XX发电集团光伏发电扶贫工程可行性研究报告.doc

宁夏发电集团光伏发电扶贫工程可行性研究报告初步可行性研究阶段宁夏发电集团目录1. 概述31.1工程概况31.2编制依据31.3建设单位31.4 设计范围31.5主要设计原则31.6建设规模及规划容量32.重要意义与必要性32.1国家对太阳能光电建筑应用的政策支持32.2宁夏发电集团光伏发电扶贫工程的必要性33 电力系统33.1 电力系统现状33.2电站与系统连接方案设想33.3花芦村用电负荷现状与未来预测34. 宁夏光能资源34.1区域光资源概况34.2花芦村光资源资料34.3光伏电站光资源计算及评价35装机容量的确定、光伏太阳能板阵选择及发电量估算35.1装机容量及光伏太阳能板选择35.2太阳能光伏方阵单元型式的确定35.3上网电量估算35.4并网逆变器选型与系统设计方案35.5 系统配置36.工程设想36.1 建设地点及条件36.2建设单位36.3工程实施条件和进度37环境保护、节约和合理利用能源37.1环境保护37.2 施工中对环境因素影响及治理措施37.3节约和合理利用能源37.4建议38投资估算及经济效益分析38.1投资估算38.2 经济效益分析39 结论、综合技术经济指标及建议39.1主要结论39.2综合技术经济指标39.3 建议31. 概述1.1工程概况1.1.1 工程背景为贯彻落实可再生能源法，落实国务院节能减排战略部署，加强政策支持，加快推进太阳能光电技术的应用及产业的健康发展，2009年3月23日，财政部颁布了关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见、印发了太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法两个文件。根据文件中关于积极推动太阳能屋顶技术应用、光伏送电下乡、优先支持并网式光伏送电的精神，并结合党的十七大提出要加快建设社会主义新农村精神，落实科学发展观和建设社会主义和谐社会的重大战略部署，宁夏发电集团研究决定，要尽快开展彭阳县花芦村的开发扶贫工程建设即“光伏发电扶贫工程”，目的是解决全村农民脱贫致富问题，加快彭阳县花芦村的社会主义新农村建设的进程。本工程同时符合自治区人民政府关于宁夏塞上农民新居五年建设计划宁政发（2005）16号文件的要求，即实现“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的社会主义新农村的总体目标。本工程的实施，为宁夏地区全面贯彻落实科学发展观，创新宁夏扶贫模式，增加农户收入，提升农村生活品质，推动环境友好型、资源节约型的新型社会主义新农村建设，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的可持续发展道路具有重要的示范意义。同时能够成为自治区扶贫示范项目，对全地区扶贫具有广泛的示范意义。1.1.2工程任务、规模与收益这项工程拟分步实施。在花芦村三个自然村分别进行，每个自然村村安装16.8kWp屋顶并网光伏发电系统，三个自然村共安装50.4 kWp屋顶并网光伏发电系统。每年可发86517.5kWh的电量。屋顶光伏发电系统所发电量除为学校提供用电外，多出电量部分可售给电网部门，取得售电收入。按照目前城乡居民生活用电电价0.4486元/kWh计算，50.4 kWp系统每年可减负或增收38811.8元。按照光伏发电系统使用20年计算，可减负或增收776235元。1.1.3地理及人文情况彭阳县位于宁夏回族自治区东南部边缘，六盘山东麓。西连宁夏原州区，东、南、北环临甘肃省镇原县、平凉市和环县。位于东经106o32'106o58'、北纬35o41'36o17'之间。土地总面积2528.65平方公里，其中耕地面积174.6万亩。建制人口彭阳县现辖3镇9乡，156个行政村，808个村民小组。2005年底，全县总人口25.2万人，其中：农业人口23.2万人，占92%；回族人口7.3万人，占29%；人口密度为100人/平方公里。自然特征彭阳县地处黄土高原中部丘陵沟壑区，地貌类型复杂多样，区域性气候差异明显，为温带半干旱地区，海拔12482418米，年平均气温7.48.5，无霜期140170天，降水量350550毫米。