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1、厂房屋顶IMW分布式光伏发电项目可行性研究报告批准:审核:校核:编写:目录1综合说明11.1 概述11.2 太阳能资源21.3 工程任务和规模21.4 总体方案设计与发电量计算21.5 电气设计31.6 消防设计41.7 土建工程设计41.8 施工组织设计41.9 环境保护和水土保持设计51.10 劳动安全与工业卫生51.11 节能降耗51.12 工程投资估算61.13 财务评价与社会效果分析62太阳能资源82.1 区域太阳能资源分析82.2 项目所在地气象条件92.3 太阳能资源分析112.4 太阳能资源评价结论143工程地质153.1 地理地貌153.2 场地工程地质条件154工程任务和规
2、模164.1 工程任务164.2 工程建设必要性164.3 工程规模185光伏系统总体方案设计及发电量计算195.1 项目总体概貌195.2 光伏组件选型195.3 逆变器选型245.4 光伏组件串并联数265.6 方阵布置方式275.8 光伏电站设计方案的优点285.9 发电量计算286电气设计316.1 设计依据316.2 分布式电源接入方案316.3 电站主接线326.4 短路电流计算336.5 组串式并网逆变器336.6 电气设备的组成、布置及电缆敷设336.7 电气设备的选择346.8 过电压保护防雷及接地346.9 照明356.10 光伏电站监控系统356.11 系统通信357消防
3、设计367.1 工程概况和设计依据及原则367.2 消防总体设计方案367.3 建筑消防设计377.4 消防车道设计377.5 建筑灭火器设计378土建工程388.1 站址条件388.2 总平面布置388.3 土建工程设计399施工组织设计429.1 施工条件429.2 施工总布置429.3 施工进度控制4410工程管理设计4610.1 工程建设管理4610.2 工程运营管理46H环境物与水土保持设计4711.1 环境影响分析4711.2 环境影响结论及建议4812劳动安全与工业卫生4912.1 依据、任务与目的4912.2 防火、防爆5012.3 防暑、防寒5012.4 防毒、防化学伤害50
4、12.5 防电伤、防机械伤害和其他伤害5013节能降耗分析5113.1 节能规范5113.2 节能措施和效果5113.3 结论及建议5214工程设计概算5314.1 编制原则及依据5315财务评价与社会效果分析5614.2 概述5614.3 财务评价5614.4 社会效果评价5816结论60第一章综合说明1综合说明1.1 概述1.1.1 项目背景本工程光伏电站建设地点位于天津市某有限公司厂内，利用生产车间厂房屋顶进行光伏电站建设，建设规模为IMW。光伏组件布置于生产车间屋面，布置方式为平铺，安装角度与屋面找坡角度一致。设计时需避开屋面设计的采光带、高建筑物遮挡区、通风器等遮挡区及弱荷载区，光伏
5、组件由南至北方向成组并列平行布置，组与组之间设置检修步道。通过对该区域电网、电力负荷、建筑物荷载、屋顶可供利用面积等情况进行了多次调研和统计分析，确定建设自发自用、余电上网的分布式光伏发电项目，设计安装容量1MW,按分布式光伏发电项目的相关要求编制了项目实施方案。本项目拟利用的建筑物结构形式为门式钢架结构。对于门型钢架结构，屋面为彩钢压型钢板屋面，屋面板型号为角弛In型，设计沿屋面平铺支架，支架采用夹具与屋面的彩钢瓦固定，屋面坡度为5%,组件安装角度约为2.86；通过对既有建筑进行结构安全符合，本项目拟利用的建筑物均能够满足光伏电站的附加荷载，项目的实施具备有利的屋顶条件。根据现场具体情况,我
6、们编制了厂房屋顶IMW光伏发电项目可行性研究报告。本报告研究内容包括：太阳能资源分析、工程地质、工程任务与规模、光伏系统总体方案设计及发电量计算、电气设计、土建设计、施工组织设计、工程管理设计、节能降耗分析、设计概算与财务评价等。1.1.2 地理位置天津是一座有着600多年历史的工商业港口城市，中国近代工业的发源地之一。同时天津也是中国北方最大的沿海开放城市和中国环渤海地区的经济中心，中华人民共和中央直辖市。总面积为11305平方公里，人口100I万。东丽经济开发区地处连接天津市区和天津新港的津塘公路沿线，中心坐标北纬41度、东经117度。据北京120公里，距天津市中心14公里，距天津新港30
