1、 石河子市石河子市 10MWp 用户侧用户侧并网光伏并网光伏发电发电示范示范电电站站 可行可行性研究阶段性研究阶段 可行可行性研究报告性研究报告 批准：张吉春 审核：汪玉华 付剑波 校核：刘新春 田耘 杨丽娟 袁智勇 王志远 编制：付剑波 田耘 朱琳 崔玉凤 徐富平 马渊儒 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 1 目目 录录 1 项目概况项目概况.1 1.1 项目概况项目概况.1 1.2 报告编制原则及依据报告编制原则及依据.1 1.3 编制范围编制范围.1 1.4 项目主要内容项目主要内容.2 1.5 项目实施的总体目标项目实施的总体目标.2 2 项目提出的背景项目提2、出的背景.2 2.1 目前我国的能源形势目前我国的能源形势.2 2.2 我国电力供需现状及预测我国电力供需现状及预测.3 2.3 世界光伏发电发展现状世界光伏发电发展现状.4 2.4 世界光伏发展目标和发展前景世界光伏发展目标和发展前景.5 2.5 世界光伏技术发展趋势世界光伏技术发展趋势.6 2.6 中国光伏发电市场的现状中国光伏发电市场的现状.8 2.7 中国光伏发电市场的发展中国光伏发电市场的发展.8 2.8 中国光伏产业发展现状中国光伏产业发展现状.9 2.9 太阳能光伏发电在我国能源电力供应中的地位太阳能光伏发电在我国能源电力供应中的地位.13 3 项目建设的必要性项目建设的必要性.3、17 3.1 合理开发利用光能资源，符合能源产业发展方向合理开发利用光能资源，符合能源产业发展方向.17 3.2 优化石河子市产业结构，大力发展新能源的需要优化石河子市产业结构，大力发展新能源的需要.17 3.3 地区国民经济可持续发展的需要地区国民经济可持续发展的需要.18 3.4 加快能源结构调整的需要加快能源结构调整的需要.18 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 2 3.5 改善生态、保护环境的需要改善生态、保护环境的需要.19 4 工程任务及规模工程任务及规模.19 4.1 工程建设场址及规模工程建设场址及规模.19 4.2 建设任务建设任务.20 4.3 石4、河子市电力系统规模石河子市电力系统规模.20 4.4 电站与系统连接方案设想电站与系统连接方案设想.20 5 光能资源光能资源.21 5.1 新疆地区光资源概况新疆地区光资源概况.21 5.2 石河子市太阳辐射总量石河子市太阳辐射总量.23 5.3 光资源综合评述光资源综合评述.23 6 建厂条件建厂条件.24 6.1 工程地质工程地质.24 6.2 工程气象条件工程气象条件.24 6.3 交通运输交通运输.25 6.4 电网情况电网情况.25 6.5 电力接入条件电力接入条件.26 7 光伏电站发电量估算光伏电站发电量估算.26 7.1 太阳辐射的计算模型太阳辐射的计算模型.26 7.2 太5、阳辐射计算及发电量测算太阳辐射计算及发电量测算.27 8 总体技术方案总体技术方案.30 8.1 容量组成及光伏发电分系统容量组成及光伏发电分系统.30 8.2 电池组件及逆变器选型电池组件及逆变器选型.30 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 3 9 电站总平面布置电站总平面布置.33 9.1 场址概况场址概况.33 9.2 建场地区交通运输建场地区交通运输.33 9.3 电站总体布置设想电站总体布置设想.33 9.4 电场总体规划电场总体规划.36 9.5 电站道路布置电站道路布置.36 9.6 电站管线布置电站管线布置.36 9.7 场址技术经济指标场址技术经济指6、标.36 9.8 施工总进度施工总进度.37 10 电站直流发电系统电站直流发电系统.37 11 电气电气.38 11.1 电气一次电气一次.38 11.2 电气二次电气二次.40 12 土建、给排水及暖通工程土建、给排水及暖通工程.41 12.1 土建工程采用的主要设计技术数据土建工程采用的主要设计技术数据.41 12.2 主要建筑材料主要建筑材料.41 12.3 建（构）筑物抗震分类和抗震设防原则建（构）筑物抗震分类和抗震设防原则.41 12.4 主要建筑设施及结构体系及结构选型主要建筑设施及结构体系及结构选型.41 13 光伏发电场接地网及电缆沟光伏发电场接地网及电缆沟.42 14 给排7、水及消防水给排水及消防水.43 14.1 电站水源电站水源.43 14.2 场外供、排水系统场外供、排水系统.43 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 4 14.3 场内供排水系统场内供排水系统.43 14.4 电场消防电场消防.44 15 采暖系采暖系统统.44 16 通风系统通风系统.44 17 空调系统空调系统.44 18 工程管理设计工程管理设计.44 19 环境保护和水土保持综合评价环境保护和水土保持综合评价.45 19.1 设计依据及标准设计依据及标准.45 19.2 环境现状环境现状.45 19.3 环境影响预测评价环境影响预测评价.47 19.4 环境条8、件对太阳能光伏发电效率的制约因素分析环境条件对太阳能光伏发电效率的制约因素分析.49 19.5 绿化及水土保持绿化及水土保持.49 19.6 环境效益分析环境效益分析.50 19.7 综合评价与结论综合评价与结论.51 20 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生.51 20.1 防火、防爆防火、防爆.51 20.2 防雷电防雷电.52 20.3 防电伤防电伤.52 20.4 防噪声、振荡及电磁干扰防噪声、振荡及电磁干扰.52 20.5 防暑、防寒及防潮防暑、防寒及防潮.52 20.6 其它安全措施其它安全措施.53 21 工程投资匡算工程投资匡算.53 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项9、目 可行性研究报告 5 22 经济评价经济评价.54 23 存在问题与建议存在问题与建议.57 23.1 存在问题存在问题.57 23.2 发挥减排效益，申请发挥减排效益，申请 CDM.57 23.3 建议建议.58 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 1 1 项目概况项目概况 1.1 项目概况项目概况 1.1.1 项目名称 石河子市 10MWp 用户侧并网光伏发电示范项目 1.1.2 项目执行机构 项目执行机构：石河子市裕天新能源有限公司 石河子市裕天新能源有限公司是新疆裕天新能源投资公司在石河子设立的全资子公司，是裕天新能源在石河子市从事光伏发电项目开发、投资、建设10、和运行管理的专业公司。1.1.3 建设地点 新疆建设兵团农八师新疆建设兵团农八师石河子市南开发区石河子市南开发区 1.1.4 建设规模 本项目建设规模为 10MWp 并网型太阳能光伏发电系统，包括太阳能光伏发电系统及相应的配套上网设施。1.2 报告编制原则及依据报告编制原则及依据 1.2.1 编制原则（1）认真贯彻国家能源相关的方针和政策，符合国家的有关法规、规范和标准。（2）国家财政部、科技部、国家能源局联合发布的财建2009397 号文关于实施金太阳示范工程的通知、国家财政部、科技部、住房城乡建设部、国家能源局财建2010662 号文关于加强金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管11、理的通知。（3）对场址进行合理布局，做到安全、经济、可靠。（4）充分体现社会效益、环境效益和经济效益的和谐统一。1.2.2 编制依据（1）石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目可行性研究报告编制委托书 （2）太阳能光伏发电及各专业相关的设计规程规定 1.3 编制范围 受新疆裕天新能源投资有限公司委托，云南省电力设计院承担石河子市10MWp 并网光伏发电示范项目的可行性研究工作。主要工作内容包括光能资源分析，工程地质，光伏电池组件选型和优化布置，发电量估算，电气工程，土建、暖通、给排水工程，施工组织，工程管理设计，环境保护和水土保持综合评价，石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性12、研究报告 2 劳动安全与工业卫生和电站建成后效益分析，工程投资匡算，财务评价等。1.4 项目主要内容项目主要内容 为利用新疆乌鲁木齐丰富的太阳能资源，新疆裕天新能源投资有限公司决定在新疆建设兵团农八师石河子市南开发区投资建设规划容量10MWp并网型太阳能光伏发电系统。项目场址位于新疆建设兵团农八师石河子市南开发区。石河子市位于北纬43204520东经 84458640之间。土地总面积 7529 平方公里，现有耕地 301.69 万亩，2003 年正播面积 240 万亩。本项目场址位于新疆建设兵团农八师石河子市南开发区地界，该区域地势开阔平坦，无凸凹起伏。海拔高程 484 米，地面坡度千分之三左13、右，整体地势自西南向东北倾斜。土地资源较丰富，土壤类型多，以灰漠土为主。周围无高大建筑，场地开阔。1.5 项目实施的总体目标项目实施的总体目标 开发新疆建设兵团农八师石河子地区丰富的太阳能资源，建设农八师石河子市南开发区新能源规划范围内的首座高压并网光伏电站，积极积累经验，探索高效率低成本的太阳能光伏电站发展模式，为将来全国大规模发展高效率低成本的太阳能电站奠定基础。农八师已制定的“退耕还林”政策，如何更好使用退耕土地，通过此示范项目可以探索新的出路。2 项目提出的背景项目提出的背景 2.1 目前我国的能源形势目前我国的能源形势 我国是世界上最大的能源消费国之一，同时也是世界能源生产的大国。随14、着国民经济的快速增长，2006 年能源消费总量增至 24.6 亿 tce（吨标准煤），比 2005 年增长了 9.3%。2006 年各种一次能源比例为：煤炭占 69.7%、石油占20.3%、天然气占 3.0%、水电占 6.0%、核电占 0.8%。2006 年，中国的原油进口达到 1.5 亿 t，大约是中国原油总需求的 50%。图 2-1-1 是 2006 年中国的一次能源消费构成。图 2-1-1 2006 年中国一次能源消费构成 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 3 2006年中国一次能源消费构成水电6.0%石油20.3%煤炭69.8%天然气3.0%核电0.8%煤炭石15、油天然气水电核电 预计到 2020 年，中国一次能源需求量为 33 亿 tce，煤炭供应量为 29 亿 t，石油为 6.1 亿 t；然而，到 2020 年我国煤炭生产的最大可能约为 22 亿 t 左右，石油的最高产量也只有 2.0 亿 t，供需缺口分别为 7 亿 t 和 4.1 亿 t。显然，要满足未来社会经济发展对于能源的需求，完全依靠煤炭、石油等常规能源是不现实的。我国能源供应状况为煤炭比重过大，环境压力沉重；人均能耗远低于世界平均水平，能源技术落后，系统效率低，产品能耗高，资源浪费大。我国能源供应面临严峻挑战：一是能源决策国际环境复杂化，对国外石油资源依存度快速加大，二是化石能源可持续供16、应能力遭遇严重挑战。长远来看，能源资源及其供应能力将对我国能源系统的可持续性构成严重威胁。从能源资源、环境保护的角度，如此高的能源需量，如果继续维持目前的能源构架是绝对不可行的。因此，在大力提高能效的同时，积极开发和利用可再生能源，特别是资源量最大，分布最普遍的太阳能将是我国的必由之路。2.2 我国电力供需现状及预测我国电力供需现状及预测 2005 年，全国发电装机容量达到 5.0841 亿千瓦，同比增长 14.9%。其中，水电达到 1.1652 亿千瓦，约占总容量 22.9%；火电达到 3.8413 亿千瓦，约占总容量 75.6%；全国发电量达到 24747 亿千瓦时，同比增加 2804 亿17、千瓦时，增速12.8%。2006 年，全国发电装机容量达到 6.22 亿千瓦，同比增长 20.3%。其中，水电达到 1.4 亿千瓦，约占总容量 22.5%；火电达到 4.7252 亿千瓦，约占总容量75.97%；2006 年全国发电量达到 28364 亿千瓦时，同比增长 14.5%。根据专家预计 2007 年至 2010 年全社会用电量的年均增速在 12%左右，20102020 年增速在 8%左右。根据以上预测结果，到 2020 年，中国电力装机石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 4 容量将突破 12 亿千瓦，发电量将超过 6 万亿千瓦时，在现有基础上翻一番多。我国的一18、次能源储量远远低于世界平均水平，大约只有世界总储量的 10%，必须慎重地控制煤电、核电和天然气发电的发展；煤电的发展不仅仅受煤炭资源的制约，还受运输能力和水资源条件的制约；核电的发展同样受核原料和安全性的制约，核废料处理的问题更为严重，其成本是十分高昂的；我国的环境问题日益显现，发展煤电和大水电必须要考虑环境的可持续发展，必须计入外部成本。因此大力发展可再生能源发电是我国解决能源危机和保证可持续发展的重要举措，而太阳能发电将在未来中国能源供应中占据主要地位。图 2-2-1 我国各种一次能源储采比与世界比较表 约71年约216年约45年约61年约50年约105年约30年约15年20002050219、1002150220022502300石油天然气煤铀年世界中国 图 2-2-2 世界并网光伏发电市场份额逐年增长情况表 7.9%41.7%21.3%23.5%29.9%70.0%65.9%55.5%51.4%50.4%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%90.0%100.0%1996199719981999200020012002200320042005年光伏系统市场份额份额 2.3 世界光伏发电发展现状世界光伏发电发展现状 光伏发电技术的发展已经有了几十年的历史且发展迅速，目前是一种较为成熟、可靠的技术，并逐渐从过去用于独立的系统，朝大规模20、并网方向发展。最近石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 5 10 年太阳电池组件生产的年平均增长率达到 33%，最近 5 年的年平均增长率达到43%，2006年世界太阳能电池产量达到2500MWp，累计发货量达到8500MWp。我国的光伏制造业在最近几年也取得了突飞猛进的发展，例如光伏电池生产能力从 2006 年初的 1480MWp 上升到 2007 年的 1700MWp；从 2007 年的产量看，我国已经超过德国，仅次于日本，成为世界第二大光伏电池生产国，在世界前 16名光伏企业中，我国已经占了 4 个。但与此同时，我国的光伏发电市场发展缓慢，到 2007 年底，独立光21、伏系统累计推广约 90MWp，主要用于边远无电地区居民生活用电，并网太阳能光伏系统刚刚开始进入示范阶段，建立了 20 多座容量在几十 kWp 到MWp 不等的光伏电站，累计装机接近 10MWp，制造业 95%以上的光伏产品依赖国际市场。世界光伏产业和市场的另一个突出特点是：光伏发电在能源中的替代功能越来越大，主要表现在并网发电的应用比例增加非常快，并成为光伏发电的主导市场。并网发电在光伏市场中的主导地位在人类能源变革中具有重要意义，它标志着光伏发电由边远地区离网和特殊应用向电网电源发展、由补充能源向替代能源转变、人类社会开始建设可持续发展的能源体系。2.4 世界光伏发展目世界光伏发展目标和发展22、前景标和发展前景 世界上一些主要国家制定了国家光伏发展路线和发展目标，现对比如下：表 2-4-1 世界主要国家光伏发电成本预测一览表 光伏发电成本预测 年份 2004 2010 2020 日本（日元/kW.h）30 23 14 欧洲（欧元/kW.h）0.25 0.18 0.10 美国（美元/kW.h）0.182 0.136 0.10 中国（元/kW.h）5.0 3.0 1.4 表 2-4-2 世界主要国家光伏发电装机预测一览表 光伏发电装机预测/GWp 年份 2004 2010 2020 日本 1.2 4.8 30 欧洲 1.2 3.0 41 美国 0.36 2.1 36 中国 0.065 023、.3 1.8 其它 1.195 3.8 91.2 世界 4.0 14 200 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 6 表 2-4-3 世界光伏市场主要国家的政策 国家 德国 日本 西班牙 意大利 美国 电价政策形式 固定 静电表 固定溢价 配额制 静电表 电价水平 42.7353.67欧分kW.h 3035 日元kW.h 46.7825.22欧分kW.h 1113 欧分kW.h 1015 美分kW.h 优惠电价年限 2021 无限制 25 以上 20 无限制 其它财税政策 无 投 资 补 贴10%50%无 投资补贴 投资补贴、税收、贷款 太阳能资源（系统年有效满发小时数24、）9001000 9001000 12001500 南 部 为 主12001500 南 部 为 主11001500 从长远看，太阳能光伏发电在不远的将来占据世界消费的重要位置，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。