300kWp太阳能屋顶
并网光伏电站的建造和分析
浙江省电力公司 池勇
上海卡诺节能环境工程有限公司 王小阵
浙江省电力试验研究院 童杭伟
摘 要: 文章就浙江省电力公司建造的 300kWp并网光伏电站的
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
、 发电系统的组成和监测
保护、建设施工、建设成本、经济效益和社会效益等方面进行了全面的阐述和分析。
关键字: 太阳能 300kWp;屋顶并网光伏电站;施工工艺;效益分析
Construction and Analysis
of 300kWp Solar Roofs On-grid PV Power Station
Chi yong , Wang xiao zhen , Tong hang wei
Abstract: the article introduces and analyses conceptual design, generation system
composition, surveillance protection system, project construction, construction cost, economic
returns and social returns of 300kWp solar roofs on -grid PV power station built by power
company in zhejiang province.
Keywords: solar power, 300kWp, roofs on-grid PV power station, construction technology
process, economic analysis
0 引言
随着煤炭和石油等化石能源的大量消耗,不可
再生能源正面临资源枯竭和环境恶化的双重压力,
全世界能源结构将在本世纪发生根本改变,而以太
阳能为代表的新能源和可再生能源是保护人类赖
以生存的地球生态环境的清洁能源,利用太阳能发
电将成为未来分布式发电的重要组成部分。浙江省
属于日照量四类地区,全年日照时数为1400h~
2200h,年太阳辐射能为1280kWh/m2。因此,在浙
江推广应用太阳能光伏并网发电具有极大的发展
前景。
大、中型太阳能屋顶并网光伏发电系统建设在
城市高层建筑的原有框架式高层建筑上,国内目前
尚无先例,国家电网浙江省电力公司峰值功率为
300kW屋顶太阳能并网光伏电站正是在这样的背
景下建造的,为今后屋顶太阳能光伏发电的推广应
用提供了建设、运行经验以及技术管理
规范
编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载
。
1 工程简介
电站安装于浙江省电力生产调度大楼楼顶。该
大楼是已启用建筑,为框架式高层建筑,位于杭州
市西溪路黄龙路交叉点的东南侧。主楼南北长
138m,东西宽50m,呈长方形,楼顶主屋面(幕墙建
筑除外)标高65.1m,南墙法线方向为南偏东4°。周
围没有任何可能造成阴影的高大建筑,安装屋顶太
阳能光伏发电系统的条件比较合适,大楼屋顶光伏
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SHANGHAI ENERGY CONSERVATION
2009 年第 9 期
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电站外观见图1。
本光伏发电系统采用集中式逆变结构,光伏组
件发出的直流电经逆变器转换成交流后再经升压
变并入10kV高压电网运行。系统由光伏组件方阵、
直流汇流箱、直流组合柜、逆变器、交流组合柜、光
伏发电系统专用配电柜、400V/10kV升压变装置、
数据采集监测系统、远程显示装置等部分组成。系
统设计年发电量为 20年平均每年不少于
290400kWh(杭州),同时对系统运行期间太阳能
电池方阵日射量、电压、电流,逆变器电压、电流、发
电量、运行状态、异常报警等各项参数显示、计量、
统计,通过RS-485接口在远程监控装置上显示、分
析、处理和存储。
2 太阳能光伏系统
2.1 系统原理图
本系统安装完成后,无需专人值守、故障率低、
维护简便。图2为本系统连接原理图。
2.2 系统设计
本系统采用了两家
厂家生产的不同类型的
光伏组件,组件的各项性
能参数见表1。
1)钢结构平台设计
在不损害原建筑物
主体的原则下,光伏系统
钢结构设计以原大楼立
柱为承重受力点,在大楼屋顶顶部空间构建钢结构
平台,平台上搭建三角钢支架,支架上固定有铝合
金导轨,太阳能电池板铺装在铝合金导轨上,建成
后的太阳能电站其强度和刚度具有能够抗12级台
风的能力。
2) 防雷及接地系统设计
由于光伏发电系统安装在高楼屋顶上,易受雷
电击,屋顶上钢结构以及太阳能光伏组件、汇流柜
等均直接与原来屋顶上28个避雷点连接。为了最
大限度安全考虑,并设计了独立光伏发电接地系
统,为尽量减小接地电阻,选用50mm×5mm铜排,
并用瓷绝缘子固定。汇流箱内检测盒的接地、逆变
器、组合柜以及屋顶配电室、低压柜等的接地均接
在光伏发电接地系统上。接地电缆分别由三处从大
楼顶层引入地下接地点,屋顶配电室处有2根
