承建,该公司成立于×××年×月,生产能力为年产三氯氢硅1.5万吨。
公司位于×××,占地100亩,厂中心位置坐标为北纬×××,东经×××′。
2011年,实现全年生产?
?
?
16000吨,产值1350万元,有力推动了当地经济的发展。
1.2项目概况
1.2.1项目建设背景及理由必要性
1.2.1.1项目建设背景
1.2.1.1.1能源需求日趋紧张
能源是现代社会存在和发展的基石。
随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应地持续增长。
据美国能源情报署的预测,2001年至2025年间,全球能源消费总量将从102.4亿吨油当量增加到162亿吨油当量,增幅达54%。
根据《BP世界能源统计2006》的统计数据,全球石油探明储量可供生产40多年,天然气和煤炭分别可以供应65年和155年。
我国是世界上能源生产和消费大国,但能源资源有限,常规能源资源仅占世界总量的10.7%,人均能源资源占有量远低于世界平均水平。
作为全球能源市场日趋重要的组成部分,目前我国的能源消费量已占世界能源消费总量的15%。
随着我国经济的快速发展,对能源的需求量将越来越大,预计到2020年,我国一次能源需求将达25~33亿吨标准煤,将是2000年的2倍,能源供需矛盾将日益显现。
据预测,目前我国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭速度,能源安全问题越发重要。
1.2.1.1.2世界各国普遍重视开发利用可再生能源
随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越凸显,可再生能源已经开始在世界能源供应的战略结构中占据一席之地,越来越受到各国政府的重视。
可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等,资源潜力大,环境污染低,可永续利用,是有利于人与自然和谐发展的重要能源。
与传统能源相比,可再生能源具有显著的优点,开发利用可再生能源,对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
开发利用可再生能源成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分,成为大多数发达国家和部分发展中国家21世纪能源发展战略的基本选择。
1.2.1.1.3我国政府鼓励发展太阳能光伏发电
可再生能源大都直接或间接地来自太阳,在长期的能源战略中,各国政府普遍认为太阳能具有更重要的地位。
随着能源的日益紧缺,太阳能的开发利用逐步引起了我国各级政府的重视。
《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中提出要“新能源产业重点发展新一代核能、太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能电网、生物质能。
《可再生能源中长期发展规划》明确指出:
扩大城市可再生能源的利用量,建设若干个太阳能光伏发电示范电站;《河北省新能源产业“十二五”发展规划》(2011-2015年),提出:
“到2015年,新能源在一次能源消费中的比重达到5%,比2010年提高2.6个百分点;新能源发电装机占全部发电装机容量的比重达到15%,比2010年提高7.5个百分点,其中,太阳能发电装机达到30万千瓦;太阳能集热面积达到1000万平方米,比2010年增加500万平方米。
”
1.2.1.2项目建设的理由及必要性
1.2.1.2.1项目实施符合国家和地方产业政策及规划要求
(1)符合《产业结构调整指导目录(2011年本)》的要求
该项目属于新能源行业,建成后比照《产业结构调整指导目录(2011年本)》第一类“鼓励类”第四条“电力”第5款“风力发电及太阳能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源开发利用”为国家鼓励类项目。
本项目采用光伏发电技术,进行屋顶光电一体化并网应用,因此,该项目符合《产业结构调整指导目录(2011年本)》中的相关规定和要求。
(2)符合国家“十二五”规划的要求
《中国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》指出:
“大力发展可再生能源,积极开发利用太阳能、地热能和海洋能。
”
本项目采用先进技术进行屋顶光电一体化并网应用,项目建成后对我国光伏发电产业有极大的促进作用,符合国家“十二五”规划。
(3)项目符合《可再生能源中长期规划》的要求