花芦村位于彭阳县城西北方向，西接原州区河川乡，北接交岔乡。全村有花芦、大堡、马河三个自然村，258户1161人，其中回族132户590人。全村土地面积17.5平方公里，耕地388公顷，基本农田2200亩，海拔较高，相对温差大，干旱少雨，无霜期短。1.1.4光能资源宁夏太阳能资源丰富，是我国太阳辐射的高能区之一，平均太阳能资源5781MJ/m2.a，中部干旱带尤为丰富，达6100MJ/m2.a以上。在全国31个省会城市太阳能可利用状况综合排序中，银川排序第三，年日照时间在3017小时以上，仅次于拉萨和呼和浩特。宁夏地区常年干旱少雨，地势平缓，光资源开发条件优越。彭阳县太阳辐射强，日照充足。年平均日照为2882.1-2958.6小时，平均年辐照量为2044 kWh/m2/year，适宜发展太阳能光伏发电工程。示范点1.1.5电价测算投资25.2万元，按14年收回投资计算，电价1 =0.218元/ kWh。投资50.4万元，按14年收回投资计算，电价2 =0.437元/ kWh。1.1.6社会效果分析装机总容量为50.4kWp，每年可为电网提供电量86517.5kWh，与同容量燃煤发电厂相比，以发电标煤煤耗350g/kWh计，每年可节约标煤约30.3吨，相应相应可减排燃煤所产生的SO2约0.64吨，减排NOx约0.15吨，减排温室效应气体CO2约100吨，减排烟尘约7.4吨。1.2编制依据1、中华人民共和国可再生能源法 2005年2月28日颁布；2、关于进一步促进宁夏经济社会发展的若干意见 国发200829号；3、可再生能源中长期发展规划 发改能源20072174号；4、可再生能源“十一五”规划 发改能源2008610号；5、全国农村经济社会发展“十一五”规划 发改农经20071253号；6、关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见 财建2009128号；7、太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法 财建2009129号；8、宁夏回族自治区村庄建设规划编制导则（试行）（2006）9、GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求10、GB/T 19964-2005中华人民共和国国家标准化指导性技术文件 光伏发电站接入电力系统技术规定11、GB/T 20046-2006光伏PV系统电网接口特性12、GB/T 20513-2006光伏系统性能监测 测量、数据交换和分析导则 13、GB50217电力工程电缆设计规范；14、GB50052供配电系统设计规范；15、DL/T621-97交流电气装置的接地；16、DL/T5137-2001电测量及电能计算装置设计技术规程；17、DL/T614-97多功能电度表；18、GB50007-2002建筑地基基础设计规范；1.3建设单位宁夏发电集团1.4 设计范围与建设单位协议，本报告包括以下内容：1）工程必要性、电力系统分析及系统连接要求、光资源分析、装机容量的确定、光伏太阳能板阵选择及发电量估算及有关建筑；2）工程投资估算和经济分析； 属本工程的以下部分，由建设单位另行委托有关部门完成。 1）环境影响评价。 1.5主要设计原则根据国家制定的鼓励新能源项目的建设方针，本可行性研究将遵循以下原则： (1) 大力推广使用清洁能源、节约传统能源、“以需定电”、改善环境污染状况。 (2) 选择最适合的方案、降低工程造价、缩短建设周期，力求较高的经济效益和社会效益。 根据以上原则，在本可行性研究中，采取了以下具体措施： (1) 根据“以需定电”的原则，我们对现有用电负荷及其发展趋势进行了分析。确保该工程实施后有良好运行条件和经济效益。 (2) 在满足系统安全、经济、可靠的运行条件下，系统方案和安装布置进行优化设计。(3) 为提高整个系统的经济性，系统采用太阳能发电并网技术。1.6建设规模及规划容量根据“以需定电”的原则，对宁夏地区农户现有用电负荷的分析计算，以及对未来发展的预测和经济分析比较，确定总装机容量为50.4kWp屋顶光伏并网发电系统。