根据欧盟联合研究中心（JRC）的预测，到 2030 年世界可再生能源在总能源结构中将占到 30%以上，太阳能光伏发电在世界总电力的供应中达到 10%以上；2040 年可再生能源占总能耗 50%以上，太阳能发电将占电力的 20%以上；到 21 世纪末可再生能源在能源结构中占到 80%以上，太阳能发电占到 60%以上，显示出重要战略地位。2.5 世界光伏技术发展趋势世界光25、伏技术发展趋势 技术进步是降低成本、促进发展的根本原因。几十年来围绕着降低成本的各项研究开发工作取得了辉煌的成就，表现在电池效率的不断提高，硅片厚度的持续降低和产业化技术不断改进等方面，对降低光伏发电成本起到了决定性的作用。1）电池效率的不断提高 单晶硅电池的实验室最高效率已经从 50 年代的 6%提高到目前的 24.7%，多晶硅电池的实验室最高效率也达到了 20.3%。薄膜电池的研究工作也获得了很大成功，非晶硅薄膜电池、碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CIS)的实验室效率也分别达到了 13%、16.4%和 19.5%。其它新型电池，如多晶硅薄膜电池、燃料敏化电池、有机电池等不断取得进展，更高效率26、的新概念电池受到广泛重视被列入研究开发计划。随着试验室效率的不断提高，商品化电池的效率也得到不断提升。目前单晶硅电池的效率可达到 16%20%，多晶硅电池可达到 14%16%；与此同时，光石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 7 伏产业技术和光伏系统集成技术与时俱进，共同促使光伏发电成本不断降低和光伏市场及产业的持续扩大发展。2）商业化电池厚度持续降低 降低硅片厚度是减少硅材料消耗、降低晶体硅太阳电池成本的有效技术措施，是光伏技术进步的重要方面。30 多年来，太阳电池硅片厚度从 20 世纪 70年代的 450500m 降低到目前的 180280m,降低了一半以上，硅材料用27、量大大减少，对太阳电池成本降低起到了重要作用，是技术进步促进降低成本的重要范例之一。预计 2010 年硅片厚度将降至 150200m，2020 年将降低到 80100m，届时成本将相应大幅降低。3）生产规模不断扩大 生产规模不断扩大和自动化程度持续提高是太阳电池生产成本降低的另一个重要方面，太阳电池单场生产规模已经从 20 世纪 80 年代的 15MWp/a 发展到 90 年代的 530MWp/a 和目前的 50500MWp/a。生产规模与成本降低的关系体现在学习曲线率 LR（Learning Curve Rate）上，即生产规模扩大 1 倍，生产成本降低的百分比，对于太阳电池来说，LR=2028、%（含技术进步在内），即生产规模扩大 1 倍，生产成本降低 20%。预计，在未来的两年之内，单场年生产能力达到 1GWp 的企业将会出现。4）太阳电池组件成本大幅度降低 光伏组件成本 30 年来降低 2 个数量级。2003 年世界重要厂商的成本为 22.3 美元/Wp，售价 2.53 美元/Wp。当供求关系越过平衡点后，成本会比前一个供求关系对应点更低，这也是 30 年来经验曲线中曾经出现过的现象。5）晶体硅电池技术持续进步，薄膜电池技术快速发展 图 2-5-1 是 2006 年各种电池技术的市场份额，其中多晶硅 46.5%，单晶硅43.4%，带硅电池 2.6%，薄膜电池约 7.6%。多晶硅电29、池自 1998 年开始超过单晶硅后一直持续增长，各种薄膜电池市场份额近年来也在稳定增长。图 2-5-1 2006 年各种光伏电池市场份额 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 8 2006年各种光伏电池市场份额多晶硅电池46.5%带硅电池2.6%CdTe电池2.7%CIS电池0.2%a-Si电池4.7%单晶硅电池43.4%多晶硅电池单晶硅电池a-Si电池CdTe电池带硅电池CIS电池 2.6 中国光伏发电市场的现状中国光伏发电市场的现状 中国的光伏发电市场目前主要用于边远地区农村电气化、通信和工业应用以及太阳能光伏商品，包括太阳能路灯、草坪灯、太阳能交通信号灯以及太阳能景30、观照明等。由于成本很高，并网光伏发电目前还处于示范阶段。截止到 2008 年各类光伏发电市场份额分布见下表 2-6-1：表 2-6-1 2008 年中国各类光伏发电市场份额一览表 市场分类 累计装机（MWp）市场份额（%）农村电气化 33 41.3 通信和工业 27 33.8 太阳能光伏产品 16 20.0 建筑并网发电 3.8 4.8 大型荒漠并网发电 0.2 0.3 合计 80 100 所有这些应用领域中，大约有 53.8%属于商业化的市场（通信工业和太阳能光伏产品），而另外的 46.2%则属于需要政府和政策支持的市场，包括农村电气化和并网光伏发电。2.7 中国光伏发电市场的发展中国光伏发31、电市场的发展 中国于 1958 年开始研究光伏电池，1971 年首次成功应用于我国发射的东方红二号卫星上，1973 年开始将光伏电池用于地面。2002 年，国家计委启动“西部省区无电乡通电计划”，通过光伏和小型风力发电解决西部七省区（西藏、新疆、青海、甘肃、内蒙古、陕西和四川）700 多个无电乡的用电问题，光伏用量达到 15.5MWp。该项目大大刺激了国内光伏工业，国内建起了几条太阳电池的封装线，使太阳电池的年生产量迅速达到石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 9 100MWp（2002 年当年产量 20MWp）。截止到 2003 年底，中国太阳电池的累计装机已经达到 532、5MWp。20032005 年，由于欧洲光伏市场的拉动，中国的光伏生产能力迅速增长，截止到 2007 年底，中国太阳电池的生产能力已经达到1088MWp，绝大部分太阳电池组件出口欧洲，2006 年国内安装量只有 10MWp，2007 年为 20MWp。下表给出中国光伏发电市场的发展进程。表 2-7-1 中国光伏发电各年装机及累计装机一览表 年份 1976 1980 1985 1990 1995 2000 2002 2004 2005 2006 2007 年 装机/kWp 0.5 8 70 500 1550 3300 20300 10000 5000 10000 20000 累计装机/kWp 033、.5 16.5 200 1780 6630 19000 45000 65000 70000 80000 100000 2.8 中国光伏产业发展现状中国光伏产业发展现状 太阳能光伏系统中最重要的是太阳能电池板，是收集光和实现光电转换的基本单位。大量的电池合成在一起构成光伏组件。并网发电系统由光伏组件、逆变器、高低压配电装置构成。太阳能电池通常由晶体硅和薄膜材料制造，前者由切割、铸锭或者锻造的方法获得，后者是一层薄膜附在低价的衬背上。目前，世界上 85%以上的市场份额是晶体硅太阳电池，包括单晶体硅太阳电池和多晶体硅太阳电池，其他类型的太阳电池所占比例很小，因此在考虑太阳电池产业链时一般主要分析晶体34、硅太阳能光伏电池的产业链。光伏发电产业链的构成见下图 2-8-1：硅矿硅矿 冶金硅冶金硅 （工业硅）（工业硅）高 纯 多 晶高 纯 多 晶硅硅/SOG 硅硅 单晶硅棒单晶硅棒/多晶硅锭多晶硅锭 光 伏 发 电光 伏 发 电系统系统 光伏阵列光伏阵列 光伏组件光伏组件 单 晶 硅 电单 晶 硅 电池池/多晶硅多晶硅电池电池 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 10 2.8.1 多晶体硅原材料产业状况多晶体硅原材料产业状况 光伏技术发展至今，晶体硅光伏电池始终是商品化光伏电池的主流，国际市场上 98%以上的光伏电池是利用高纯多晶体硅制备的。作为光伏电池生产最基本材料一高纯多35、晶体硅制造业也就成为光伏产业链上最重要的环节。目前，多晶体硅原材料的先进生产技术基本上掌握在 8 家主要生产商手中。由于种种原因，多晶体硅原材料生产量的增长远远落后于光伏产业需求量的增长，这导致了自 2004 年以来世界范围内多晶体硅原材料的持续紧缺并导致价格的持续上涨，预计这种紧缺状况至少还将持续 2 年左右的时间。多晶硅原料的生产已经成为整个光伏产业链的瓶颈，不但限制了太阳电池产量的增长而且使太阳电池的成本持续保持在 34 美元/峰瓦的水平，严重制约了光伏产业和市场的发展。但是，根据新能源财经公司(New Energy Finance)最新发布的硅料和硅片价格指数显示，目前已签订合同的 236、009 年多晶硅协议价格平均跌幅达 43%。这意味着光伏制造成本有望降低，光伏原材料的瓶颈之困也有望缓和。中国多晶体硅原材料产业存在的问题包括：1）技术落后 主要技术基于改良的西门子法，但工艺落后，能耗为世界先进水平的 1.52倍；太阳能级硅材料的技术和产业仍落后国际水平，急待加强太阳级硅材料的研究开发以及对太阳级硅材料产业的支持。同时，应高度重视各种非晶硅薄膜电池的开发与产业化。由安泰科技公司与德国 Odersun 公司合作开发的铜铟硫薄膜电池 5MW 生产线已经于 2007 年 4 月 19 日正式投产。这种电池具有材料消耗少、设备成本低、工艺简单等特点，每峰瓦成本可降到 1 美元以下，而37、且易于应用，发展潜力很大。2）规模小 多晶体硅生产是规模效益型产业，一般认为临界规模为 2000t/a，产量低于1000t/a 的企业被认为不具有经济合理性。根据有关方面的规划，今后 5 年10年内，我国光伏发电应用主要有三个方面：以户用光伏发电系统和小型光伏电站为主，解决偏远地区无电村和无电户的供电问题；在经济较发达、城市现代化水平较高的大中城市，在公益性建筑物和其他建筑物以及道路、公园、车站等设施使用光伏电源；大型并网光伏系统示范等。2007 年，中国多晶体硅的年生产量突破 1，000t，预计到 2008 年，我国硅材料的生产能力将达到 15，000 吨，能满足 1，100 MW 太阳电池38、的生产。实际生产量与需求存在巨大的差距，多晶体硅原材料基本依赖进口。2.8.2 晶体硅锭制造产业状况晶体硅锭制造产业状况 硅锭切片，即硅片的生产是晶体硅太阳能光伏电池制备的第一道工序，晶体石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 11 硅电池组件成本的 65%来自硅片，而电池制造和组件封装只占成本的 10%和25%。随着硅材料成本的持续走高，硅锭切割工艺在光伏电池制造环节中的重要性也日益提高。通过不断提升硅片制备的工艺、设备和技术水平来降低硅片成本、节约原材料，提高生产效率，已成为光伏产业目前关注的焦点。中国晶体硅材料产业有以下特点：1）发展迅速。近几年的年平均增长率超过 739、0%。2）对原材料的依存度高。由于国内无法提供高纯多晶体硅原材料，因此企业原料基本依赖进口，国际市场高纯多晶体硅原料的紧缺和涨价影响了国内企业的发展，绝大部分企业开工不足。3）技术成熟，产品质量不逊于国外。4）单晶体硅材料的生产占主导，与世界光伏产业中单晶体硅与多晶体硅的1:2（2006 年）比例相差较大。主要原因是国内单晶体硅拉制的技术比较成熟，国产单晶炉已实现国产化，价格低廉；多晶体硅浇铸炉依靠进口，价格昂贵。同时拉单晶投资少，建设周期短，资金回收快。2.8.3 晶体硅太阳能光伏电池制造业状况晶体硅太阳能光伏电池制造业状况 晶体硅太阳能光伏电池是在单晶或多晶体硅片上通过扩散制结而制成的。中40、国 2004 年太阳能光伏电池的年产量超过 50MWp，是前一年的 4 倍；2005年产量达到 140MWp,2006 年为 369.5MWp，如果不是受到原材料短缺的制约，发展速度还将更快。到 2006 年底，中国太阳电池的生产企业已有 39 家，总的年生产能力已经达到 1.6 GWp。2007 年，中国多晶体硅的年生产量突破 1000t。2008年，我国硅材料的生产能力达到 15000 吨，能满足 1100 MW 太阳电池的生产。虽然中国商品化光伏电池制作工艺接近或达到国际先进水平，但大多数企业自主研发实力不强，以消化吸收国际技术为主，缺乏技术创新和市场应变能力。目前大规模生产的晶体硅电池41、的总体发展趋势为：高效率、大面积、薄硅片。这对国内光伏电他制造业提出了新的要求。2.8.4 非晶硅太阳能光伏电池制造业状况非晶硅太阳能光伏电池制造业状况 截止到 2006 年中国非晶硅太阳能电池生产能力约为 45.5MWp/a，同时还有一些企业正在投资建设新的生产线，产业发展势头良好。非晶硅光伏电池一般是采用高频辉光放电技术使硅烷气体分解沉积而制成，可在玻璃，不锈钢板，陶瓷板，柔性塑料上沉积约 1 m 厚的薄膜。该电池多采用 p-in 结构，易于大面积化，成本低。为提高效率和改善稳定性,有时还制成 3 层 p-in 等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层，其商品化产量连续增长，居薄膜电池前几位。42、非晶硅光电池小面积的转换效率已提高到 14.6%，大面积生产的转换效率为 8%10%。石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 12 2.8.5 组件封装产业状况组件封装产业状况 晶体硅太阳能电池组件制造业主要是将晶体硅太阳电池进行单片互联、封装，以保护电极接触，防止导线受到腐蚀，避免电池破碎。封装质量直接影响到晶体硅太阳能电池组件的使用寿命。目前，光伏电池组件封装产业，是整个光伏产业链中生产工艺发展最为成熟的环节，也是产业量最大的一个环节。但由于技术和资金门槛低，属于劳动密集型产业，造成目前国内封装能力过剩，企业利润微薄，发展空间不足。2.8.6 太阳跟踪装置产业状况太阳跟43、踪装置产业状况 太阳电池方阵的发电量与阳光入射角有关，光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大，改变入射角，发电量明显增加。太阳能跟踪装置可以将太阳能板始终垂直对准太阳，最大程度的将太阳能转化为电力。根据目前一些跟踪装置生产场的经验，采用自动跟踪装置可提高发电量 2040%左右，从而相对降低投资20%。目前，国内光伏发电系统普遍采用的是非聚焦平板固定倾角阵列发电方式。2.8.7 并网逆变器产业状况并网逆变器产业状况 我国从上世纪 80 年代起开始对太阳能发电设备用逆变器进行研究开发，现在已有专门的单位研究开发和生产。目前我国并网逆变器的生产技术与国外有一定的差距，主要表现在产业规模、产品的可靠性44、和功能上。目前国内比较成熟的并网型逆变器规格分别为：10kW、20kW、30kW、50kW、100kW、250kW、500kW、630KW 并网逆变器。目前太阳能发电用逆变器分为以下几种形式:1）工频变压器绝缘方式：用于独立型太阳能发电设备，可靠性高，维护量少，开关频率低，电磁干扰小。2）高频变压器绝缘方式：用于并网型太阳能发电设备，体积小，重量轻，成本低。要经两级变换，效率问题比较突出，采取措施后，仍可达到 90%以上，高频电磁干扰严重，要采用滤波和屏蔽措施。3）无变压器非绝缘方式：为提高效率和降低成本，将逆变器的两级变换变为单级变换。实际使用中出现一系列问题。无变压器非绝缘方式逆变器不能使45、输入的太阳电池与输出电网绝缘隔离，输入的太阳电池矩阵正、负极都不能直接接地。太阳电池矩阵面积大，对地有很大的等效电容存在，将在工作中产生等效电容充放电电流。其中低频部分，有可能使供电电路的漏电保护开关误动作。其中高频部分，将通过配电线对其他用电设备造成电磁干扰，而影响其它用电设备工作。这样，必须加滤波和保护，达不到降低成本的预期效果。4）正激变压器绝缘方式：是在无变压器非绝缘方式使用效果不佳之后开发出来的，既保留了无变压器非绝缘方式单级变换的主要优点，又消除无绝缘隔离石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 13 的主要缺点，是到目前为止并网型太阳能发电设备比较理想的逆变器。