《可再生能源中长期规划》中指出“充分利用水电、沼气、太阳能热利用和地热能等技术成熟、经济性好的可再生能源,加快推进风力发电、生物质发电、太阳能发电的产业化发展,逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例,力争到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%左右,到2020年达到15%左右”;“为促进我国太阳能发电技术的发展,做好太阳能技术的战略储备,建设若干个太阳能光伏发电示范电站和太阳能热发电示范电站。
到2010年,太阳能发电总容量达到30万千瓦,到2020年达到180万千瓦。
”
本项目拟利用×××生产的多晶硅太阳能电池组件进行发电,并入当地电网。
建成后对国家及河北省的太阳能光伏发电工程有较好的示范作用,同时对加快可再生能源结构调整升级,有着积极的意义。
(4)项目符合《河北省新能源产业“十二五”发展规划》(2011-2015年)的要求
《河北省新能源产业“十二五”发展规划》(2011-2015年)指出规划的发展目标:
“到2015年,基本建立新能源产业行业标准体系,新能源对优化能源结构、促进节能减排、保障经济社会发展的作用进一步显现。
”;“新能源在一次能源消费中的比重达到5%,比2010年提高2.6个百分点。
年节约标准煤1200万吨以上、减少二氧化碳排放3000万吨以上。
”;“新能源发电装机占全部发电装机容量的比重达到15%,比2010年提高7.5个百分点。
其中,风电、太阳能发电和生物质能发电装机分别达到900万千瓦、30万千瓦和70万千瓦。
”;“太阳能集热面积达到1000万平方米,比2010年增加500万平方米。
”
(5)项目符合河北省工信厅《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》的要求
河北省工信厅《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》指出:
“十二五”期间,光伏产业保持平稳较快增长,多晶硅、太阳能电池等产品适应国家可再生能源发展规划确定的装机容量要求,同时积极满足国际市场发展需要。
促进光伏产品应用,扩大光伏发电市场。
积极推动上网电价政策的制定和落实,并在农业、交通、建筑等行业加强光伏产品的研发和应用力度,支持建立一批分布式光伏电站、离网应用系统、光伏建筑一体化(BIPV)系统、小型光伏系统及以光伏为主的多能互补系统,鼓励大型光伏并网电站的建设与应用,推动完善适应光伏发电特点的技术体系和管理体制。
本项目建设地在河北省****县,利用多晶硅太阳能电池实现光伏并网发电,符合《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》要求。
1.2.1.2.2实施节能减排工作的需要
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出了“十二五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。
这是贯彻落实科学发展观,构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路;是提高人民生活质量,维护中华民族长远利益的必然要求。
河北地处华北经济圈,内环京津地区,社会经济的快速发展给区域环境带来了较大的压力。
目前全省电力供应结构以煤电为主,随着电力用煤消耗的逐年加大,SO2、CO2、烟尘排放量呈逐年上升趋势,对环境和生态造成不利的影响。
为提高环境质量,在对煤电进行改造和减排的同时,积极开发利用太阳能等清洁可再生能源是十分必要的。
本项目正常运营后,25年寿命期内共产生14686.99万kwh的电能,与同等电量火电厂相比,相当于累计节约标准煤51404.3138吨(火电煤耗每度电耗标煤350g计),减少二氧化碳排放量136424.6595吨,烟尘3572.4864吨,二氧化硫313.321吨。
节能与减排效果比较明显。
项目的建设,将为河北省节约能源,减少有害气体排放工作做出积极的贡献。
1.2.1.2.3有助于改善地区能源结构
河北省是一个能源较缺乏的省份,煤炭(油)开采量不能满足国民经济建设和人民生活的需要。
目前河北电力生产用一次能源绝大部分为煤炭,电力生产及国民经济用煤炭(油)部分依靠省外供给。
扩大利用省外能源资源,乃至国外能源资源是河北省保证能源供应的必然选择。
电力发展的长远目标之一就是以多元化能源开发的方式满足经济发展的需求。
降低煤电在发电能源中的比重、积极地开发利用本地区的可再生能源、改善发电能源的结构势在必行。
本项目的建设,可以为改善河北省的发电能源结构进行基础性的试验,为寻求理想的可再生能源做出有意义的探索工作。
1.2.1.2.4为新能源的推广起到积极的示范作用
