太陽能光電建筑一體化示范項(xiàng)目的任務(wù)和規(guī)模分析

太陽能光電建筑一體化示范項(xiàng)目的任務(wù)和規(guī)模分析1.1工程總體規(guī)劃及總平面布置某某金屬材料有限公司光伏項(xiàng)目在本公司廠區(qū)內(nèi)，項(xiàng)目布置在了精礦倉、精礦倉二期和20萬噸電解車間的建筑屋頂。屋頂安裝區(qū)域如下圖所示：圖1.1.1精礦倉屋頂電池板安裝圖圖1.1.2精礦倉二期屋頂電池板安裝圖圖1.1.320萬噸電解車間屋頂電池板安裝圖根據(jù)站址總平面布置的特點(diǎn)，本工程將太陽能板布置在廠區(qū)內(nèi)建筑物屋頂上，其中布置太陽能板房頂面積為38000m2。太陽能板采用多晶硅太陽電池組件，單片功率250Wp，共10440片。本工程將太陽能電池板布置在精礦倉、精礦倉二期和20萬噸電解車間房頂，光照條件好，周圍無建筑物遮擋，充分利用廠區(qū)內(nèi)立體空間，集約、節(jié)約用地，降低土地成本，有效實(shí)現(xiàn)光電建筑一體化。太陽能板采用多晶硅太陽電池組件，單片功率250Wp，共10440片。屋頂面積能夠滿足太陽能電池板布置所需要求。根據(jù)建筑為平頂建筑,結(jié)合建筑物屋頂安裝太陽能光伏電池組件宏觀、微觀條件的分析結(jié)果，為了提高項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。太陽能光伏電池組件利用金屬支架固定在屋頂上。為減少屋頂安裝太陽能光伏組件增加荷載，組件支架采用鋼支架。金屬支架鋼構(gòu)件采用熱鍍鋅防腐，設(shè)計(jì)壽命不低于25年。1.2山東電網(wǎng)電力系統(tǒng)概況山東電網(wǎng)共有220千伏及以上變電容量8218萬千伏安，輸電線路17430公里。其中，500千伏變電容量2525萬千伏安，輸電線路3852公里。全省裝機(jī)總?cè)萘?601萬千瓦（其中統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量4351.3萬千瓦，占77.7%）。60萬千瓦及以上機(jī)組容量976萬千瓦，占17.4%；30萬（含）-60萬千瓦機(jī)組容量1647萬千瓦，占29.4%；12.5萬（含）萬千瓦機(jī)組容量1414萬千瓦，占25.2%；10萬千瓦及以下機(jī)組容量1564萬千瓦，占27.9%。山東電網(wǎng)的電力供需形勢存在不確定性。山東電網(wǎng)冬季最高統(tǒng)調(diào)用電負(fù)荷約為3700萬千瓦；夏季高峰負(fù)荷前，全省統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量約為4422萬千瓦。一是機(jī)組臨故修、煤炭庫存及煤質(zhì)差導(dǎo)致的停機(jī)和降出力有可能進(jìn)一步增加；二是因缺煤造成的地方小火電停運(yùn)，導(dǎo)致電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷的增加等。綜合考慮以上因素，夏季高峰負(fù)荷期間，山東電網(wǎng)電力缺口在200萬千瓦-700萬千瓦之間，電力供應(yīng)形勢較為嚴(yán)峻。2009年12月召開的山東省新能源工作會(huì)議中提出：“到2012年，全省新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到400千瓦以上，占電力裝機(jī)的比重超過5%，新能源實(shí)現(xiàn)替代常規(guī)源量1200萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全省能源消費(fèi)的比重提高到4%，新能源產(chǎn)業(yè)增加值突破700億元；到2015年，新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1000千瓦，占電力裝機(jī)的比重超過10%，達(dá)到2000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，新能源產(chǎn)業(yè)增加值突破1000億元；到2020年，新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到2500千瓦，占電力裝機(jī)的比重超過20%，達(dá)到5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，新能源產(chǎn)業(yè)增加值超過2500億元”。本工程開發(fā)利用太陽能發(fā)電，對于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有極為重要的意義，符合國家能源、環(huán)保政策和可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，屬于國家鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。某市“十五”期間生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)工作取得了顯著成就，但也面臨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)高增長和與之相伴的城市化和大規(guī)模資源開發(fā)，給環(huán)境造成極大的壓力，形勢依然嚴(yán)峻。需要以削減二氧化硫排放總量為重點(diǎn)，推進(jìn)大氣污染防治。某是太陽能資源非常豐富的地區(qū)，隨著光伏發(fā)電成本的降低，廣泛實(shí)施太陽能光伏發(fā)電工程將成為未來能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。某玉昊隆新能源有限公司利用某某金屬材料有限公司廠房建筑特點(diǎn)，為了響應(yīng)國家新能源政策，推廣太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，擬在廠房屋頂建立屋頂式太陽能光伏發(fā)電工程。