1概述
1.1项目基本情况
1.2项目设计覆盖内容
1.3标准化技术规范
2高效利用太阳能
3屋面构建要求
4高效能电力解决方案
4.1接入系统方案
4.2通信系统设计与实现
5关键技术策略
5.1平面布局设计
5.1.1平面布局设计
5.1.2道路布置
5.2高效能发电系统设计方案
5.2.1项目简介
5.2.2光伏组件选型
5.2.3逆变器选择
5.2.4高效光伏阵列方案
5.2.5高效光伏电子模块设计
5.3电力产量评估
5.3.1光伏发电工程总效率
5.3.2电力产量评估
5.4高效电力解决方案
5.4.1高级电气系统详解
5.4.2电气二次
5.5土建工程项目
5.5.1项目设计原则与基础
5.5.2平面布局设计
5.5.3屋面承载力详解
5.5.4站区竖向布置
5.5.5站区道路交通布置
5.5.6定制化光伏站点维护规程
5.5.7结构设计
5.5.8高效环保的排水系统方案
5.6消防安全方案
5.6.1整体项目布局设计
5.6.2关键设计原则与规范
5.6.3创新与实用的设计指南
5.6.4专业消防设计方案
5.6.5消防安全措施与实施
6技术比较与偏离详情
屋顶光伏发电服务方案
模板简介
屋顶光伏发电服务方案涵盖了项目概述、高效利用太阳能、屋面构建要求、高效能电力解决方案、关键技术策略及技术比较与偏离详情等内容。方案首先通过概述明确项目基本情况、设计覆盖内容及标准化技术规范,随后从高效利用太阳能、屋面构建要求入手,详细阐述高效能电力解决方案(含接入系统、通信系统设计),并围绕平面布局设计、高效能发电系统选型(光伏组件、逆变器、阵列及电子模块)、电力产量评估、高级电气系统、土建工程(屋面承载力、排水系统等)、消防安全方案等关键技术策略展开深入说明,最后给出技术比较与偏离详情。本方案为屋顶光伏发电项目的实施提供了全面、专业的技术指导与支撑。
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屋顶光伏发电服务方案

 

 

 

 

招标编号:****

投标单位名称:****

授权代表:****

投标日期:****

 


 


1概述

1.1项目基本情况

屋面分布式光伏发电项目由XX公司计划在XX省海东市设立,具体地址包括XX有限公司的总厂、安定厂及XX产业园。互助县,坐落于中国XX省东北部,处于祁连山脉东段南麓的黄土高原与青藏高原过渡地带,其地理位置如下:北部与海北州门源县接壤,东北方向与XX省天祝藏族自治县和永登县相邻,东南与乐都区交界,南部以湟水河界定并与平安区隔河相望,西部紧邻大通县,西南则与西宁市相连。项目精确坐标为东经101.9831度,北纬36.8244度,地势海拔约2527.00米。拟建的光伏电站将利用XX厂的建筑屋面,通过连接XX厂的道路与天佑德大道形成便捷交通。该区域工业区内基础设施完善,路网纵横交错,为光伏电站的建设和运营提供了理想的交通条件。详细的地理位置示意图请参阅图1.1-1。

勘察设计方案:屋顶分布式光伏电源项目 - 由XX公司负责

图1.1-1项目站址地理位置示意图

1.2项目设计覆盖内容

本工作涵盖的主要设计内容包括:XX公司XXXX屋顶分布式光伏发电项目的光伏区域勘察与设计任务。

本项目划分为三个阶段:首项任务为安定厂区的设备安装,其装机容量达到1.14264兆瓦光伏(MWp);其次为XX产业园的装置,其容量为0.82512MWp;最后是总计0.03564MWp的总厂区配置(建设计划暂未确定)。勘察设计涵盖的范围广泛,其中包括但不限于:

1)涵盖以下内容:详尽的施工图设计,包括设计阶段的详细勘察、工程设计以及相关计算书和设备采购图纸;竣工图的编撰工作;专项设计,如安全设施设计专篇、职业卫生防护设施设计专篇及环境与水土保持设计专篇的编制。此外,还需协助完成施工图的审查流程;提供施工图技术交底,并安排设计代表驻场,及时处理现场施工中与设计相关的技术难题,确保现场服务工作的顺利进行。

1.3标准化技术规范

XX公司承揽的XXXX屋顶分布式光伏发电项目EPC工程总承包设计,严格遵循现行及最新发布的国内外标准规范,包括但不限于:

《中华人民共和国可再生能源法》

《可再生能源发电有关管理规定》 (发改能源(2006)13号)

《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格(2006)7号)

《太阳能资源评估方法》 (GB/T37526—2019)

《光伏发电系统接入配电网技术规定》GB/T29319-2012

关于光伏发电站的设计标准,我们参考了中国国家标准《光伏发电站设计规范》。

关于分布式电源并网的技术规范:GB/T 33593-2017《分布式电源并网技术要求》

《分布式电源接入配电网技术规定》NB/T32015-2013

《建设项目经济评价方法与参数(第三版)》(国家发改委、建设部发改投资号文)

《光伏发电工程设计概算编制规定及费用标准》

《光伏发电工程工程概算定额》

《关于优化境内新(扩)建新能源发电项目审批权限及流程的有关规定(试行)》

厂区施工图

《年产3万吨优质XX原技术改造项目可行性研究报告》等现行国家相关规程规范。

以上规程规范如有更新应按最新版执行。

我们承诺,所提供的产品严格遵循本招标文件的规定及最新的工业标准,确保符合国家的安全、健康和环保等强制性要求。在设计环节,我们全面遵照国家、行业及地方的相关标准、规程和技术管理规定,致力于为业主提供卓越的产品与优质的服务。

2高效利用太阳能

XX省地处中纬度地带,太阳辐射强度大,光照时间长,年总辐射量可达,直接辐射量占总辐射量的60%以上,仅次于西藏,位居全国第二。其空间分布特征是西北部多,东南部少,太阳能资源特别丰富的地区位于柴达木盆地、唐古拉山南部,年太阳总辐射量大于。太阳能资源丰富的地区位于海西(除同德)、海北、果洛州的玛多、玛沁、玉树及唐古拉山北部,年太阳总辐射量为。太阳能资源较丰富地区主要分布于海北的门源、东部农业区、黄南州、果洛州南部、西宁市以及海东地区,年太阳总辐射量小于6200MJ/m2。

勘察设计方案:屋顶分布式光伏电源项目 - 由XX公司负责

省水平面总辐射度年度总和图(MJ/m2)

本工程所在地为XX省海东市互助土族自治县。由上图可以看出,工程虽处于XX省东北部,但该地处于平均太阳辐射5600MJ/m2以上的地区,气候较为干燥,雨水较少,光热较足。太阳能资源充裕,属于光资源B类区域,即太阳总辐射年辐射量“很丰富”,适于建设光伏项目。

3屋面构建要求

本项目位于XX省海东市XX有限公司的厂区内,其光伏组件规划部署于厂区内多栋建筑的屋顶平台:这些建筑物的基础结构包括钢筋混凝土结构和钢结构,屋面类型涵盖了混凝土和彩钢材质的屋面板。

以下是各厂区建筑主体结构的设计与启用时间概述: - XX厂的主体结构设计完成于约2015年; - XX产业园的主体结构设计完成于约2019年; - 总厂区的主体结构则在2014年前后完成设计。这些设施均已完成建设并投入运行,整体屋面状况优良,未发现显著的损坏或腐蚀现象。

项目设计所依托的屋面空间广阔,彩钢板屋面配置了少量采光带与通风设施,而混凝土屋面的部分楼梯间则存在一定程度的遮挡。总体来说,屋面的利用效率较高,彩钢板屋顶采用直角锁定边缘的设计,适宜安装通过夹具稳固的光伏组件支架。

各建筑单体分析如下:

1、安定厂

屋顶分布式光伏发电项目(勘察设计方案)

制曲车间:混凝土框架结构,建筑屋面有女儿墙,屋面女儿墙高度1.1m。成品仓库:混凝土框架结构,建筑屋面有女儿墙,屋面女儿墙高度1.5m。机修车间:混凝土框架结构,建筑屋面有女儿墙,屋面女儿墙高度0.9m。总变电所:混凝土框架结构,建筑屋面有女儿墙,屋面女儿墙高度0.9m。

2、XX产业园

物流库:门式刚架结构,轻钢屋面,屋面女儿墙最高高度2.0m。综合车间:门式刚架结构,轻钢屋面,屋面女儿墙最高高度1.2m。

3、总厂

消防综合楼:混凝土框架结构,建筑屋面有女儿墙,屋面女儿墙高度1.2m。技术中心:混凝土框架结构,建筑屋面有女儿墙,屋面女儿墙高度1.2m。

表3-1建筑屋面光伏组件布置情况

序号

建筑名称

屋面结构形式

安装倾角

光伏组件数量

安装容量(kWp)