2.重要意义与必要性2.1国家对太阳能光电建筑应用的政策支持为贯彻实施可再生能源法，落实国务院节能减排战略部署，加强政策扶持，加快推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用，2009年3月26日，财政部与建设部共同出台了关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见和太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法。其重要意义在于：1、推动光电建筑应用是促进建筑节能的重要内容；随着我国工业化和城镇化的加快和人民生活水平提高，建筑用能迅速增加。我国太阳能资源丰富，开发利用太阳能是提高可再生能源应用比重，调整能源结构的重要抓手。城乡建设领域是太阳能光电技术应用的主要领域，利用太阳能光电转换技术，解决建筑物、城市广场、道路及偏远地区的照明、景观等用能需求，对替代常规能源，促进建筑节能具有重要意义。 2、推动光电建筑应用是促进我国光电产业健康发展的现实需要。近年来，我国光电产业呈现快速增长态势，目前已经成为世界第一大太阳能电池生产国，有一批具有国际竞争力和国际知名度的光电生产企业，已形成具有规模化、国际化、专业化的产业链条。但目前国内市场需求不足，过度依赖国际市场，加大了市场风险，在一定程度上影响了产业发展。推动光电建筑应用，拓展国内应用市场，将创造稳定的市场需求，促进我国光电产业健康发展。3、推动光电建筑应用是落实扩内需、调结构、保增长的重要着力点。推动光电在城乡建设领域的规模化、专业化应用，可以有效带动高新技术及节能环保领域的资金投入，可以促进建材、化工、冶金、装备制造、电气、建筑安装、咨询服务等多个产业实现调整升级，对于实现产业结构调整，促进经济增长方式转变，扩大就业，具有十分重要的现实意义。2.2宁夏发电集团光伏发电扶贫工程的必要性1、宁夏经济社会发展及全面贯彻落实科学发展观的需要；积极推动太阳能屋顶、光伏送电下乡的精神，结合宁夏地区的实际，开展政府有关部门主导、宁夏发电集团具体实施的“宁夏发电集团光伏发电扶贫工程”，是宁夏经济社会发展及全面贯彻落实科学发展观的需要。这项工程的实施，为宁夏地区全面贯彻落实科学发展观，创新宁夏扶贫模式，增加农户收入，提升农村生活品质，推动环境友好型、资源节约型的新型社会主义新农村建设，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的可持续发展道路具有重要的示范意义，也能够成为自治区扩内需、调结构、保增长的一个着力点。2、开发宁夏丰富的太阳能资源的需要；宁夏地区光资源丰富，是我国太阳辐射的高能区之一，为开展宁夏发电集团光伏发电扶贫工程，实施“太阳能屋顶计划”提供了天然的有力条件。宁夏太阳能资源在全国31个省会城市太阳能可利用状况综合排序中，银川太阳能可利用状况在全国排序占第三位，仅次于拉萨和呼和浩特，这表明宁夏太阳能资源丰富，有着得天独厚的优越条件，太阳能开发利用潜力巨大。花芦村水平年平均日辐照量4.53 kWh/m2/day，相当于5952.4 MJ/m2。年平均最佳倾角为34.2度，最佳年平均日辐照量为5.6 kWh/m2/day。平均年辐照量为2044 kWh/m2/year。通过分析计算可以看出花芦村太阳能资源丰富，年平均太阳辐射量比较稳定，能够为光伏电站提供充足的光照资源，实现社会、环境和经济效益。3、创新宁夏农村经济发展模式，为农民增收减负，走可持续发展道路的需要；宁夏自治区大力实施新农村建设，制定了宁夏回族自治区村庄建设规划编制导则（试行），统一村镇规划与建设，花芦村位于彭阳县城西北方向，西接原州区河川乡，北接交岔乡。全村有花芦、大堡、马河三个自然村，258户1161人，其中回族132户590人。大部分地区非常适合“屋顶光伏发电工程”的实施。根据调查，目前宁夏地区农村户平均生活用电500kWh/年左右，电费是其主要支出之一，在一定程度上影响了贫困群众脱贫奔小康计划实施，制约了十一五期间农村社会事业发展规划目标的实现，阻碍了家电下乡政策的落实。