通過對本示范工程業(yè)主用電負(fù)荷情況原始資料的分析，業(yè)主負(fù)荷情況如下：年用電量為4897.6萬千瓦時(shí)，平均日用電量為21079kwh。本光伏示范電站設(shè)計(jì)容量2.6MWp，輸出的電能在低壓用戶側(cè)并網(wǎng)，太陽能發(fā)電單元年均發(fā)電量為324萬千瓦時(shí)，占用電量的6.7%。由于用電負(fù)荷功率大于光伏電站的發(fā)電功率，不足電力仍需由10kV干線電網(wǎng)供給。太陽能電池板所生成的直流電經(jīng)匯線柜、逆變器轉(zhuǎn)化為380V三相交流電，通過交流并網(wǎng)柜與廠房內(nèi)部電網(wǎng)連接，使光伏方陣發(fā)出的電能即時(shí)供給廠房使用。1.3工程建設(shè)的必要性1.1.1太陽能是可再生能源發(fā)展中的首選在眾多的可再生能源中，最理想的是太陽能，它具有普遍、無害、巨大、長久、便捷等明顯優(yōu)點(diǎn)。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽，煤炭、石油、天然氣等化石燃料，也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。未來世界能源，太陽能仍是主力。太陽能是永不枯竭的清潔能源，是21世紀(jì)以后人類可期待的最有希望的能源之一，世界各國政府無不對太陽能利用予以相當(dāng)?shù)闹匾?。我國是世界上太陽能資源最為豐富的國家之一，太陽能年輻照總量超過502萬KJ/m2，每年地表吸收的太陽能約相當(dāng)于17萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。作為綠色清潔能源，太陽能更是具有特殊的環(huán)保優(yōu)勢。近年來人們對太陽能技術(shù)的研制和利用，已顯示了積極有效的作用。這一新型能源的發(fā)展，既可解決人類面臨的能源短缺，又不造成環(huán)境污染。盡管太陽能技術(shù)的成本還較高以及性能還有待進(jìn)一步提高，但隨著太陽能科學(xué)的不斷進(jìn)步，太陽能技術(shù)應(yīng)用愈來愈顯示了誘人的發(fā)展前景?？梢灶A(yù)見，在下個(gè)世紀(jì)，太陽能技術(shù)將扮演更為重要的角色。太陽能是人類取之不盡，用之不竭的可再生能源，也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。圖1.2未來能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化趨勢1.1.2符合可再生能源發(fā)展規(guī)劃和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國之一，也是少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國家之一，在能源生產(chǎn)和消費(fèi)中，煤炭約占商品能源消費(fèi)構(gòu)成的75％，已成為我國大氣污染的主要來源。因此，大力開發(fā)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿刃履茉春涂稍偕茉蠢眉夹g(shù)將成為減少環(huán)境污染的重要措施之一。根據(jù)《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》和《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，我國將通過大力發(fā)展可再生能源，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，到2020年，力爭使可再生能源開發(fā)利用總量在一次能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中的比重提高到15%。今后我國在能源領(lǐng)域?qū)?shí)行的工作重點(diǎn)和主要任務(wù)仍是加快能源工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，努力提高清潔能源開發(fā)生產(chǎn)能力。以光電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能熱水器、大型沼氣工程為重點(diǎn)，以“設(shè)備國產(chǎn)化、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；⑹袌鲆?guī)范化”為目標(biāo)，加快可再生能源開發(fā)。近幾年，國際光伏發(fā)電迅猛發(fā)展，光伏發(fā)電已由補(bǔ)充能源向替代能源過渡，并向并網(wǎng)發(fā)電的方向發(fā)展。2007年底國家發(fā)展和改革委員會(huì)下發(fā)了《關(guān)于開展大型并網(wǎng)光伏示范電站建設(shè)有關(guān)要求的通知》，鼓勵(lì)在寧夏、新疆、西藏、青海、甘肅等太陽能資源豐富地區(qū)開展大型并網(wǎng)光伏電站的建設(shè)工作。屋頂光伏電站既可以利用現(xiàn)有的空間，又可以緩解電力供應(yīng)不足的現(xiàn)狀，有利于增加可再生能源的比例，優(yōu)化系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)，且沒有任何污染，減輕環(huán)保壓力。1.1.3改善能源結(jié)構(gòu)的需要，電網(wǎng)仍以火電為主，火電裝機(jī)比重過大，每年耗用大量燃煤，CO2、SO2等有害氣體的排放不利于環(huán)境保護(hù)，需要改善能源結(jié)構(gòu)。國家要求每個(gè)省常規(guī)能源和再生能源必須保持一定的比例，因此，大力發(fā)展太陽能發(fā)電，將改善能源結(jié)構(gòu)，有利于提高再生能源在系統(tǒng)中的比例。