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1×××新厂房4MWp太阳能光电建筑应用一体化示范工程项目申请报告一、工程概况项目名称：新厂房4MWp太阳能光电建筑应用一体化示范工程项目项目单位：×××地理位置：本项目实施地××市××县工业园区。××县位于××省东南部,大运河西岸,界于东经×°×′～×°×',北纬×°×′-×°×′之间。全县辖×镇×乡，××个行政村，总面积××平方公里，全县呈簸萁形，由西南向东北逐渐倾斜坦，最高点海拔××米，最低点××米。项目区地理位置见图2.1：××县地理位置图。图2.1××县地理位置××市××县地处中纬度欧亚大陆东缘，属于暖温带大陆性季风气候。太阳辐射的季节性变化显著，地面的高低气压活动频繁，四季分明，光照充足，年平均气温12.5℃,年平均降水量554毫米。寒暑悬殊，雨量集中，干湿期明显，夏冬季长，春秋季短。衡水市属于太阳能辐射三类地区，太阳能辐射量在5020～5860MJ／cm2.a，年总日照时数为2200～3000h，属太阳能资源较丰富地区。××县工业园区正处于我国日照资源丰富的地区，本地区太阳能资源见图2.2：中国太阳能资源分布图；日照情况见表2.1：××县日照峰值及日2照时数各月情况表。图2.2中国太阳能资源分布图3表2.1××县日照峰值及日照时数各月情况表月份空气温度相对湿度日平均峰值日照时数（水平面）风速°C%kWh/m2/d米/秒1月-5.139.5%2.812.82月-1.440.3%3.712.93月5.538.2%4.753.24月14.933.7%5.783.55月21.238.1%6.263.06月24.752.8%5.762.67月25.569.0%5.122.08月24.569.1%4.761.79月21.153.3%4.432.010月14.343.4%3.722.211月4.643.8%2.822.712月-2.441.9%2.472.7平均12.346.9%4.372.6建设规模：利用××有限公司新建厂房的楼顶。采取太阳能电池板与楼顶表面、相结合的形式，建设4MWp太阳能光电建筑，太阳电池组件方阵由21052块190Wp组件组成，总面积约61348平方米。电站主要满足厂房内所以生产设备、办公区域、厂区内照明等电器设备用电，并与电网相连结，采用用户侧并网方式，太阳能供电不足时有电网补充，与电网形成互补，缓解高峰用电压力，具有调峰作用。（总平面图见图一：××厂区规划图）投资估算：该项目总投资11801.50万元。企业自筹资金5901.05余万4元，申请国家补贴5900万元。经济环保效益：4MWp太阳能光电建筑应用示范工程项目的年发电量为480万多kWh，按照该电站20年运营期计算，累计发电12200万kWh，相当于每年可节省煤炭约1600多吨，减排灰渣约470吨，减排二氧化碳约4000多吨，减排二氧化硫约69多吨，减排可吸入颗粒物约14吨，20年可节省煤炭约32000多吨，减排二氧化碳约7.3万吨。实际运行20年后，该电站仍具有发电能力。二、示范目标及主要内容为响应国家加快发展新能源产业的政策号召，推进太阳能光伏行业在我市的发展，加快结构调整，促进节能减排和科普示范，×××计划投资11801.50万元，利用新建厂房房顶无遮挡区域，建设4MWp太阳能光电建筑应用示范工程项目。××县××公司4MWp太阳能建筑一体化项目位于太阳辐射分布的高值区内，建设光伏电站具有天然优势。利用××县××公司车间屋顶建设太阳能光伏并网电站，具有独特优势。电站由国内太阳能领军企业山东力诺太阳能电力工程有限公司承建、并由山东电力研院做技术支持，设备选用国际知名的逆变电厂家，各项技术达到国际一流水平，在技术和规模上将取得重大突破，可望在大型MW级建筑一体化电站建设上形成自有的知识产权。对今后响应国家可再生能源发展和绿色建筑、低碳生活上起到示范作用，促进××省绿色建筑、低碳生活了快步发展。