1、上海白龙港污水处理厂生物池太阳能光热系统工程项目建议书上海城投污水处理有限公司上 海 存 在 自 动 化 控 制 设 备 有 限 公 司二一二年二月. 白龙港光伏加热系统 1 /26 上海存在自动化控制设备有限公司目 录一、 背景介绍 .2二、 项目实施的目的及意义 .2三、 项目所在地太阳能资源 .2四、 现场状况及需求 .2五、 项目概述 .2a) 项目名称：生物池太阳能光热 DC-BUS 300KW 系统工程 .2b) 项目拟建地区和地点：上海市白龙港污水净化厂 .2c) 建议书编制依据： .2d) 项目规模与投资 .2六、 太阳能组件阵列图： .2七、 电站投入产出收益分析 .2八、
2、诚恳推荐 .2九、 风险分析 .2十、 环境效益和社会效益评价 .2十一、 上海存在自动化控制设备有限公司简介 .2十二、 DC-BUS 系统 .21、DC-BUS 系统介绍 .21.1 智能配电系统 DC-BUS .22、DC-BUS 主要功用 .21.1 能源选择优先级顺序 .21.2 DC-BUS 系统主要功能 .2. 白龙港光伏加热系统 2 /26 上海存在自动化控制设备有限公司一、 背景介绍我国“十一五”规划纲要提出， “十一五”期间单位国内生产总值能耗降低 20%左右、主要污染排放总量减少 10%。这是贯彻落实党和政府科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环
3、境友好型社会的必然要求；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华名族长远利益的必然选择。传统的煤炭、石油等一次能源是不可再生的，终归要走向枯竭。提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源利用，是解决经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间的矛盾的必然选择。现代排水经营主要的能源是电源，其中电费支出占较高比例。据有关资料统计反映，我国的单位 GDP 能耗是世界平均水平的 3.28 倍，距先进水平国家的差距则更大。污水处理也是能源密集（energy intensity）型的综合技术。一段时期以来，能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城镇污水
4、处理厂的建设，建成的一些处理厂也因能耗及运营费用高等原因常处于停产和半停产状态。在今后的相当长时期内，能耗问题将成为城镇污水处理的瓶颈。据预测，太阳能光伏发电在 21 世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到 2030 年，可再生能源在总能源结构中将占到 30以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到 10以上；到 2040 年，可再生能源将占总能耗的 50以上，太阳能光伏发电将占总电力的 20以上；到 21 世纪末，可再生能源在能源结构中将占到 80以上，太阳能发电将占到 60以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及
5、其在能源领域重要的战略地位。太阳能作为新能源具有太阳能的特征，基于太阳能的发电系统是一个太阳能发电系统，具有接入方便，运行简单的特点。但是太阳能电源控制困难，相对大电网来说是一个不可控源，因此大系统往往采取限制、隔离的方式来处置太阳能电源，以期减小其对大电网的冲击。如 IEEE P 1547 对太阳能电源的入网标准做了规定：“当电力系统发生故障时，太阳能电源必须马上退出运行， ”这就大大限制了太阳能电源效能的发挥。为协调大电网与太阳能电源间的矛盾，充分发掘太阳能为用户所带来的价值和效益，可以将太阳能电源组成微网运行。. 白龙港光伏加热系统 3 /26 上海存在自动化控制设备有限公司二、 项目实
6、施的目的及意义在全球经济危机阴霾未散之时，美国总统奥巴马于 2009 年 11 月 15 日-18 日访问中国。这是他此次亚洲之行(将先后访问日本、新加坡、中国和韩国)中访问时间最长的一站。奥巴马上任至今已踏足超过 16 个国家，创历届美国总统执政元年出访之最。中国和美国从未像今天一样紧密地联系在一起。中美建交 30 周年之际， “G2”已经成为比“G8”和“G20”更热的名词。目前，我国正积极的推动新能源及可再生能源。为贯彻实施可再生能源法 ，落实国务院节能减排战略部署，加快太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用，于 2009 年 3 月 23 日，由财政部和建设部印发了关于太阳能光电建筑应用财