7、公里。处于素有“金色走廊”美誉的东丽区的中心位置。开发区交通便利，生态环境良好，基础设施一应俱全，投资环境优越。开发区自1992年成立以来，吸引了来自世界20多个国家和地区的150多家企业来这里投资，通过十多年的发展，这里逐渐成为人口密集、工业发达、市场繁荣、交通便利的综合性经济开发区域。建设地点位于天津市东丽经济开发区三经路22号(天津市某有限公司)，利用其中生产车间屋顶进行光伏电站建设，该厂房屋顶面积均为13100平方米，共可铺设3680块255WP多晶硅光伏组件，建设规模为IMW。1.13 编制原则和依据本报告依据的主要规程、规范为：(各专业相关规程、规范详见各章节)光伏发电工程可行性研
8、究报告编制办法(试行)(GDOo3-2011)光伏电站接入电力系统技术规定(GB/T19964-2005)太阳光伏电源系统安装工程设计规范(CECS84:96)太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范(CECS85:96)建筑防雷设计规范(GB50057-2010)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)建筑地基基础设计规范(GB50007-2012)1.14 阳能资源本工程选用天津气象站作为代表气象站，天津气象站位于东经117.16,北纬39.1。，为国家一般气象站，距离项目所在地较近，具有良好的代表性。本项目可研阶段暂选用天津气象站近30年辐射数据进行太阳能辐射资源分析。经过分析可知
9、项目场址处工程年平均辐射量为5136.84MJZm2,年平均日照时数为2428.33h,根据太阳能资源评估方法(QX/T89-2008)中太阳能资源丰富程度的分级评估方法，该区域的太阳能资源丰富程度属11类区，即“资源很丰富”(50406300MJm2a),能保证项目有较高的发电量，有较好的开发前景。1.15 程任务和规模本项目位于天津市某有限公司，利用其生产车间厂房屋顶建设用户侧光伏电站，所发电量在厂区内消耗，余量上网。根据目前厂房建设规模和建筑耗能情况，确定本项目建设规模为IMW。1.16 体方案设计与发电量计算本项目为分布式屋顶光伏发电项目，光伏组件安装于1座现有厂房屋顶，总安装容量为1
10、MW,采用集中380V并网的设计方案。光伏组件所发直流电经过组串式并网逆变器、交流配电柜输出交流电后经交流电缆接入并网屏，通过并网屏与车间的380V母线连接，所发电量自发自用、余量上网。电站审批完立即开工，预计2个月时间内建设完成。本项目选用255WP多晶硅光伏组件，全面积光电转换效率N15.3%,10年组件功率衰降W10%,25年组件功率衰降W20%。光伏组件依照屋面坡度铺设在厂房屋顶上，组件安装的倾角为3。（东坡、西坡、南坡），方位角为23。本项目选用功率为50kW的组串式组串式并网逆变器17台。光伏组件采用22块串接构成1路光伏组串，9路光伏组串接入1台50kW组串式组串式并网逆变器，逆
11、变器输出380V50Hz交流电，以交流380V电压等级经过交流汇流柜，交流并网柜就近接入附近配电室原有变压器进线柜。根据总装机容量、倾斜面辐照量、系统效率以及光伏组件标称效率衰减等，计算出光伏电站年均发电量为99.59万千瓦时，年均利用小时1061.25h,25年总发电量为0.24亿千瓦时。1.17 气设计1.17.1 气主接线本项目位于天津市某有限公司厂区，光伏组件安装于厂区现有1座厂房建筑物屋顶，总安装容量为IkW,根据各个光伏单元的实际分布情况，拟采用“标准发电单元就近并网”的低压接入方式。光伏电站的接入原有配电装置相关设备等需要根据审批的接入系统报告要求进行改造调整。拟采用50kW标准
12、发电单元组合将直流柜汇集的直流电经逆变隔离后输出，以交流380V电压等级就近接入附近配电室原有变压器进线柜。1.17.2 要电气设备选择1）逆变器：选用17台50kW组串式组串式并网逆变器，逆变器具有防孤岛保护，输出过流保护，输入反接保护，直流浪涌保护，交流浪涌保护等。2）交直流开关柜选用MNS抽屉式开关柜或GGD固定式开关柜3）监控系统本工程监控系统采用逆变器本身的监控功能，可以监视逆变器每一路光伏组件串的电流，电压及发电量等情况，每台组串式逆变器预留RS485通讯接口，通过RS485通讯口至通信柜，通信柜将收集到的数据通过数据采集器及无线终端上传至集中控制室，对整个光伏发电系统进行实时监控