安定厂

制曲车间

钢筋混凝土屋面

960

518.40

60

32.40

成品仓库

钢筋混凝土屋面

960

518.40

 

机修车间

钢筋混凝土屋面

60

32.40

总变电所

钢筋混凝土屋面

76

41.04

合计

2116

1142.64

XX产业园

物流库

彩钢瓦屋面

平铺

1400

756

综合车间

彩钢瓦屋面

平铺

56

30.24

彩钢瓦屋面

平铺

72

38.88

合计

1528

825.12

老厂

消防综合楼

钢筋混凝土屋面

36°

6

3.24

技术中心

钢筋混凝土屋面

平铺

60

32.40

合计

66

35.64

总计

3710

2003.4

表3-2未布设光伏组件屋面情况

序号

建筑

屋面类型

未布设理由

1

上精加工车间

钢筋混凝土屋面

乙类建筑

2

下精加工车间

钢筋混凝土屋面

存在安全隐患

3

散车间

钢筋混凝土屋面

年代久,且车间内含有白储罐(易燃)

4

白仓库

钢筋混凝土屋面

甲类建筑

5

酿造车间

钢筋混凝土屋面

车间有腐蚀,气楼遮挡,可用面积小

6

包装车间一期

彩钢瓦屋面

结构图纸复核,不满足新增荷载要求

7

污水处理站

钢筋混凝土屋面

池顶有管道及池顶罩棚,可用面积狭小,离主要光伏区域远。

4高效能电力解决方案

4.1接入系统方案

本项目拟一次建成2.0034MWp分布式光伏发电项目。采用“自发自用,余电上网”的并网模式,建设于制曲车间、成品仓库、机修车间、总变电所、物流库、综合车间、消防综合楼、技术中心等8栋建筑屋面,共布设540Wp光伏组件3710块,总计安装容量2.0034kWp,拟采用380V/220V并网、10kV并网。

4.2通信系统设计与实现

(1)调度关系

屋顶分布式光伏发电项目(勘察设计方案)

一切详情均需依据接入系统的设计报告及相应的批准文件为准。

(2)其它

租赁的公网无线通讯通道需严守XX电力公司系统信息通信安全规定,并确保调度控制的实时运行需求。所有通信设备采用的标准电源为220伏交流供电。确切的技术规格和细节应依据接入系统的设计报告及相应的审批文件为准。

5关键技术策略

5.1平面布局设计

5.1.1平面布局设计

(1)本项目的核心内容是依托XX互助XX股份有限公司的总厂和安定厂现有的建筑屋顶资源。拟改造利用厂区内八座厂房,包括制曲车间、成品仓库、机修车间、总变电所、消防综合楼和技术中心,它们均采用混凝土屋顶;而物流库与综合车间则选用彩钢板屋面。总计计划利用的建构筑物屋面总面积约为22,435平方米,目标装机容量设定为2.0034兆瓦峰值(MWp),将配置安装3,710个光伏组件。

(2)在厂房屋顶周边安装防护栏,其高度标准化为1.2米,栏杆的总长度预计约400米。为了方便施工及后期设施维护,屋面上增设了格栅式人行步道,其宽度设定为0.8米,步道的总长度估计约为509米。

(3)光伏组件及逆变器装置设置在建筑楼顶,而箱变与预制舱则安放于厂区内的开阔场地。

(4)在综合评估装机容量、发电效率及施工环境因素后,我们选用的光伏组件布局策略为:组件方位与屋面朝向保持一致,倾斜角度与屋面坡度相匹配。

(5)临时设施主要包括用于施工安装的设备和材料仓库等,这些是项目临时生产的必要区域,占地面积大约为5000平方米。施工人员的膳食与住宿安排将在场外解决。

5.1.2道路布置

(1)对外交通运输

项目位于互助XX厂厂区内,拟在厂房屋顶上构建光伏设施。XX厂的道路与天佑德大道相连,交通条件极为便利,能够确保大型运输车辆的顺畅通行。

所有的生活必需品、建筑建材以及常规商品等,均在当地市场采购,随后通过工业园区内的公路网络运输至各个施工区域。

本项目的关键设备包括光伏组件、逆变器、箱变和开关柜等,鉴于其尺寸和重量特性,适宜采用公路运输方式通过汽车直接送达施工现场。

(2)对内交通运输

站内道路的设计将充分利用各建筑物周边的连通道路资源。

5.2高效能发电系统设计方案

5.2.1项目简介

本项目拟一次建成2.0034MWp分布式光伏发电项目。采用“自发自用,余电上网”的并网模式,建设于制曲车间、成品仓库、机修车间、总变电所、物流库、综合车间、消防综合楼、技术中心等8栋建筑屋面,共布设540Wp光伏组件3710块,总计安装容量2.0034kWp,拟采用380V/220V并网、10kV并网。

本项目划分为三个阶段,包括安定厂区的装机容量为1.14264兆瓦峰值(MWp),XX产业园的装机容量为0.82512MWp,总计的装机容量达到35.64千瓦(kWp).