120mm2接地线引至地下配电室的接地网上,其它
二处各用3根120mm2接地线分别引至大楼的专用
接地点上。
由于部分太阳能方阵位于大楼最高点,因此安
装了2根7米高避雷针,设计上充分利用原大楼屋
面防雷装置,把所有屋顶电池组件的钢结构与屋顶
建筑的防雷网相连,以达到防直击雷的目的。屋顶
并网光伏发电系统在组件与逆变器之间加装防雷
厂家 功率
工作
电流
短路
电流
工作
电压
开路
电压
尺寸
无锡
尚德
270W 7.43A 8.04A 35V 44.3V 1956×992×50
宁波
太阳能
175W 4.96A 5.48A 35.2V 44V 1580×808×46
表1 所用太阳能组件技术参数
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接线箱,不仅对屋顶太阳能电池组件起到防雷保护
作用,还为系统的检测、维修提供了方便;在并网接
入控制柜内安装避雷元件,防护从低压配电线侵入
的雷电波及浪涌。
3)保护配置
低压进线断路器配置短路瞬时、短路短延时、
过载长延时、进线侧欠压保护等功能,低压出线断
路器配置短路瞬时、短路短延时、过载长延时、母线
欠压保护等功能。
高压侧断路器上配置南瑞继保电气公司的
RCS-9611A系列微机综合保护和RCS-9658C故
障解列装置,其功能包含相间过流保护、接地故障
保护、过负荷保护、低压解列保护、低周解列保护、
功率方向保护等保护功能及相电压、相电流,线电
压、序电流、序电压、频率、有功功率、无功功率、视
在功率等测量功能并具有数据通讯功能。
升压系统中的综合保护、框架断路器和变压器
温控设备均配备有后台监控系统所需的通讯端口,
支持MOOBUS 、RS485 的通讯规约,如有需要还
能再向上一级传送数据。
计量方式采用高压计量,表计配置为多功能双
向计量表。
2.3 系统特点
系统建造完成后为光伏并网系统的试验研究
提供了一个全面、完善、可扩展的试验研发平台。该
平台具有下列综合功能:光伏组件的气象环境参数
检测、光伏组件串直流电压电流参数检测、逆变器
特性与接入电网参数检测、室内逆变器恒温工作环
境检测、并具有可替换接入国内外不同制造商提供
的各类规格和形式的光伏组件、逆变器接口等的能
力。此外还固定安装了故障录波仪、电能质量分析
仪等监测设备,具有主变录波、直流录波、非电量录
波等黑匣子录波功能;并且具有电能质量监测、扰
动分析、负荷研究、谐波和闪变分析等功能。该试验
平台具有强大的独立数据采集功能和软件支持,可
对不同制造商提供的光伏组件和逆变器在不同使
用环境下,测试其不同负载下的输出特性。整个试
验系统具备实时监测、波形分析、故障分析等功能,
并建立了光伏系统实时运行数据库,结果可通过通
讯输出、打印及全程无线监测。
2.4 独特施工工艺
1)吊装
以立柱为承重受力点安装太阳能板支架,具体实
施
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
是在大楼屋顶顶部空间构建钢结构平台,在平
台上搭建三角钢支架结构,光伏组件通过固定在三角
钢支架上的铝合金导轨进行铺装。受屋顶特殊环境制
约,在地面常规的吊装工作必须考虑到屋顶承重能力
的因素,而且设备材料在吊装到架空层屋顶后,对于
重型设备、材料(如钢梁),涉及到如何进行搬运的问
题。在本项目中,采用了150t移动式吊机在屋顶大面
积、大吨位吊装技术;应用了“分散承载平移法”在高
层建筑框架结构架空层构件的安装技术;使用了高压
铁塔螺栓连接制作法在光伏三角钢支架与主钢梁的
连接技术,减少了大量现场烧焊作业时间,同时又增
加了电站的美观性,这些技术在已启用高层建筑大型
光伏发电系统的安装建设中属于首创。
2)屋顶防水处理
由于光伏组件铺设在高层建筑屋顶,因此屋顶
的防水处理成为施工中一项贯穿始终的重要内容。
通过在屋面铺贴防水卷材、浇钢筋混凝土、批腻子;
对有立柱或钢柱的洞口浇抗渗混凝土、批结构胶
泥、浇抗渗细混凝土,对有立柱或钢柱的铝板浇抗
渗混凝土、批结构胶泥、打耐候结构胶等方法进行
防水施工;并对玻璃幕墙、女儿墙和梁上排水沟进
行专门防水处理。
3 工程建造经济分析
3.1 太阳能光伏发电系统的建造成本构成
本系统投资成本构成主要包括三个方面,一是
太阳能电站的建设成本,二是太阳能电站的经常性
运营成本,三是设备的偶生成本。
建设成本即初期投资成本,具体有发电设备的
购置费用、基础建设费用、设计调试费用等。
经常性运营成本即电站的维护成本,具体有部
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件的更换费用、电站运行维护费用等。
偶生成本主要指逆变器的更换成本。
3.2 光伏系统经济效益分析
本文采用动态平直供电成本作为评价该系统
的经济性指标,分析方法是将发电系统在整个寿命
周期内发生的各项费用全部折现, 再分摊至系统
运行期间内的每一年, 然后除以系统的年发电量,
得到该系统的动态平直供电成本。本系统使用的组
件寿命为20年, 因此采用20年作为经济分析的周
期。
动态平直供电成本=总成本折现值/(年平均发
电量×经济分析周期) =25660000/(300000×20)
=4.27元/kWh
目前杭州市平均民用电价格为0.66元/kWh,
在不考虑环境减排效益的情况下,该光伏电站的发
