20170803結(jié)題匯報-太陽能光伏可行性

上海市校園太陽能光伏發(fā)電可行性研究上海交通大學(xué)二〇一七年十二月二十日上海市2016年節(jié)能減排專項課題結(jié)題匯報研究背景Part1研究進(jìn)展Part2研究結(jié)論Part31、政策支撐研究背景分布式光伏的國家及地市政策-國家政策內(nèi)容涉及光伏工程補貼、發(fā)票開具、消納模式，流程簡化，鼓勵規(guī)模應(yīng)用，金融支持，與扶貧結(jié)合等各個方面1、政策支撐這有利于分布式發(fā)電開發(fā)更多的業(yè)務(wù)模式以及提高電站運營的收益率。以此來鼓勵和推進(jìn)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)工程的開展。解讀如下：〔1〕分布式光伏發(fā)電實行“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的運營模式；〔2〕鼓勵工程投資經(jīng)營主體與同一供電區(qū)內(nèi)的電力用戶在電網(wǎng)企業(yè)配合下以多種方式實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電就近消納。余電上網(wǎng)局部可向該供電區(qū)內(nèi)其他電力用戶直接售電；〔3〕享受電量補貼政策〔按0.42元/度實行全電量補貼〕的分布式光伏發(fā)電工程，由電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)向工程單位按月轉(zhuǎn)付國家補貼資金，按月結(jié)算余電上網(wǎng)電量電費。研究背景2、研究意義研究背景建筑能耗的大幅增長能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展可再生能源技術(shù)的開發(fā)與推廣經(jīng)濟(jì)性環(huán)保性技術(shù)應(yīng)用：技術(shù)可推廣、可復(fù)制建設(shè)周期短投資風(fēng)險小靠近用戶側(cè)安裝能夠?qū)崿F(xiàn)就近供電投資回報率高等優(yōu)勢裝機(jī)容量靈活配置學(xué)校資源：資源較為豐富：屋頂、操場、校園空地等能耗的剛性增長3、工程根底

自2013年以來隨著分布式光伏發(fā)電工程國家補貼優(yōu)惠政策以及發(fā)改委等各部門專項的支持，局部高校通過專項申報及學(xué)校自籌配套等方式，陸續(xù)開展了局部太陽能光伏發(fā)電工程。工程在技術(shù)運用、運營模式等方面存在多樣性，在初期調(diào)研時可提供較全面的素材。研究背景1)、上海交通大學(xué)2012年在圖文信息樓屋頂建設(shè)了裝機(jī)容量為70kWp的分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2)、上海交通大學(xué)2014年在閔行校區(qū)東上院屋頂建設(shè)了裝機(jī)容量為99kWp的分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)3)、上海大學(xué)文武樓建設(shè)了6kWp分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)4)、上海電力學(xué)院電力科技園建設(shè)了10kWp分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)5)、上海杉達(dá)學(xué)院的體育館2015年擬建設(shè)22kWp分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)6)、上海財經(jīng)大學(xué)的學(xué)生中心擬建設(shè)80kWp分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)7)、復(fù)旦大學(xué)第二、第三教學(xué)樓擬建設(shè)170kWp分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)這些應(yīng)用對系統(tǒng)的相關(guān)運行數(shù)據(jù)有了一定的積累，為開展上海地區(qū)高校實施分布式光伏發(fā)電工程的可行性分析提供有效的數(shù)據(jù)根底。4、團(tuán)隊根底

研究背景

本課題的技術(shù)支撐團(tuán)隊為上海交大低碳綠色校園研究中心和智能電網(wǎng)中心。兩個中心同樣擁有雄厚的技術(shù)條件和先進(jìn)的測試儀器，已經(jīng)成為上海交大面向工業(yè)企業(yè)、建筑、民生等行業(yè)的綜合節(jié)能評估及節(jié)能技術(shù)推廣平臺。5、研究內(nèi)容

上海市校園屋頂資源及安裝條件調(diào)查通過現(xiàn)場考察的方式，圍繞上海市校園建筑用戶屋頂面積、結(jié)構(gòu)等資源條件以及用戶的用電特點、電價等客觀情況，排摸上海市校園潛在的可應(yīng)用資源。校園光伏應(yīng)用的技術(shù)分析從系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計的角度分析，主要包括發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)兩大塊內(nèi)容。針對高校屋頂資源相比照較分散、單體可利用規(guī)模小的特點，擬從光伏發(fā)電組件的選擇、逆變單元的配置、并網(wǎng)接入方式、運行系統(tǒng)等方面，以工程示點示范為切入口，研究太陽能光伏系統(tǒng)在上海校園的技術(shù)組合方案。(--分布式光伏發(fā)電工程管理暫行方法國能新能〔2013〕433號〕以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施)研究背景研究背景