5××公司太阳能建筑一体化项目是××县政府首次批准的科技示范单位，该项目的实施具有充分的示范意义。太阳能光伏发电系统是利用太阳能光伏电池组件将太阳能转换成直流电能，再通过逆变器将直流电逆变成50HZ、380V的三相交流电。逆变器的输出端通过配电柜与变电所内的变压器低压端（230/400伏）并联，对负载供电，并将多余的电能送入电网；太阳能光伏并网电站结合数据监控系统，检测太阳能光伏并网电站的运行情况、外界环境情况等，与Internet连接实现电站远程控制、数据共享等。其主要研究：1、多路子系统组成的并网发电系统的优化设计研究；2、太阳能电池组件和方阵的运行特性研究；3、太阳能电池组件与建筑物一体化设计的研究；4、计算机数据采集的自动控制传输系统与监控系统的研究。三、技术方案设计（一）项目初步规划本项目位于××县工业园区，环境优越，交通便利。得天独厚的地理位置为××公司提供了便利的交通环境。本项目厂区占地115198㎡，建（构）筑物占地面积70725m2，包括厂房、库房、办公楼等，其中两栋厂房建筑面积61400㎡，厂房房顶实施太阳能电站项目，太阳能电池板采光面积58000平方米，总装机容量4MWp。电站主要由两大部分组成，一部分1号厂房房顶1.5MWp；另一部分为62号厂房房顶2.5MWp。各部分面积及建设容量见下表：位置名称单个楼顶装机容量(KWp)房顶面积㎡电池组件数量（块）容量（KWp）1号厂房150025000789415002号厂房250036400131582500（二）光电系统技术设计方案设计1、设计原则在对4MWp太阳能光电建筑应用示范工程项目设计时，需要考虑以下几个主要设计原则：(1)与建筑的有机结合由于世界各国对环境和能源短缺的日益关注，持续发展必将成为今后建筑设计的重要指导思想。将太阳能光伏发电应用于建筑，并与建筑一体化的新型太阳能建筑已在欧、美和日本等国进行示范，公众反响强烈。安装在××公司4MWp太阳能光伏组件将与建筑结构密切配合，达到光伏建筑一体化。(2)最大限度地获得太阳辐照量为了增加光伏阵列的输出能量，尽可能地保证光伏组件普照在阳光下，避免光伏组件之间互相遮光，以及其他障碍物遮挡阳光。(3)减低电缆传输距离，优化设计输配电为了实现以下目的，从光伏组件到接线箱、接线箱到逆变器以及从逆7变器到并网交流配电柜的电力电缆应尽可能保持在最短距离。2、技术方案设计太阳能光伏发电系统是利用光伏组件将太阳能转换成直流电能，再通过逆变器将直流电逆变成50赫兹、380V的三相交流电。逆变器的输出端通过配电柜与变电所内的变压器低压端（230/400伏）并联，对负载供电，并将多余的电能送入电网。同时太阳能光伏并网系统结合监控系统，检测太阳能光伏并网电站的运行情况、外界环境情况等。本电站无蓄电池储能设备，阴雨天或夜间时，由电网供电给负载。2.1系统方案设计2.1.1、太阳能光伏电池组件的选择根据性价比本方案推荐采用190Wp太阳能晶体硅电池组件，全部采用我力诺生产的生产的125㎜×125㎜的太阳能电池，光电转换效率达到17.7%，采取72片封装成太阳能电池组件，其在标准测试条件下主要技术参数见下表：标准测试条件：光谱辐照度1000W/㎡2、光谱AM1.53、电池温度25℃2.1.1.1太阳能电池组件参数：太阳能电池组件拟选用山东力诺生产的单晶硅太阳能电池组件，型号为：LNPV-125*125C190Wp（1)正常工作条件1）环境温度：－40℃-＋85℃；82）相对湿度：≤95％（25℃）；3）海拔高度：≤5500m；4）最大风速：150km/h。（2)太阳能电池组件性能1）产品通过TUV认证，金太阳认证并符合国家强制性标准要求。2）提供的组件功率偏差为±3%。3）组件的电池上表面颜色均匀一致，无机械损伤，焊点无氧化斑。4）组件的每片电池与互连条排列整齐，组件的框架整洁无腐蚀斑点。5）在标准条件下（即：大气质量AM=1.5，标准光强E=1000W/m2，温度为25±1℃，在测试周期内光照面上的辐照不均匀性≤±5%），太阳电池组件的实际输出功率均大于标称功率。