46、2.9 太阳能光伏发电在我国能源电力供应中的地位太阳能光伏发电在我国能源电力供应中的地位 2.9.1 我国的太阳能资源我国的太阳能资源的理论总量和资源宏观分布情况的理论总量和资源宏观分布情况 中国地处北半球欧亚大陆的东部，主要处于温带和亚热带，具有比较丰富的太阳能资源。根据全国 700 多个气象台站长期观测积累的资料表明，中国各地的太阳辐射年总量大致在 3.35 1038.40 103MJ/m2之间，其平均值约为5.86 103MJ/m2。该等值线从大兴安岭西麓的内蒙古东北部开始，向南经过北京西北侧，朝西偏南至兰州，然后径直朝南至昆明，最后沿横断山脉转向西藏南部。在该等值线以西和以北的广大地区47、，除天山北面的新疆小部分地区的年总量约为4.46 103MJ/m2外，其余绝大部分地区的年总量都超过 5.86 103MJ/m2。中国太阳能资源分布见图 2-9-1。按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区：一类地区：全年日照时数为 32003300h，年辐射量在 67008370MJ/m2。相当于 228285kgce(标准煤)燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区。图 2-9-1 中国太阳能资源分布图 二类地区：全年日照时数为 30003200h，年辐射量在 58606700 MJ/m2，相当于 200228kgce 48、燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。三类地区:全年日照时数为 22003000h，年辐射量在 50205860MJ/m2，石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 14 相当于 171200kgce 燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。四类地区:全年日照时数为 14002200h，年辐射量在 41905020MJ/m2。相当于 142171kgce 燃49、烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以，属于太阳能资源可利用地区。五类地区:全年日照时数约 10001400h，年辐射量在 33504190MJ/m2。相当于 114142kgce 燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。一、二、三类地区，年日照时数大于 2000h，年辐射总量高于 5860MJ/m2，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，较大，约占全国总面积的 2/3 以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。2.9.2 我国荒漠大规模光伏发电重点开发地50、区分布及实际开发潜力我国荒漠大规模光伏发电重点开发地区分布及实际开发潜力 太阳能的能量密度较低，所以光伏发电系统相对于传统发电模式其占地面积过大。在我国，光伏发电的重点发展领域分为：与城市建筑物相结合的小型光伏发电系统以及荒漠地区高压并网型光伏电站。我国荒漠总面积 108 万 km2；其中有大片的沙漠、沙漠化和半沙漠化土地，约 85 万 km2。1km2土地可以安装 50MWp太阳电池，按照 2020 年全国光伏发电累计安装 10GWp，假如 6GWp 安装在沙漠，也只需要 120km2，不到全国沙漠和荒漠面积的万分之一点五。2.9.3 我国主要电力可再生能源资源总量对比我国主要电力可再生能源51、资源总量对比 我国目前以及今后 3050 年内，具有实际发电应用能力的几种可再生能源的资源量和潜力如下表。由此可以看出：根据实际资源情况，我国小水电的最大当量装机容量为 50GW；生物质能发电的最大当量装机容量为 30GW；风力发电的最大当量装机容量为 44GW 左右。而太阳能发电的潜力比其它高 2 个数量级，可认为是无限的，即使将开发度设定为 1%，其当量装机容量就超过3600GW。综上所述，从资源总量角度来看，由于我国人均一次能源相对贫乏，太阳能发电将成为我国电力能源结构的重要组成部分，其战略地位是显而易见的。目前太阳能发电技术有光伏发电和太阳能热发电两种，其中太阳能热发电技术仍在研发阶段52、并且该技术在现场需要相当储量的水资源，使我国大规模应用该技术受到一定的制约；光伏发电技术已经成熟，只要有光照条件，基本不再需要其它资源，可以大规模应用。石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 15 表 2-9-1 我国各种可再生能源的资源总量与当量装机容量 再生能源分类 资源总量 理 论 可 开发量(GW)开发度 年发电小时(h)最 大 装机 容 量(GW)当 量 装 机容量(GW)(GW)(%)小水电 125 115 65 3000 75 50 风力发电 10000 1000 10 2000 100 44 生物质发电 300 100 30 5000 30 33 太阳能发电53、 9600000 1090000 1 1500 10900 3633 合计 96104525 1091215 4500 11105 3761 说明：理论可开发量指可用于发电的理论资源总量；开发度指受环境和分布条件和人们意愿接受程度的制约，实际能开发用于发电的资源百分比；当量装机容量按照 4550 当量运行小时数折算出的装机容量；风力发电和太阳能发电的开发度有可能进一步的提高。2.9.4 各种发电方式的碳排生命周期分析结果各种发电方式的碳排生命周期分析结果 大多数新能源和可再生能源属于低碳和非碳能源，在能量转换过程中基本不消耗化石能源，因此不会对环境构成严重威胁。尽管从全能量系统的观点来看，在可54、再生能源技术设备及其原材料的生产、制造和安装过程中，需要消耗一定的化石能源，进而会产生一定的污染物，但其排放量相对于可再生能源设备所提供的能量而言则微不足道。以电力转换为例，表 2-9-2 给出了各种发电方式每发1kWh 电的碳排放量的生命周期分析结果，数据证明，新能源和可再生能源是一种高度清洁的能源技术，是减少温室气体排放，防止全球环境恶化的一种科学选择。表 2-9-2 各种发电方式的碳排放生命周期分析结果 发电方式 碳排放量（g-c/kWh）煤发电 275 油发电 204 天然气发电 181 太阳热发电 92 光伏发电 55 波浪发电 41 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行55、性研究报告 16 海洋温差发电 36 潮汐发电 35 风力发电 20 地热发电 11 核能发电 8 水力发电 6（资料来源：日本能源，1993 年第 11 期）2.9.5 光伏发电同煤电成本对比分析光伏发电同煤电成本对比分析 光伏发电发展的主要障碍是目前成本较高。但是在科学技术快速发展的支持和规模市场的拉动下，光伏发电的成本正在快速下降，预计在 35 年左右的时间可达到煤电成本的水平。1）我国煤电成本发展趋势 对全国及分地区的燃煤发电成本进行的测算表明，2005 年我国燃煤发电的平均成本为 0.232 元/kWh，燃料占成本的 45.6%。根据世界银行的预测，我国未来几年的物价上涨率大约为 356、%。假定煤价在 20052020 年按年均 3%增长，在20212040 年按年均 2.5%增长，20412050 年按年均 2.0%增长，经测算全国平均燃煤发电成本变化如表 2-9-3 所示。表 2-9-3 我国燃煤发电成本变化趋势测算结果 年 份 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 煤 电 成 本 0.232 0.248 0.265 0.29 0.315 0.339 0.36 0.4 0.422 0.455 上述价格还未将每年因酸雨、地质塌陷等造成的 3000 亿元损失记入煤炭成本（其成本相当于 0.05 元/kWh）。实际上57、，特别是随着资源越来越少以及煤炭运输、环境成本的提高，煤炭成本的增长幅度将超过 3%的增长率，从而煤电的成本也必然快速增长。2）光伏发电成本接近燃煤发电成本 预期成本高在目前和今后相当长时段内都是制约光伏市场发展的根本瓶颈。以科学发展观分析这个问题，目前成本高是可以通过政策扶持得到解决的，理由是太阳能光伏发电是全球的战略替代电力能源，对于化石能源和水资源十分紧缺的我国来说在未来有决定性意义。即使对目前的边远地区离网供电、改善能源结构、减少排放等方面也有不可替代的重要意义。按照光伏发电发展的经验分析，到 2030 年，光伏系统价格有望达到 2.6$/Wp(组件价格 0.651.3$/Wp)；光伏58、系统的可靠性和寿命从现在的1520 年增加到 3035 年；系统效率从现在的 1215%增加到 1820%；光伏石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 17 发电成本可以降到 68 美分/kWh，基本达到届时的计入外部成本的煤电成本。只要保证规模市场，即使不计入外部成本，光伏发电成本也将在 2040 年前达到届时的煤电成本。3 项目项目建设建设的必要性的必要性 3.1 合理开发利用光能资源，符合能源产业发展方向合理开发利用光能资源，符合能源产业发展方向 我国政府一直非常重视新能源和可再生能源的开发利用。在党的十四届五中全会上通过的中共中央关于制定国民经济和社会发展“九五”计59、划和 2010 年远景目标的建议要求“积极发展新能源，改善能源结构”。1998 年 1 月 1 日实施的中华人民共和国节约能源法明确提出“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”。国家计委、国家科委、国家经贸委制定的19962010 年新能源和可再生能源发展纲要则进一步明确，要按照社会主义市场经济的要求，加快新能源和可再生能源的发展和产业建设步伐。2005 年 2 月 28 日中国人大通过的自 2006年 1 月 1 日开始实施的可再生能源法要求中国的发电企业必须用可再生能源（主要是太阳能和风能）生产一定比例的电力。在国家发改委 2007 年 4 月所作的能源发展“十一五”规划中再次强调了未来五年60、在可再生能源领域要重点建设实现产业化发展。太阳能作为最有发展潜力的新能源，是一种取之不尽、用之不竭的自然能源，而石河子市拥有非常丰富的太阳能资源亟待开发，气候多晴天，日照时数长，是太阳能丰富的地区。太阳能资源丰富，对环境无任何污染，是满足可持续发展需求的理想能源之一。目前太阳能的广泛利用，可以说是一种永续利用、对环境影响极小的能源，不论是现在或是未来，开发利用太阳能资源，完全可以减少对化石能源的依赖以致达到替代部分化石燃料的目标，这对开发区经济发展、改善环境和满足人民生活用电要求，将会起到重要的作用。3.2 优化优化石河子市产石河子市产业结构，大力发展新能源的需要业结构，大力发展新能源的需要 61、在半个世纪的开发、建设历程中，垦区各族人民发扬“艰苦创业、开拓奋进、团结奉献、争创一流”的石河子精神，在亘古荒原上建成了被誉为“戈壁明珠”的石河子新城，创建了以石河子市为中心，以国营农牧团场为依托、以大中型企业为主体，农林牧副渔全面发展，工交建商服综合经营，工农结合、城乡结合、贸工农一体化的新型经济联合体。石河子是军垦事业的缩影和自治区、兵团对外开放的重要“窗口”。特别是近几年来，农八师石河子市党委和市人民政府带领垦区各族人民高举邓小平理论伟大旗帜，认真贯彻“三个代表”重要思想，抓住机遇，深化改革，实现了国民经济持续、快速、健康发展，社会各项事业全面进步。2002 年，国内生产总值 56.8 62、亿元，比上年增长 17.1%。市财政收入 2.23 亿元。石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 18 石河子垦区系典型的灌溉农业，水土光热资源较为丰富，宜农宜林宜草宜牧。经过五十年的发展，现代化农业已初具规模，形成了规模化经营和机械化水平较高的大农业优势。机械化程度达 85%，科技贡献份额达 45%，农业商品率达 85%。是自治区、兵团棉花生产基地，其中，“银力”牌棉花享誉国内外，总产量占全疆九分之一，建成了全国天然彩色棉花生产基地。盛产优质瓜果，“花园”蟠桃、“下野地”西瓜闻名遐迩。实施“科技兴农”战略，大力推行精准农业、膜下滴灌技术及高密度植棉模式，促进了“特色、优质63、高效”农业的发展。目前，已建成一个国家级农业高新技术园区。工业:突出工业主导作用，以做大做强三大上市公司和优势产业为支撑，以结构调整和产业升级为主线，以项目引进为重点，深化国有企业改革，培育新的经济增长点，新型产业格局正在形成。以棉花产业化、节水灌溉技术产业化、绿色环保食品产业化和电力基础设施区域化为主体的工业布局日趋完善。正在打造天业塑化、天宏纸业、天富电力、银力棉纺四大集团，初步形成了“天业、天宏、天富”股市版块。3.3 地区国民经济可持续发展的需要地区国民经济可持续发展的需要 新疆维吾尔族自治区，经济和社会事业虽然有较大的发展，但由于交通、能源等客观条件的制约，发展速度相对缓慢，同发达64、地区相比还存在着很大差距。要实现地区经济的可持续发展，必须改变以往依赖农业资源开发利用的单一经济结构，需对资源进行重新配置。要充分利用风力、水力、太阳能、矿产、旅游、野生植物、农副产品等潜在优势，加快产业结构调整，逐步提高科技含量，增进经济效益。随着国家加大对中西部地区经济发展的扶持力度，尤其是“西部大开发”战略的实施，为新疆维吾尔族自治区的经济和社会发展创造了非常难得的机遇和条件。充分利用该地区清洁、丰富的太阳能资源，把太阳能资源的开发建设作为今后经济发展的产业之一，以电力发展带动农业生产。新疆维吾尔族自治区农业较发达，但仍有大量的宜农荒地，地表水资源利用已比较充分，要进一步扩大农业耕作面积65、，利用光伏发电，抽取地下水，对农业发展是十分有利的。同时以电力发展带动矿产资源开发，可促进人民群众物质文化生活水平的提高，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。3.4 加快能源结构调整的需要加快能源结构调整的需要 至 2006 年底,新疆电源装机总容量 789 万千瓦，其中水电 176 万千瓦，占22.4%；火电装机 593.6 万千瓦，占 75.2%；风电装机 18.9 万千瓦，占 2.4%，同比增长 70.2%。新疆电网拥有 220 千伏变电所 23 座,总容量 407.9 万千伏安,线路3849 公里。2007 年 11 月 16 日，始于 1988 年 5 月、历时 66、19 年建设、总投资 40.8亿元、总装机容量 768.5 万千瓦的 220 千伏电网联网工程终于完成，新疆电网已形成了以乌鲁木齐为核心，东起哈密，西至博尔塔拉、伊犁，北上阿勒泰、塔城，石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 19 南环塔里木盆地的喀什、克孜勒苏、和田，覆盖区域东西约 2000 多公里、南北约 3300 多公里，覆盖地域约 120 万平方公里，成为目前世界上覆盖面积最广的区域性电网。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。国家要求每个省常规能源和再生能源必须保持一定比例。新疆维吾尔族自治区的再生能源中，水67、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，在新疆维吾尔族自治区已建成多个风力发电场。但相对新疆所具有的丰富的太阳能资源却远未得到利用，因此，大力研究太阳能发电技术，对推动太阳能发电实现产业化，改善新疆的能源结构，增加再生能源的比例具有非常重要的长远意义。3.5 改善生态、保护环境的需要改善生态、保护环境的需要 我国能源消费占世界的 10%以上，同时我国一次能源消费中煤占到 70%左右，比世界平均水平高出 40 多个百分点。燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的 70%80%，二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的 1/3。环境质量的总体水平还在不断恶68、化，世界十大污染城市我国一直占多数。环境污染给我国社会经济发展和人民健康带来了严重影响。世界银行估计 2020 年中国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到 GDP 总量的 13%。