4、應(yīng)用效果分析與推廣上海年均日照處于2000H/Y，且有微減趨勢〔霧霾和溫室效應(yīng)〕。四季中，夏季可達(dá)700H/Y，其他三季根本均分。5、研究內(nèi)容校園光伏工程運營模式分析工程的營模式有多種，包括合同能源管理方式(電價優(yōu)惠、屋頂租賃等)、市場化采購?fù)耆獍龋Y(jié)合國家政策和學(xué)校的科研、生活、管理、技術(shù)等實際以及現(xiàn)場場地等資源對不同運行模式的節(jié)能量、經(jīng)濟(jì)和社會效益分析典型應(yīng)用分析通過太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在上海地區(qū)校園的試點應(yīng)用案例，開展應(yīng)用效果分析和環(huán)境評價三、2016年10月25日－2017年8月10日二、2016年7月25日－2016年10月25日一、2015年6月15日－2016年7月25日研究背景

研究方案：前期調(diào)研；現(xiàn)有資源調(diào)查；數(shù)據(jù)比照、實例分析；編制文件、結(jié)題驗收研究背景Part1研究進(jìn)展Part2研究結(jié)論Part3學(xué)校名稱占地面積（畝）屋頂面積（萬平米）可裝機(jī)容量（kW）學(xué)校名稱占地面積（畝）屋頂面積（萬平米）可裝機(jī)容量（kW）1上海交通大學(xué)533220.0512997.2514上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院12004.512925.112同濟(jì)大學(xué)400015.049750.3815上海政法大學(xué)10784.052627.733復(fù)旦大學(xué)347613.078473.0816上海電力學(xué)院9243.472252.344華東師范大學(xué)310011.657556.5417上海外國語大學(xué)8673.262113.395上海大學(xué)300011.287312.7818上海財經(jīng)大學(xué)7482.811823.326上海師范大學(xué)270010.156581.5019上海對外貿(mào)易學(xué)院7002.631706.327華東理工大學(xué)26409.926435.2520上海第二工業(yè)大學(xué)7002.631706.328東華大學(xué)20007.524875.1921上海金融學(xué)院6752.541645.389上海海事大學(xué)20007.524875.1922上海中醫(yī)藥大學(xué)6002.261462.5610上海理工大學(xué)19607.374777.6823上海體育學(xué)院5952.241450.3711上海海洋大學(xué)16006.023900.1524上海電機(jī)學(xué)院5291.991289.4912華東政法大學(xué)13004.893168.8725上海立信會計學(xué)院5001.881218.8013上海工程技術(shù)大學(xué)12004.512925.1126上海商學(xué)院3201.20780.03

總計43744164.46106630.11研究進(jìn)展1、上海高校光伏應(yīng)用的條件分析上海市局部高?？捎梦蓓斮Y源調(diào)研研究進(jìn)展1、上海高校光伏應(yīng)用的條件分析上海市高校屋頂資源特點儲備量豐富據(jù)不完全統(tǒng)計達(dá)164.46萬平方資源分布區(qū)域化建筑設(shè)計的水平建筑文化的需求城市發(fā)展的規(guī)劃建設(shè)程度屋頂形式多樣各學(xué)校建筑的年代參差不齊荷載設(shè)計情況不一研究進(jìn)展1、上海高校光伏應(yīng)用的條件分析上海市高校能耗特點某典型高校用能占比能源需求量比一般住宅、公共建筑高出很多高校建筑特點功能復(fù)雜、類型多樣用能人數(shù)多流動性大使用周期長研究進(jìn)展1、上海高校光伏應(yīng)用的條件分析上海市高校能耗特點照明耗能高取暖、制冷能耗大浪費行為嚴(yán)重上海高校建設(shè)面積統(tǒng)計，樣本數(shù)74研究進(jìn)展1、上海高校光伏應(yīng)用的條件分析應(yīng)用優(yōu)勢分析校園規(guī)劃科學(xué)選址合理分區(qū)空間資源建筑設(shè)計屋面布置建筑結(jié)構(gòu)建筑用能調(diào)峰穩(wěn)壓降低負(fù)荷研究進(jìn)展2、高校光伏發(fā)電的方案設(shè)計光伏并網(wǎng)設(shè)計寒暑假期間光伏電力并網(wǎng)設(shè)計暑假期間電池蓄能設(shè)計采用防逆流裝置能源互聯(lián)網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)防止逆流采用合理的儲能系統(tǒng)具有充足的變壓器容量保證具有適宜的地形條件研究進(jìn)展2、高校光伏發(fā)電的方案設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計獨立根底式

