中醫(yī)院分布式光伏發(fā)電方案

.源匯區(qū)中醫(yī)院分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電項目1.項目概況源匯區(qū)中醫(yī)院有多個建筑體，均為低層建筑。各個建筑體的屋頂形式均采用平面水泥屋頂。各屋頂?shù)某蛞捕枷嗤?，南北朝向。就安裝太陽能光伏板而言，中醫(yī)院的所有建筑物的樓頂均可以安裝太陽能光伏板。就安裝的便捷性和光伏利用率來講，樓頂為平面的水泥面且朝向為南北朝向的建筑物安裝太陽能光伏板最為適宜。根據(jù)意向，擬初步安裝80KW的太陽能光伏板，需占用屋頂面積約600平方米。通過對醫(yī)院所有屋頂?shù)娜娣治?，本項目初步確定將80KW的太陽能光伏板集中安裝在醫(yī)院主樓一棟朝向呈南北向、樓頂為平面的水泥面的屋頂上和副樓一棟朝向呈南北向、樓頂為平面的水泥面的屋頂上。（見圖1所示）。本項目之所以選擇這棟建筑屋頂，主要有以下幾個方面的考慮：（1） 屋頂?shù)膯误w面積比較大，目測要大于300平方米。可以安裝下光伏組件，整體性強。（2） 該棟建筑屋頂為平面，屋頂采用水泥平面，安裝光伏組件比較便捷。另外，該棟建筑物朝向為南北方向，太陽能光伏利用率比較好。（3） 該棟建筑物臨銀江路，位置比較突出、顯眼，屋面安裝太陽能光伏板后，整棟建筑會顯得更加整潔、美觀，可視性強，能起到一定的美化作用。 根據(jù)初步了解和實地查看，中醫(yī)院目前裝電總?cè)萘繛?00KVA，最低常用負(fù)荷約10KW 。本次計劃安裝的80KWp的分布式光伏發(fā)電站，采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)的方式。這樣可有效發(fā)揮光伏發(fā)電的效益和實現(xiàn)最大價值。光伏組件安裝在該樓頂 圖1 太陽能光伏組件擬安裝的樓頂指示圖2.光伏組件數(shù)量、安裝面積測算及安裝方案 本項目擬采用230W的多晶硅太陽能電池光伏組件，組件尺寸為164099240。由此，可測算出光伏組件的安裝面積及光伏組件的數(shù)量。計算方法如下：2.1 光伏組件的數(shù)量 本項目擬安裝光伏組件容量為80KW，每個光伏組件的功率為230W，因此光伏組件的數(shù)量為： M=80000230=347.82（塊），實際取360塊故本項目擬實際采用光伏組件數(shù)量為360塊，理論最大容量為82.8KW。2.2 光伏組件安裝面積 本項目光伏組件通過導(dǎo)軌、支架直接安裝在水泥屋面上.每塊光伏板之間需留2cm的間隙用于安裝組件固定壓塊。因此每塊光伏板實際占用面積為1.6400.994=1.63m2。由此可計算出光伏組件的安裝面積： S=1.63360=586.8（m2） 考慮到光伏組件在安裝時要留有一定的維護通道，故光伏組件實際安裝時，需要的面積要比計算面積要大些，至于具體大多少，要根據(jù)光伏組件實際布局方案來確定。目前主副樓頂總計700足夠安裝80KW光伏板。2.3 光伏組件安裝方案（1） 光伏組件布局方案 本項目擬采用的光伏組件總數(shù)量為360塊，將其平均分為兩組，一組安裝在主樓的屋頂，另一組安裝在副樓的屋頂，如圖2所示。北面屋頂安裝168塊；南面屋頂安裝192塊。光伏組件的排布見圖3所示。 圖2 光伏組件屋頂安裝的位置示意圖 圖3 屋頂光伏組件布局示意圖（2）光伏附件安裝方法由于屋頂為平面水泥屋頂，可使用鍍鋅支架，其安裝后的效果圖如圖4所示。 圖4連接件及安裝效果 3.本項目系統(tǒng)總體構(gòu)成方案 3.1 分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)基本構(gòu)成 圖5為分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體構(gòu)成示意圖。首先按光伏逆變器輸入的要求將光伏組件組成相應(yīng)的串并聯(lián)整列，然后將其接入?yún)R流箱，由匯流箱將光伏直流電流送入到光伏控制器及逆變器，最后由逆變器將光伏直流電變?yōu)榻涣麟娡ㄟ^開關(guān)接入到大樓的相應(yīng)配電箱或配電柜。 大樓配電箱或柜光伏板整列匯流箱光伏控制器及逆變器計量電度表低壓斷路器 圖5、分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖在實際應(yīng)用中，根據(jù)逆變器的選型和配置以及光伏組件的接入情況，大致可分為逆變器集中式模式、分布式逆變器模式（有的又稱為組串式模式）和微型逆變器嵌入式模式（也有稱為組件式）三種。圖6為三種模式的構(gòu)成原理示意圖。 圖6 常用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)三種模式的原理示意3.2 本項目系統(tǒng)方案選擇 本項目擬采用分布式（組串）逆變器模式。其系統(tǒng)具體構(gòu)成如圖7所示。圖中，逆變器采用單個50KW的逆變器，逆變器八組串輸入，每個組串為24個230W的組件串接。八組組串的總功率為44.16KW。整個系統(tǒng)共采用2個逆變器，接入光伏組件數(shù)共360個，總功率約為82.8KW。逆變器的交流側(cè)通過三相斷路器接入交流匯流箱的交流母線，然后再通母線輸出總斷路器接入酒店電房的總配電開關(guān)柜內(nèi)?？倲嗦菲鞒隹诮与姸扔嬃勘?。在位置布局上，2個逆變器直接安裝在頂樓房間里面。交流匯流箱可以安裝在逆變器旁邊。計量電度表可直接安裝在匯流箱內(nèi)，也可以單獨安裝在匯流箱旁邊。逆變器逆變器電度表交流匯流箱電網(wǎng)監(jiān)測終端 圖7 本項目系統(tǒng)構(gòu)成示意圖 4、投資與經(jīng)濟分析4.1 漯河日照峰值小時數(shù)日照時數(shù)是指太陽每天在垂直于其光線的平面上的輻射強度超過或等于120W/m2的時間長度。