在宁夏地区开展农村屋顶光伏发电工程，为地区经济和社会发展创造了非常难得的机遇和条件。不仅充分利用该地区清洁、丰富的太阳能资源，而且把太阳能资源的开发建设作为今后经济发展的产业之一，以电力发展带动地区市场。同时以电力发展带动矿产资源开发，促进农民物质文化生活水平的提高，增加农民收入，推动农村经济以及各项事业的发展，摆脱地区经济落后的局面。如在花芦村每个自然村安装16.8kWp，三个自然村共安装50.4 kWp屋顶并网光伏发电系统。每年可发86517.5kWh的电量。屋顶光伏发电系统所发电量除为学校提供用电外，多出电量部分可售给电网部门，取得售电收入。按照目前城乡居民生活用电电价0.4486元/kWh计算，50.4 kWp系统每年可减负或增收38811.8元。按照光伏发电系统使用20年计算，可减负或增收776235元。因此实施宁夏发电集团光伏发电扶贫工程，是实现创新宁夏农村经济发展模式，为农民增收减负，走可持续发展道路的重要措施。4、节能减排的需要；目前国家已将节能减排指标分解到各省、自治区，地方政府面临着节能减排的实际需要。宁夏发电集团光伏发电扶贫工程，装机总容量为50.4kWp，每年可为电网提供电量86517.5kWh，与同容量燃煤发电厂相比，以发电标煤煤耗350g/kWh计，每年可节约标煤约30.3吨，相应相应可减排燃煤所产生的SO2约0.64吨，减排NOx约0.15吨，减排温室效应气体CO2约100吨，减排烟尘约7.4吨。此项目的建成可为宁夏自治区的减排指标做出一定的贡献。5、扩内需、调结构、保增长的需要；截至2007年底，宁夏全口径发电总装机容量为815.774万千瓦，其中火电743.1万千瓦；水电42.854万千瓦；风电29.82万千瓦。火电、水电、风电比重分别为91.09%、5.25%、3.66%，电网以火电为主。火电装机比重过大，每年耗用大量燃煤，CO2、SO2等排放量造成生态环境的破坏和严重的环境污染。宁夏回族自治区的再生能源中，水能资源的开发利用程度已较高。除水电外，相对于其他再生能源，风电开发已日趋成熟，宁夏发电集团在宁夏回族自治区已建成多个风力发电场。但相对宁夏所具有的丰富的太阳能资源却远未得到利用，综合考虑经济性和社会效益等因素，积极推进“农村屋顶光伏发电工程”、大力研究太阳能并网发电技术，是推动太阳能发电实现产业化，改善宁夏的能源结构，增加再生能源的比例的一项措施，具有扩内需、调结构、保增长的长远意义。6、推动宁夏太阳能产业发展的需要；太阳能光伏产业链中最重要的是多晶硅原料的生产，多晶硅原料成本约占太阳能电池最终价格的56%，是影响太阳能电池价格的主要因素。作为太阳能光伏电池的主要原料，我国95%的高纯多晶硅材料依赖进口，而且技术基本上被国外垄断，目前世界上掌握多晶硅材料技术的只有不到10个国家，并且核心技术也一直都掌握在几家公司手中，具有相当的垄断性。与这种技术瓶颈很不相称的是，我国是石英砂矿的出产大国，在世界冶金级硅的产量中我国就占了三分之一，而这些原始的硅材料却大部分低价出口到了国外。多晶硅原料提纯技术是整个光伏产业链中最核心的技术，如果能够解决此技术问题，则将极大地降低光伏发电的成本，推动光伏产业的发展，同时为多晶硅生产者创造巨大的利润空间。基于这种认识，宁夏发电集团在2006年决定进入多晶硅原料生产行业，经过二年的试验，目前生产的多晶硅原料纯度正在稳步提升，多晶硅纯度已达到太阳能级的要求，并应用该材料建设和330KW太阳能并网电站。为落实自治区太阳能发展战略及节能减排指标，宁夏发电集团在太阳能产业方面，计划：（1）多晶硅生产能力达到3000吨/年的生产能力；（2）单晶硅达到每年500吨以上的生产能力；（3） 2010年在其上游太阳能级多晶硅形成产业规模后，建设太阳能光伏电池组件生产线，达到年产40MWp的生产能力；（4）计划在“十一五”末建成10MWp并网光伏示范电站。（5）计划在“十一五”末建成多个50kWp与建筑结合的并网光伏示范项目。（6）计划建成1万个农村屋顶光伏发电系统。3 电力系统3.1 电力系统现状宁夏电网已覆盖宁夏全区。宁夏电力公司下设银川、银南、石嘴山、固原、中卫、宁东供电局。截至2007年底，宁夏电网拥有330kV变电站8座，拥有220kV公用变电站24座，拥有110kV变电站95座。 