随着社会经济发展,能源问题日益引起全社会的关注,常规能源短缺已经成为制约我国经济发展的重要瓶颈之一,可再生能源的开发与利用显得越来越迫切。
近年来,河北面临着煤、油、电供应全面紧张的局面,能源供应与环境容量一直是该地区社会经济发展的重要制约因素。
开发和利用可再生能源是河北社会经济发展的重要战略举措。
河北省在太阳能发电产业链上具备发展完整产业链的条件,本项目的建设将为完善河北省太阳能发电产业链,为太阳能的推广起到积极的示范作用。
1.2.1.2.5可带动太阳能相关产业的发展
太阳能发电系统是一项新能源利用项目,不会对环境产生污染,发展潜力巨大。
目前,我国光伏产业的主要市场在欧美等发达国家。
国际市场的动荡以及当前席卷全球的金融危机为我国众多的光伏企业带来了巨大的风险。
实现太阳能发电的产业化,也将扩大太阳能有关产品的内需,为太阳能光伏产业的上下游产业链提供新的经济增长点,为我国的光伏企业带来广阔的发展空间。
本项目的实施,可以作为探索太阳能光伏发电技术建筑应用的平台,研究新能源利用的经营管理模式,为我国利用多晶硅太阳能电池技术,打破太阳能发电成本过高的瓶颈起到示范创新作用。
综上所述,本项目的建设是必要的。
1.2.2项目选址及概况
1.2.2.1项目选址
本项目选址位于河北省*****有限公司附近部分建筑,利用屋顶总面积6.88万平方米。
1.2.2.2选址概况
*****县位于河北省南部,地理坐标东经****至****,北纬*****至******,地处太行东麓冲积平原,属***市管辖。
全县总面积*****平方公里,耕地****万亩,总人口****万人,辖**镇**乡,****个行政村,***个居委会。
*****县处在冀南平原上,地势平坦,由西向东南微斜。
海拔33-50米,境内有留垒河、顺水河等河流。
除顺水河,均为季节河。
*****县土壤主要为壤质潮土、粘质潮土。
土层深厚,自然肥力较高,排水性能良好。
全境已耕垦,土壤熟化程度较高。
项目场区范围内地层不存在滑坡、溶洞、断层、泥石流、土壤膨胀或湿陷性土质,稳定性较好。
根据场区周边地质勘察资料得知地耐力为20吨/平方米。
根据《中国地震参数区划图》GB18306-2001,****县地震烈度为7度。
****县地处河北省南部,属暖温带亚湿润季风气候,四季分明,年内温差大,降水集中。
年平均气温13℃。
极端最低气温-21.2℃,极端最高气温41.2℃。
这里春季多扬尘风沙,气候干燥;夏季炎热多雨,气温潮湿;秋季天气稳定、气候凉爽;冬季雨雪偏少、干燥寒冷。
*****县区位优越,交通便利。
位于东部发达地区与西部欠发达地区的结合部,处于京津石经济辐射圈内。
西距邢台市、京广铁路、107国道18公里,距京深高速公路***公里,并有2条连接线与之贯通;赵辛、南石、宁鸡公路纵贯南北,邢临、邢清公路和邢临高速公路横穿东西;南水北调和规划中的京沪高速铁路靠近****,连接京广、京九和黄骅港的邢港铁路横贯****全境。
****县历史悠久,人杰地灵。
新石器初期已有人类聚居,西汉建置****县。
****县资源丰富,特色明显。
县内地势平坦,土质肥沃,水资源丰富,是传统农业县,历史上有“不求天”和“畿南粮仓”之称。
是国家商品粮基地县、河北省蛋鸡养殖基地、蔬菜生产基地、西葫芦之乡。
近年来,****县确定了“三化联动,工业先行”战略,按照“建设三个园区、实现三个对接”思路,谋划实施了西与高开区标准件、紧固件基地对接,建设城西钢制品工业园区和中小企业孵化园;南与沙河市金百家工业区对接,建设金鑫建材工业园区;北与高开区、邢台县板材市场对接,建设邢东板材建材工业园区。
特别是依托、围绕邢台钢铁做文章,将钢制品业明确为****未来的第一主导产业,取得明显成效。
目前,县域经济已形成蔬菜、木制品、粉制品、钢制品、食用油、纸制品等六大特色产业。
图1****县地理位置如下图所示
图2本项目光伏太阳能分布示意图
1.2.3光伏发电选址资源情况
1.2.3.1日照辐射资源
我国属世界上太阳能资源丰富的国家之一,全年辐射总量在917~2333kWh/m2年之间。
全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。
河北****县的日照资源较为丰富,年日照辐射总量次于内蒙南部,宁夏南部,甘肃中部等地,属全国五类分区方法中的三类地区,适合发展光伏发电。
****县处于大陆性季风气候区,年平均气温13℃,一月平均气温-2.9℃,四月平均气温14.8℃,七月平均气温26.6℃,十月平均气温13.9℃。
极端最低气温-21.2℃,极端最高气温41.2℃。
年日照2430小时,太阳年辐射量5521兆焦耳/平方米。
***县丰富的光照资源及城市建设的日益发展使合理利用建筑物外墙及楼顶开发太阳能资源利用潜力很大。
从太阳能资源利用角度来说,在***县利用建筑物外墙及楼顶建设中小型太阳能光伏发电场的条件良好。