漯河地處1132711416,北緯33243359，年平均氣溫14.7。根據(jù)資料統(tǒng)計，漯河年日照時數(shù)約在2181小時，單位面積年平均太陽能總輻射量為4600MJ(/a)。漯河光伏組件年日照峰值小時數(shù)為1212h。4.2 本項目年平均發(fā)電量計算并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率由光伏陣列的效率、并網(wǎng)逆變器效率、交流并網(wǎng)等三部分組成。（1） 光伏陣列效率1 光伏陣列在 1000W/m2 太陽輻射強度下，實際的直流輸出功率與標(biāo)稱功率之比。光伏陣列在能源轉(zhuǎn)換過程中的損失包括：組件的匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽輻射損失、溫度影響、最大功率點跟蹤精度及直流線路損失等，在這里可以估算取 1= 92（2） 并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換效率2 并網(wǎng)逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，本項目所采用逆變器的效率為 96，即 2=96%（3） 系統(tǒng)總效率 =12=929688（4）年平均發(fā)電量第一年可利用小時數(shù)為：日照峰值小時數(shù)綜合效率，日照峰值小時數(shù)與光伏發(fā)電系統(tǒng)效率相乘，得到光伏發(fā)電系統(tǒng)的第一年可利用小時數(shù)為：121288=1066.56h。本項目設(shè)計裝機容量為82.8KW，所以該項目首年發(fā)電量為：Q1=82.8KW1066h=88264.8（kWh)若本項目擬采用的太陽能電池組件的光電裝換效率衰減速率為 2 年內(nèi)不超過 2%，10 年衰減不超過 10、25 年衰減不超過 20。如項目運營期為 25 年，25 年運營期內(nèi)發(fā)電量逐年遞減為：Q=60950(2025) 487（ kWh）5.1 本項目投資與效益分析5.1.1 本項目投資估算 根據(jù)目前市場行價以及本項目實際情況分析，本項目投資成本每瓦約10元人民幣。本項目總安裝容量為82.8KW，因此可估算出本項目需投資約83萬元人民幣。計算公式如下： 82.80100010=828000元 5.1.2 本項目電費收益 假設(shè)本項目所發(fā)電量全部供醫(yī)院使用，醫(yī)院目前為商業(yè)用電，目前電費為0.64元/每度，目前國家公布的電費補貼標(biāo)準(zhǔn)為0.42元/每度，不考慮電費價格變化和補貼政策變化，表一為25年本項目電費收益。 表一：25年電費收益明細(xì)表 年份發(fā)電量年直接使用電費收益（元）年國家補貼電費收益（元）年總發(fā)電收益（元）累計收益（含補貼）（萬元）第1年8826456488.9637070.8893559.849.355984第2年8777756177.2836866.3493043.6218.660346第3年8729055865.636661.892527.427.913086第4年8680355553.9236457.2692011.1837.114204第5年8631655242.2436252.7291494.9646.2637第6年8582954930.5636048.1890978.7455.361574第7年8534254618.8835843.6490462.5264.407826第8年8485554307.235639.189946.373.402456第9年8436853995.5235434.5689430.0882.345464第10年8388153683.8435230.0288913.8691.23685第11年8339453372.1635025.4888397.64100.076614第12年8290753060.4834820.9487881.42108.864756第13年8242052748.834616.487365.2117.601276第14年8193352437.1234411.8686848.98126.286174第15年8144652125.4434207.3286332.76134.91945第16年8095951813.7634002.7885816.54143.501104第17年8047251502.0833798.2485300.32152.031136第18年7998551190.433593.784784.1160.509546第19年7949850878.7233389.1684267.88168.936334第20年7901150567.0433184.6283751.66177.3115第21年7852450255.3632980.0883235.44185.635044第22年7803749943.6832775.5482719.22193.906966第23年775582203202.127266第24年7706349320.3232366.4681686.78210.295944第25年7657649008.6432161.9281170.56218.413 5.3.3 本項目效益分析 本項目總投資為83萬元，從表一可以分析出：（1） 投資回報期未計算余電上網(wǎng)約9年收回成本，計算余電上網(wǎng)約5年收回成本。（2） 環(huán)保節(jié)能相當(dāng)于每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約35噸；減少污染排放24噸，減少二氧化碳排放69噸。源匯區(qū)中醫(yī)院分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電項目書.