光伏发电不产生传统发电技术（例如燃煤发电）带来的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染，没有二氧化硫、氮氧化物排放及二氧化碳排放。系统报废后也很少有环境污染的遗留问题。太阳能是清洁的、可再生的能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策。新疆具有丰富的太阳能资源，且区内多低矮的缓坡丘陵，干旱少雨，地广人稀，非常适合于建设大规模高压并网光伏电站。国内很多学者建议未来在新疆、青海、西藏、宁夏等高原及荒漠化地区建设庞大的高压69、并网光伏电站，用以应对能源危机。大规模光伏电站的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地。经计算，本工程 10MW 项目建成后每年可节约标准煤约 4573.8t，污染物减排量分别为：SO2：50.57t/a；CO2：12546.94t/a；烟尘排放量：61.08t/a。综上所述，电场建成投运后，可缓解当地电网供电矛盾，提高可再生能源在能源结构中的比重。太阳能电场的建设符合国家能源政策及“西部大开发”的战略要求，不仅是当地经济的可持续发展、人民的物质文化生活水平提高的需要，也是兵团电力工业发展的需要。4 工程任务及规模工程任务及规模 4.1 工程建设70、场址及规模工程建设场址及规模 石河子市位于北纬 43204520东经 84458640之间。土石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 20 地总面积 7529 平方公里，现有耕地 301.69 万亩，2003 年正播面积 240 万亩。本项目场址位于新疆建设兵团农八师石河子市南开发区地界，场址中心坐标为北纬4413428东经 855986该区域地势开阔平坦，无凸凹起伏。海拔高程484 米，地面坡度千分之三左右，整体地势自东南向西北倾斜。土地资源较丰富，土壤类型多，以灰漠土为主。周围无高大建筑，场地开阔。本项目建设规模为规划容量 10MWp 并网型太阳能光伏发电系统，包括太阳71、能光伏发电系统及相应的配套上网设施。4.2 建设任务建设任务 为了探索高效率低成本的太阳能光伏发电模式，新疆裕天新能源有限公司决定兴建此 10MWp 光伏发电站。本电站的装机型式采用固定安装的平板式光伏电池组件。针对 10MWp 的太阳能光伏并网发电系统，采用分块发电、集中并网方案，将系统分成 10 个并网发电分系统，10 个发电分系统经 10KV 母线汇流后接入石河子南开发区 110kV 电网。4.3 石河子市电力系统规模石河子市电力系统规模 截止到 2008 年底，石河子电力系统总装机容量为 569.55MW，其中天富热电所属电厂 31 台机组，装机容量 562.05MW，水电站五座 1972、 台机组,装机容量115.05MW；热电厂三座，其中南热电厂 2 台机组,装机容量 250MW；西热电厂7 台机组,装机容量 148MW；东热电厂 3 台机组，装机容量 49MW；水泥厂自备电厂一座，3 台机组，装机容量 7.5MW。截止到 2008 年底，石河子市有 110KV 降压变电站 16 座，31 台变压器，变电容量759.5MVA；建有35KV降压变电站20座，34台变压器，变电容量197MVA；用户 35KV 降压变电站 2 座，2 台变压器，变电容量 6.5MVA。110KV 输电线路30 条，总长 597.9968KM；35KV 输电线路 32 条,总长 409.6427KM73、。4.4 电站与系统连接方案设想电站与系统连接方案设想 4.4.1 太阳能发电站接入系统电压等级选择太阳能发电站接入系统电压等级选择 太阳能发电站装机规模为 10MWp，其接入系统电压等级选择为 10kV。自电站架设 1 回 10kV 线路接入南开发区 110 变电站，输送距离 3 公里，其经济输送容量为 10MVA（最大负荷利用小时3000 小时），极限输送容量：平均空气温度 25时为 10.3MVA。接入电力系统方案以当地电力部门的接入系统报告为准。4.4.2 太阳能发电站主接线方案设想太阳能发电站主接线方案设想 电站共设两级电压：0.4kV、10kV。其中0.4kV为低压站用电压，10k74、V为接石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 21 入系统电压，并分别设有0.4kV站用电源段、10KV光伏发电配电段及10KV站用电源段。逆变器交流输出电压270V，两台500kW逆变器交流输出接入一台1250kVA变压器，将电压从270V升至10kV，并形成一个1MWp光伏发电分系统。每个 1MWp 光伏发电分系统发出电能经逆变升压至 10kV 后，项目内 10 个1MWp光伏发电分系统输出电能在10KV升压站经10kV母线汇流后，接入110kV电网。电站最终电气主接线和出线回路数以电站接入系统设计审查意见为准。5 光能资源光能资源 5.1 新疆新疆地区光资源概况地区光75、资源概况 新疆位于北纬 38.548.5之间，地域辽阔，昼夜温差大，光热资源丰富，年辐射总量达 5230-6670MJ/m2，年辐射照度总量比我国同纬度地区高 10%15%，比长江中下游地区高 15%25%。居全国第二位，仅次于西藏高原。年日照时数为 25503500h，日照百分率为 6080%，其中东疆及南疆为 7080%，其余为 6070%；东部高于西部，南北变化不大；最多日照时数的月份，除天山南麓为 8 月外，其余均为 7 月。日照百分率的峰值出现在 910 月；年日照时数大于 6h 的天数在 270325d 之间，最多天数出现在东疆地区。这些都为新疆开展太阳能利用提供了得天独厚的优越条76、件和环境。新疆位于北半球欧亚大陆腹地，四面环山，远离海洋，空气干燥，云雨量少，大气透明度好，晴天多。因此，太阳能资源十分充裕。根据新疆九个日射台站 2030 年的气象资料，按照地理条件，相互毗邻，在相同季节里，控制地区动气团和天气状况大致相同的原则，划分九个气候因素相似区域，根据气候学原理和数学统计方法，计算出全疆以县为基本单元，水平表面太阳能资源时空分布结果，获得了全疆 91 个地、州、市、县、年、月、旬的总辐射、直达辐射和散射辐射。基本弄清了新疆太阳能资源的时空分布状况，为我区得太阳能利用和农业、地理等部门提供了较为可靠、科学的太阳能辐射资料。从太阳于地球的相对运动规律进行理论分析，到达地77、球表面的太阳辐射能随纬度的增加而减少，新疆位于北纬 33.548.5 度之间，属于中纬度地区。但太阳能资源比同纬度的华北、东北地区高，比低纬度的长江中下游地区和华南地区多，其主要原因是特点的地理位置和气候条件所致。地表水平表面太阳辐射能受气候状况和下垫面性质的影响十分显著，干燥的气候，少量的云雨，使我们具有得天独厚的太阳能资源优势。石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 22 太阳辐射年分布：新疆水平表面太阳辐照度年总量在 51096.5109 焦耳/平方米年之间（相当于 120 156 千卡/平方厘米年），年平均值为 5.8109 焦耳/平方米年，年总辐射量比同纬度地区高78、 1015%，比长江中下游高 1525%，居全国第二位，仅次于青藏高原。峰值出现在东疆和南疆东部一带，低值出现在博州、阿尔泰和天山北麓部分地区，年总辐照度的区域分布大致是由东南向西北不均匀递减东南部太阳总辐照度多在 5.8109 焦耳/平方米年以上，西北部均为 5.2109 焦耳/平方米年。形成这种差别的原因是，新疆山体西高东低，南高北低，西来低层气流很难直入塔里木盆地，多从西部几个缺口入境，在西部形成比较多的云和降水，使太阳辐射减弱；东南部则云雨少，辐射量增大。直达辐射年辐照度在 2.41094.4109 焦耳/平方米 年之间，（相当于 57105 千卡/平方厘米年），年平均直达辐射为 3.79、3109 焦耳/平方米年。峰值点均为谷值点的 2 倍，相差十分悬殊。直达辐射峰值点一般分布在哈密一带，谷值点分布在且末、和田、喀什一线，这一带出现年直达辐射谷值的主要原因是，由于气候干燥，植被减少，风沙大，空气中的灰尘多，尘暴天气严重影响太阳辐射直接到达地面，散射分量增大。总的看来，北疆、东疆地区年直达辐射高于南疆，这是因为天山山脉以北，大气透明度较好，而南疆尘暴较多，大气混浊，透明度差所致。与此相反，年散射辐射量，南疆高于北疆，峰谷值在 1.71093.3109 焦耳/平方米年之间变化，峰值是谷值的两倍。平均值为 2.6109 焦耳/平方米年，峰值点出现在和田皮山一带，而谷值点在天山北麓。哈80、密地区，太阳年总辐照度接近 6.6109 焦耳/平方米年（相当于 156 千卡/平方厘米 年），是全疆最大的地方。这个地区的总辐射量这样多，是因为自西向东移动的气流到达哈密地区后，受东北祁连山所阻分为两股，一股进河西走廊，另一股经库鲁克塔克格低山区倒灌塔里木盆地。因此，哈密地区底层气流较弱，高层气流下沉，空气中水分少，晴天多，总辐射量增大。同时，直达辐射分量 4.4109 焦耳/平方米年，散射分量仅为 2.1109 焦耳/平方米年，直达分量是散射分量的两倍，十分有利于太阳能的利用。南疆地区太阳总辐射虽比北疆地区高，但直射分量和散射分量各占一半，尤其是塔里木盆地西南角，由于进入塔里木的气流受地势81、阻塞，不能前进，迫使气流上升运动，而地面覆盖少，气候干燥，植被减少，上升的气流把地面大量沙尘卷扬在空中，使这一带尘土风沙日益增多，太阳辐射减弱，散射分量增大。北疆地区，纬度偏高，云雨量比南疆多，太阳总辐射在 5.41096109焦耳/平方米年之间，其中伊犁河谷、博乐谷地、塔城盆地、额尔齐斯河谷一带，总辐射较弱，在 5.4109 焦耳/平方米年左右。准噶尔盆地以西的精河、石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 23 克拉玛依、石河子一带受地形影响，云量和风沙较多，太阳总辐射均在 5.2109焦耳/平方米年。北疆地区虽然总辐射较弱，但直射分量大于南疆，这对于太阳能利用是有利的。82、5.2 石河子石河子市市太阳辐射总量太阳辐射总量 根据新疆人民出版社出版的新疆太阳能资源及经济评价一书中的太阳辐射量资料显示，该地区的年平均日照达到 2797.5 小时，其中日照最短时数为每年的 12 月份，平均日照时数达 112.6 小时，日照最长的 7 月份日照时数达到319 小时，太阳总辐射值全年为 5462.03MJ 每平方米。具体各月辐射数据见表5-2-1。新疆太阳能资源及经济评价一书根据新疆 30 年气候及辐射资料，系统地研究了新疆太阳能资源的时空分布和区划方法，统计计算了新疆各地逐旬太阳能总辐射、直射辐射和散射辐射。其总辐射值与美国宇航局公布的 NASA 数据基本一致，本阶段采用83、该数据进行电量预测是完全满足工程需求的。表 5-2-1 日照时数一览表 月份 辐射值（MJ/m2）日照小时数（h）1 225.34 161.3 2 291.39 166.4 3 476.51 209.0 4 573.85 252.8 5 588.35 301.4 6 693.85 305.3 7 712.86 319.0 8 633.21 305.7 9 512.22 274.0 10 374.00 235.8 11 218.77 154.2 12 161.68 112.6 合计 5462.03 2797.5 5.3 光资源综合评述光资源综合评述 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可84、行性研究报告 24 通过以上分析，可以看出厂址所在地区太阳能资源丰富，年平均太阳辐射总量较高，能够为光伏电站提供充足的光照资源，满足光伏电站建设所需的太阳能资源要求。6 建厂条件建厂条件 6.1 工程地质工程地质 6.1.1 厂址厂址区域区域地质地质构造构造概况概况 石河子市位于新疆维吾尔族自治区北部，乌鲁木齐市西面。北疆铁路、乌奎高等级公路和 312 国道贯穿市区南北两侧。土地资源较丰富，地貌复杂，土壤类型多，以灰漠土为主，农林牧副渔业各得其所。土壤质地良好，以壤土为主。6.2 工程气象条件工程气象条件 该地区属温带、寒温带大陆性干旱半干旱气候，冬季长而寒冷、夏季炎热，日照强烈，热量适中，降85、水量少，蒸发量大，空气干燥，春秋季短，气候变化剧烈，气温年较差、日较差大。辖区干旱少雨，其蒸发量是降水量的 13 倍，年均蒸发量为 1900.6 毫米，6月和 7 月是全年蒸发最大的月份，月均最大蒸发量 361.0 毫米，12 月和翌年 1月是全年蒸发量最小的月份，月均最小蒸发量 7.0 毫米。年均气温为 7.1（1971-2000 年 30 年平均）。气温升降幅度大，极端最低气温-42.3，出现在 1956 年 1 月 8 日；极端最高气温 43.1，出现在 1974 年 7月 12 日。夏季持续高温，冬季寒酷时长，春秋两季升温迅速。辖区历年冻土深度为 137 厘米（1977 年 3 月），86、最小冻土 76 厘米（1999 年2 月）。地下 10 厘米最早冻结，出现于 1975 年 11 月 10 日，最晚冻结出现于 1989年 12 月 27 日；最早解冻，出现于 1963 年 3 月 1 日，最晚解冻，出现于 1960年 3 月 31 日。辖区气候干燥，相对湿度年均值为 62。最小月份是 56 月相对湿度为43，最大月份是 12 月，相对湿度为 83。相对湿度为 0 的极端干燥天气出现在 1958 年 4 月 11 日。年均降水量 148.4 毫米（1971-2000 年 30 年平均），以 7 月份最多，12 月份最少。冬季漫长寒冷，降雪早，积雪时间长，日平均气温降至-7-687、，即可降石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 25 雪。初雪一般在 10 月底至 11 月初；终雪，一般出现在 3 月底 4 月初。天气高寒日久，造成了积雪条件，积雪一般出现在 11 月中下旬至翌年 3 月上、中旬，历时三个多月。稳定积雪最早初日在 2000 年 10 月 25 日，最晚初日在 1973 年 12 月 26 日，年稳定积雪天数为 96 天。根据气象资料记载，年最大积雪深度最高记录为 40 厘米，出现在 1955 年 3月 1112 日和 1988 年 3 月中旬；年最大积雪深度最低为 5 厘米，出现在 1962年。沙尘暴主要发生在多风季节。最多发生在每年的88、 57 月份，冬季无沙尘暴天气。辖区年均沙尘暴日数为 5.5 天（1971-2000 年 30 年平均），全年最多日数为 21 天（出现在 1983 年）；最少日数为 0 天（出现在 1970 年、1978 年、1995年、2002 年、2003 年、2007 年）。雷暴天气多发在每年的 4 月10 月份，以 68 月份最多。辖区年均雷暴日为 17.9 天（1971-2000 年 30 年平均）。全年最多雷暴日数为 34 天（出现在 1959年），最少雷暴日数为 6 天（出现在 1991 年）。最早雷暴初日发生在 2000 年 4月 11 日，最晚的雷暴初日发生在 1995 年 10 月 1189、 日。风向受大气环流和地形引起的山谷风影响有关。辖区地处亚洲大陆高压中心的西南缘反气旋环流尾部，冬季盛行东风；盛夏则受山地冷空气下滑影响，多盛行南风；春秋为过度季节，春季风向偏属夏季，秋季风向偏属冬季。风速随季节变化而变化，一般春季风速大，夏季此之，冬季最小。年平均风速为 1.7 米/秒（1971-2000 年 30 年平均），月平均最大风速为 2.6 米/秒，多出现在 5 月份；最小风速为 0.6 米/秒，多出现在 1 月份。6.3 交通运输交通运输 交通发达便利。亚欧大陆桥之北疆铁路、乌奎高等级公路和 312 国道贯穿市区南北两侧，垦区公路通达各农牧团场，其中省道 7 条，县道 16 条，90、等级公路里程 1640 公里。6.4 电网情况电网情况 石河子市市电力主网架为 110kV，已建有 110KV 降压变电站 16 座，31 台变压器，变电容量 759.5MVA；建有 35KV 降压变电站 20 座，34 台变压器，变电容量 197MVA；用户 35KV 降压变电站 2 座，2 台变压器，变电容量 6.5MVA。石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 26 110KV 输电线路 30 条，总长 597.9968KM；35KV 输电线路 32 条,总长409.6427KM。