13、、故障报警、电力监测。4）过电压保护防雷及接地为保证电力系统的安全运行和光伏发电及附属设施的安全，光伏电站设有良好的避雷、防雷及接地保护装置。1.17.3 信设计依据国网1781号文国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范，本工程拟采用无线公网的传输模式，在光伏电站侧设置无线采集终端，将光伏电站的信息接入系统，形成光伏电站至系统的通信通道。具体的信息传输方式由经过审批的接入系统报告确定。1.18 防设计本工程消防总体设计采用综合消防技术措施，从防火、监测、报警、控制、灭火、排烟、逃生等各方面入手，力争减少火灾发生的可能，一旦发生也能在短时间内予以扑灭，使火灾损失减少到最低程度，同时确保
14、火灾时人员的安全疏散。本项目为屋面光伏电站，逆变器采用室外箱式成品设备，并网柜等布置于既有建筑的变配电室内，厂区已配置了水消防系统和火灾检测报警系统，本项目依照现行的消防设计规范，在相应位置增配干粉灭火器、火灾报警探测器、充电式应急灯和消防直拨电话等。在屋顶光伏阵列区域分区布置干粉灭火器。1.19 土建工程设计光伏电站建设地点位于天津津玻玻璃有限公司，利用生产车间厂房屋顶进行光伏电站建设，建设规模为IMW。光伏组件布置在厂房屋面，布置方式为沿屋面坡度平铺，安装角度与屋面找坡角度一致。设计时需避开屋面设计的采光带、高建筑物遮挡区、通风器等遮挡区及弱荷载区，光伏组件由南至北方向成组并列平行布置，组
15、与组之间设置检修步道。厂区内与光伏电站相配套的逆变器室可利用厂房内空余空间进行改造，放置逆变器、低压配电屏、直流配电屏、交流配电屏等设备。控制室设置在厂区现有闲置的房间内。电缆沟及设备基础均采用C25混凝土浇筑。L8施工组织设计施工用电、用水直接由原厂区接引，施工所需碎石、砂、水泥等建筑材料，在天津市及其周围地区购进，汽车运输运至施工现场。光伏组件、组串式逆变器、配电屏等设备体积小、重量轻，汽车运输即可满足要求。本项目从核准后至工程竣工总建设工期为2个月。1.9 环境保护和水土保持设计太阳能光伏发电是可再生能源，通过“光生伏打效应将太阳能转换为电能，属于清洁能源发电，不排放任何有害气体。本项目
16、在施工期存在的主要环境影响为施工噪声和扬尘，通过控制作业时间、作业方式，影响范围和强度均可以控制，且施工结束后随之消失。本项目在运行期不产生任何废气、废水和废固，仅产生强度极低的电磁噪声和电磁辐射，对周围环境不会产生危害。本项目不新增占地，建设过程中不存在地表开挖和植被破坏，对生态环境亦无影响。本工程建成后对当地经济发展将起到积极作用，既可以提供新的电源，又不增加环境压力，具有明显的社会效益和环境效益。1.10 劳动安全与工业卫生劳动安全及工业卫生设计遵循国家已经颁布的政策，贯彻落实“安全第一，预防为主的方针，参照水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范(DL50611996)的要求，在设计中结
17、合工程实际，采用先进的技术措施和可靠的防范手段，确保工程投产后符合劳动安全及工业卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。设计着重反映工程投产后，职工及劳动者的人身安全与卫生方面紧密相关的内容，分析生产过程中的危害因素，提出防范措施和对策。劳动安全设计包括防火防爆；防电气伤害；防机械伤害、防坠落伤害、防洪、防淹等内容。工业卫生设计包括防噪声及防振动；采光与照明；防尘、防污、防腐蚀、防毒；防电磁辐射等内容。安全卫生管理包括安全卫生机构设置及人员配备，事故应急救援预案等，在采取了安全防范措施及对生产运行人员的安全教育和培训后，对光伏电站的安全运行提供了良好的生产条件，有助于减少生产人员错误操