6）太阳电池片的效率≥17.75%，组件效率≥15.00%。7）光伏电池组件具有较高的功率/面积比，功率与面积比=144W/m2。功率与质量比=11.6W/Kg，填充因子FF≥0.7。8）组件第一年内功率的衰减5%，使用10年输出功率下降不超过使用前的10%；组件使用25年输出功率下降不超过使用前的20%。9）组件使用寿命不低于25年。10）太阳能电池组件强度通过IEC61215光伏电池的测试标准10.17节中钢球坠落实验的测试要求。并满足以下要求：撞击后无如下严重外观缺陷：破碎、开裂、弯曲、不规整或损伤的外表面；9某个电池的一条裂纹，其延伸可能导致组件减少该电池面积10%以上；在组件边缘和任何一部分电路之间形成连续的气泡或脱层通道；表面机械完整性，导致组件的安装和/或工作都受到影响。标准测试条件下最大输出功率的衰减不超过实验前的5%。绝缘电阻应满足初始实验的同样要求。11）太阳能电池组件防护等级IP65。12）连接盒采用满足IEC标准的电气连接，采用工业防水耐温快速接插，防紫外线阻燃电缆。13）1组件的封层中没有气泡或脱层在某一片电池与组件边缘形成一个通路，气泡或脱层的几何尺寸和个数符合IEC61215规定。14）组件在外加直流电压2000V时，保持1分钟，无击穿、闪络现象。15）绝缘性能：对组件施加500V的直流电压，测量其绝缘电阻应不小于200MΩ。16）组件采用EVA、玻璃等层压封装，EVA的交联度大于65％，EVA与玻璃的剥离强度大于30N/cm2。EVA与组件背板剥离强度大于15N/cm2。17）光伏电池受光面有较好的自洁能力；表面抗腐蚀、抗磨损能力满足IEC61215要求。18）边框与电池片之间应有足够距离，确保组件的绝缘、抗湿性和寿命。1019）为保证光伏电池组件及整个发电系统安全可靠运行，提供光伏电池组件有效的防雷接地措施。20）组件背面统一地方粘贴产品标签，标签上注明产品商标、规格、型号及产品参数，标签保证能够抵抗二十年以上的自然环境的侵害而不脱落、标签上的字迹不会被轻易抹掉。21）产品包装符合相应国标要求，外包装坚固，内部对组件有牢靠的加固措施及防撞措施。全包装箱在箱面上标出中心位置、装卸方式、储运注意标识等内容。（3)内部结构光伏电池组件内部结构见下图。11（4)特性曲线图光伏电池组件特性曲线（I-V）见下图。（5)尺寸图光伏电池组件尺寸见下图。12（6)太阳能电池组件参数编号项目技术参数与规格1电池片单晶硅125*1252型号190Wp3尺寸结构1590*808*42重量15.5kg4在AM1.5、1000W/m2的辐照度、25°C的电池温度下的峰值参数4.1标准功率190Wp4.2峰值电压36.92V4.3峰值电流5.15A4.4短路电流5.56A4.5开路电压44.31V4.6最大系统电压1000V5温度系数5.1峰值功率温度系数-0.528%/K5.2短路电流温度系数0.074%/K5.3开路电压温度系数-0.356%/K6温度范围-40℃～+80℃7功率误差范围±3％8表面最大承压2400Pa9承受冰雹直径25mm的冰球，冲击试验速度23m/s10接线盒类型防护等级IP65连接线长度970mm132.1.2、电池组件方阵安装角度的选择太阳能电池组件安装角度会对其发电量产生较大的影响。为了增加光伏电站的年发电量和建筑一体化的美观为更好的融入建筑的设计理念，电池板应朝向正南方向，并与地平面保持一定40度夹角，相关计算如下：倾斜面光伏阵列表面的太阳辐射量：计算日辐射量的公式:Rβ=S×[sin(α-β)/sinα]+D式中;Rβ—倾斜方阵面上的太阳总辐射量D—散射辐射量,假定D与斜面倾角无关;S—水平面上的太阳直接辐射量β—方阵倾角α—中午时分的太阳高度角.对于北半球地理纬度=Φ的地区,α与太阳赤纬角δ的关系如下:α=90°-φ+δ其中,δ=23.45*sin[360*(284+N)/365](度)；N为一年中某日的日期序号，如1月1日的N=1,