6.5 电力接入条件电力接入条件 离初选厂址 3km 左右有规划中的南开发区 110kV91、 变电站，选择南开发区110kV 变电站为此次项目电力接入站点。7 光伏光伏电站电站发电量估算发电量估算 7.1 太阳辐射的计算模型太阳辐射的计算模型 7.1.1 概述概述 地面接收的太阳总辐射能量受到诸多因素的影响，可以概括为天文因素、地理因素、大气物理因素和气象环境因素。天文因素：包括太阳常数、日地相对距离、太阳赤纬、太阳高度角、太阳方位角、太阳时角；地理因素：包括测点的经度、纬度、海拔高度；大气物理因素：包括大气分子和气溶胶粒子的散射，臭氧、二氧化碳、水汽的吸收；气象与环境因素：包括云(云量、云的类型等)、日照百分率、日照时数、地表与云之间的多重反射等。虽然影响太阳总辐射的因素比较复杂，92、最终到达地面上可供利用的太阳能资源可由日照时数、日照百分率和总辐射量来表征。为了估算本光伏电站的发电量，必须进行太阳运动轨迹的计算、太阳辐射通过大气后的强度计算、水平面上的太阳辐射总通量的计算以及太阳电池板最佳倾角的计算。计算主要有以下几方面：1）利用球面三角公式计算出每天日出日落时间和任意时刻太阳高度角、方位角；2）将到达水平面上的太阳辐射能分为直接辐射和散射辐射二部分；3）将任意倾斜面的太阳辐射能分成直接辐射、散射辐射和地面反射；依据以上步骤可计算出测点太阳能电池板在任意倾角下的太阳辐射量。7.1.2 太阳辐射量的计算太阳辐射量的计算 日地距离、太阳高度角和白昼长短决定了太阳的天文辐射量；93、大气的透明度影响到了水平面上的直接太阳辐射值。大气分子和气溶胶粒子的散射、臭氧、二氧化碳、水汽的吸收、包括云（云量、云的类型等）、地表与云之间的多重反射石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 27 等地理、大气物理和气象环境等因素也对太阳辐射量有较大影响。对这些因素的时空分布的理论定量描述是困难的，在工程实践中，只能通过实际地面辐射的观测来确定。太阳总辐射量是表征一地太阳辐射能量多少的特征值。太阳总辐射由直接辐射和散射辐射两部分组成。太阳能电池板接收的总辐射量是由太阳的直接辐射、散射辐射和地面反射组成的。而直接辐射、散射辐射和地面反射是随季节变化的，在不同的气候条件下各种辐94、射在总辐射中所占的份额是不同的。1 cos1 cos22tbbdHH RHH 式中，Ht为太阳能电池板上每小时接收的总辐射能；Hd为太阳能电池板上每小时接收的散射辐射能；220000coscos1.391 3.564.1892.13724 coscosdTTTddHr HKKKH（）（式中：H为地表水平面上每小时接收的散射辐射能；0000coscos(cos)24sincostHr HabH（）（Hb太阳能电池板上每小时接收的直射辐射能,bdHHH Rb为斜面太阳入射角的余弦和天顶角的余弦之比；为太阳能电池板的倾角；为反应地面辐射特性的系数；根据以上公式可计算不同倾角下的太阳电池组件的年接收辐95、射量。7.2 太阳辐射计算及发电量测算太阳辐射计算及发电量测算 7.2.1 电量预测所采用的气象数据电量预测所采用的气象数据 本项目光伏电站场址太阳能发电量分析采用了新疆人民出版社出版的新疆太阳能资源及经济评价一书中的太阳辐射量资料，该地区的年平均日照达到2797.5 小时，其中日照最短时数为每年的 12 月份，平均日照时数达 112.6 小时，日照最长的 7 月份日照时数达到 319 小时，太阳总辐射值全年为 5462.03MJ 每平方米。具体数据见 5.2 节。石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 28 7.2.2 计算原则计算原则 由计算模型可知，在光伏发电系统中，96、光伏组件的放置方式和放置角度对组件接收到的太阳辐射有很大的影响。与光伏组件放置相关的有下列两个角度参量：太阳电池组件倾角和太阳电池组件方位角。太阳电池组件的倾角是电池组件与水平地面的夹角。太阳电池组件的方位角是组件方阵的垂直面与正南方向的夹角。向东设为负，向西为正。一般在北半球，太阳电池组件朝向正南方布置，即组件方位角为 0时，发电量最大。本工程设计原则上保证太阳电池组件朝正南方向布置，故所需计算的仅为太阳电池组件的最佳倾角。到达地面的太阳辐射量、太阳能方阵的倾角直接影响着光伏发电系统的发电量。对于并网型光伏发电系统只需合理选择太阳电池组件的位置和倾角，以获得最大的太阳辐射量使得全年发电量最大97、化即可。7.2.3 固定倾角太阳组件辐射量固定倾角太阳组件辐射量 依据表 7-2-1 所示的气象数据可计算出在不同倾角下单位面积所能接受的太阳辐射量。结果如表 7-2-1 所示。表 7-2-1：太阳电池组件不同倾角的全年的辐射量 组件倾角组件倾角 度 39 40 41 42 总辐射量总辐射量 kWh/m2.a 1847.25 1848.74 1849.83 1850.55 MJ/m2.a 6650.11 6655.45 6659.38 6661.98 组件倾角组件倾角 度 43 44 45 46 总辐射量总辐射量 kWh/m2.a 1850.89 1850.87 1850.44 1849.6698、 MJ/m2.a 6663.21 6663.12 6661.6 6658.76 由计算可知，当太阳电池组件的倾角为 43时，组件年接收太阳能辐射量最大，为每年 6663.21MJ/m2。7.2.4 43 度倾角太阳电池组件发电量估算度倾角太阳电池组件发电量估算 1）并网光伏发电系统的总效率 进行发电量的估算首先要算出并网光伏发电系统的总效率，并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器的效率、交流并网效率三部分组成。（1）光伏阵列效率 1：光伏阵列在 1000 W/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失99、不可利用的太阳辐射损失、温度的影响以及直流线路损失等。综合各项以上各因素，取 1=84%石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 29（2）逆变器的转换效率 2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。包括逆变器转换的损失、最大功率点跟踪（MPPT）精度损失等。对于大型并网逆变器，取 2=96。（3）交流并网效率 3：即从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中最主要的是升压变压器的效率和交流电气连接的线路损耗。一般情况下取 3=9496%，本次测算采用 95%。系统的总效率等于上述各部分效率的乘积，即：1238 4%9 6%9 5%7 7%2）并网光伏电站发电量的测算 根据100、太阳辐射量、系统组件总功率、系统总效率等数据，太阳电池组件采用43固定倾角，估算 10MWp 并网光伏发电系统的年总发电量和各月的发电量。计算软件采用联合国环境规划署（UNEP）和加拿大自然资源部联合编写的可再生能源技术规划设计软件 RETScreen。RETScreen 与许多政府机构和多边组织共同合作，由来自工业界、政府部门和学术界的大型专家网络提供技术支持，进行开发工作。经计算 10MWp 并网光伏发电系统的年总发电量为 1408.9 万kWh/a。晶体硅光伏组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，按系统 20 年输出每年衰减 0.8%计算。表 7-2-2：20 年衰减及平均年发电量测算101、表（单位：万 kWh/a）年限年限 1 2 3 4 5 系统衰减值系统衰减值（%）0.000 0.8 0.8 0.8 0.8 发电量发电量 1408.90 1397.63 1386.45 1375.36 1364.35 年限年限 6 7 8 9 10 系统衰减值系统衰减值（%）0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 发电量发电量 1353.44 1342.61 1331.87 1321.22 1310.65 年限年限 11 12 13 14 15 系统衰减值系统衰减值（%）0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 发电量发电量 1300.16 1289.76 1279.44 1269.21 12102、59.05 年限年限 16 17 18 19 20 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 30 系统衰减值系统衰减值（%）0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 发电量发电量 1248.98 1238.99 1229.08 1219.24 1209.49 总发电量总发电量 26135.86（万kWh）20年年平均年年平均发电量发电量 1306.79（万kWh/a）7.2.5 结论结论 由以上就算可得，本工程 20 年总发电量约为 26135.86 万 kWh，20 年年平均发电约 1306.79 万 kWh。8 总体技术方案总体技术方案 8.1 容量组成及光伏发电分系统容103、量组成及光伏发电分系统 1）容量组成 电站本期工程规模容量 10MWp，均采用235Wp 多晶硅太阳电池组件，并全部采用固定支架安装运行方式；2）光伏发电分系统 电站光伏发电系统由 10 个发电分系统组成。每个 1MWp 固定式光伏发电系统由 2 个 0.5MWp 发电单元系统构成，并对应采用 2 台 500kW 逆变器。电站本期工程 10 个光伏发电分系统可以分区实施、分步并网发电。8.2 电池组件及逆变器选型电池组件及逆变器选型 1）太阳电池组件 太阳电池组件采用 245Wp 多晶硅太阳电池组件。下表为太阳电池的主要性能参数。表 8-2-1 太阳电池组件主要性能参数表 名称 单位 多晶硅电104、池 型号 S-230D Wp 235 峰值功率 Pm Wp 235 短路电流 Isc A 8.30 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 31 名称 单位 多晶硅电池 开路电压 Voc V 37.20 峰值电压 Vm V 30.0 峰值电流 Im A 7.83 额定工作温度 25 外形尺寸 mm 1650*994*46 2）逆变器（1）光伏发电系统逆变器 光伏发电系统逆变器选用 500kW 逆变器。表 8-2-2 逆变器主要技术参数：逆变器技术参数逆变器技术参数 逆变器型号 设备招标定 输出额定功率 500KW 最大交流侧功率 520KW 最大交流电流 1070A 最高转105、换效率 98.5%*欧洲效率 98.3%输入直流侧电压范围 480-880 最大功率跟踪（MPP）范围 480Vdc820Vdc 最大直流输入电流 1200A 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 32 逆变器技术参数逆变器技术参数 交流输出电压范围 额定 270 VAC 输出频率范围 50Hz 要求的电网形式 IT 系统 待机功耗/夜间功耗 50W 输出电流总谐波畸变率 0.99 自动投运条件 直流输入及电网满足要求，逆变器自动运行 断电后自动重启时间 5min(时间可调)隔离变压器（有/无）无 接地点故障检测（有/无）有 过载保护（有/无）有 反极性保护（有/无）有 106、过电压保护（有/无）有 其它保护（请说明）极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地故障保护等 工作环境温度范围 2040 相对湿度 095%，不结露 满功率运行的最高海拔高度 2000 米(超过 2000 米需降额使用)防护类型/防护等级 IP20（室内）散热方式 风冷 重量 1800kg 机械尺寸（宽 高 深）850 2800 2180mm 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 33 9 电站电站总平面布置总平面布置 9.1 场址概况场址概况 本项目场址位于新疆建设兵团农八师石河子南开发区地界，该区域地势开阔平坦，无凸凹起伏。海拔高程 484 米左107、右，地面坡度千分之三左右，整体地势自西南向东北倾斜。土地资源较丰富，土壤类型多，以灰漠土为主。拟建场址规划区内为石河子市南区建设用地，场地开阔，地势较平坦，微有起伏。9.2 建场地区交通运输建场地区交通运输 亚欧大陆桥之北疆铁路、乌奎高等级公路和 312 国道贯穿市区南北两侧，垦区公路通达各农牧团场，其中省道 7 条，县道 16 条，等级公路里程 1640 公里。9.3 电站总体布置设想电站总体布置设想 9.3.1 太阳电池方阵布置设计太阳电池方阵布置设计 1）概述 本工程共 20 个 500KWp 光伏发电单元系统，全部采用国产多晶硅太阳电池板，所有支架全部为固定支架。太阳电池方阵的布置设计108、包括阵列安装方式设计、方位角设计、阵列间距设计。需根据总体技术要求、地理位置、气候条件、太阳辐射能资源、场地条件等具体情况来进行。2）设计原则（1）太阳电池方阵排列布置需要考虑地形、地貌的因素，要与当地自然环境有机地结合。同时设计要规范，并兼顾光伏电站的景观效果，在整个方阵场设计中尽量节约土地。（2）尽量保证南北向每一列组件在同一条轴线上，使太阳电池组件布置整齐、规范、美观，接受太阳能辐照的效果最好，土地利用更紧凑、节约。（3）每两列组件之间的间距设置必需保证在太阳高度角最低的冬至日时，所有太阳能组件上仍有 6 小时以上的日照时间。（4）所有固定式太阳电池方阵的方位角控制为 0 度。（5）所有109、固定式太阳电池方阵阵面与水平面的夹角保证为 38 度。3）安装方式设计 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 34 方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角可采用专业系统设计软件进行优化设计来确定，它应是系统全年发电量最大时的倾角。根据计算，本工程确定太阳电池方阵支架倾角均为 43。（1）太阳电池阵列间距的设计计算：太阳电池方阵阵列间距计算，应按太阳高度角最低时的冬至日仍保证组件上日照时间有6 小时的日照考虑。其阵列间距计算示意见下图9-3-1 所示。图示110、说明：d：组串在南北向上的投影距离，单位：mm。L：太阳电池阵列面宽度，单位：mm H：电池组件与地面高差，单位：mm：电池阵列面倾角，单位：度：太阳高度角，单位：度。：太阳方位角，单位：度。：纬度（北半球为正、南半球为负），单位：度，本项目场地为 44.82 度。支架间最小列间距计算公式:d=Hcos/tg 由以上计算公式可知：本工程支架间最小列间距为8.9 米。（2）单支架电池组串的排列设计：每个晶体硅太阳电池组串支架的纵向为 2 排、每排 17 块组件，即：每个单支d L 图 9-3-1：太阳电池组件光伏阵列间距计算示意图 H S 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报111、告 35 架上安装 34 块晶体硅太阳电池组件，构成 2 个组串。每一支架阵面平面尺寸约为（14mx3.18m），如图 9-3-2 所示 图 9-3-2 晶体硅单支架方阵面组件排列 4）方阵布置说明 本项目每 2 个 500KWp 光伏发电单元系统组成 1 个 1MWp 光伏发电分系统，以此形成一个 1MWp 光伏发电分系统方阵。设一间送变升压配电室。为了减少至逆变器直流电缆数量、尽量少占土地及布置的规整性。每 1MWp方阵有 266 个组串，每列布置 12 个支架，每行布置 14 个支架。为了最大限度节约直流电缆和减少线损，应将两台逆变器放在每 1MWp 分系统的正中央位置。同时应考虑逆变器112、今后的检修通道。1MWp 分系统布置如图9-3-3 所示：石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 36 图 9-3-3 1MWp 方阵布置图 9.4 电场总体规划电场总体规划 1）出线 本工程以 10kV 一级电压接入系统，1 回出线接入南开发区 110KV 变电所。向北出线，出线走廊开阔。2）电站给排水 站区用水来自就近水源，用 DN150 的钢套管接到太阳能光伏电站场地，并分成两路。一路进入消防水池，用于消防用水。一路沿站内道路铺设，用于综合楼的日常用水以及太阳能电池组件的清洗用水及太阳能电池组件周围的绿化用水。场区排水采用分流制排水系统，设有场区雨水和生活污水两套排水113、系统。