工程塑料固定在混凝土屋面上研究進(jìn)展2、高校光伏發(fā)電的方案設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計條形根底式負(fù)重根底式全鋼可調(diào)式網(wǎng)基式導(dǎo)流板研究進(jìn)展2、高校光伏發(fā)電的方案設(shè)計光伏系統(tǒng)比照分析

并網(wǎng)光伏系統(tǒng)離網(wǎng)光伏系統(tǒng)混合供電系統(tǒng)初始成本最低高高運行成本低高高備用電池（蓄電池）無有有維護(hù)幾乎免維護(hù)需要維護(hù)維護(hù)較多負(fù)載匹配較好差較好噪聲無無有污染無有有研究進(jìn)展3、運營模式分析可持續(xù)性分析光伏系統(tǒng)的潛在能耗：光伏系統(tǒng)在整個生命周期內(nèi)所需的能量制造過程、運輸過程和安裝過程所需要的能量硅提純和生產(chǎn)所需要的能量硅錠的切片過程所需的能量Es光伏組件安裝過程的能耗將光伏組件從生產(chǎn)地運輸?shù)桨惭b地所需要的能量光伏組回收過程所需要的能耗影響因素系統(tǒng)所在地的位置系統(tǒng)的設(shè)計形式光伏組件的安裝形式光伏電池的類型系統(tǒng)是否并網(wǎng)系統(tǒng)的運行和監(jiān)控系統(tǒng)的改建和安裝形式生產(chǎn)光伏組件所需的能量生產(chǎn)光伏系統(tǒng)配件所需要的能量研究進(jìn)展3、運營模式分析運營模式分類合同能源管理EMC：第三方投建，采用“就地消納、余電上網(wǎng)”方式與電網(wǎng)結(jié)算。以節(jié)省電費的方式享受電網(wǎng)銷售電價的折扣，投資者按全電量獲得政府補貼，同時享受一部分光伏發(fā)電收益。在這種運營模式里，第三方投資者某種程度上充當(dāng)售電公司的角色，在擬定的電改方案中，未來將進(jìn)一步放開售電側(cè)，引入多主體參與競爭，合同能源管理的第三方投資者，作為供電服務(wù)商，具有成為售電主體的天然優(yōu)勢，未來具有巨大的發(fā)展空間。租賃由業(yè)主提供屋頂、公共設(shè)施等資源，投資者利用業(yè)主提供的場地建設(shè)光伏系統(tǒng)，由投資者向業(yè)主支付場地租金。這種模式中，投資者獲得光伏發(fā)電收益，而業(yè)主獲得租金收益。這種模式主要用于業(yè)主擁有場地資源而不準(zhǔn)備自己建設(shè)光伏系統(tǒng)，投資者具有光伏系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗而缺少場地資源的情形。在此模式下，投資者所獲光伏發(fā)電收益，既可為“發(fā)電量全額上網(wǎng)”收益，又可為“發(fā)電量就近使用、余電上網(wǎng)”收益自發(fā)自用模式用戶自己投資建設(shè)分布式光伏電源，直接獲得光伏發(fā)電的所有收益。這種模式下電力用戶既可采取光伏電源發(fā)電量全額上網(wǎng)的方式，獲取收益；又可采取發(fā)電量優(yōu)先自用，多余電量上網(wǎng)，不足電量由電網(wǎng)提供的方式，獲取收益。這些由用戶自己投資的項目主要靠政府補貼和節(jié)省電費收回投資成本研究進(jìn)展電網(wǎng)結(jié)算方式分類3、運營模式分析全額上網(wǎng)結(jié)算所發(fā)電量全部送入公共電網(wǎng)供電企業(yè)根據(jù)當(dāng)?shù)毓夥l(fā)電標(biāo)桿電價負(fù)責(zé)全額收購光伏電源所發(fā)電量就近使用余電上網(wǎng)所發(fā)電力主要由附近電力用戶自己使用，多余電量接入電網(wǎng)發(fā)電企業(yè)能夠按分布式光伏電源所發(fā)全電量獲得政府的度電補貼研究進(jìn)展3、運營模式分析不同運營模式和結(jié)算方式比照投資模式業(yè)主收益投資方收益全額上網(wǎng)自發(fā)自用、余電上網(wǎng)全額上網(wǎng)自發(fā)自用、余電上網(wǎng)合同能源管理實時用電量*折扣電價/自發(fā)自用電量*（國家補貼+當(dāng)?shù)匮a貼）+余電上網(wǎng)電量*（當(dāng)?shù)孛摿蛎簶?biāo)桿上網(wǎng)電價）租賃模式屋頂可利用面積*每平方米年租金系統(tǒng)發(fā)電量*