7、政补助资金管理暂行办法 ，其中，已明确了补助资金支持项目的相关规定。2009 年 7 月 16 日，财政部、科技部 和国家能源局联合发文。 （财 3 建【 2009】397 号） 关于实施金太阳示范工程的通知等等一系列的新能源补贴政策。此外，正值联合国环境峰会将于 2009 年 12 月在哥本哈根举行之际，环境变化以及清洁能源的问题将是中美首脑会晤的重要议题。全球气候变暖，是我们每个人类应迫切关注的焦点，太阳能光伏发电真已全新的姿态强有力的拉动低炭经济。据有关统计显示，我国光伏产业正以每年 30%的速度增长。按照日本新能源计划、欧盟可再生能源白皮书，2010 年全球光伏发电并网装机容量已经达到
8、 25GW(1500 万千瓦，届时仍不到全球发电总装机容量的 1%)。中国的太阳能事业必将是人类史上神圣的使命。本项目实施的重大意义在于以下几点：1、 将太阳能清洁能源运用到污水工艺处理行业为首创，为污水处理工艺提供持续可靠的能源保证，具有很大的指导意义。 2、 提高冬季污水处理质量, 突破了上海市十二五规划中污水处理中冬季氨氮超标的技术难题。3、 创造国内首个直流微网独立运行先例，提高电能效率，保证电网稳定。为今后智能电网和微电网提供可靠的技术和运行经验。4、 采用新型太阳能电池组件技术，太阳能光热转换技术。对污水处理的节能减排工程提供示范意义。5、 一年中有半年太阳能光热系统中的光电部分电
9、能可以直接接入厂内负载，减少工厂对电网的电力依赖，另外半年用来加热生物池水温。. 白龙港光伏加热系统 4 /26 上海存在自动化控制设备有限公司三、 项目所在地太阳能资源1、地理位置上海市地处东经 120 度 51 分至 122 度 12 分，北纬 30 度 40 分至 31 度 53 分之间，地处属北亚热带季风性气候，日照充分，雨量充沛。上海气候温和湿润，极端最高气温 40.2，极端最低气温-12.1 。本市春秋较短，冬夏较长。2006 年平均气温18.4，日照 1638.2 小时，降水量 1042.6 毫米。全年 70%左右的雨量集中在 5 至 9月的汛期。上海大部分地区全年日照时数在 2
10、562 小时2744 小时之间。年总辐射量为 4904.8MJ/m2，经相关数据得出，水平日照峰值数为 4.7H。夏、秋季介于春、冬季之间，平均每天 7 小时8 小时。因此，上海丰富的太阳能资源，具有太阳能光伏发电的天然优势。2. 潜在收益增加用户的电力稳定性，去除对外电网的依赖，在外网故障或停电时能孤网运行，确保负载不停机。提高电能质量，改善功率因数和减少谐波电流，减少对外电网的污染和冲击。增加设备使用寿命，降低噪音和振动，降低了设备的维护费用等。所带来的经济收益是无法估量的。四、 现场状况及需求1问题及需求污水处理过程中，我国的主要河流和湖泊由于受磷污染，富营养化严重，国家环保局为控制磷污
11、染，对磷排放制定了比较严格的标准。化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主，此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化，通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸，作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物，使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖，并将其回流到生物系统中，使生物污水处理系统工作在高效除磷状态；同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放，通过化学除磷消除。为保证高效的 BOD、COD 的去除率，就需要给微生物提供. 白龙港光伏加热系统 5 /26 上海存在自动化控制设备有限公司一个良好的生长环境。微生物生长温度范围在：1535，冬季上海户外稳定平均在5左右，污水进水温度在 1