生活污水经生化处理达标后用于绿化，不外排。拟在该场地北面设置排水沟，将场地内雨水汇流、收集，接入到场地东侧中部的排水沟排走，最终进入站区外天然排水系统。3）防排洪 根据记录场地不存在洪水的问题，因此拟建场址场地可不考虑洪水威胁影响。场址无直接洪水威胁。9.5 电站道路布置电站道路布置 进场道路为三级道路，路面宽 7m。站内道路分主要道路、人行道二级。主要道路顺接进场道路布置在场区建构筑物前面，路宽 6m；人行道布置在每排电池板的前侧，并每隔五列与纵向人行道形成路网，路宽 1.5m。9.6 电站管线布置电站管线布置 电站内附属设施的水、电，可就近从南开发区设施中接入。太阳能电池板阵列组中的114、电流由电缆从电缆沟引入电气设施。9.7 场址技术经济指标场址技术经济指标 表 9-7-1 场址技术经济指标一览表 序号 项目 单位 开发区场址 1 电站总用地面积 m2 233450 2 场地利用面积 m2 16722.235 3 场地利用系数%71.63 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 37 4 场址土石方工程量 挖方 104m3 4.68 填方 104m3 1.2 5 站区内道路面积 hm2 1.58 6 站区绿化面积 hm2 7.08 7 站区绿化系数%21.92 8 站区围墙长度 m 2367 9.8 施工总进度施工总进度 太阳能光伏电站的总体施工进度安排如115、下：建设 10MW，包括太阳能光伏发电系统及相应的配套上网设施，2011 年 4 月开工建设，力争 1 年后建成并投入运营。10 电站直流发电系统电站直流发电系统 根据并网逆变器目前的技术水平，考虑可靠性、实用性、灵活性等要求，10MWp 晶体硅发电系统宜采用“集中安装建设，多支路上网”的技术路线，并推荐采用 1MW 逆变器（2 台 500kW 逆变器并联运行）与 2 个 500kWp 光伏方阵相连，输出 10kV 中压。为了减少电池串列到逆变器之间的连接线，以及方便操作和维护，本系统的电池串列采用分段连接，逐级汇流的方式接线。即先将部分电池串列通过光伏阵列防雷汇流箱（以下简称“汇流箱”）汇流116、，通过直流电缆再接至直流防雷配电柜汇流，然后再与逆变器的直流侧相连。汇流箱的的防护等级为 IP65，可直接固定在太阳电池支架上，其接线方式为 16 进 1 出，即 16 路电池串列输入，1 路直流输出。直流防雷配电柜，安装在室内，主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后进行汇流，再与并网逆变器连接，方便操作和维护。将 10MWp 分成 10 个并网光伏发电单元，每个并网光伏发电单元由太阳能电池方阵和 2 台 500kW 的并网逆变器组成。系统共需 20 台并网逆变器。逆变器最大阵列开路电压为 880Vdc；最大功率点跟踪范围：450820Vdc。每个并网光伏发电单元按每 16 块太阳能板串联成一组，117、共需配置 266 组电池串列；每 16 组电池串列接入 1 台汇流箱，共接入 16 台汇流箱；16 个汇流箱并联通过直流配电柜接入 500kW 逆变器，共需 1 台直流防雷配电柜，直流防雷配电柜具有 16 路直流输入接口，与 16 台汇流箱相连接，通过内部的配电汇流后与并网逆变器的直流侧连接。主要设备清单：序号 名 称 数量 备注 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 38 1 光伏组件 235Wp 42560 块 2660 串(计 10001600Wp)2 光伏阵列防雷汇流箱 160 台 3 直流防雷配电柜 20 台 4 光伏并网逆变器 20 台 500kW 5 干式变118、压器 10 台 双分裂变压器0.27kV-0.27kV/10kV 11 电气电气 11.1 电气一次电气一次 11.1.1 电气主接线电气主接线 逆变器数量及容量按 20 500kW 配置，与电池方阵相匹配。10MWp 固定安装的平板式光伏电池。电池板通过电缆串联达到额定电压，回路连接至接线箱，接线箱内实现多回路并联达到额定功率。接线箱并联后接至逆变器。逆变器采用三相四线制 380/220V 输出。380/220V 母线按单母线接线。设 10台升压变压器，其中 10 台 1250kVA，10/0.4kV。变压器就地升压为 10kV,接入10kV 汇流母线，由 10kV 汇流母线接入变电所 10119、kV 接口，将电能送入电网或负荷端。本工程每个太阳能电池方阵配置一台容量匹配的箱式变压器，箱式变压器布置在每个方阵南边约 20m 的地方。直接安装在地面基础上。采用直埋电缆与太阳能电池板和直埋线路联接。太阳能电池板输出直流电经箱式变压器升压至10kV后接入10kV输电线路，箱式变压器至 10kV 线路采用直埋电缆，10kV 线路采用 LGJ-240 钢芯铝绞线。11.1.2 电气设备选型及布置电气设备选型及布置 1）逆变器 逆变器内采用 500kW，无隔离变压器，直流侧输入电压 480880V,交流输出电压交流 270V。逆变器输出纯正弦波电流，具有“反孤岛”运行功能和无功补偿功能，具有完善的120、保护和自动同期功能。每台逆变器具有良好的人机界面和监控通讯功能，以便和监控中心组成网络，实现远端监控。每台逆变器配有相同容量的独立的交直流防雷配电柜，防止感应雷和操作过石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 39 电压。2）380/220V 低压开关柜选用 MNS-0.4 型抽屉柜，选用智能断路器。3）升压变压器选用干式变压器：10 台 SCB10-1250/10 1250kVA，10 5%/0.40.23kV。4）本期工程新建高低压配电装置室，用于布置高低开关柜和干式变压器；新建逆变器室，用于布置逆变器；新建控制室，用于布置直流屏、集中监控 PC、系统远动、通讯等设备。1121、1.1.3 照明和检修照明和检修 本期工程采用工作照明及检修电源与场用动力混合供电，电源取自380/220V 母线。事故照明电源取自直流屏，在场区布置适量的检修箱便于电池板的检修。为配合太阳能光伏园区内景观设计在场区布置节电性能突出的 LED 草坪灯，达到夜间照明和美化亮化电站的效果。LED 草坪灯自带电池板和蓄电池。11.1.4 电缆设施电缆设施 本期工程设电缆沟，局部采用电缆埋管。本期工程选用阻燃铜芯电缆，微机保护所用电缆选用屏蔽电缆，其余电缆以铠装电缆为主，电缆布线时从上到下排列顺序为从高压到低压，从强电到弱电，由主到次，由远到近。通讯线采用屏蔽双绞线。11.1.5 绝缘配合及过电压保护122、绝缘配合及过电压保护 在场区内安装独立避雷针，用于太阳能电池板和配电室的防直击雷。避雷针引下线设置集中接地装置，各个设备的接地点尽量远离避雷针接地引下线入地点等。每台逆变器配有相同容量的独立的交直流防雷配电柜，防止感应雷和操作过电压。在各级配电装置每组母线上安装一组避雷器以保护电气设备。本工程各级电压电气设备的绝缘配合均以 5kA 雷电冲击和操作冲击残压作为绝缘配合的依据。电气设备的绝缘水平按高压输变电设备的绝缘配合GB311.1-1997 选取。对于大气过电压和操作过电压采用氧化锌避雷器进行保护。金属氧化物避雷器按交流无间隙金属氧化物避雷器GB11032-2000 中的规定进行选择。11.1123、.6 接地接地及接地装置及接地装置 在光伏板和箱式变周围敷设一以水平接地体为主，垂直接地体为辅，联合构成的闭合回路的接地装置，供工作接地和保护接地之用。该接地采用方孔接地网，埋深在电池支墩基础和箱式变基础的下方，接地电阻按交流电气装置的接地石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 40 DL/T 621 1997 中的规定进行选择应不大于 4。接地网寿命按 30 年计算。所选材料满足热稳定的要求,水平接地体应埋深大于 1.21.4m 冻土深度。接地装置符合高压输变电设备的绝缘配合GB311.1-1997 和电气装置安装工程施工及验收规范中的规定。11.2 电气二次电气二次 1124、1.2.1 电场监控系统电场监控系统 本工程监控系统采用基于 MODBUS 协议的 RS485 总线系统，整个监控系统分成站控层和现场控制层。RS485 的总线虽然存在效率相对较低（单主多从），传输距离较短，单总线可挂的节点少等缺点,但其成本较低，在国内应用时间长，应用经验丰富。考虑到本工程容量较小，监控点少，故选用 RS485 总线系统。通过设在现场控制层的测控单元进行实时数据的采集和处理。实时信息将包括：模拟量（交流电流和电压）、开关量、脉冲量及其它来自每一个电压等级的CT、PT、断路器和保护设备及直流、逆变器、调度范围内的通信设备运行状况信号等。微机监控系统根据 CT、PT 的采集信号，125、计算电气回路的电流、电压、有功、无功和功率因数等，显示在 LCD 上。开关量包括报警信号和状态信号。对于状态信号，微机监控系统能及时将其反映在 LCD 上。对于报警信号，则能及时发出声光报警并有画面显示。电度量为需方电度表的 RS485 串口接于监控系统，用于电能累计，所有采集的输入信号应该保证安全、可靠和准确。报警信号应该分成两类：第一类为事故信号（紧急报警）即由非手动操作引起的断路器跳闸信号。第二类为预告信号，即报警接点的状态改变、模拟量的越限和计算机本身，包括测控单元不正常状态的出现。控制对象为各电压等级断路器、逆变器等。控制方式包括：现场就地控制：电场控制室内集中监控 PC 操作。站控126、层配置一台用于集中监控的后台主机，并做为操作员站,配打印机和LCD。11.2.2 计量及同期计量及同期 利用出线断路器侧 PT、CT 进行计量，设置智能电度表，以适应白天供电，夜间用电的发电方式。逆变器本体内部具有同期功能，可自动投入/退出逆变器。11.2.3 元件保护元件保护 主变压器保护采用综合保护测控装置，安装在高压开关柜上。逆变器本体配置内部保护装置。11.2.4 直流系统直流系统 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 41 本工程设置一套 220V/100Ah 直流系统，布置在控制室。蓄电池采用阀控铅酸蓄电池。用于开关柜操作电源、监控系统电源、事故照明等。12 127、土建、给排水及暖通工程土建、给排水及暖通工程 12.1 土建工程采用的主要设计技术数据土建工程采用的主要设计技术数据 地基承载力特征值：250kPa 50 年十分钟 10 米最大平均风速:32m/s 历年最大积雪厚度:9mm 地震基本烈度：度（0.2g）场地土类别 中硬场地土 建筑场地类别 类 历年最大冻土深度:102cm 12.2 主要建筑材料主要建筑材料 钢材:型钢、钢板主要用 Q235-B 钢，有特殊要求的采用 Q365-B 钢；焊条：E43、E50；螺栓:普通螺栓、摩擦型高强螺栓（8.8 级、10.9 级）。钢筋:构造钢筋及次要结构钢筋采用 HPB235 钢，受力结构采用 HRB335128、HRB400 钢筋。混凝土：根据设计需要,预制混凝土构件混凝土强度等级为 C30C40，现浇混凝土结构为 C20C30，素混凝土及垫层为 C10。粘土砖、加气混凝土砌块：根据设计需要分别采用 MU10 粘土砖等其它满足设计要求的砌体。可用于高低压配电室填充墙封闭。有防潮要求的墙体采用粘土砖。砂浆：地上或防潮层以上砌体采用 M5 混合砂浆，地下采用 M5 水泥砂浆。门窗：门窗采用塑钢门窗等。12.3 建（构）筑物抗震分类和抗震设防原则建（构）筑物抗震分类和抗震设防原则 根据建筑抗震设计规范（GB500112001）、火力发电场土建结构设计技术规定（DL5022-93）的规定，本工程建（构）筑物129、为丙类建（构）筑物的有：高低压配电室，逆变器室,控制室，太阳能电池支墩等。其地震作用应符合本地区抗震设防烈度 7 度的要求，其抗震构造措施按 7 度设计。12.4 主要建筑设施及结构体系及结构选型主要建筑设施及结构体系及结构选型 12.4.1 高低压配电室高低压配电室 单层砖混结构，轴线尺寸 12.0 6 3.65（净空），女儿墙顶高 0.8 米，外墙采石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 42 用 370 厚砌墙，柱下条形基础 1.2 1.5(宽 高)。100 厚预制砼屋面板。12.4.2 逆变器室逆变器室 单层砖混结构，轴线尺寸 28.0 6.0 3.6（净空），女儿130、墙顶高 0.8 米，外墙采用 370 厚砖墙，墙下条形基础 1.2 1.5(宽 高)。100 厚预制砼屋面板。12.4.3 控制室控制室 单层砖混结构，轴线尺寸 8.0 4.0 3.6（净空），女儿墙顶高 0.8 米，外墙采用 370 厚砖墙，墙下条形基础 1.2 1.5(宽 高)，100 厚预制砼屋面板。与逆变器室共墙。12.4.4 太阳能电池支太阳能电池支架架：采用钢结构支架，支架基础采用桩基。12.4.5 生产办公楼：生产办公楼：轴线尺寸 28.0 6.0 3.6 2（净空），女儿墙顶高 0.8 米，外墙采用 370 厚砖墙，墙下条形基础 1.2 1.5(宽 高)。100 厚预制砼屋面板131、。12.4.6 10kV 配电室：配电室：轴线尺寸 18.0 6.0 3.6 2（净空），女儿墙顶高 0.8 米，外墙采用 370 厚砖墙，墙下条形基础 1.2 1.5(宽 高)。100 厚预制砼屋面板。12.4.7 综合水泵房：综合水泵房：轴线尺寸 16.0 6.0 3.6（净空），女儿墙顶高 0.8 米，外墙采用 370 厚砖墙，墙下条形基础 1.2 1.5(宽 高)。100 厚预制砼屋面板。12.4.8 材料库、车房：材料库、车房：轴线尺寸 18.0 6.0 3.6（净空），女儿墙顶高 0.8 米，外墙采用 370 厚砖墙，墙下条形基础 1.2 1.5(宽 高)。100 厚预制砼屋面板。132、12.4.9 变压器基础：变压器基础：支墩 600 1200 600(长 宽 高)13 光伏发电场接地网及电缆沟光伏发电场接地网及电缆沟 根据土壤电阻率测试结果，站址区地层接地条件较好，设计土壤电阻率按50 欧姆 米。全场采用复合式接地网，水平接地体采用镀锌扁钢，集中接地极处采用镀锌钢管作为接地极。场区电缆敷设以电缆沟为主，各电池板之间、电池板至接线箱、接线箱至逆变器室采用 600 600 电缆沟。电缆沟采用素混凝土结构。石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 43 14 给排水及消防水给排水及消防水 14.1 电站水源电站水源 站区用水来自石河子市南开发区自来水系统，用 133、DN150 的钢套管接到太阳能光伏电站场地，并分成两路。一路进入消防水池，用于消防用水。一路沿站内道路铺设，用于综合楼的日常用水以及太阳能电池组件的清洗用水及太阳能电池组件周围的绿化用水。本项目劳动定员 17 人，由工业园区内水厂日产标准用水 8 万立方米水量保证使用，能满足生活用水水质要求 14.2 场外供、排水系统场外供、排水系统 本工程的用水项目主要有职工生活用水、场区绿化用水和消防用水。其中消防用水为临时性用水，因此电场的用水主要由前 2 项组成，根据室外给水设计规范GB500132006 要求，计算得电场的日用水量为 1,033.125m3/d，电场用水量计算见表 14-2-1：表 134、14-2-1 电站日用水量计算表 用水项目 用水量（m3/d）排水量（m3/d）生活用水（职工人数 17 人,定额取125L/d）2.13 1.7 绿化用水（绿化面积 46.6 万平米，定额为 2.5 L/m3.d）660.56 合计 662.69 1.7 场区排水采用分流制排水系统，设有场区雨水和生活污水两套排水系统。生活污水经生化处理达标后用于绿化，不外排。拟在该场地北面设置排水沟，将场地内雨水汇流、收集，接入到场地东侧中部的排水沟排走，最终进入站区外天然排水系统。14.3 场内供排水系统场内供排水系统 场内绿化水管网主管道采用 De100 的 PE 管道，绿化喷头采用节水型微灌喷头。场内135、生活用水工业园区内水厂日产标准用水提供使用，以满足工作人员办公生活需要。本项目无工业废水产生，排水仅为工作人员生活污水。排放量按用水量的70%计，则本项目生活污水量为 2.625 m3/d，生活污水经生化处理达标后用于绿化，不外排。拟在该场地北面设置排水沟，将场地内雨水汇流、收集，接入到场石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 44 地东侧中部的排水沟排走，最终进入站区外天然排水系统。