宁夏电网主要以火电为主，截至2007年底，宁夏全口径发电总装机容量为8157.74MW，其中火电7431MW，占91.09%；水电428.54MW，占5.25%；风电298.2MW，占3.66%。电网口径发电总装机容量为7757.74MW，其中火电7031MW，占90.64%；水电428.54MW，占5.52%；风电298.2MW，占3.84%。统调口径发电总装机容量为7632.5MW，较2003年底增长132.54，其中火电6912MW，占90.56%；水电422.3MW，占5.53%；风电298.2MW，占3.91%。2007年宁夏电网全年全社会用电量达到439.78亿kW.h，同比增长16.39%，2007年全网累计统调用电量441.38亿kW.h，同比增长14.59%。2007年宁夏电网统调最大用电负荷6020MW，较上年提高660MW，同比增长12.31%；最大峰谷差940MW。宁东地区位于宁夏东部，是宁夏重要的能源基地，宁东电网供电区域包括盐池县及灵武市部分地区，截至2007年底，宁东供电局电网最高运行电压为330kV，拥有330kV 变电站2座，主变2台，总容量为480MVA,线路6条，总长65.08公里； 220kV变电所1座，主变压器2台，总容量为180MVA，220kV线路3条，总长133.83公里；110kV变电所8座，主变压器15台，总变电容量为556.5MVA，110kV线路17条，总长383.62公里。2007年宁东供电局全年共完成售电量约14.394亿kW.h，2008年售电量达到17.4亿kW.h。2008年新投产银川东盐池变330kV输变电工程，主变容量240 MVA；110kV双庙变63 MVA。3.2电站与系统连接方案设想 “宁夏发电集团光伏发电扶贫工程”装机容量52.5kWp。计划一年内建成。本报告先提出宁夏发电集团光伏发电扶贫工程中的发电系统接入设计设想，便于系统进行总布置，下阶段接入系统设计及审查批准后，以批准的接入系统方案为准。接入系统设想：由于单套系统建于学校屋顶或靠近村配电柜的建筑屋顶上，且并网逆变电压为交流380V或220V，因此根据发电系统装机容量，宜接入村配电柜中并网。设置双计量表，便于核算用电量与售电量。3.3花芦村用电负荷现状与未来预测根据调查，目前农村户平均生活用电500kWh/年左右。宁夏第十一个五年规划纲要中指出经济社会发展的重点和任务是高度重视能源和电网建设。要求进一步加快农村、城市电网建设和改造步伐。根据农村负荷发展需要，规划布局合理的电源保障，在加强配电网络的同时，提高配电网的电缆化率，提供更高的供电质量和供电可靠性，满足用户对电能的高质量需求。“十一五”期间，农电负荷将保持每年增长1015%的水平，2010年总用电负荷24.45万KW，年用电量4.77亿kWh。改造部分农村电网10KV线路，形成新的网架结构。规划新增12个变电站，变电站总数达45个，新的变电站设在开发区农村东部和中部，使各变电站的供电半径更合理。由此可见随着地区经济的快速发展，用电负荷也将有较大的增长。居民生活用电也是近年来地区用的电重要增长点，比重也在逐年增加。预计到2010年，农村户平均生活用电有望达到1000kWh/年，到2020年，有望达到2000kWh/年，为此电力生产行业有较大潜力。4. 宁夏光能资源4.1区域光资源概况4.1.1宁夏太阳辐射总量及时空分布宁夏太阳能资源丰富，是我国太阳辐射的高能区之一。据1961-2004年宁夏太阳辐射资料统计表明,全区平均5781MJ/ m2.a（见图3-1-1）,其空间分布特征是北部多于南部，南北相差约1000MJ/m2.a，灵武、同心最大，达6100 MJ/ m2.a以上。且太阳辐射能直接辐射多、散射辐射少，对于太阳能利用十分有利。全年平均总云量低于5成，晴天多，阴天少，日照时数多达2835h，年日照百分率达64%，北部石嘴山地区年日照时数高达3100 h。在全国31个省会城市太阳能可利用状况综合排序中，银川太阳能可利用状况在全国排序占第三位，仅次于拉萨和呼和浩特，固原排序占第十二位。表明宁夏太阳能资源丰富，有着得天独厚的优越条件，太阳能开发利用潜力巨大。