18、作而导致安全事故以及由于运行人员处理事故不及时而导致设备损坏和事故的进一步扩大，降低了经济损失，保障了生产的安全运行。1.11 节能降耗本项目采用清洁环保的太阳能建设用户侧光伏并网电站，依托既有建筑物闲置屋顶布置光伏组件，依托既有建筑物变配电室布置电气设备，既充分节约利用了宝贵的土地资源，同时可实现就地发电就地消耗，减少输电线路造成的电能损失。在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，各项设计指标达到国内先进水平，为光伏电站长期经济高效运行奠定了基础，符合国家的产业政策，符合可持续发展战略，节能、节水、环保。本电站建成后预计年发电量99.59万kWh,每年可节约标
19、煤约0.03万3相应每年可减少减少二氧化碳(CO2)约0.1万3二氧化硫(SO2)约29.883氮氧化物(NOx)约14.943具有良好的节能效益、环境效益和社会效益。可见，光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。1.12 工程投资估算工程设计概算参照光伏发电工程可行性研究报告编制办法(试行)(GDoo3-2011)、陆上风电场工程设计概算编制规定及费用标准(NB/T31011-2011)、陆上风电场工程概算定额
20、(NB31010-2011),结合国家、部门及地区现行的有关规定、定额、费率标准进行编制。本概算材料价格按工程所在地近期材料价格进行编制。本工程静态投资约798万元，单位投资8500元/kW；1.13 财务评价与社会效果分析财务评价是在国家现行财税制度和价格体系的基础上，对项目进行财务效益分析，考察项目的盈利能力、清偿能力等财务状况，以判断其在财务上的可行性。本工程财务评价计算期采用26年，其中建设期5个月，生产经营期25年。项目总投资的100%使用资本金(约为798万元)。生产流动资金按每千瓦30元计算，共2.8万元。根据项目特点，本项目为用户侧并网，所发电量采用自发自用余量上网的方式并入电
21、网。根据初步测算，用户侧可全部消纳光伏电量。天津当地脱硫脱硝电价为0.4198元kWh0项目所在地区购电价格为0.8元/kWh(含税)。根据发改价格20131638号文国家发展改革委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知，分布式光伏发电实行全电量补贴，电价补贴标准为0.42元ZkWh(含税)。且对于自用电量免收随电征收的各类基金和附加，以及系统备用容量费和其他相关并网服务费。在上述情况下，测算项目的各项财务指标，项目投资税前财务内部收益率，高于建设项目经济评价方法与参数（第三版）中的项目融资前税前财务基准收益率，项目资本金税后财务内部收益率，高于建设项目经济评价方法与参数（第三版）中的
22、项目资本金税后财务基准收益率。本项目盈利能力尚可，经济上基本可行。第二章太阳能资源2太阳能资源2.1 区域太阳能资源分析2.1.1 我国太阳能资源的地理分布评价某一地区太阳能资源丰富程度，最重要的气象资料是太阳辐射数据和日照小时数。根据太阳能资源评估方法(QXZT89-2008),以太阳能年总辐射量为指标，对太阳能的丰富程度划分为4个等级，如表2.1所示。表2.1太阳能资源丰富程度等级等级资源带号年总辐射量(MJZm2)年总辐射量(kWhm2)平均日辐射量(kWhm2)最丰富带I263002175024.8很丰富带II50406300140017503.84.8丰富带III3780-50401
23、050-14002.93.8一般IV378010502.9我国是太阳能资源相当丰富的国家，年总辐射量在860208OkWh?之间，年直接辐射量在230150OkWh/n?之间，年平均直射比在0.240.73之间，年日照时数在8703570h之间。我国19782007年平均的年总辐射量、年总直接辐射量、直射比年平均值和年总日照时数的空间分布情况如图2.1所示。图2.119782007年平均的太阳能资源空间分布从图中可以看出：新疆东南边缘、西藏大部、青海中西部、甘肃河西走廊西部、内蒙古阿拉善高原及其以西地区构成了太阳能资源“最丰富带”，其中西藏南部和青海格尔木地区是两个高值中心；新疆大部分地区、西