14.4 电场消防电场消防 14.4.1 消防设计主要设计原则消防设计主要设计原则 贯彻“预防为主，防消结合”的方针，在设备与器材的选择及布置上充分考虑预防为主的措施。在建筑物的防火间距及建筑136、结构设计上采取有效措施，预防火灾的发生与蔓延。场内按同一时间火灾次数为一次设计。消防管网和生活水管网合并设置。由于本工程建筑物较少，而且体积较小，因此无须在建筑物室内设置消火栓。场区面积较小，而且周围市政消防管网及相应可以兼顾到场区的消防，因此只须在电场内道路的主要拐点设 2 个室外消火栓即可满足场区消防供水要求。各建构筑物内均按要求设置干粉灭火器，在控制室设移动式的气体灭火器。14.4.2 消防给水消防给水 本工程采用工业、生活、消防合并给水系统，场区消防给水水量按发生火灾时的一次最大消防用水量设计，即按室内和室外消防用水量之和计算。本期工程消防给水系统包括：从场外消防水管网接一支 DN10137、0 的消防管道，在主要道路拐角处设 2 个室外消火栓，消火栓有 1 个 DN65 的接口，并配备相应的水龙带和消火栓。15 采暖系统采暖系统 石河子市位于寒冷地区，各地年平均气温在 6.57.2之间。最低气温出现在 1 月，平均气温-18.6-15.5，日最低气温出现在 1966 年 12 月 10 日，达-36.8。电站控制室，办公楼、职工公寓采用空调采暖。16 通风系统通风系统 高低压配电室、逆变器室的通风采用自然进风，机械排风的通风方式。排风机兼作事故排风机。17 空空调系统调系统 本工程设空调系统，根据生产办公及生活需要配置。18 工程管理设计工程管理设计 根据太阳能电场生产经营的需要138、，本着精干、统一、高效的原则，按照现代化太阳能电场运行特点，设置电场的管理机构。根据原能源部颁发的能源人199264号文“关于印发新型电场实行新管理办法的若干意见的通知”，原电力工业部颁发的电安生1996572 号文“关于颁发电力行业一流水力发电场考核标准（试行）的石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 45 通知”精神，考虑到太阳能电场工程具体情况，本期工程按少人值班、多人维护的原则进行设计，当电场的电气设备和机械进入稳定运行状态后，由于积累了一定运行经验，可按无人值班(少人值守)方式管理太阳能电场。由于目前尚未颁布太阳能电场运行人员编制规程，参照国内已建大型太阳能电场的139、运行人员编制，并结合本电场的特点进行机构设置和人员编制，本期工程拟定定员标准为 17 人，主要负责电场的建设、经营和管理。太阳能电场的运行人员应受过相关专业的高等教育，并经国内或国外的有关技术培训。根据石河子市太阳能电场总体布置情况，将整个生产生活区分为两大部分布置，即位于一线的生产基地和位于二线的管理生活基地。生产基地包括太阳能电池板、箱式变电站等。为便于管理，还设置了部分管理办公室以及会议室，以满足现场对生产基地的管理要求。同时配备了适量的休息及洗浴用房，方便工作人员生活。主要生活福利设施及电场管理机构均集中布置在电场管理及生活基地内。太阳能电场大修可委托外单位进行，以减少电场的定员。19140、 环境保护和水土保持综合评价环境保护和水土保持综合评价 19.1 设计依据及标准设计依据及标准 1)设计依据 中华人民共和国环境保护法(1989 年 12 月 26 日起实施)；(98)国务院令第 253 号建设项目环境保护管理条例；风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法(2005 年 8 月 17 日)；2)评价标准 环境空气质量标准(GB3095-96)及修改单通知中的二级标准；地下水质量标准(GB/T1484893)中的类标准；声环境质量标准(GB3096-2008)中的 3 类标准；工业企业厂界环境噪声排放标准(GB123482008)中的类标准；建筑施工场界噪声标准(GB12523141、-90)。19.2 环境现状环境现状 19.2.1 自然环境自然环境 新疆位于北纬 38.548.5之间，地域辽阔，昼夜温差大，光热资源丰富，年辐射总量达 5230-6670MJ/m2，年辐射照度总量比我国同纬度地区高 10%15%，比长江中下游地区高 15%25%。居全国第二位，仅次于西藏高原。年日照时数为 25503500h，日照百分率为 6080%，其中东疆及南疆为 7080%，其余为 6070%；东部高于西部，南北变化不大；最多日照时数的月份，石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 46 除天山南麓为 8 月外，其余均为 7 月。日照百分率的峰值出现在 910 月；142、年日照时数大于 6h 的天数在 270325d 之间，最多天数出现在东疆地区。这些都为新疆开展太阳能利用提供了得天独厚的优越条件和环境。19.2.2 社会环境社会环境 石河子市是联合国“人居环境改善良好城市”，她位于天山北麓中段，准噶尔盆地的南缘，独具西部风情的“丝绸之路”上；她由军人选址、军人设计、军人建造；她创造了“人进沙退”的世界奇迹；她是中国“屯垦戍边”的成功典范；她以优美的环境、独特的文化、璀璨的文明被世人誉为“戈壁明珠”。她有着传奇的历史。1950 年 2 月，王震将军率中国人民解放军挺进石河子，拉动了“军垦第一犁”，创建了比共和国仅小一岁的石河子新城。她有着独特的文化。由转业官兵143、支边青年等构成的 60 万石河子各族人民，来自五湖四海。在半个世纪的历史进程中，形成了浓郁的集“开拓性、群众性、开放性、多元性”于一体的军垦文化特色。她有着发达的经济。经过半个世纪的开发建设，石河子已形成“以大型农牧团场为依托、以石河子市为中心，农林牧副渔全面发展，工交建商服综合经营，工农结合、城乡结合、贸工农一体化”的新型经济联合体。在国家实施“西部大开发”战略的今天，石河子已成为新疆西部大开发的桥头堡、向西开放的前沿阵地和繁荣新疆、展示兵团风貌的重要“窗口”。她有着优美的环境。她以“军城”的特色荣膺“全国双拥模范城”；以“绿城”的特色赢得全国“卫生城市”、“园林绿化先进城市”和自治区“文144、明城市”、“园林城市”；又以“诗城”的特色闻名海内外。2005 年末，垦区总人口 64.16 万人，比上年末减少 0.2%，其中男性 32.81万人，占总人口的 51.1%，女性 31.35 万人，占总人口的 48.9%。少数民族 3.33万人，占总人口的 5.2%；汉族 60.83 万人，占总人口的 94.8%。全年人口出生率6.26，人口死亡率 4.76，人口自然增长率 1.5，计划生育率 99.8%。19.2.3 环境质量现状环境质量现状 根据石河子市环境监测站 2007 年 11 月 1519 日对该区域大河台及杜家圈环境空气现状监测点的监测数据，结果显示，两个监测点 PM10 最大日145、均值浓度为 0.584mg/m3,日均值超过环境空气质量标准(GB3095-1996)二级标准，最大超标倍数为 2.89 倍。PM10 超标原因主要是因为本区域植被稀少，地表裸露情况严重；两个监测点 SO2日均值浓度范围 0.0050.025 mg/m3之间，SO2日均值满足环境空气质量标准(GB3095-1996)二级标准。19.2.4 噪声环境质量现状噪声环境质量现状 本项目所在区域空旷，目前区域内噪声主要为交通噪声，由于车流量较少，区域噪声现状较好。石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 47 19.2.5 生态环境现状生态环境现状 项目区植被为荒漠草原沙生植被，组成146、区内植被的植物种，有显著的旱生形态特点。大面积的荒漠草原类型，主要建群种有红砂、猫头刺、油蒿、无芒隐子草、老瓜头等强旱生或超强旱生小灌木、小半灌木已成为群落的建群种和优势种。植被覆盖率为 10.3，为低覆盖度。项目区内无国家保护的濒危珍惜植物物种。19.3 环境影响预测评价环境影响预测评价 19.3.1 太阳能电场土地利用的影响太阳能电场土地利用的影响 拟建石河子市太阳能电场所在区域内无树木及任何建筑物。目前，该区域为地表有部分荒漠植被，植被覆盖率约为 40.3%。本工程占地面积较小，主要有太阳能电池板支墩、逆变器及部分配电设施建筑用地，工程总用地约 31.78hm2。石河子市太阳能电场工程的147、建设符合当地政府的土地利用规划。工程建成期间由于施工使少量植被生长遭到破坏，将对局部区域的水土保持有一定的影响。工程建设后期，施工单位将按建设项目水土保持的有关要求进行施工现场的回填、平整，采用适当的抚育措施，以利于自然植被的恢复。工程建成投运后，随着自然植被的逐步恢复，本工程建设不会对当地的土地利用产生不良的影响。19.3.2 太阳能电场建设期的影响太阳能电场建设期的影响 19.3.2.1 大气影响 1）大气污染防治措施 （1）按照预定的道路行驶施工，避免随意行车破坏局部地表植被，造成扬尘降低大气环境质量；（2）由于太阳能电场所在区域较干燥，且多大风。因此，在电池板基础及主要建（构）筑物开挖148、回填，以及输电线路各塔架、电杆、电缆沟施工时，应尽量避免在大风天气施工，减少施工扬尘对环境的影响；（3）对施工材料的运输及堆放要严格管理，避免水泥、砂石等材料随意堆放。对基础施工中的弃土要妥善处理，可用于修筑道路，避免随意堆放，造成扬尘。（4）施工期间按照环保的要求，采用清洁能源，避免大气污染物的排放污染周围环境。2）大气污染影响 由于本工程施工建设规模较小，且污染源单一，排放量较少。因此，在本工程施工期间严格按照环保的要求进行施工，对该区域大气环境质量的影响较小。19.3.2.2 水环境影响 本工程施工期拟从石河子市南开发区引水管，供施工及生活使用。施工期间产生的污水主要包括：含泥沙的施工149、污水；机械设备的冲洗水；施工工地的食堂石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 48 含油污水；一般生活污水等，主要污染物是 CODCr、氨氮、BOD5和 SS 类等。根据工程类比资料，施工期施工人员排放的废水中 CODCr100mg/L，氨氮15mg/L。拟建项目施工人员按 60 人计，施工人员每月生活用水按 1m3/人计，生活污水按用水量的 70%计，则生活污水的排放量为 42m3/月，工程施工 12 个月，则施工期共排放生活污水 252m3。生活污水及其中污染物的排放量，见表 19-3-1。表 19-3-1 施工期生活污水及污染物产生情况 项目 用水量 污水量 CODC150、r BOD5 排放量 300m3 252m3 25.2kg 3.78kg 在施工中设备冲洗废水排放较少，且水中污染因子较少，主要为悬浮颗粒物。少量排水被蒸发，因此对区域地下水不会产生影响。另外，施工阶段使用旱厕所，少量生活废污水就地泼洒、蒸发，不会对该区域地下水产生影响。19.3.2.3 噪声影响 施工中的噪声主要来源于施工机械，建设期噪声具有阶段性、临时性和不固定性。不同的施工设备产生的机械噪声声级，见表 19-3-2。表 19-3-2 主要施工机械设备的噪声声级 单位：dB(A)施工阶段 噪声源 声级 土石方 装载机 85 挖掘机 79 铲土机 75 压路机 72 自卸卡车 70 打桩 风151、钻 81 结构 混凝土搅拌机 79 混凝土振捣器 80 装修 木工圆锯 83 升降机 72 注：测点距离 15m 在多台机械设备同时作业时，各台设备产生的噪声会互相叠加。根据类比调查，叠加后的噪声增值约 38dB(A)，一般不会超过 10dB(A)。在这类施工机械中，噪声最高的为风钻，达到 81dB(A)。另外，混凝土振捣器也较高，在 80dB(A)以上。由于太阳能电场位于荒漠区，场址附近人烟稀少，施工过程中产生的噪声虽然较大(在 85dB(A)左右)，但随着距离的增加，噪声不断地衰减，对场址所在区域不会产生不良影响。19.3.2.4 固废物影响 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可152、行性研究报告 49 拟建太阳能电场区域人烟稀少，属自然生态环境，环境状况较好。在施工中将各类固体废弃物妥善处置后(即：有污染的工业垃圾，收集堆放，并挖坑掩埋)，并将施工中的弃土及时清理，平整场地，恢复原有植被，保护自然景观少受破坏，施工对该区域局部自然生态环境的破坏可控制在较低的程度，不会因施工对该区域的自然景观产生明显影响。19.4 环境条件对太阳能光伏发电效率的制约因素分析环境条件对太阳能光伏发电效率的制约因素分析 由于太阳能光伏电站以收集太阳辐射能为能源进行光电转化的，因此电站运行受到周围环境的影响因素较多，在电站设计中必须考虑各种环境制约条件，使电站发电效率达到最大值。本拟建项目主要环153、境影响因素分析如下：1)周围有无遮光障碍物。电站在设计过程中必须避开周围的遮光建筑物，如树木的阴影，楼房的阴影，电线杆的阴影等落在太阳能电池组件上，使其发电量大幅下降。由于有阴影会产生所谓热斑的局部发热现象。还要调查周围的建筑物和树木的落叶等有无影响。同时应考虑沙尘暴的影响。树木因品种不同，每年可长高 0.30.5m，如果电站周围树木遮挡住了太阳光，必须修剪或伐去。电站设计时必须考虑新疆当地的具体气候条件，避免当地沙尘暴天气对发电效率的影响。2)冬季的积雪、结冰灾害状态。太阳能电池阵列的安装高度应大于当地多年气象观测数据中的最大积雪厚度。本项目发电单元电池组件采用固定安装方式，阵列倾斜角度 4154、3，积雪可采用人工清扫。3)鸟粪的有无。鸟粪成为采光的障碍物，电池板上一旦有阴影，则会影响被遮挡电池元件的发热并导致损坏。因此要调查周围楼房屋顶和地面上有无附着的鸽子、乌鸦或其他野鸟的粪。根据鸟粪量的多少判断鸟的数目，根据其数目设定驱鸟装置。19.5 绿化及水土保持绿化及水土保持 19.5.1 水土保持水土保持 拟建项目区位于石河子市南开发区工业园区西南侧。项目区地势平坦开阔，地面自然坡度较小。本项目建设过程水土流失主要表现在前期的场地平整，控制机房、员工休息室等建筑物地基开挖、回填过程造成的土壤扰动及太阳能电池阵列单元支架和通讯线缆的埋设过程中所产生的水土流失。本项目建设区域植被稀疏，无任何155、乔、灌木，植被类型主要为丛生野草，建设期间中无树木砍伐。本拟建项目建设时应减少地表大量堆放弃土，降低风蚀的影响，保护该区域的植被生长，避免因工程建设造成新的水土流失，以及植被的大量破坏，通过本石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 50 项目的建设使该区域局部水土保持现状及生态环境进一步得到改善。在土建施工过程中，场区内部扰动地表，采取砾石覆盖措施，保护已扰动的裸露地表，减少施工期的水土流失。为了防止临时堆土、砂石料堆放场由于风蚀产生新的水土流失，堆土场周围进行简易防护，采用彩钢板防护的措施，在堆土周围进行部分拦挡，彩钢板高度为 2m，钢板底部埋入地表以下 0.2m，地表以156、上拦挡高度为 1.8m，挡板外侧采取钢支架支撑措施。另外，在大风天气在场区临时堆土表面覆盖防尘网。为防止临时堆土风蚀产生水土流失对堆土场表面及时洒水，使表面自然固化。要求施工时的挖方要及时回填，尽量减少堆土场的堆土量。施工结束后，施工单位必须对施工场地及施工生活区进行土地整治，拆除临时建筑物并将建筑垃圾及时运往工业园区垃圾场堆放，避免产生新的水土流失。根据本地气象资料和场地地质资料，项目运行后太阳能光伏板虽然会会汇集一定的雨水，但因场地土质渗水率较大且地面绿化率达到 80%以上，因此光伏阵列区设置排水沟。19.5.2 绿化绿化 本工程的绿化重点应在电站空地及建筑物周围。建筑物四周绿化以不影响生157、产、不防碍交通，采光通风为原则，综合考虑生产工艺和建筑布局，在乔、灌、草合理布局的原则下以实用、美观为主。阵列区的绿化，应确保太阳能电池阵列单元采光性，以种草为主，在不影响采光的前提下，可以种植低矮植物篱。为了提高树木的复活率，在栽植过程中易带土球移植，以穴状栽植。草坪的种植方式主要有草籽播种、草茎撒播、草皮移植等方法。在草坪长成后要经常修剪，修剪能控制草坪的高度，促进分蘖，增加叶片密度，抑制杂草生长，使草坪平整美观。为了使草坪保持良好的生长，其土壤保持适宜的水分是重要的植保措施。微喷灌溉方式需水历时时间短、灌水次数多、灌溉均匀，是草坪较理想的灌溉技术。19.6 环境效益分析环境效益分析 太阳158、能建设项目为清洁能源工程，利用光能资源发电，每年可节约大量地煤炭资源。拟建石河子市 10MWp 用户侧并网光伏发电示范项目，规划装机容量为 10MWp，每年可发电 1306.79 万 kW h(含自耗电 0.2%)。与同类容量的燃煤火电厂相比，按照火电煤耗(标准)350g/kW h 计，每年可节约标准煤约 4573.8t，污染物减排量分别为：SO2：50.57t/a；CO2：12546.94t/a；烟尘排放量：61.08t/a。