****气象站主要气象要素统计表
表1-1
序号
项目
数值
备注
1
多年平均气温(℃)
13
2
多年极端最高气温(℃)
41.2
3
多年极端最低气温(℃)
-21.2
4
年平均降雨量(mm)
502
5
主导风向
夏天东南风、冬天西北风
6
年平均日照时数(小时)
2430
7
太阳年辐射量(MJ/m2)
5521.7
****县年平均月总辐射量统计表
表1-2
1月
2月
3月
4月
5月
6月
月总辐射量(MJ/m2·月)
295.69
355
482.5
594.74
644.72
640.39
7月
8月
9月
10月
11月
12月
月总辐射量(MJ/m2·月)
591.41
519.09
444.43
387.83
299.23
266.65
合计2007-1–2012-1年平均总辐射量5521.7MJ/m2·年。
按上表数据绘制出****县太阳能辐射月季变化如下图。
根据以上数据分析,在****县建设光伏电站,取得最大发电量对应的倾角是40°,但考虑到建设场地屋顶结构并不能按照最佳倾角来安装光伏电站。
1.2.3.2电网资源
截止到2002年底,河北南部电网直调发电装机容量为8769.9MW,直接接入220kV主网的发电容量为6170MW,占全网直调总容量的70.35%;接入500kV电网的发电容量为1260MW,占全网直调总容量的14.37%;接入llOkV及以下的直调发电容量为1339.9MW,占全网直调总容量的15.28%。
直调电厂19座(包括娘子关电厂),装机台数86台。
从网外增购电力后,河北南网直调的发购容量为9279.9MW。
截止到2002年底,全网共运行500kV变电站4座,500kV降压变压器4台,容量3000MV.A,500kV输电线路6条,长度660.173km。
220kV变电站58座(包括用户站3座),220kV降压变压器110台,容量14190MV.A。
河北南部电网以220kV与500kV构成主网架,通过220kV韩(韩村河)一涿(涿州)双回线及500kV房保线与京津唐电网相联。
潮流分布为南电北送、西电东送的格局。
全网最高发购电负荷达到8570MW,南网6个供电公司网供最大负荷依次为石家庄:
2400MW,邯郸:
173IMW,保定:
16IOMW,沧州:
1234MW,邢台:
1172MW,衡水:
862MW。
****县现有变电站14座,其中:
35KV变电站11座,110KV变电站2座,220KV变电站1座,一座500KV变电站正在建设。
****2×600MW电厂项目正在建设中,电价按河北南网电价执行。
1.2.4装机规模
1.2.4.1装机容量
本项目总装机容量为5.297MW,屋顶总面积为6.88万平方米,安装235W多晶硅组件22540块,装机容量5296.9kW,电站设计用54台10KV/0.4KV的并网逆变器。
详见表1-3。
本项目太阳能光伏系统安装容量配置表
表1-3
序号
建筑名称
面积
(m2)
屋顶类型
安装容量(kw)
组件安装数量(块)
备注
一
航宇集团光明造纸分公司
740.25
3150
1
一车间
4500
预制混凝土平顶结构
340.75
1450
2
二车间
2700
预制混凝土平顶结构
199.75
850
3
三车间
2700
预制混凝土平顶结构
199.75
850
二
航宇集团造纸总公司
579.51
2466
1
一车间
2160
预制混凝土平顶结构
159.8
680
2
二车间
2160
预制混凝土平顶结构
159.8
680
3
三车间
1500
预制混凝土平顶结构
107.16
456
4
四车间
1260
预制混凝土平顶结构
83.19
354
5
五车间
1050
预制混凝土平顶结构
69.56
296
三
文海集团建材市场
339.34
1444
1
第一排建材门市
928
钢架彩钢板人顶结构
95.88
408
2
第二排建材门市
624
钢架彩钢板人顶结构
72.38
308
3
第三排建材门市
480
钢架彩钢板人顶结构
42.77
182
4
第四排建材门市
156
钢架彩钢板人顶结构
13.16
56
5
东西走向门市
1336
钢架彩钢板人顶结构
115.15
490
四
文海集团公寓楼
118.44
504
1
1号公寓楼
367.5
预制混凝土平顶结构
28.2
120
2
2号公寓楼
367.5
预制混凝土平顶结构
28.2
120
3
3号公寓楼
420
预制混凝土平顶结构
31.02
132
4
4号公寓楼
420
预制混凝土平顶结构
31.02
132
五
****公司
453.55
1930
1
硅粉库
276
钢架彩钢板人顶结构
42.77
182
2
硅渣库
276
钢架彩钢板人顶结构