24、藏东部、云南大部、青海东部、四川盆地以西、甘肃中东部、宁夏全部、陕西北部、山西北部、河北西北部、内蒙古中东部至锡林浩特和赤峰一带，是我国太阳能资源“很丰富带中东部和东北的大部分地区都属于太阳能资源的“较丰富带只有以四川盆地为中心，四川省东部、重庆全部、贵州大部、湖南西部等地区属于太阳能资源的“一般带2.2 项目所在地气象条件2.2.1 地理条件天津市某有限公司位于天津市东丽经济开发区三经路22号。本工程场址位于天津市某有限公司生产车间厂房屋顶。图2.3天津东丽区地理位置图2.2.2 气象条件天津地处北温带位于中纬度亚欧大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属温带季风性气候。临近
25、渤海湾，海洋气候对天津的影响比较明显。主要气候特征是，四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪，因此，春末夏初和秋天是到天津旅游的最佳季节。天津的年平均气温约为14,7月最热，月平均温度28；历史最高温度是41.6。1月最冷，月平均温度-2。历史最低温度是-17.8。年平均降水量在360970mm之间。表2.2天津地区基本气象要素统计表项目指标出现时间极端最高气温()41.6极端最低气温(C)-17.8年平均气温(C)14年平均降雨量(mm)360970多年平均风速(ms)4.5多年实测最大风速(In/s)、相应风向29.6、N多年最大冻土深度(
26、cm)60多年最大积雪厚度(Cm)17年平均沙尘天气(d)1.3多年平均雷暴日(d)31.12.2.3 特殊气候影响根据天津地区的气候特点，对光伏电站建设和运行有影响的主要特殊气候有极端气温、大风、雷暴、积雪、沙尘、雾霾。1、温度影响分析该地区多年极端最高气温为41.6C,多年极端最低气温为-17.8C,多年平均气温为14o本项目主要在光伏组件串并联方案、电气设备选择以及系统效率折减等方面考虑温度对整个光伏电站的影响。1)在进行光伏组件串并联方案设计时，要考虑在极端温度下，组件串联后的最大开路电压不能超过组件的最大系统电压，不能超过逆变器的最大允许电压；工作电压要在逆变器工作电压的跟踪范围之内
27、，计算方法见“光伏组件串并联数”。2)光伏组件的设计温度一般为25,温度过高会造成组件输出功率降低，本项目选用多晶硅太阳能光伏组件，其峰值功率的温度系数为0.45C,在计算发电量时充分考虑温度所带来的系统效率的折减。2、风速影响分析项目所在地多年平均风速4.5ms,最大风速为19ms0当光伏组件周围的空气处于流动状态时，可增强组件的强制对流散热，降低光伏组件表面工作温度，从而在一定程度上提高发电量。但由于光伏组件迎风面积较大，当风速过高时，组件支架设计必须考虑风荷载的影响。3、雨、雪天气影响分析雪天气出现时，积雪会覆盖电池组件表面，对电站的发电造成较大影响。本项目固定安装的组件采用沿坡平铺的方
28、案，不利于积雪滑落，实际运行中应在雪天气后及时清理电池组件表面的积雪，使其对发电的影响减低到最小程度。小雨（日降雨量小于IOmm）时对电池组件的发电效率有不利的影响，因为雨量小不足以冲洗组件表面的灰尘反而容易是灰尘淤积成泥，造成发电量的损失，因此，在小雨过后应及时组件避免发电量损失；中雨（日降雨量1025mm）大雨（日降雨量2550mm）暴雨（日降雨量50100mm）可充分清洗组件表面，对发电量的提升是有利的。5月8月为该地区的降水季节，但降水量很小，主要以小雨为主，因此，降水过后应及时清理光伏组件的表面。4、雷暴影响分析项目所在地多年平均雷暴日数为31.1天，雷暴日数较多，属于多雷暴区，是当
29、地常见的自然灾害之一，雷暴主要出现在春季和夏季。光伏阵列支架本身就是金属导体，只要注意突出部位，并将支架与接地网可靠连接,即可达到防雷效果，可保证光伏组件安全。5、沙尘、雾霾天气影响分析沙尘天气、雾霾天气后应及时清理光伏组件，计算整个光伏电站的系统效率时应考虑到大雾天气、沙尘天气对系统效率的折减。总之，本项目将通过设备选型和相关设计技术的优化，将气象因素对光伏电站的负面影响降低到最低程度。2.3 太阳能资源分析2.3.1 辐照数据来源本工程选用天津气象站作为代表气象站，天津气象站位于东经117.16,北纬39.1,为国家一般气象站，距离项目所在地较近，具有良好的代表性。本项目可研阶段暂选用天津