太阳能发电是清洁、无污染的可再生能源，太阳能电场的运行过程是将太阳能转变成电能的过程。在整个运行过程中，不会产生大气、水、固体废弃物等方面的污染物，也不会产生大的噪声污159、染。从节约煤炭资源和环境保护的角度分析，石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 51 太阳能电场的建设代替燃煤电场的建设，将大大减少对周围环境的污染，并起到利用清洁自然可再生资源、节约不可再生的化石能源、减少污染及保护生态环境的作用。具有明显的社会效益及突出的环境效益。并可节煤增电，同时也具有良好的经济效益。19.7 综合评价与结论综合评价与结论 拟建石河子市 10MWp 用户侧并网光伏发电工程利用清洁的、可再生的太阳能资源，节约了不可再生的煤炭或石油、天然气资源，对于减少大气污染排放，保护环境具有重要地作用，社会效益及环境效益良好。本项目拟建的光伏发电场工程建成投运后，将160、成为石河子市又一新的旅游景观，对当地旅游发展具有一定的促进作用。此外，本期每个太阳能电池板支架基础仅占用较小的面积，不会对当地的生态环境有所影响，电场的建设不会影响当地土地利用规划；电场施工期只要加强管理，采取切实可行的措施，可有效地控制施工期间粉尘、噪声、水土流失等方面的影响。总之，拟建石河子市 10MWp 用户侧并网光伏发电工程的建设对当地环境不会生产不良的影响，而且太阳能电场工程是一个节能降耗的环保项目。因此该项目的建设从环保的角度分析是可行的。20 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生 为了保护劳动者在建设生产过程中的安全与健康，改善劳动条件，太阳能电场设计必须贯彻执行国家及行业颁布现161、行的有关劳动安全和工业卫生的法令、法规、标准及规定，以提高工程建设项目劳动安全和工业卫生的设计水平。在拟建石河子市 10MWp 用户侧光伏发电工程劳动安全与工业卫生的设计中，应贯彻“安全第一，预防为主”的原则，重视安全运行，加强劳动保护，改善劳动条件。劳动安全与工业卫生防范措施和防护设施，必须与主体工程同时设计，同时施工，同时投产，并应安全可靠，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。对电力行业提出的二十五项反事故措施实施细则的要求，结合本工程的实际情况进行设计，本工程中劳动安全和工业卫生的设计应满足有关规范的要求。20.1 防火、防爆防火、防爆 1)各建筑(构)物在生产过程中的火灾危险性及耐火等162、级按 火力发电厂与变电所设计防火规范(GB50229-1996)执行；2)建(构)筑物按建筑设计防火规范GBJ16(2001 版)、建筑内部装修设计防火规范(GB50222-1995)的要求设计，确保建(构)筑物间的安全距离及防火要求；3)10kV 配电装置室、保护及光纤通信室、户内电缆沟道各围护构件上的孔石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 52 洞缝隙均采用阻燃材料堵塞严密；4)10kV 配电装置室及辅助建筑物的主要通道、主要房间等疏散走道均设事故照明，各出口及转弯处均设疏散标志；5)所有穿越如具有防火墙的管道均选用防火材料将缝隙紧密填塞。20.2 防雷电防雷电 由于163、太阳能电池阵列的面积大，而且安装在没有遮盖物的室外，因此容易受到雷电引起的过高电压的影响，所以必须考虑相应的防雷措施。避雷元件要分散安装在阵列的回路内，也安装在接线箱内；对于从低压配电线侵入的雷电浪涌，必须在配电盘中安装相应的避雷元件予以应对；必要时在交流电源侧安装耐雷电变压器。20.3 防电伤防电伤 1)所有电气设备均按照现行的电气设备安全设计导则(GB4064-1993)要求进行设计；2)所有电气设备的接地均按照现行电气装置安装工程接地装置施工及验收规范(GB50169-2006)要求进行设计，电气设备均接地或接零；3)按规定配置过载保护器、漏电保护器；4)为防止静电危害，保证人身及设备安164、全，电力设备均宜采用接地或接零防护措施；5)电气设备带电裸露部分与人行通道、栏杆、管道等的最小间距符合配电装置设计技术规程规定的要求；6)为确保工作人员自身安全以及预防二次事故，在作业时必须穿适当的防护服装，如戴安全帽、带好低压绝缘手套、穿安全防护鞋或轻便运动鞋等；7)检修太阳能电池组件时，应在表面铺遮光板，遮住太阳光后再进行维修；同时尽量避免雨天作业；20.4 防噪声、振荡及电磁干扰防噪声、振荡及电磁干扰 1)噪声的防治措施：设备订货时提出设备噪声限制要求，对于变压器、逆变器等噪声设备隔声措施使其噪声满足 工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-1985)的要求。2)站区布置建筑设计应考虑防噪165、措施。3)防振动危害，应首先从振动源上进行控制并采取隔振措施。主设备和辅助设备及平台的防振设计应符合 作业场所局部振动卫生标准(GB10436-1989)及其它有关标准、规范的规定。20.5 防暑、防寒防暑、防寒及防潮及防潮 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 53 在 10kV 配电装置室及辅助建筑物的保护及光纤通信室、休息室、值班室等场所，按照工业企业设计卫生标准(GBZ1-2002)、采暖通风与空气调节设计规范(GBJ10-87)、火力发电场采暖通风与空气调节设计技术规定(DL/T5035-94)等有关规定进行设计。20.6 其它安全措施其它安全措施 1)各建筑物166、工作场所、设备及场区道路照明满足生产及安全要求，单元控制室采取格栅照明，照度充足，灯光柔和，以保护运行人员的视力；2)所有设备及材料均满足太阳能电场运行的技术要求，保护在规定使用寿命内能承受可能出现的物理的、化学的和生物的作用。3)所有设备均坐落在牢固的基础上，以保证设备运行的稳定性。设计中做到运行人员工作场所信号显示齐全，值班照明充足，同时具有防御外界有害作用的良好性能；4)其它防火、防机械伤害、防寒、防潮等措施，均应符合国家的有关劳动安全与工业卫生规定的要求。21 工程投资匡算工程投资匡算 21.1 编制原则编制原则 1）工程量：根据我院设计提供的初步可研设计图纸、设备材料清册及相关资料167、。2）定额依据：（1）中华人民共和国国家发展和改革委员会发布的电网工程建设预算编制与计算标准。（2）定额指标 建筑：采用国家发改委颁发的电力建设工程概算定额建筑工程 2006 年版，建筑工程定额人工单价按 26.0 元/工日计算。安装：采用国家发改委颁发的电力建设工程概算定额电气设备安装工程2006 年版，安装工程定额人工单价按 31.0 元/工日计算。调试：采用国家发改委颁发的电力建设工程概算定额调试工程 2006 年版。3）材料价格：根据当地市场价格执行。4）主要设备价格：太阳能电池组件 10.8 元/W，逆变器 0.98 元/W。5）建设期贷款利息：年利率 5.94，按季结息。21.2 168、投资匡算投资匡算：本工程静态投资 24685.01 万元；动态投资 25000.01 万元，单位动态投资石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 54 24996.01 元/kW。21.3 投资匡算总表投资匡算总表 编编号号 工程或费用名称工程或费用名称 设备购置设备购置费费 安装安装 建筑建筑 其他费用其他费用 合计合计 占投占投资额资额（%）工程费工程费 工程费工程费 设备及安装工程 16411.82 1598.53 0.00 18010.35 72.96 一 发电设备及安装工程 15947.92 1340.53 0.00 17288.45 二 升压变电设备及安装工程 9169、8.94 75.38 0.00 174.32 三 通信和控制设备及安装工程 178.45 50.04 0.00 228.49 四 其他设备及安装工程 186.52 132.57 0.00 319.09 建筑工程 5330.93 5330.93 21.32 一 发电设备基础工程 3971.00 3971.00 二 房屋建筑工程 751.18 751.18 三 交通工程 91.17 91.17 四 施工辅助工程 123.58 123.58 五 其他 394.00 394.00 其他费用 864.92 864.92 一 建设用地费 100.00 100.00 二 建设管理费 450.06 450.0170、6 三 生产准备费 83.76 83.76 四 勘察设计费 231.10 231.10 一至三部分投资合计 24206.20 98.06 基本预备费 478.82 1.94 静态投资 24685.01 100 价差预备费 0.00 建设投资 24685.01 建设期利息 315.00 工程总投资 25000.01 单位千瓦的动态投资（元/千瓦）24996.01 22 经济评价经济评价 22.1 方法与思路方法与思路 国家对于太阳能光伏电站的上网电价指标还没有进行统一的规定，所以本测算是基于在保证企业成本费用、税金、盈余公积金、企业用于还贷的利润以及项石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 171、可行性研究报告 55 目资本金内部收益率 7.5%的前提下，即满足项目在财务上可以接受的前提下，对项目的上网电价进行测算。22.2 工程进度设想工程进度设想 本工程设想为 12 个月建成投产。22.3 财务评价依据财务评价依据 依照建设项目经济评价方法与参数（第三版），参考原电力部电力规划设计总院电规经（1994）2 号文关于印发 电力建设项目经济评价办法实施细则（试行），有关现行法律、法规、财税制度。22.4 计计算基础数据算基础数据 1)资金来源：本工程考虑项目注册资本金为 30(金太阳工程)，融资 70，贷款年利率按 5.94，按季结息。2)主要计算参数：计算期 21 年（含建设期 12172、 月，生产期 20 年）折旧年限 15 年 残值率 5 流动资金贷款利率 5.31 固定资产形成率 98 其他资产形成比例 2%其他资产摊销年限 5 年 修理费 0.1（预测值）城市维护建设税 5 教育费附加 3 地方教育附加 1 福利费及保险费系数 50 平均材料费 2 元/MWh 其他费用（含规费）1 元/MWh 电厂定员 17 人 年人均工资 40000 元/人 20 年平均年发电量 1306.79 万 kWh 企业所得税 25（三免两减半+高新企业税率）公积金及公益金 10 22.5 贷款偿还贷款偿还 石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 56 银行融资贷款偿还期173、为投产后 14 年，采用本息等额还款方式。22.6 经济评价指标经济评价指标 按项目资本金內部收益率作为目标收益率进行电价测算，以 8为设定的目标收益水平，结果见附表。序号 项目 单位 指标值 1 机组容量 MW 10 2 项目静态投资 万元 24685.01 3 单位静态投资 元/KW 25000.01 4.1 项目本体投资 万元 25000.01 4.2 接入系统（估计）万元 6 5 融资前内部收益率（税前/后）7.62/7.00 6 融资前投资回收期（税前/后）年 11.03/11.4 7 融资前净现值（税前）万元 1217.4 8 融资前净现值（税后）528 9 总投资收益率 4.59174、 10 资本金净利润率 8.55 11 项目资本金内部收益率 8 12 投资方内部收益率 6.02 13 反算上网电价（不含税）元/KWh 1.242 14 反算上网电价（含税）元/KWh 1.450 22.7 经济评价经济评价 1）盈利能力分析 上述各项经济效益指标的计算结果表明，本工程各项主要技术经济指标均能满足要求，并能满足 15 年内还清贷款的要求，项目计算期内各年收支平衡并有盈余，财务净现值均大于零，表明项目在财务上是可以考虑接受的。2）偿债能力分析 根据工程进度及资金需求状况，采用本金等额还贷方式。还贷的资金来源有折旧费、摊销费、财务费用及税后利润。总体来看，项目在其经营期内能够偿175、还贷款，并有一定的盈余。22.8 结论结论 根据以上电价测算可知，在企业全额投资建设太阳能光伏电站，现在考虑金石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报告 57 太阳工程政府补贴 50项目投资的情况下，上网电价（含税）约 1.450 元/kWh，企业应在努力控制建设成本的同时向当地政府申请税收政策优惠，提高项目的经济可行性。23 存在问题与建议存在问题与建议 23.1 存在问题存在问题 光伏电站的太阳能电池价格一般占总投资的 60%以上。在本项目投资匡算中，目前市场上转换效率14%的多晶硅电池国内批量销售价格在 14.5-15.5 元/Wp 之间，本项目组件由财政部通过特许权招标176、方式确定供货价格为 10.511.00元/Wp，有利于控制项目总成本。23.2 发挥减排效益，申请发挥减排效益，申请 CDM CDM（清洁发展机制）作为国际社会对全球气侯变化的一项重要措施，一方面可以帮助发达国家以较低的成本实现减排目标，另一方面也可以促进资金和技术向发展中国家进行实质性转。根据京都议定书的规定，清洁发展机制应该有双重目的：既帮助发展中国家实现可持续发展及公约的目标，又帮助发达国家实现其在议定书下的减限排承诺。清洁发展机制是一项“双赢”机制：一方面，发展中国家通过这种项目级的合作，可以获得技术和资金甚至更多的投资，从而促进国家的经济发展和环境保护，实现可持续发展的目标；另一方面177、，通过这种合作，发达国家将以远低于其国内的减排成本实现其在“京都议定书”规定下的减排指标，节约大量的资金，并通过这种方式将技术、产品甚至观念输入到发展中国家。对发达国家来讲，要实现其在京都议定书规定下的减排指标，就需对其能源结构进行调整，对高耗能产业进行技术改造和设备更新，或通过大面积的植树造林活动来实现，但都需要高昂的成本，甚至付出牺牲为代价。根据日本经济模型测算，在日本境内减少1 吨二氧化碳的边际成本为 236 美元，美国为 153 美元，经合组织中的欧洲国家为 198 美元；当日本要达到在 1990 年基础上减排 6%温室气体的目标时，将损失发展量的 0.25%。如果发达国家在中国进行项178、目合作，减排的边际成本每吨二氧化碳可降到 20 美元。中国经济正处于高速增长阶段，实施可持续发展战略已经成为中国实现社会经济发展目标的重要考虑，中国是温室气体减排潜力较大的发展中国家之一，加之具有良好的投资环境，开展 CDM 合作的市场前景广阔，为主要的发达国家所看好。我国在 CDM 项目开发上具有巨大的潜力，据专家估算，中国的 CDM 开发潜力占全球总量的 50%以上。2010 年以前,大约有 3050 亿美元的 CDM 交易将来自中国,并可产生 150250 亿美元的项目投资。由此看来，在我国实施 CDM 项目将会带来诸多积极的效果:石河子市 10MWp 并网光伏发电示范项目 可行性研究报179、告 58 有助于地方经济的发展通过技术转让和额外的资金投入，开发出新的项目和新的就业机会，从而带动地方经济的发展，培养出地方的可持续发展能力。有助于提高资源和能源的利用效率，并充分利用和开发可再生资源，以实现可持续发展和循环型社会的目的。通过开发可再生能源，并提高能源利用效率，从而减少污染物的排放，保护环境，并提高经济效益。通过开发项目，减少温室气体的排放，从而保护自然和森林植被；通过吸收额外的资金和技术转让，从而帮助我国发展经济。因此，我们应最大限度地利用 CDM 项目所带来的商机和挑战，通过国际合作争取我国经济发展所需要的资金和技术，以实现我国环境、经济和社会效益的可持续发展。光伏发电不但180、属于清洁能源，也属于 京都议定书 中规定的清洁机制范围，获得减排义务国的资助可能性也很大，随着京都议定书的正式生效，许多具有减排义务的国家表现出购买 CO2减排量的积极态度，通过 CDM（清洁发展机制）项目购买承担国的温室气体排放量来履行其在京都议定书下的义务。23.3 建议建议 电站工程装机容量为 10MWp。本期工程每年减排温室效应气体 CO2约12546.94t。投资公司可以申请获得 CDM 资助，随着电站工程的实施，如果有先进的技术或额外资金的支持，加之如果成功的申请获得 CDM 项目，按减排每吨CO2价格为 60 元计算，本项目每年可获得 75.3 万元的减排资金。对今后此项目减轻投资压力和生产运行的成本都有着积极的促进作用。鉴于清洁发展机制（CDM）项目对本工程的经济效益有一定的影响，建议业主尽快开展 CDM 项目的相关工作。