1.1.4改善生態(tài)、保護(hù)環(huán)境的需要保護(hù)與改善人類賴以生存的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是世界各國人民的共同愿望。我國政府已把可持續(xù)發(fā)展作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基本戰(zhàn)略，并采取了一系列重大舉措。合理開發(fā)和節(jié)約使用自然資源，改進(jìn)資源利用方式，調(diào)整資源結(jié)構(gòu)配置，提高資源利用率，都是改善生態(tài)、保護(hù)環(huán)境的有效途徑。太陽能是清潔的、可再生的能源，開發(fā)太陽能符合國家環(huán)保、節(jié)能政策，光伏電站的開發(fā)建設(shè)可有效減少常規(guī)能源尤其是煤炭資源的消耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。1.1.5太陽能與建筑一體化將成為未來建筑節(jié)能市場的亮點(diǎn)本項(xiàng)目所采用的建設(shè)形式為太陽能與建筑一體化。太陽能與建筑一體化是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)與建筑有機(jī)結(jié)合，利用太陽能發(fā)電組件替代建筑物的某些材料，把太陽能的利用納入環(huán)境的總體設(shè)計(jì)，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽能設(shè)施成為建筑的一部分，相互間有機(jī)結(jié)合，消除了傳統(tǒng)太陽能的結(jié)構(gòu)所造成的對建筑的外觀形象的影響。利用太陽能設(shè)施完全取代或部分取代屋頂覆蓋層，減少了成本，提高效益。太陽能發(fā)電系統(tǒng)完全納入建筑體系，成為建筑體系不可分割的一部分，與建筑同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步后期物業(yè)管理。利用太陽能設(shè)施完全取代或部分取代傳統(tǒng)的玻璃幕墻等建筑材料，既避免了重復(fù)建設(shè)，節(jié)約了成本，又可提高附加經(jīng)濟(jì)效益。太陽能屋頂光伏電站的建設(shè)，既有利于增強(qiáng)電力系統(tǒng)抵御戰(zhàn)爭和災(zāi)害的能力，又有利于改善電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡，降低線路損耗，還可起到調(diào)峰作用。近年來國家有關(guān)部門以及地方政府紛紛重視太陽能光伏發(fā)電的推廣利用，出臺了許多鼓勵(lì)政策，加快了太陽能光伏發(fā)電工程化應(yīng)用的步伐。國家能源局2012年9月12日發(fā)布《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，規(guī)劃具體發(fā)展指標(biāo)為：到2015年底，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到2100萬千瓦以上，年發(fā)電量達(dá)到250億千瓦時(shí)。隨著太陽能光伏利用與建筑一體化不斷完善，采用太陽能建筑一體化設(shè)計(jì)的太陽能建筑將來必定成為我國乃至世界今后幾年里建筑業(yè)發(fā)展的主流方向，并從一些試點(diǎn)工程迅速向全國進(jìn)行普及，太陽能建筑一體化的大規(guī)模出現(xiàn)已經(jīng)成為一種時(shí)代的必然。我國光電一體化建筑在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動(dòng)發(fā)展兩種模式下發(fā)展，太陽能與建筑一體化定將成為21世紀(jì)的市場熱點(diǎn)，成為21世紀(jì)建筑節(jié)能市場的亮點(diǎn)。1.4工程建設(shè)規(guī)模光伏電站的規(guī)模主要考慮所在地區(qū)的太陽能資源、光電開發(fā)規(guī)劃、電力系統(tǒng)需求情況、項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)條件等因素。某市處于北溫帶季風(fēng)區(qū)，背陸面海，氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)型大陸型氣候。冬冷夏熱，四季分明。春季干旱多風(fēng)；夏季炎熱多雨，溫高濕大；秋季天高氣爽，晚秋多干旱；冬季干冷，寒風(fēng)頻吹。1978-2007年平均氣溫12.8℃，一月平均氣溫-1.0℃，七月平均氣溫26.6℃，極端最高氣溫41.5℃，多出現(xiàn)在6~7月，極端最低氣溫-21.3℃，多出現(xiàn)在1~2月；全市年平均降水量605.8毫米；無霜期195天。屬太陽能資源較豐富地區(qū)，適合發(fā)展光伏發(fā)電項(xiàng)目。山東電網(wǎng)共有220千伏及以上變電容量8218萬千伏安，輸電線路17430公里。其中，500千伏變電容量2525萬千伏安，輸電線路3852公里。全省裝機(jī)總?cè)萘?601萬千瓦（其中統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量4351.3萬千瓦，占77.7%）。60萬千瓦及以上機(jī)組容量976萬千瓦，占17.4%；30萬（含）-60萬千瓦機(jī)組容量1647萬千瓦，占29.4%；12.5萬（含）萬千瓦機(jī)組容量1414萬千瓦，占25.2%；10萬千瓦及以下機(jī)組容量1564萬千瓦，占27.9%。山東電網(wǎng)的電力供需形勢存在不確定性。山東電網(wǎng)冬季最高統(tǒng)調(diào)用電負(fù)荷約為3700萬千瓦；夏季高峰負(fù)荷前，全省統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量約為4422萬千瓦。一是機(jī)組臨故修、煤炭庫存及煤質(zhì)差導(dǎo)致的停機(jī)和降出力