30、气象站近30年辐射数据进行太阳能辐射资源分析。表2.3天津地区近30年平均各月太阳辐射量月份太阳总辐射量直接辐射量直射比月平均气温MJm2kwhm2MJm2kwhm21月68.8247.6835.9129.240.52-3.22月83.4300.2441.8150.480.500.43月124.3447.4861.8222.480.507.14月151.7546.1269.4249.840.4614.75月181651.685.2306.720.4720.36月171.7618.1270.4253.440.4124.57月150.4541.4459.1212.760.3926.78月140.3
31、505.0856.1201.960.4025.89月126.4455.0455.7200.520.4421.210月101363.650.4181.440.5014.011月68.6246.9632.8118.080.485.312月59.3213.4828.5102.60.48-1.3全年1426.95136.84647.12329.560.4513.02.3.2 辐照数据的分析图2.4逐月太阳总辐射量变化统计结果显示，全年总辐射量5136.84MJm2,直接辐射量为2329.56MJn,从年内数据来看，该地区全年的太阳辐射直射比一般，平均值为0.45。2.3.3 日照时数的分析对天津地区近
32、30年平均各月日照时数进行统计，结果如下：表2.4天津逐月平均日照时数表月份日照时数1173.82168.363214.194224.35263.76245.337195.538191.339212.3310198.6311176.3312164.5合计值2428.33平均值202.36图2.5逐月日照时数分布图统计结果显示，该地区的平均年日照时数约2428.33h,月平均日照时数在202.36h,日照时间相对较长。年内变化量来看，与太阳辐射量变化略有不同，春季和秋季为高值期，夏季和冬季为低值期,这是由于7月份和8月份虽然天文可照时数为全年最大时段，但正值该地区为雨季，实际日照时数较小，但晴天
33、时太阳辐射较高，全年此时段的太阳辐射较高；11月-2月为天文可照时数为全年最小时段，太阳辐射也较低。2.4 太阳能资源评价结论1)日照时间长项目所在地工程代表年日照时数达到2428.33h,月平均日照时数在202.36h,日照时间相对较长。2)太阳能资源总量丰富项目所在地年总辐射量为5136.84MJm2,根据太阳能资源评估方法(QXZT89-2008)中太阳能资源丰富程度的分级评估方法，该区域的太阳能资源丰富程度属II类区，即“资源很丰富”(50406300MJm2a),能保证有较高的开发潜力，具备规模化发展太阳能光伏发电的资源条件。3)太阳能资源年内变化稳定，最佳利用时间集中。太阳辐射年内
34、变化趋势为单峰型，季节变化非常明显，以5、6、7月份最大，12月、1月份最小。太阳能直射比全年平均为0.45。日照时数的年内变化与太阳辐射量变化基本相同。综上所述，本项目场址太阳能资源丰富，日照时间较长，年内变化基本趋势稳定，最佳利用时间集中，具备开发建设太阳能光伏发电项目的资源条件。第三章工程地质3工程地质3.1 地理地貌天津地质构造复杂，大部分被新生代沉积物覆盖。地势以平原和洼地为主，北部有低山丘陵，海拔由北向南逐渐下降。北部最高，海拔1052米；东南部最低，海拔3.5米。地貌总轮廓为西北高而东南低。天津有山地、丘陵和平原三种地形，平原约占93%。除北部与燕山南侧接壤之处多为山地外，其余均
35、属冲积平原，蓟县北部山地为海拔千米以下的低山丘陵。靠近山地是由洪积冲积扇组成的倾斜平原，呈扇状分布。倾斜平原往南是冲积平原，东南是滨海平原。3.2 场地工程地质条件本项目为利用既有建筑物屋顶建设光伏电站，既有建筑物设计时已经充分考虑场地工程地址条件，增加光伏组件荷载，经核算，地基承载力及基础满足设计使用要求，具备电站建设条件。根据生产车间厂房原设计图纸，场地地基土层主要由粉土及粉质粘土构成。按其工程地质特性、岩性及埋藏条件，将站址地表下15.0In深度范围内地层自上而下分为6层，分别叙述如下:层耕植土,含有大量植物根系，场区普遍布置;粉土,承载力特征fak=80kPa;粉质粘土,承载力特征fa
