房地產(chǎn)公司商場樓頂光伏系統(tǒng)

1、房地產(chǎn)公司商場樓頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)初步設(shè)計方案2014年4月目錄一、項目概況3二、項目建設(shè)的意義31. 政策驅(qū)動32. 資源優(yōu)勢43. 建設(shè)條件6三、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計簡述6四、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計81. 光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計原則82. 設(shè)計規(guī)范83. 電氣設(shè)計104. 組件安裝支架設(shè)計105. 電氣設(shè)備選型115.1 智能匯流箱115.2直流配電柜(備選)125.3 逆變器125.4 交流配電柜13五、光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟效益分析14六、屋頂荷載設(shè)計所需光伏系統(tǒng)數(shù)據(jù)14七、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備清單15一、 項目概況眾力公司商場樓設(shè)計為五層綜合樓，商場樓總建筑面積25000m2，商場配電設(shè)計采用兩

2、臺800KVA變壓器，根據(jù)平羅房地產(chǎn)公司規(guī)劃，擬在商場樓頂安裝太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，商場樓樓頂建筑面積5000m2，目前該商場建筑施工圖正在深化設(shè)計之中。二、 項目建設(shè)的意義1. 政策驅(qū)動光伏發(fā)電是我國重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，大力推進(jìn)光伏發(fā)電應(yīng)用對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、改善生態(tài)環(huán)境、轉(zhuǎn)變城鄉(xiāng)用能方式具有重大戰(zhàn)略意義。分布式光伏發(fā)電應(yīng)用范圍廣，在城鄉(xiāng)建筑、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、公共設(shè)施等領(lǐng)域都有廣闊應(yīng)用前景，既是推動能源生產(chǎn)和消費革命的重要力量，也是促進(jìn)穩(wěn)增長調(diào)結(jié)構(gòu)促改革惠民生的重要舉措。各地區(qū)要高度重視發(fā)展分布式光伏發(fā)電的重大戰(zhàn)略意義，主動作為，創(chuàng)新機制，全方位推動分布式光伏發(fā)電應(yīng)用。國家發(fā)

3、改委關(guān)于發(fā)揮價格杠桿作用促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知（發(fā)改價格【2013】1638號）：分布式光伏發(fā)電價格 （一）對分布式光伏發(fā)電實行按照全電量補貼的政策，電價補貼標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時0.42元（含稅，下同），通過可再生能源發(fā)展基金予以支付，由電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)付；其中，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)自用有余上網(wǎng)的電量，由電網(wǎng)企業(yè)按照當(dāng)?shù)厝济簷C組標(biāo)桿上網(wǎng)電價收購。 （二）對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)自用電量免收隨電價征收的各類基金和附加，以及系統(tǒng)備用容量費和其他相關(guān)并網(wǎng)服務(wù)費。（三）電網(wǎng)企業(yè)要積極為光伏發(fā)電項目提供必要的并網(wǎng)接入、計量等電網(wǎng)服務(wù)，及時與光伏發(fā)電企業(yè)按規(guī)定結(jié)算電價。同時，要及時計量和審核光伏發(fā)電項目的發(fā)電量與上網(wǎng)電

4、量，并據(jù)此申請電價補貼。2. 資源優(yōu)勢我國太陽能資源非常豐富，理論儲量達(dá)每年17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。根據(jù)氣象部門的調(diào)查、測算：我國太陽能年總輻射量最大值在青藏高原，高達(dá)10100MJ/m2，最小值在四川盆地，僅3300MJ/m2從大興安嶺南麓向西南穿過河套，向南沿青藏高原東側(cè)直至西藏南部，形成一條等值線。此線以西為太陽能豐富地區(qū)，年日照時數(shù)3000h，這是由于這些地區(qū)位處內(nèi)陸，全年氣候干旱、云量稀少所致；此線以東地區(qū)（即我國東北、華北、長江中下游地區(qū)）以四川最小，由此向南、北增加，廣東沿海較大，臺灣和海南西部年日照時數(shù)可達(dá)2400h/a -2600h/a；內(nèi)蒙古東部、華北較大，至東北北部又趨減小