电成本跟目前的平均民用电价还有一定的距离。考
虑到目前的投资中有一部分是因满足试验要求而
投资的,如果考虑电站是纯发电运作,则去除试验
系统投资后电站动态平直供电成本约为3.78元/
kWh。如果按照2009年财政部等部门联合发布的
补贴政策,(原则上定为20元/W,具体标准要根据
光电与建筑结合程度、光电产品技术先进程度等因
素分类确定),这样的话,动态平直供电成本将会降
到2.11~2.53元/kWh。随着光伏产业的发展,光伏
组件和逆变器的价格会下降,如下降一半,那么动
态平直供电成本将会降到1.47~1.78元/kWh。
3.3 光伏系统社会效益分析
在有条件地区推广使用屋顶太阳能发电系统,
可以产生明显的社会效益。
1) 促进能源多样化
目前可再生能源在总的能源中所占的比例很
低,在1990 ~2000 的10年内, 可再生能源已经是
能源中增长最快的部分(见图3) , 其增长速度远远
大于传统能源的增长, 而预计将来在可再生能源
中增长最快的就是太阳能(见图4) 。太阳能光伏的
广泛和大规模的应用将是解决人类将来面临的能
源问题的重要方式之一。
2)社会效益
近年来,由于屋顶太阳能光伏并网发电具有绿
色环保、不需占用宝贵的土地资源、缓解输电网压
力且比太阳能独立光伏发电成本降低30%左右等
独特的优点,因此国际社会对此十分重视,许多国
家相续制定了本国的屋顶光伏
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
。如美国和欧盟
都制定了百万屋顶光伏计划,即到2010年美国和
欧盟都将有百万屋顶装有光伏组件并网发电。日本
通产省也宣布到2010年光伏发电装机容量达到
5GW,主 要 用 于 屋 顶 光 伏 并 网 系 统 。
浙江电网300kWp太阳能屋顶并网光伏电站建
成后,成为目前浙江省总容量第一的并网光伏电站,
将填补浙江省在大型屋顶并网光伏电站设计和建设
上的空白。300kWp并网光伏电站的建造使得浙江省
电力生产调度大楼屋顶除了具有观赏功能外,还将成
为浙江省高科技普及教育的活教材,对杭州市民的环
保意识、节能意识起到促进作用。
3) 环保效益
浙江电网300kWp太阳能屋顶并网光伏电站
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7 小结
照明是一门涉及电工学、光学、环境学、生理
学、艺术、美学等多学科的综合性科学。光源和灯具
的选择不仅要考虑光效的高低,还要对显色性、色
温、配件损耗、功率因数、浪涌电流、谐波含量以及
工作场所照明的具体要求(如眩光)等多种因素进
行综合考虑。
总之,照明节能,大有可为。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
崇明县部署节能降耗工作抓好四个方面
的年发电能力约为30万kWh,相当于每年可节省标
准煤约115余 t,减排粉尘约1.44t,减排灰渣约
30.3t,减排二氧化碳约180余t,减排二氧化硫约
2.3t,是真正的无污染的绿色能源。
4 结语
太阳能屋顶并网光伏示范电站的建设是一项
具有开拓性的工作。对于电力公司各部门加快制定
光伏电站并网技术要求、申请并网的程序和条件、
光伏电站管理及保证电网安全可靠运行等方面规
范。规定的制订将作出重要贡献。
太阳能高层屋顶并网光伏电站的建造一次性
投入成本较大,其高额成本主要是光电转换系统的
安装建设成本较高。但随着近年来太阳能电池生产
量急剧上升和价格迅速下降,世界各国可再生能源
政策的推动,相信将极大地促进太阳能光伏并网发
电系统的应用。
参考文献:
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能源发电系统发展的政策研究-在中国西部地区
推广"三小电"技术的成本比较与外部效益评价[R]
清华大学.
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状及发展[J].2007
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9月 4日,崇明县经委召开第三季度节能降耗
工作会议,通报了前一阶段县工业系统节能降耗工
作整体情况,并明确下一阶段节能降耗主要工作:
1、健全各单位的节能工作协调机制,从组织上
落实,从制度上保证;各单位定期召开会议,分析本
单位的节能工作情况,掌握本单位节能降耗工作第
一手资料。
2、进一步细化目标任务并分解落实到企业,特
别是对重点能耗企业、规模以上企业,要健全能源
统计制度,准确上报月报、季报、年报,并建立完善
的台帐,各单位每月做好跟踪分析。
3、各单位要将 500吨以上标煤年用能企业列
入本单位重点监管对象,做好跟踪、监测。县经委会
同各乡镇、园区与年耗 5000吨标煤以上企业签订
09年度节能降耗目标责任书,今年目标是万元产
值能耗较去年下降 9%。
4、建立激励机制表彰先进。县级层以上召开总
结表彰会,表彰 09年度节能降耗工作先进单位和
个人,乡镇、园区也要建立奖励机制,把本地区的节
能降耗工作扎实推进。 (县经委)
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