光伏標(biāo)桿上網(wǎng)電價－租金自發(fā)自用電量*（國家補貼+當(dāng)?shù)匮a貼）+余電上網(wǎng)電量*（當(dāng)?shù)孛摿蛎簶?biāo)桿上網(wǎng)電價）－租金自投自建發(fā)電量*光伏標(biāo)桿上網(wǎng)電價自發(fā)自用電量*（國家補貼+當(dāng)?shù)匮a貼）+余電上網(wǎng)電量*（當(dāng)?shù)孛摿蛎簶?biāo)桿上網(wǎng)電價）//研究進(jìn)展4、典型案例工程地概況地理環(huán)境太陽能資源上海－四類地區(qū)系統(tǒng)設(shè)計：分布式光伏發(fā)電靠近用戶側(cè)安裝，并網(wǎng)等級380V，實現(xiàn)就近供電。校區(qū)內(nèi)負(fù)載較多，導(dǎo)致校區(qū)用電負(fù)荷較大，根據(jù)分布式光伏年出力計算，分布式光伏與電力負(fù)荷完全匹配，分布式光伏出力可以被電力用戶完全消納，電力用戶自發(fā)自用比例根本到達(dá)100%。設(shè)計原那么：自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調(diào)節(jié)研究進(jìn)展4、典型案例工程概況研究進(jìn)展4、典型案例效益分析－以240kW分布式系統(tǒng)為例系統(tǒng)參數(shù)：安裝方式：屋頂〔平屋頂〕組件排布：縱向/橫向屋頂面積：4-8k㎡〔與安裝方式及系統(tǒng)所處緯度有關(guān)〕風(fēng)載：0.5KN/㎡雪載：0.3KN/㎡設(shè)備安裝重量：25-30KG/㎡〔與安裝方式及系統(tǒng)所處緯度有關(guān)〕工作溫度：-45℃—+85℃并網(wǎng)點額定電壓：380V~35KV三相系統(tǒng)并網(wǎng)點額定頻率：50HZ研究進(jìn)展4、典型案例效益分析－以240kW分布式系統(tǒng)為例發(fā)電量計算：系統(tǒng)的總效率:η=η1×η2×η3=85%×95%×95%=77%η1：光伏陳列效率，取85%η2：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，查手冊95%η3：輸出供配電網(wǎng)傳輸效率，取95%發(fā)電量：預(yù)計發(fā)電能力衰減率10年不低于10%，20年不低于20% q=240KW×3.8H/d×365d×77%=25.63萬KWH25年總發(fā)電量：Q=25.63萬KW.H×25=641萬KWH研究進(jìn)展4、典型案例國家總發(fā)電量補貼：0.42元/度；上海高校前五年0.55元/度投資本錢：①0.1~0.5MW〔100~500千瓦〕以下7.0元/瓦②0.1MW〔100千瓦〕以下7.5元/瓦，規(guī)模越小造價越高當(dāng)前240kw光伏發(fā)電建設(shè)本錢為240k*7.5=180萬。如學(xué)校投資一般5年以內(nèi)收回本錢。凈額入電網(wǎng)補貼總發(fā)電量補貼自用電費總收益0.641元/度0.42元/度0.55元/度系統(tǒng)總發(fā)電量25.63萬度25.63萬度×0.42元/度=10.76萬元25.63萬度×0.641元/度=16.43萬元25.63萬度×0.55元/度==14.1萬元〔前五年上海節(jié)能專項〕總收益：41.29萬/年效益分析－以240kW分布式系統(tǒng)為例*240KW25.63萬度76.89噸199.9噸1.69噸0.77噸研究進(jìn)展4、典型案例效益分析－以240kW分布式系統(tǒng)為例研究進(jìn)展校園分布式光伏工程并網(wǎng)申請流程4、典型案例研究進(jìn)展分布式光伏發(fā)電工程申請表分布式光伏發(fā)電工程并網(wǎng)驗收意見單4、典型案例校園分布式光伏工程并網(wǎng)申請流程研究背景Part1研究進(jìn)展Part2研究結(jié)論Part31、上海高校屋面儲藏資源和學(xué)校用能情況

研究結(jié)論2、高校光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計上海高校用能具有建筑能耗高、公共用能凸顯等能耗問題，同時高校具有巨大屋面資源。光伏電站的建設(shè)依托學(xué)校借助規(guī)劃