5、。由于豐富區(qū)和較豐富區(qū)占國土面積2/3以上，因而我國是一個太陽能資源豐富的國家，開發(fā)、利用前景看好。 寧夏回族自治區(qū)位于N 3514-N 3923,E10417-E 10739之間，地處中國西部的黃河上游地區(qū)。寧夏東鄰陜西省，西部、北部接內(nèi)蒙古自治區(qū)，南部與甘肅省相連。自古以來就是內(nèi)接中原，西通西域，北連大漠，各民族南來北往頻繁的地區(qū)。寧夏是我國太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，也是我國太陽輻射的高能區(qū)之一，太陽輻射量年均在4950MJ/m2-6100MJ/ m2之間，年均日照小時數(shù)在2250h-3100h之間，在開發(fā)利用太陽能方面有著得天獨厚的優(yōu)越條件一地勢海拔高、陰雨天氣少、日照時間長、輻射強度

6、高、大氣透明度好。寧夏太陽輻射年際變化較穩(wěn)定，因地域不同具有一定的差異，其特點是北部多于南部，年平均太陽輻射量南北相差約1000MJ/ m2，靈武、同心最大，達(dá)6100MJ/ m2以上，全區(qū)平均達(dá)5781MJ/ m2以上。以引黃灌區(qū)和中部干旱帶的鹽池、同心地區(qū)太陽輻射較高且分布均勻，年平均太陽輻射量穩(wěn)定在5860MJ/ m2-6100MJ/ m2之間，是寧夏太陽能資源最豐富的地區(qū)，也是我國太陽輻射的高能區(qū)之一。南部的固原地區(qū)年輻射量相對較少，年平均太陽輻射量在4950MJ/ m2-5640MJ/ m2之間。寧夏6月太陽能分布圖 寧夏12月太陽能分布圖3. 建設(shè)條件本商場基礎(chǔ)已經(jīng)制作完成，主體施

7、工圖正在深化設(shè)計中，因此為本項目的實施提供了方便，我公司積極與設(shè)計院溝通，確定屋面結(jié)構(gòu)，屋頂空調(diào)等設(shè)備的布局以及本項目貨品的重量對商場主體以及商場基礎(chǔ)的影響等，最終經(jīng)設(shè)計院核實，本項目對商場主體和基礎(chǔ)產(chǎn)生的影響微乎其微，可以忽略不計；同時，本項目的預(yù)制基礎(chǔ)可以在商場主體封頂時制作，此舉不僅增加了本項目的穩(wěn)定性，同時也不破壞屋面的防水以及保溫等作用。三、 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計簡述由于該商場正在建設(shè)之中，根據(jù)業(yè)主對樓頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)要求，積極與設(shè)計院溝通，變更屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，屋頂預(yù)留光伏發(fā)電系統(tǒng)支架安裝基礎(chǔ)，基礎(chǔ)前后（南北）間距1.7m，左右（東西）間距3.2m(適用于22塊組件為一組支

8、架)或3.0m(適用于44塊組件為一組支架)，在預(yù)制基礎(chǔ)上安裝鋼結(jié)構(gòu)光伏支架，支架上安裝單片功率為250W的多晶硅光伏電池組件，光伏電池組件規(guī)格尺寸為：1650x990x45mm。光伏電池板安裝傾角36，陣列南北間距7.7m，每個光伏發(fā)電單元安裝電池組件22塊（2*11塊），共計可安裝光伏發(fā)電單元28個。本項目采用16路匯集成1路的光伏智能匯流箱，28個單元經(jīng)兩個光伏智能匯流箱匯流后，形成兩路直流電送入低壓配電室直流配電柜中，直流配電柜接入逆變器中，光伏直流電經(jīng)逆變后輸出0.4KV工頻為50赫茲的三相交流電，然后經(jīng)交流并網(wǎng)開關(guān)柜并入配電室0.4KV低壓母線。每個光伏發(fā)電單元裝機功率5500W，