宁夏太阳能随季节变化较大，以夏季最多，春秋两季次之，冬季最少。其地理分布特点与年总量的分布特点一致，各季节都是北多南少，各季节都是南部变化幅度大，中北部分布较均匀。年内各月太阳辐射量的变化，取决于太阳高度角的升降变化。每年春季随着太阳高度角的抬升，太阳辐射也随之增大。到夏至日（6月21日），北半球太阳高度角最高，银川地区中午太阳高度角为75度，是一年太阳高度的最高点，因而6月份也是宁夏各地月总辐射的最大月份，为620729 MJ/ M2.月。6月份之后，太阳高度角逐渐降低，月太阳辐射量也随之减少，到冬至日（12月23日），太阳高度角达最低，银川中午太阳高度角仅有28度，所以12月份是全区月辐射量最少的月份，仅有274314 MJ/ M2.月，是6月份的40%左右。 图4-1-1 宁夏太阳辐射年总量分布图 图4-1-2 宁夏6月太阳能分布图 图4-1-3宁夏12月太阳能分布图4.1.2 宁夏太阳能日照时数分布宁夏年日照时数在空间分布上呈现南少北多的趋势，从南部的2270h增加到北部的3112h，同心、盐池以北地区在2900h以上，固原以南地区少于2500h。宁夏日照时数随季节变化也较大，以夏季最多，春秋两季次之，冬季最少。其地理分布特点与年日照时数的分布特点一致，各季节都是北多南少，其中，夏季的日照时数分布呈现南北两端变化幅度较大、中部分布均匀的形式，其余各季节都是南部变化幅度大，中北部分布较均匀。 4.2花芦村光资源资料花芦村日照强度数据面向赤道的倾斜表面-月平均辐射量(kWh/m2/day)Lat 37.4 Lon 106.05JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec年平均值水平面3.093.934.765.796.056.085.805.144.343.673.072.694.53漫射0.600.881.391.802.232.422.372.121.721.220.770.581.51直射6.576.676.196.455.835.525.204.754.565.035.755.905.69Tilt 03.063.824.715.766.026.035.765.124.283.643.032.674.49Tilt 224.675.095.526.095.955.825.625.224.734.544.354.215.15Tilt 375.455.615.725.925.555.345.204.984.744.864.954.965.27Tilt 525.895.805.605.464.884.614.544.514.524.915.265.425.11Tilt 905.394.794.033.262.602.362.382.623.053.894.665.073.67最佳值5.985.805.726.096.076.045.785.244.774.925.305.545.60最佳角63.053.039.022.09.004.006.0015.031.048.060.065.034.2资料来源是由美国NASA地球科学项目公布的22年期卫星气象数据的月平均值。4.3光伏电站光资源计算及评价花芦村年水平面平均日辐照量4.53 kWh/m2/day，相当于5952.4 MJ/m2。年平均最佳倾角为34.2度，最佳年平均日辐照量为5.6 kWh/m2/day。平均年辐照量为2044 kWh/m2/year。通过以上分析计算可以看出场址所在地区太阳能资源丰富，年平均太阳辐射量比较稳定，能够为光伏电站提供充足的光照资源，实现社会、环境和经济效益。5装机容量的确定、光伏太阳能板阵选择及发电量估算5.1装机容量及光伏太阳能板选择5.1.1装机容量宁夏发电集团光伏发电扶贫工程装机容量为52.5kWp屋顶光伏发电系统。分成3个自然村安装。5.1.2光伏太阳能板选择为了拉动宁夏自治区内需，配合宁夏自治区政府实施“太阳能屋顶工程”， 晶体硅太阳能组件选择宁夏发电集团生产的产品。晶体硅太阳能板具有长期物理特性、电气性能稳定、转换效率高的特点，适合各类规模并网项目使用。