42.77
182
3
成品罐区
756
钢架彩钢板人顶结构
112.8
480
4
制氮车间
350
钢架彩钢板人顶结构
28.2
120
5
四氯化硅车间
800
钢架彩钢板人顶结构
56.87
242
6
消防水泵房
210
混凝土平顶结构
29.61
126
7
配电室
385
混凝土平顶结构
25.38
108
8
机修车间
1500
混凝土平顶结构
65.8
280
9
办公楼
720
混凝土平顶结构
49.35
210
六
北关和阳南街小区
1819.37
7742
1
1号楼
910
水泥瓦脊顶
67.445
287
2
2号楼
910
水泥瓦脊顶
67.445
287
3
3号楼
936
水泥瓦脊顶
69.09
294
4
4号楼
936
水泥瓦脊顶
69.09
294
5
5号楼
720
水泥瓦脊顶
59.22
252
6
6号楼
715
水泥瓦脊顶
60.16
256
7
7号楼
715
水泥瓦脊顶
60.16
256
8
8号楼
546
水泥瓦脊顶
45.12
192
9
9号楼
546
水泥瓦脊顶
45.12
192
10
10号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
11
11号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
12
12号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
13
13号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
14
14号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
15
15号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
16
16号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
17
17号楼
884
水泥瓦脊顶
75.2
320
18
18号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
19
19号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
20
20号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
21
21号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
22
22号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
23
23号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
24
24号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
25
25号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
26
26号楼
2184
水泥瓦脊顶
186.12
792
27
27号楼
1235
水泥瓦脊顶
103.4
440
28
28号楼
1781
水泥瓦脊顶
150.4
640
七
豪峰生活小区
439.92
1872
1
1号楼
715
水泥瓦脊顶
56.4
240
2
2号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
3
3号楼
611
水泥瓦脊顶
50.76
216
4
4号楼
715
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8
8号楼
715
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56.4
240
八
逸兴小区
806.52
3432
1
1号楼
587.5
水泥平顶
36.66
156
2
2号楼
587.5
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3
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4
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36.
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