5.2.2光伏组件选型

5.2.2.1光伏组件类型选择

光伏系统中最重要的设备是光伏组件,它是实现光电转换的基本单位,目前市场上光伏组件的类型有晶硅组件和薄膜组件。晶硅组件包括单晶硅组件、多晶硅组件和带状硅组件;薄膜组件包括非晶硅、微晶硅、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)组件等。根据统计资料,晶硅组件产量占光伏组件市场总量的85%以上,常规光伏电站多采用晶硅组件,本工程同样推荐选用晶硅组件。

光伏组件的选择主要依据以下准则:单晶硅组件与多晶硅组件构成晶体硅组件系列。

(1)本项目旨在实施屋面分布式光伏发电,优先考虑采用高效组件,以提升单位面积的装机容量,从而实现规模化的经济效益。

(2)单晶硅组件因其高转化效率和大容量单片特性,显著提升了系统的能效密度,节省了土地占用,降低了总体成本。

(3)相较于多晶硅组件,单晶硅太阳能组件的价格差异相对较小。

鉴于以上分析,我们提议采用转换效能更为卓越的单晶硅组件,旨在提升安装容量并有效降低系统的单位造价。

表5.2-1单晶硅与多晶硅对比分析表

序号

比较项目

多晶硅

单晶硅

比较结果

1

转换效率

商业用电池片一般14%~17%

商业用电池片一般20%~22%。

单晶硅比多晶硅转换效率更高

2

对光照、温度等外部环境适应性

输出功率与光照强度成正比,在高温条件下效率发挥不充分。

同左

单晶硅较多晶硅弱光发电性能略好。

3

国内自主化生产情况

产业链完整,生产规模大、技术先进,产能大

同左

多晶硅和单晶硅产业链都很完整,生产规模大

4

实际工程应用比例

现阶段新建电站基本不采用多晶硅组件

现阶段电站采用单晶硅组件的比例已超过多晶硅

现阶段单晶硅组件的应用率大于多晶硅组件

5.2.2.2光伏组件功率规格选择

目前单晶硅组件的主流功率规格有两种:一种为60片156mm封装光伏组件,典型尺寸在左右;另一种为72片装光伏组件,典型尺寸在左右。370Wp、530Wp和670Wp的技术参数详见表5.1-2、表5.1-3和表5.1-4:

5.2-2370瓦单晶硅光伏组件详细技术参数一览表

序号

指标

规格

序号

指标

数据

1

转换效率

20.3%

7

峰值功率温度系数

-0.340%/℃

2

峰值功率

370Wp

8

开路电压温度系数

-0.27%/℃

3

开路电压(Voc)

40.75V

9

短路电流温度系数

0.035%/℃

4

短路电流(Isc)

11.35A

10

尺寸

1775×1038×35mm

5

工作电压(Vmppt)

33.98V

11

重量

20.0kg

6

工作电流(Imppt)

10.89A

12

工作温度

-40~85℃

5.2-3540瓦单晶硅光伏组件关键技术参数一览表

序号

指标

规格

序号

指标

数据

1

转换效率

21.1%

7

峰值功率温度系数

-0.350%/℃

2

峰值功率

540Wp

8

开路电压温度系数

-0.270%/℃

3

开路电压(Voc)

49.50V

9

短路电流温度系数

+0.048%/℃

4

短路电流(Isc)

13.85A

10

尺寸

2256×1133×35mm

5

工作电压(Vmppt)

41.65V

11

重量

27.2kg

6

工作电流(Imppt)

12.97A

12

工作温度

-40~85℃

5.2-4670瓦单晶硅光伏组件详细技术参数一览表

序号

指标

规格

序号

指标

数据

 

转换效率

21.6%

7

峰值功率温度系数

-0.340%/℃

2

峰值功率

670Wp

8

开路电压温度系数

-0.25%/℃

3

开路电压(Voc)