36、k=100kPa;粉土,承载力特征fak=l IOkPa;粉质粘土,承载力特征fak=130kPa;粉土,承载力特征fak=150kPa;本区最大冻土深度0.60m。勘察期间各钻孔未见地下水，可不考虑地下水对基础及建筑物的影响。50年一遇基本风压：0.50kNm=地面粗糙度为B类；基本雪压：O.gkN/nf。场地类别为In类，不存在液化性。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g,设计地震分组为第二组。第四章工程任务与规模4工程任务和规模4.1 工程任务厂房屋顶IMW光伏发电项目就以下方面进行论证：派确定项目任务和规模，论证项目开发的必要性及可行性；X对光伏电站太阳能资源进行评估；
37、派初步拟定光伏组件、逆变器型号；派提出光伏组件的布置方案，确定组件安装方式，并预测发电量；派提出技术可行、经济合理的光伏电站主接线方案；派确定光伏组件支架结构型式、与原有屋面的连接型式及荷载的校核计算；派拟定光伏电站定员编制，提出工程管理方案；派进行环境保护和水土保持设计；X拟定劳动安全与工业卫生方案；X编制工程投资估算，项目财务评价和社会效果评价。4.2 工程建设必要性4.2.1 符合天津市建设的“节能、环保、绿色、人性化”原则本项目为屋顶用户侧并网光伏电站，选择光伏与建筑相结合、因地制宜的建设屋顶光伏发电，对充分利用太阳能，节省企业用电成本，起着良好的示范作用，符合天津市“节能、环保、绿色
38、、人性化”的建设原则。光伏发电是目前世界上最先进的可再生能源利用技术，也是未来能源发展的方向。利用工业厂房的屋顶建设光伏发电项目，不占用土地，能够提高土地资源的利用效率，是开发区规划系统性和经济性的具体表现，体现了开发区内企业的一种社会责任和义务，有助于提升开发区政府的社会形象。4.2.2 有助于优化天津市的能源结构单一的电源结构难以满足天津市用电需求和电力系统可持续发展的战略要求，因此，积极地开发利用本地区的太阳能等清洁可再生能源已势在必行、大势所趋，以多元化能源开发的方式满足经济发展的需求是电力发展的长远目标。开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分，我国政府对此十分重视，国家计委、科技
39、部关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知（计基础199944号）、国家经贸委1999年11月25日发布的关于优化电力资源配置，促进公开公平调度的若干意见、1998年1月I日起施行的中华人民共和国节约能源法，2005年2月28日全国人大通过中华人民共和国可再生能源法，并自2006年1月1日起施行，都明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。随着2000年9月1日开始实施中华人民共和国大气污染防治法，对新建、扩建火电厂的污染物排放标准或总量控制的力度逐步加大，新建和改建火电厂成本将大大增加，必将制约天津市火力发电的建设和发展。因此，积极开发利用天津市的可再生能源,替代部分煤电，适当减轻能源对外依靠的
40、压力，对改善天津市的电源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。4.2.3 响应国家号召、支持政府完成“十三五”节能目标“十三五”期间，我国要为完成2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%,到2030年非化石能源占一次能源消费比重达到20%,到2020年单位GDP碳排放要比2005年下降40%-50%,到2030年单位GDP碳排放要比2005年下降60265%的国际承诺低碳目标，并且要为完成联合国气候变化联合声明中提出的我国在2030年左右达到碳排放峰值的中长期低碳发展目标奠定基础，同时要在大气污染防治等环境指标方面取得明显成效。国家能源局在可再生能源发展“十三五”规划中明确，到20
