红花坜水库管养中心风光互补电站项目设计及建议书v_5.0(最终).doc

1、 盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务1中国瑞林工程技 术 有限公司深圳市盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务项目建议书及设计方案设计号：CN7065BD0000EL1中国瑞林工程技术有限公司二零一零年十一月盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务2中国瑞林工程技 术 有限公司目 录一、 概述 .3二、 项目实现的条件和环境 .42.1 我国太阳能资源概况 .62.2 深圳市太阳能资源概况 .72.3 深圳太阳能开发利用建议 .8三、设计思想与原则 .9四、核心设备选型 .104.1 太阳电池选型设计 .104.1.1 太阳电池发展概况

2、.104.1.2 太阳电池选型 .114.2 太阳能控制器选型设计 .144.3 太阳能逆变器选型设计 .164.4 高效微风发电机组 .174.5 风光互补路灯选型 .204.6 太阳能庭院灯 .214.7 选型条件 .22五、设计方案 .2351 设计容量总述 .2352 设计说明 .2353 太阳能和风能互补特性分析 .2454 光伏电站原理图 .2555 现场安装效果图设计 .25六、投资概算 .296.1 项目概况 .2962 风能和太阳能电力系统工程概算 .296.3 主要设备材料清单 .30七、发电量及效益分析 .327.2 光伏电站 25 年发电量 .337.3 环境效益分析

3、.347.4 社会效益分析 .34八、结论 .35九、中国瑞林工程技术有限公司简介 .36盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务3中国瑞林工程技 术 有限公司一、 概述现代工业的发展，一方面加大对能源的需求，引发能源危机；另一方面在常规能源的使用中释放出大量的二氧化碳气体，导致全球性的“温室效应” 。为此各国力图摆脱对常规能源的依赖，加速发展可再生能源。作为最理想的可再生能源，风能和太阳能具有“取之不尽，用之不竭”的特点，而利用风能、太阳能发电具有环保等优点，而且不必考虑其安全性问题。风能、太阳能具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等特

4、性，环保节能，不需要任何燃料，是其它常规能源所不具备的，被认为是二十一世纪最重要的新能源，也是当今世界上清洁能源中最成熟的先进技术。随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，世界气候面临越来越严重的问题，二氧化碳排放量愈来愈大，地球臭氧层正遭受前所未有的危机，全球灾难性气候变化屡屡出现，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全。低碳经济是实现城市可持续发展的必由之路，积极开发利用本地区的太阳能等清洁可再生能源已大势所趋，势在必行，以多元化能源开发的方式满足经济发展的需求是可持续发展的长远目标。风能和太阳能是可再生能源，可再生能源的开发利用是我国能源发展战略的重

5、要组成部分，我国政府对此十分重视，随着 2006 年 1 月 1 日可再生能源法的正式实施，国家陆续出台了国家中长期科技发展规划纲要（2006-2020年） （国发200544 号） 、 可再生能源中长期发展规划 （发改能源20072174 号）和可再生能源发展专项资金管理办法 （财建2006237 号）等文件。国家财政部、住房和城乡建设部于 2009 年 3 月 23 日印发了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） ，国家发改委能源局、财政部、科技部 2009 年 7 月 16 日印发了关于实施金太阳示范工程的通知（财建2009397 号）更是明确提出鼓励太阳

6、能光伏发电的应用，并给予一定的资金支持。本项目是可再生能源发电项目，可利用太阳能、风能资源改善地区能源结构，符合国家环境保护及能源可持续发展战略要求。本项目位于盐田区，主要是采用技术先进的太阳光伏产品离网发电技术，利用边坡等建筑的建设，进行光伏离网电站的建设。风能和光伏系统所发电量将优先为养管区内的用电设备（如照明灯具等）提供清洁电量供应，多余电量盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务4中国瑞林工程技 术 有限公司通过逆变器并入其它的用电器。本风光互补系统属于用户侧离网系统。(1) 作用：示范带动风能发电、太阳能光伏发电是目前世界上最先进的可再生能源利用技术，也是未来能源发展