在单块太阳能组件功率的选择上，以大功率单组件如160Wp以上的太阳能组件为首选，目的是减少组件间连接电缆的损耗，减少组件边框占用面积，增大电池板的有效面积，提高发电效率。光伏发电系统通过将大量的同规格、同特性的太阳能电池组件，经过若干电池组件串联成一串以达到逆变器额定输入电压，再将这样的若干串电池板并联达到系统预定的额定功率。为了避免它们之间的相互遮挡，须按一定的间距进行布置，构成一个方阵，这个方阵称之为光伏发电方阵。其中由同规格、同特性的若干太阳能电池组件串联构成的一个回路是一个基本阵列单元。参考太阳能组件产品为175太阳能组件。电池组件参数如下：额定功率：175W；额定输出电压：35.2V；开路电压：44.2V；短路电流：5.2A；峰值电流：4.95A；外形：1580×808mm；重量：15.5 kg。项目具体实施中，可根据实际提供的太阳能板规格再进行设计。5.2太阳能光伏方阵单元型式的确定宁夏发电集团光伏发电扶贫工程中每套系统安装地点为建筑屋顶，考虑太阳能组件固定安装方式，且应与建筑物相结合。根据花芦村纬度，并网太阳能系统的太阳能板倾角按34.2度考虑；装机容量为50.4kWp，分成3个子系统。每个子系统采用96块175Wp太阳能板，共16.8kWp，16块串联X6组并联；选用20KW的并网逆变器。16.8kWp系统需占屋顶面积为：13米X9米 = 117米2。50.4kWp系统占屋顶总面积为351米2。5.3上网电量估算5.3.1日照时数花芦村水平年平均日辐照量4.53 kWh/m2/day，相当于5952.4 MJ/m2。年平均最佳倾角为34.2度，最佳年平均日辐照量为5.6 kWh/m2/day。平均年辐照量为2044 kWh/m2/year。按1kW/m2照度折算，年日照时数为2044h。5.3.2计算全年上网电量时应考虑以下因素l 光伏电站占地面积大，直流侧电压低，电流大，导线有一定的损耗，因此考虑系统中线缆损耗，取值1%。l 太阳能电池板之间存在一定的特性差异，取一致性97%。l 光伏并网逆变器的效率约为92%95%（欧洲效率），且晚上不发电时还存在空载损耗，故本项目逆变器的效率都按最小效率值即逆变器效率92%考虑（考虑了夜晚的空载损耗）。另外考虑隔离变压器效率97%l 考虑大气清洁度、灰尘覆盖等对日照的影响，取系统效率为98%5.3.3上网电量估算装机容量为50.4kWp。全年发电量约等于： 50.4kWp×2044h103017.6kWh。综合考虑上述因素，全年上网电量约等于：103017.6×99%×97%×92%×97%×98%86517.5kWh日平均上网电量约等于：86517.5kWh /365天237kWh按照实际装机容量50.4kW计算的上网年等效利用小时数为：86517.5kWh÷50.4kW=1716.6小时5.4并网逆变器选型与系统设计方案每个子系统采用一个20KW并网逆变器。整个系统将采用3台并网逆变器。整套屋顶光伏系统的运行控制都依靠并网逆变器承担。5.4.1并网逆变器特点：（1）并网逆变器可以将光伏电池发出的直流电能逆变成交流380V、50Hz的正弦波电流，一方面向本地用电设备供电，另一方面又可将剩余电能输送到电网；（2）每栋建筑即是电能的消耗者又是独立的发电个体；（3）系统平时全自动运行，无需用户干预。白天随着太阳升起，系统自动将太阳能所发电能接入电网，与市电一起共同为本建筑物中负载供电；傍晚日落西山或连续阴雨天，太阳能发电低于逆变器输入电压时，逆变器自动将太阳能作离网处理，并时刻监测市电状况。（4）具有直流电压工作范围宽的特点，可以更充分有效地利用太阳能；（5）产品经过严格安全测试，电气绝缘保护、电网接口和电能质量等技术指标满足相关标准的要求。（6）具有输出正弦波电流，谐波含量低，电能质量高等特点。（7）具有防雷、防浪涌等保护装置以及系统接地装置。（8）具有太阳能发电量的统计与显示功能，同时具有交流市电供电电量的统计与显示功能。5.4.2主要功能：（1）具有宽电压范围的MPPT光伏电池最大功率追踪功能；（2）具有反“孤岛”运行保护功能；（3）具有全自动运行功能,无需人工干预；（4）具有发电量等运行数据及状态显示功能；（5）具有过电压、欠电压、过频率、欠频率等并网保护功能；（6）具有串行通信功能等。