41、20年，力争光伏发电达到150GW（分布式光伏装机70GW,集中式光伏电站装机80GW）,光热发电达到500万千瓦，力争风力发电达到2.5亿千瓦。为进一步推动光伏技术进步与产业转型升级，分布式光伏项目、领跑者计划与光伏扶贫为“十三五”能源发展规划重点目标。4.2.4促进光伏发电与建筑结合的产业发展和应用太阳能光伏发电技术已日趋成熟，是最具可持续发展的可再生能源技术之一。在今后的很长一段时间，太阳光伏发电市场将会有很好的发展前景，成为21世纪后期的主导能源，尤其是并网型光伏发电系统。光伏发电如果与建筑结合将可以有效地减少建筑能耗（建筑能耗大约占总能耗的三分之一）。光伏发电与建筑结合可就地安装，就
42、地发电，就地上网，不需要另外架设输电线路；光伏发电与建筑结合，安装在屋顶或屋面上,不需要额外占地，节省了土地资源；光伏发电没有噪声，没有排放，不消耗任何燃料，不会给人们的生活带来任何不便。因此，根据我国光伏发电技术现状、国外BIPV发电、BAPV发电实践和我国工程特点，应该加大BIPV、BAPV光伏发电关键技术的开发，鼓励通过对引进技术的消化、吸收和再创新，支持企业开发具有一定前瞻性和发展前景好的光伏发电技术，加快具有核心自主知识产权的技术研发和生产应用，促进光伏发电与建筑结合的产业发展和应用。4.2.5国家分布式项目的财政扶持国能新能2014406号国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关
43、政策的通知中指出：鼓励开展多种形式的分布式光伏发电应用。充分利用具备条件的建筑屋顶（含附属空闲场地）资源，鼓励屋顶面积大、用电负荷大、电网供电价格高的开发区和大型工商企业率先开展光伏发电应用。鼓励各级地方政府在国家补贴基础上制定配套财政补贴政策，并且对公共机构、保障性住房和农村适当加大支持力度。鼓励在火车站（含高铁站）、高速公路服务区、飞机场航站楼、大型综合交通枢纽建筑、大型体育场馆和停车场等公共设施系统推广光伏发电，在相关建筑等设施的规划和设计中将光伏发电应用作为重要元素，鼓励大型企业集团对下属企业统一组织建设分布式光伏发电工程。因地制宜利用废弃土地、荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建
44、设就地消纳的分布式光伏电站。鼓励分布式光伏发电与农户扶贫、新农村建设、农业设施相结合，促进农村居民生活改善和农业农村发展。对各类自发自用为主的分布式光伏发电项目，在受到建设规模指标限制时，省级能源主管部门应及时调剂解决或向国家能源局申请追加规模指标。综上所述，天津市建设屋顶光伏发电项目，符合我国21世纪可持续发展能源战略规划，也是保护环境、发展循环经济模式，建设和谐社会的具体体现。同时，对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义。4.3工程规模本项目位于天津市某有限公司，利用其生产车间厂房屋顶建设用户侧光伏电站，所发电量在厂区内消耗，余量上网。根据目前厂房建设规模和建筑耗能情况，
45、确定本项目建设规模为IMW。-第五章光伏系统总体方案设计及发电量计算-5光伏系统总体方案设计及发电量计算5.1 项目总体概貌本工程光伏电站建设地点位于天津市某有限公司厂内，利用生产车间厂房屋顶进行光伏电站建设，建设规模为IMW。根据各个光伏单元的实际分布情况，拟采用“标准发电单元就近并网”的低压接入方式。拟采用50kW组串式逆变器标准发电单元组合，将光伏组件发出的直流电经过逆变隔离后输出，以交流38OV电压等级经过交流汇流柜和并网柜，就近接入附近配电室原有变压器进线柜。所发电量自发自用、余量上网。5.2 光伏组件选型5.2.1 光伏组件的类型太阳能光伏电池从其选用的材料可分为两类：体材料、薄膜材料。体材料电池具有代表性的有：硅电池（包括单晶硅Mono-si多晶硅Multi-si、带状硅RibbOn/Sheet-Si）、化合物电池（神化钱）；薄膜电池具有代表性的有：硅基薄膜电池（非晶硅电池、微晶硅电池）、铜锢硒电池CIS、硝化镉电池CdTe、染料敏化电池等。（1）晶体硅光伏电池单晶硅电池是最早出现、工艺最成熟的太阳能光伏电池，也是光伏组件大规模生产中效率最高的。大规模生产的单晶硅电池效率可达到1624%。由于受硅单晶棒形状的限制，单晶硅电池须做成圆形，对光伏组件布置也有一定影响。多晶硅太阳能电池的生产工艺与单晶硅基本相同,使用了多晶