9、28個發(fā)電單元總裝機容量為154KW。下圖為屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝示意圖：四、 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計1. 光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計原則商場樓頂總建筑面積5000m2，樓頂布設(shè)商場暖通空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)施，每個發(fā)電單元占地面積86m2（東西長11.5*南北寬7.5m），陣列間距7.5m，光伏發(fā)電系統(tǒng)布置時避開屋頂設(shè)施、在避免陰影遮擋的前提下，有效合理利用樓頂面積，盡最大可能多安裝光伏發(fā)電單元。2. 設(shè)計規(guī)范(1) IEC61215 晶體硅光伏組件設(shè)計鑒定和定型 (2) IEC6173O.l 光伏組件的安全性構(gòu)造要求 (3) IEC6173O.2 光伏組件的安全性測試要求 (4) SJ/T11127-1997光伏

10、（PV）發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護(hù)導(dǎo)則 (5) GB/T 19939-2005光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求 (6) GB 6495.1-1996 光伏器件 第1部分: 光伏電流電壓特性的測量 (7) GB 6495.8-2002 光伏器件 第8部分: 光伏器件光譜響應(yīng)的測量(8) GB/T 18210-2000 晶體硅光伏（PV）方陣 I-V特性的現(xiàn)場測量 (9) GB/T 18912-2002 光伏組件鹽霧腐蝕試驗 (10) GB/T 19394-2003 光伏（PV）組件紫外試驗 (11) GB/T 133841992 機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件 (12) GB/T 191-2008 包裝儲運圖示標(biāo)志 (1

11、3) GB/T 14009-1992 太陽能電池組件參數(shù)測量方法； (14) GB/T 9535-1998 地面用晶體硅太陽電池組件設(shè)計鑒定和類型； (15) GB/T 11009-1989 太陽電池光譜響應(yīng)測試方法； (16) GB/T 11010-1989 光譜標(biāo)準(zhǔn)太陽電池； (17) GB/T 11012-1989 太陽電池電性能測試設(shè)備檢驗方法； (18) IEEE 1262-1995 太陽電池組件的測試認(rèn)證規(guī)范； (19) SJ/T 2196-1982 地面用硅太陽電池電性能測試方法； (20)SJ/T 9550.30-1993 地面用晶體硅太陽電池組件 質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)； (21)SJ

12、/T 10173-1991 TDA75 單晶硅太陽電池； (22) DGJ32/J87-2009太陽能光伏與建筑一體化應(yīng)用技術(shù)規(guī)程； 上述標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及規(guī)程僅是本工程的最基本依據(jù)，并未包括實施中所涉及到的所有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程，并且所用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范均應(yīng)為合同簽訂之日為止時的最新版本。3. 電氣設(shè)計采用光伏智能匯流箱16匯1，經(jīng)兩條匯流箱匯流后送低壓配電室集中逆變，后經(jīng)交流并網(wǎng)開關(guān)柜就地并入商場配電0.4KV低壓母線。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣示意圖如下：低壓配電室預(yù)留逆變器、直流開關(guān)柜及交流開關(guān)柜的安裝位置，柜體尺寸900x900x1850mm(寬x深x高)。屋頂預(yù)留電纜井口，光伏系統(tǒng)電纜經(jīng)電纜井敷設(shè)

13、至低壓配電室，后經(jīng)電纜地溝接入直流配電柜。4. 組件安裝支架設(shè)計 組件支架采用光伏電站支架專用型材，立柱U41x62x2.5型材或J60x40x2.5管材、斜梁采用U41x62x2.5型材或J60x40x2.5管材，橫梁采用U41x62x2.5型材，橫梁亦可采用C80x40x15冷彎型材，斜撐采用U41x41x2.0型材或F40x2.0管材，支架強度設(shè)計基本風(fēng)壓取值為0.65MPa，滿足50年一遇的抗風(fēng)強度要求。支架所有零部件及標(biāo)準(zhǔn)件全部采用鍍鋅防腐處理，鍍鋅層厚度大于75微米，滿足25年的使用要求。支架基礎(chǔ)為現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)，預(yù)埋件為U型螺栓，基礎(chǔ)分布形式有兩種，一種是獨立單元基礎(chǔ)，另一種是雙