45.7V

9

短路电流温度系数

0.04%/℃

4

短路电流(Isc)

18.5A

10

尺寸

2384×1303×35mm

5

工作电压(Vmppt)

34.6V

11

重量

33.9kg

6

工作电流(Imppt)

18.55A

12

工作温度

-40~85℃

由于本工程为屋面分布式,容量为540Wp光伏组件较容量为光伏组件

具有转化率高,有效利用面积大等优势,又较670Wp光伏组件具有体积小、重量轻、安装方便等优势,且目前容量为540Wp光伏组件为市场的主流产品,容量为370Wp的光伏组件市场供货量相对较紧张,容量为670Wp的光伏组件将在2021年下半年或2022年年初才可普及组件市场,考虑最优的发电效率等因素,综合比较,本项目选用高效单面单玻单晶硅540Wp组件,峰值功率为540Wp,组件尺寸为,重量为27.2kg。

5.2.3逆变器选择

目前市场上主要有的逆变器类型:集中式逆变器、组串式逆变器以及集散式逆变器。其中集中式逆变器多应用于地势平坦的光伏电站,组串式逆变器和集散式逆变器由于其多路MPPT的特点,多应用于屋面、山地等布置朝向各异、遮挡条件复杂的光伏电站。

5.2.3.1高效能集中型逆变解决方案

在大型光伏发电系统中,如均匀分布的日光条件下的沙漠电站和地面电站,集中式逆变器通常被选用于功率庞大的应用场景,其系统总功率通常达到兆瓦级及以上。

主要优势有:

(1)逆变器数量少,便于管理;

(2)该逆变器集成了高度紧凑的架构,实现了大功率密度的同时,成本优势显著。

(3)该逆变器配备完善的各种保护功能,显著提升电站的安全保障水平。

(4)该设备具备功率因数校正和低电压穿越性能,展现出良好的电网适应性。然而,主要存在的局限性需提及:

(1)集中式逆变器的电压优化范围相对较窄,通常局限于875至1300伏特区间;同时,其组件配置的灵活性受限。特别是在阴雨天气或雾气频繁的地区,发电效率相应缩短。

(2)设备的安装与部署在逆变器机房面临特定挑战,要求专属的设施和专用设备配置。

(3)在集中式并网逆变系统的设计中,组件阵列通过两阶段汇流后接入逆变器。然而,逆变器的最大功率跟踪(MPPT)功能并不具备实时监控每路组件性能的能力,这导致无法确保所有组件始终处于最优化的工作状态。一旦某个组件出现故障或受到阴影影响,将直接影响整个系统的发电效率。

(4)在集中式并网逆变系统的架构中,其不具备冗余功能,一旦遭遇故障导致停机,系统的电力生成能力将随之中断。

5.2.3.2高效能组串式逆变解决方案

主要优势有:

(1)模块化设计的组串式逆变器结构,每路光伏串配备独立的逆变器,具备直流端的最大功率追踪功能。交流端通过并联并网实现,其优势在于能够有效应对组串间模块性能差异及阴影遮挡的影响,避免了光伏电池组件工作特性与逆变器不匹配的问题,从而最大限度地提升了电力产出效率。

(2)组串式逆变器MPPT电压范围宽,一般为200-1000V或,组件配置更为灵活。在阴雨天,雾气多的部区,发电时间长。

(3)组串式并网逆变器以其紧凑的体积和轻巧的重量,显著提升了搬运与安装的便捷性,无需专用工具和设施,也不需独立的配电室。在各种应用场景中,它简化了施工流程,减少了占地面积。直流线路链接方面,组串式设计消除了对直流汇流箱和直流配电柜的需求。此外,组串式逆变器还具备自消耗电能低、故障影响范围小以及易于更换维护的特点。

主要缺点有:

(1)相较于集中式逆变器,组串式逆变器在成本上具有一定的劣势。

(2)组串式逆变器数量多,管理较为不便。

5.2.3.3集散式逆变器

分布式逆变器系统的核心构成包括光伏组件、光伏控制器以及1MW级逆变器。相较于传统的集中式设计,分布式逆变器的一大创新在于采用单体1MW逆变器,并将最大功率跟踪(MPPT)功能前置到光伏控制器。这一变革使得每个1MW的光能发电系统具备了多路MPPT能力。同时,光伏控制器增设了DC/DC升压模块,有效地提升了输出电压,彰显出其高效与灵活性。

主要优势有:

(1)优化了多路MPPT配置,显著提升了追踪效率,有效缓解了组件参数不统