12、0左右，因此需要一个加热系统。现贵单位污水厂有数个日处理 10 万 T，表面积 8000m2 的生物反应沉淀池；另有一新建露天生物反应沉淀池，规格 843m，日处理量 100T，反应时间均为20H。考虑能耗问题，需要冬季对此水池持续加温 ,保证污水恒温在 13-15左右。2系统加热工程需求光伏系统作为一种绿色的新能源，技术日趋成熟现兼具发电与发热功能。可以讨论将太阳能利用在污水处理上，现将两种水池加热量参考泳池的能源消耗做以分析。如下图：10 万吨级污水加热热量计算表由上图得知，初次加热需要 7995.6KW,维持水池恒温在 13共需要 9168.8KW。考虑到加热和光伏系统效率问题需要设计一
13、个 10MWp 的光伏系统，加热系统由循环热泵和搅拌型电加热棒共同组成。太阳能组件板铺设占地面积在 100000 平米。100 吨级污水加热热量计算表. 白龙港光伏加热系统 6 /26 上海存在自动化控制设备有限公司由上图得知，初次加热需要 26.6KW,维持水池恒温在 15共需要 43.8KW。考虑到加热和光伏系统效率问题需要设计一个 300KWp 的光伏系统，蓄电池容量 16 小时。加热系统由循环热泵和搅拌型电加热棒共同组成，太阳能组件板铺设占地面积在4000 平米。五、 项目概述a) 项目名称：生物池太阳能光热系统工程b) 项目拟建地区和地点：上海市白龙港污水净化厂c) 建议书编制依据：
14、1)中华人民共和国可再生能源法 ；2)财政部科技部 国家能源局关于实施金太阳示范工程的通知 （财建2009397 号）；3)上海市气象辐射资料、地面气象资料；4)国能局函200870 号文件 ；5)上海市太阳能光伏发电项目管理暂行办法 ；6)光伏发电工程规划报告编制办法 ；7)光伏发电工程预可行性研究报告编制办法 ；. 白龙港光伏加热系统 7 /26 上海存在自动化控制设备有限公司8)光伏发电工程可行性研究报告编制办法 ；9)中国国家环境保护标准 ；10)生物接触氧化法污水处理工程技术规范 ；11)晶体硅光伏器件的实测特性的温度和辐照度修正方法 GB/T6495.4-1996；12)光伏器件
15、第 5 部分：用开路电压法确定光伏（PV）器件的等效电池温度（ECT）GB/T6495.5-199713) 上海市人民政府关于批转节能减排统计监测及考核实施方案和办法的通知（沪府发200819 号）d) 项目规模与投资方案一：1）项目投资规模：按常规太阳能电池组件计算，6MW 太阳能电池组件总面积约为 60000 平方米，考虑到太阳能电池组件方阵的检修通道和安装地点边角不可利用面积等因素，容量为6MW 的光伏发电系统需要的总安装面积分别约占地 70000 平方米，总投资约 17000万元。总投资分项 金额（万元） 政府补贴（万元） 备注太阳能组件 6000 3000 50%DC-BUS 器件
16、1800 900 50%配电器材及人工 2000 1000 50%加热系统 300 0政府补贴 0 1000政府光热系统补贴 0 300合计 10100 6200不含新技术应用补贴；2）建议选址：生物反应沉淀池，单个池体面积将近 1 万平米。. 白龙港光伏加热系统 8 /26 上海存在自动化控制设备有限公司3)项目系统规模该方案的生物沉淀池占地面积为 1 万平方，水量 100000 吨，提升水温仅仅3就需要建设一个生物池太阳能光热 6MW 系统工程我们就该方案做了较细致的数学模型计算：A. 电站主要参数：电站总容量：6MWp；太阳能电池组件数量 28000 块，单块 220W；太阳能发电效率大
17、于 96%；年发电量约 1000 万度电年产热量（此数据为太阳能组件生产商提供）方案二：1）项目投资规模：按常规太阳能电池组件计算，300KWp 太阳能电池组件总面积约为 3000 平方米，考虑到太阳能电池组件方阵的检修通道和安装地点边角不可利用面积等因素，容量为 300KWp 的并网光伏发电系统需要的总安装面积分别约占地 4000 平方米，总投资约 690 万元。总投资分项 金额（万元） 政府补贴（万元） 备注太阳能组件 300 150 50%DC-BUS 器件 120 60 50%配电器材及人工 150 75 50%. 白龙港光伏加热系统 9 /26 上海存在自动化控制设备有限公司储能系统 100 50加热系统 20 0政府补贴 0 60政府光热系统补贴 0 20合计 690 415不含新技术应用补贴；不含科研经费补贴；2）建议选址：生物反应沉淀池，单个池体面积将近 40 平米。3)项目系统规模该方案的生物沉淀池占地面积为 40 平方，水量 100 吨，提升水温 5也只需要建设一个生物池太阳能光热 DC-BUS 300KW 系统工程我们就该方案做了较细致的数学模型计算：电站主要参数：电站总容量：300KWp ；太阳能电池组件数量 1370 块，单块 220W；太阳能发电效率大于 96%；年发电量约 60 万度电；年产热量约（此数据为太阳能组件生产商提供）