5.4.3基本指标：三相20kW太阳能并网逆变器推荐最大太阳电池阵列功率22kWp最大阵列开路电压450V太阳电池最大功率点跟踪(MPPT)范围220380V可接入阵列串联数4最大阵列输入电流110A额定交流输出功率20kW总电流波形畸变率<3%功率因数>0.99最大效率94.5%欧洲效率93.5%允许电网电压范围(单相)330450V AC允许电网频率范围4751.5Hz夜间自耗电0W通讯接口RS485可选 以太网/GPRS防护等级IP20(室内)使用温度范围-20+50噪音<40dB冷却风冷5.4.4并网系统示意图并网系统框图5.5 系统配置参考点：花芦村（37.5N, 106.8 E）太阳能系统倾角：34.2 ，支架结构与建筑物结合。太阳能板阵朝向: 正南装机容量50.4kWp系统序号货物名称单位主要部件规格型号及参数每个子系统数量整套数量设备供应商1.01太阳能板块17596288宁夏发电集团1.022800Wp太阳能板支架套618宁夏发电集团1.03汇流盒套-613宁夏发电集团1.04控制并网逆变一体机套20kW13宁夏发电集团1.05电缆及安装附件包套136.工程设想6.1 建设地点及条件6.1.1 建设地点及地理条件彭阳县位于宁夏回族自治区东南部边缘，六盘山东麓。西连宁夏原州区，东、南、北环临甘肃省镇原县、平凉市和环县。位于东经106o32'106o58'、北纬35o41'36o17'之间。土地总面积2528.65平方公里，其中耕地面积174.6万亩。建制人口彭阳县现辖3镇9乡，156个行政村，808个村民小组。2005年底，全县总人口25.2万人，其中：农业人口23.2万人，占92%；回族人口7.3万人，占29%；人口密度为100人/平方公里。自然特征彭阳县地处黄土高原中部丘陵沟壑区，地貌类型复杂多样，区域性气候差异明显，为温带半干旱地区，海拔12482418米，年平均气温7.48.5，无霜期140170天，降水量350550毫米。花芦村位于彭阳县城西北方向，西接原州区河川乡，北接交岔乡。全村有花芦、大堡、马河三个自然村，258户1161人，其中回族132户590人。全村土地面积17.5平方公里，耕地388公顷，基本农田2200亩，海拔较高，相对温差大，干旱少雨，无霜期短。6.1.2气象条件花芦村属于我国温带干旱、半干旱区，具有明显的大陆性气候特征。气候特点是：（1）干旱少雨且降雨集中，蒸发强烈。灌区平均降雨量西部为214.5毫米，东部为258.7毫米，雨季集中在7、8、9三个月，降雨量约占全年60%左右，常有山洪出现。而农业亟需降雨的3、4、5、6月则十年九旱，除大罗山周围，常发生春夏连旱，草场严重退化。灌区年蒸发量1995-2334.5毫米。所以。这里没有灌溉就没有稳定的农业生产。（2）太阳辐射强，日照充足。灌区年平均日照为2882.1-2958.6小时，年平均日照百分率为65-67%。花芦村水平年平均日辐照量4.53 kWh/m2/day，相当于5952.4 MJ/m2。年平均最佳倾角为34.2度，最佳年平均日辐照量为5.6 kWh/m2/day。平均年辐照量为2044 kWh/m2/year。按1kW/m2照度折算，年日照时数为2044h。（3）热量丰富，温差较大，无霜期短。灌区年平均气温8.8（韦州）至9.2（中宁），月平均最高气温在7月，最低在1月，气温日较差为14左右，气温年较差为29.6-30.3。年平均无霜期，东部韦州为188天，西部中宁为166天。根据花芦村地区纬度，并网太阳能系统的太阳能板倾角按34.2度考虑；装机容量50.4kWp系统需占屋面面积351米2。6.2建设单位宁夏发电集团是宁夏乃至全国最早介入太阳能等可再生能源开发的企业之一，在自治区党委、政府的亲切关怀、大力支持下，宁夏发电集团的太阳能产业正迅速发展，从硅材料到光伏发电系统的较完整产业链即将贯通。公司自主知识产权的“冶金物理法”太阳能级多（单）晶硅生产线运行稳定，年产200吨高品质多晶硅；利用自主材料制造的多（单）晶硅电池组件已经在宁夏率先建成了330KWp高压并网太阳能试验电站，运行良好。下属企业北京意科通信技术有限公司，是集技术开发、销售、生产为一体的高新技术企业。其中在太阳能供电