7、的方向。在养管区建设风能、太阳能光伏发电项目可以充分体现节能环保的先进性理念；其次，利用开发区建筑物建设太阳能光伏发电场不占用土地，能够提高土地资源的利用效率，也是建筑设计系统性和经济性的具体表现。其三，为积极建立节约型、环境友好型的社会主义新社会树立良好形象。（2）效果：节能减排由于经济全球化进程加快给中国带来资源环境的新挑战，能源问题已经引起党中央、国务院的高度重视，党的十六届五中全会提出把节约资源作为基本国策。 “十一五”规划纲要进一步把“十一五”时期单位 GDP 能耗降低 20%作为约束性指标。但是，我国是一个发展中国家，正处于工业化、城镇化进程快速发展阶段，同时又处于产业转型期，传统

8、的粗放型增长方式加剧了资源消耗，要实现 2010 年单位 GDP 能耗比 2005 年降低 20%的目标压力还是非常大的，需要全社会的共同努力。因此开发利用太阳能是对政府完成“十一五”节能目标的大力支持，本项目的建设对于节能而言具有重大意义。实施本项目，将节约大量煤电，减少含碳燃料消耗，从而减少烟尘、SO 2和 CO2等污染物排放。此外，还可节约用水，避免水污染物排放。由此可见，光伏发电具有明显的环境效益。二、 项目实现的条件和环境盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务5中国瑞林工程技 术 有限公司图 2-1图 2-2盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务6

9、中国瑞林工程技 术 有限公司图 2-3图 2-4周边无遮挡，太阳能和风能资源很好。2.1 我国太阳能资源概况我国属世界上太阳能资源丰富的国家之一，全年辐射总量在91.72333kWh/m 2年之间。全国总面积 2/3 以上地区年日照时数大于 2000 小时，太阳能理论总储量 147108GWh/年。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属世界太阳能资源丰富地区之一。盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务7中国瑞林工程技 术 有限公司图 2.1 我国太阳辐射年总量分布表 2-1 中国太阳能资源分类地区类型 年日照时数 （h/a） 年辐射总

10、量 （MJ/m 2） 资源描述 备注一类 3200-3300 6680-8400 太阳能资源最丰 富地区二类 3000-3200 5852-6680 较丰富地区三类 2200-3000 5016-5852 中等地区具有利用太阳能的良好条件。四类 1400-2000 4180-5016 可利用地区五类 1000-1400 3344-4180 较差地区太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值太阳能资源分布图资源带号 名称 指标 资源丰富带 6700MJ(m2.a) 资源较富带 5400-6700MJ/(m2.a) 资源一般带 4200-5400MJ/(m2.a) 资源贫乏带 4200MJ/(m2.

11、a)2.2 深圳市太阳能资源概况深圳市，又称为“鹏城” ，位于中国南方珠江三角洲东岸，隶属中华人民共盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务8中国瑞林工程技 术 有限公司和国广东省，是中国第一个经济特区，经国务院批准于 1980 年 8 月 26 日正式设立。全市土地总面积为 1953 平方公里，其中，经济特区面积为 395.81 平方公里。经过 29 年的建设和发展，深圳由一个昔日的边陲小镇发展成为具有一定国际影响力的新兴现代化城市，创造了举世瞩目的“深圳速度” 。 中国社会科学院发布的全球城市竞争力报告(20092010)中深圳（第 71 名）在国内城市中仅次于香港（第十名

12、） ，上海（第 37 名） ，台北（第 38 名） ，北京（第 56名）位列第第五。深圳市大部分地区属于太阳能资源丰富很丰富地区。平原地区太阳辐射年总量在 4759-5116 MJ/m2之间；山地南坡南坡太阳辐射年总量在 4027-4759 MJ/ m2之间；山地北坡太阳辐射年总量在 3135-4223 MJ/m2之间，具体分布见图 1。图 1 深圳市太阳能年总量的空间分布（单位：MJ/m 2）从季节划分来看，夏秋两季我市太阳辐射最为丰富，夏季平地在 1200-1500 MJ/ m2之间，山地在 900-1200MJ/ m2，且南北坡的差异不大；秋季平地在1200-1300 MJ/ m2之间，

13、山地南北坡差异明显增大，北坡为背阴坡，总辐射在800-1000 MJ/ m2，南坡为向阳坡，总辐射在 1200-1500 MJ/ m2之间。从月度划分来看，7 月的太阳辐射总量最为丰富，2 月的太阳辐射总量最少。2.3 深圳太阳能开发利用建议根据计算结果可知，深圳市太阳能总体上较为丰富，可开发利用的潜力巨大，太阳能利用的方法主要包括光伏发电和太阳热能利用。目前在深圳利用太阳能发电存在较大限制，这主要是因为规模化的太阳能电站需要大面积的土地铺设太阳能电池板，对土地资源极为紧缺的深圳来说，难以形成规模化的开发利用。但随着 BIPV 建筑一体化的利用，光伏发电利用则相对容易，仅需要利用盐田区三洲田红