14、單元基礎(chǔ)，獨立單元基礎(chǔ)為2x4（2行4列）排布，東西向間距為3200mm，本項目一共有八組該單元；雙單元基礎(chǔ)為2x7（2行7列）排布，東西向間距為3000mm，本項目一共有10組該單元?；炷粱A(chǔ)規(guī)格為250x250x300mm，預(yù)埋U型螺栓為16mm，所有基礎(chǔ)上頂面為同一標(biāo)高，混凝土基礎(chǔ)高度根據(jù)屋頂坡度適度調(diào)整，保證基礎(chǔ)頂面同一標(biāo)高，基礎(chǔ)驗收應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范。5. 電氣設(shè)備選型5.1 智能匯流箱為了減少光伏組件與逆變器之間的連接線路，方便維護(hù)，提高可靠性，一般需要在組件和逆變器之間增加匯流箱，規(guī)格如下表：型號(暫定)PVCB-16M最大輸入電壓1000VDC輸入路數(shù)16每路熔絲額

15、定電流10/15A防護(hù)等級IP65環(huán)境溫度/濕度-2560/099%直流總輸出斷路器配備光伏專用防雷模塊配備串列電流檢測配備防雷器失效檢測配備總斷路器斷開檢測配備通訊接口RS485尺寸460x200x590重量20kg5.2直流配電柜(備選)本項目所用直流配電柜主要是將屋頂?shù)膬膳_智能匯流箱輸出的直流電二次匯流，再接入逆變器。本項目所選直流配電柜(暫定)配有直流輸入斷路器、防反二極管、光伏防雷器等，安裝在配電室內(nèi)。5.3 逆變器逆變器是本次電氣設(shè)備里的核心設(shè)備，該設(shè)備主要作用是將直流電逆變成工頻50Hz的交流電，根據(jù)本項目容量以及國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)分布式電源并網(wǎng)相關(guān)意見和規(guī)范（修訂版）的通知附

16、件4的要求，容量在8KW400KW的分布式，可接入380VAC，因此本項目選擇輸出為380VAC的逆變器，。逆變器參數(shù)如下表：型號(暫定)SUNFOREST 150KT輸入(直流側(cè))最大直流輸入功率172KW最大直流輸入電壓1000VDCMPPT電壓范圍450820VDC(啟動電壓為470VDC)輸入路數(shù)4路MPPT跟蹤路數(shù)1最大輸入電流380A輸出(交流側(cè))額定輸出功率150KW最大輸出功率165KW額定輸出電流217A最大輸出電流238A額定電網(wǎng)電壓400VAC允許電網(wǎng)電壓360440VAC電網(wǎng)頻率范圍505Hz功率因數(shù)()0.9(超前)0.9(滯后)電流諧波(THDI)3%(額定輸出功率

17、)系統(tǒng)最大效率97.2%歐洲效率96.5%MPPT效率99.9%工作溫度25+60噪音65dB夜間耗電100W電氣隔離含變壓器冷卻方式風(fēng)冷防護(hù)等級IP20通訊接口RS485尺寸(寬x深x高mm)900x900x1850重量830kg5.4 交流配電柜 交流配電柜主要是通過配電給逆變器提供并網(wǎng)接口，本項目所用配電柜含網(wǎng)側(cè)斷路器、防雷器，配置發(fā)電計量表、逆變器并網(wǎng)接口及交流電壓電流表等裝置。五、 光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟效益分析根據(jù)各大光伏電廠以及理論計算，寧夏本地的太陽能年利用小時數(shù)為1642.5小時。本項目安裝容量為154KW，系統(tǒng)使用效率約為80%，因此本項目年發(fā)電量為：本項目按照分布式光伏發(fā)電設(shè)計

18、，采取“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的原則，然而本商場用電負(fù)荷大，本項目所發(fā)電全部歸商場使用，因此其效益分析如下：年發(fā)電量(kWh)分布式補貼電價(元/kWh)一般工商業(yè)用電電價(元/kWh)年經(jīng)濟效益(萬元)25年總效益(萬元)2023560.420.74723.615590.375本項目總體造價為1463000元整，根據(jù)本項目年收益，收回成本需要146.3/23.615=6.2年，其余18.8年約收益23.615x18.8=443.962萬元。六、 屋頂荷載設(shè)計所需光伏系統(tǒng)數(shù)據(jù)序號名稱數(shù)量總重/kg備注1電池組件224402鋼支架13003混凝土基礎(chǔ)8360C30250x250x300mm合計1100單個基礎(chǔ)受力137七、 光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備清單序號