14、花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务9中国瑞林工程技 术 有限公司建筑楼顶的闲置空间即可开展，且太阳能利用技术已相当成熟，利于规模化的推广利用。基于上述考虑，建议在深圳太阳能的开发利用中采用如下策略：（1）太阳能利用采用光伏发电利用为主，热能利用为辅的策略。重点在大型的政府公用建筑上和国有大型工厂屋面上安装光伏发电，在有热水使用需求的民用建筑上安装太阳能热水器。利用现有的国家政策，大力发展光伏发电，扶持一批有自己知识产权的企业发展。同时根据国家有关规定执行。（2）太阳能光伏发电的利用方式不宜采用建大规模电站的方式，应考虑结合民用和公共建筑的具体情况，采用屋顶和外墙立面铺设电池板发电的方式

15、，解决建筑的部分照明、空调所需用电。同时，应充分意识到生产光伏发电设备本身也需要消耗能源并产生排放，若光伏发电设备质量差寿命短，其使用寿命期发电所产生的减排效益可能会不足以抵销生产设备所产生的二氧化碳排放。因此，在以光伏发电方式利用太阳能时，应特别注意选用质量高、寿命长的发电设备和电存储设备，避免频繁更替设备造成经济代价和环境代价上的双重得不偿失。三、设计思想与原则3.1 设计思想3.1.1、紧扣时代的主题为落实国家住房和城乡建设部与市政府签订的关于共建国家低碳生态示范市合作协议 ，我市出台了深圳市国家低碳城市试点工作实施方案（） ，盐田区在落实低碳生态城区创建的同时不仅仅只是从一个简单的太阳

16、能、风能应用项目考虑，而是充分结合盐田区三个“创建”和循环经济发展的主题。 根据深圳市发展循环经济的要求，结合盐田区的特点，塑造低碳节能的亮点与特色。 3.1.2、本着经济、环保、节能、实用的原则经济-即利用合理投入，达到最佳的示范效果；在设计中，尽可能地充分利用太阳能照明系统独立供电的特点，节省传统市电照明系统挖管道，埋线等投入，减少不必要的投资，后期运营过程中，节省了电费开支；盐田区三洲田红花坜水库管养中心风光互补供电系统采购与服务10中国瑞林工程技 术 有限公司环保-即利用清洁能源太阳能和风能，有效减排，体现发展循环经济； 节能-通过整体节能的策略和太阳能新能源技术等应用，后期运行不需要

17、使用市电、实现照明零能耗，节省了传统能源和费用；实用太阳能、风能投入应用，既要达到节能，也要实现实际的效果，同时解决了市电耗能大等问题，尤其有效降低了后期的运营成本等问题；3.2 设计原则与依据1、 中华人民共和国可再生能源法 2005 年 2 月 28 日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过；2、 中华人民共和国节约能源法 1997.11.1 颁布，1998.1.1 实行；3、 中华人民共和国电力法 1995.12.28 颁布，1996.4.1 实行；4、 中华人民共和国科学技术进步法 1993.10.1；5、 新能源和太阳能产业发展规划 2001 年；6、 城市道路设计规范 C

18、JJ3790；7、 国家环保总局关于加强生态示范创建工作的指导意见2007.1.23 实施; 8、 可再生能源中长期发展规划2007.8 实施; 9、 深圳市循环经济示范项目认定办法 （试行）2006.12.30 实施; 10、 深圳市全面推进循环经济发展实施方案 （2006-2008）2006.4.20 实施; 11 、 深圳市国家低碳城市试点工作实施方案（ 2010-2020 ）四、核心设备选型4.1 太阳电池选型设计4.1.1 太阳电池发展概况目前世界上太阳能开发应用最广泛的是太阳电池，1941 年出现有关硅太阳电池报道，1954 年研制成效率达 6%的单晶硅太阳电池，1958 年太阳电池应用于卫星供电。在 70 年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70 年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然很高。目前，世界上太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池 24（4cm 2)，多晶硅电池 18.6%（4cm 2） ，InGaPGaAs 双结电池 3028%（AM1） ，非晶硅电池14.5%（初始） 、12.8%（稳定） ，碲化镉电池 15.8%， 硅带电池 14.6%，二氧化