中医院分布式光伏发电方案

.源汇区中医院分布式并网光伏发电项目1.项目概况源汇区中医院有多个建筑体，均为低层建筑。各个建筑体的屋顶形式均采用平面水泥屋顶。各屋顶的朝向也都相同，南北朝向。就安装太阳能光伏板而言，中医院的所有建筑物的楼顶均可以安装太阳能光伏板。就安装的便捷性和光伏利用率来讲，楼顶为平面的水泥面且朝向为南北朝向的建筑物安装太阳能光伏板最为适宜。根据意向，拟初步安装80KW的太阳能光伏板，需占用屋顶面积约600平方米。通过对医院所有屋顶的全面分析，本项目初步确定将80KW的太阳能光伏板集中安装在医院主楼一栋朝向呈南北向、楼顶为平面的水泥面的屋顶上和副楼一栋朝向呈南北向、楼顶为平面的水泥面的屋顶上。（见图1所示）。本项目之所以选择这栋建筑屋顶，主要有以下几个方面的考虑：（1） 屋顶的单体面积比较大，目测要大于300平方米。可以安装下光伏组件，整体性强。（2） 该栋建筑屋顶为平面，屋顶采用水泥平面，安装光伏组件比较便捷。另外，该栋建筑物朝向为南北方向，太阳能光伏利用率比较好。（3） 该栋建筑物临银江路，位置比较突出、显眼，屋面安装太阳能光伏板后，整栋建筑会显得更加整洁、美观，可视性强，能起到一定的美化作用。 根据初步了解和实地查看，中医院目前装电总容量为100KVA，最低常用负荷约10KW 。本次计划安装的80KWp的分布式光伏发电站，采用自发自用余电上网的方式。这样可有效发挥光伏发电的效益和实现最大价值。光伏组件安装在该楼顶 图1 太阳能光伏组件拟安装的楼顶指示图2.光伏组件数量、安装面积测算及安装方案 本项目拟采用230W的多晶硅太阳能电池光伏组件，组件尺寸为164099240。由此，可测算出光伏组件的安装面积及光伏组件的数量。计算方法如下：2.1 光伏组件的数量 本项目拟安装光伏组件容量为80KW，每个光伏组件的功率为230W，因此光伏组件的数量为： M=80000230=347.82（块），实际取360块故本项目拟实际采用光伏组件数量为360块，理论最大容量为82.8KW。2.2 光伏组件安装面积 本项目光伏组件通过导轨、支架直接安装在水泥屋面上.每块光伏板之间需留2cm的间隙用于安装组件固定压块。因此每块光伏板实际占用面积为1.6400.994=1.63m2。由此可计算出光伏组件的安装面积： S=1.63360=586.8（m2） 考虑到光伏组件在安装时要留有一定的维护通道，故光伏组件实际安装时，需要的面积要比计算面积要大些，至于具体大多少，要根据光伏组件实际布局方案来确定。目前主副楼顶总计700足够安装80KW光伏板。2.3 光伏组件安装方案（1） 光伏组件布局方案 本项目拟采用的光伏组件总数量为360块，将其平均分为两组，一组安装在主楼的屋顶，另一组安装在副楼的屋顶，如图2所示。北面屋顶安装168块；南面屋顶安装192块。光伏组件的排布见图3所示。 图2 光伏组件屋顶安装的位置示意图 图3 屋顶光伏组件布局示意图（2）光伏附件安装方法由于屋顶为平面水泥屋顶，可使用镀锌支架，其安装后的效果图如图4所示。 图4连接件及安装效果 3.本项目系统总体构成方案 3.1 分布式光伏并网发电系统基本构成 图5为分布式光伏并网发电系统的总体构成示意图。首先按光伏逆变器输入的要求将光伏组件组成相应的串并联整列，然后将其接入汇流箱，由汇流箱将光伏直流电流送入到光伏控制器及逆变器，最后由逆变器将光伏直流电变为交流电通过开关接入到大楼的相应配电箱或配电柜。 大楼配电箱或柜光伏板整列汇流箱光伏控制器及逆变器计量电度表低压断路器 图5、分布式光伏并网发电系统构成示意图在实际应用中，根据逆变器的选型和配置以及光伏组件的接入情况，大致可分为逆变器集中式模式、分布式逆变器模式（有的又称为组串式模式）和微型逆变器嵌入式模式（也有称为组件式）三种。图6为三种模式的构成原理示意图。 图6 常用并网光伏发电系统三种模式的原理示意3.2 本项目系统方案选择 本项目拟采用分布式（组串）逆变器模式。其系统具体构成如图7所示。图中，逆变器采用单个50KW的逆变器，逆变器八组串输入，每个组串为24个230W的组件串接。八组组串的总功率为44.16KW。整个系统共采用2个逆变器，接入光伏组件数共360个，总功率约为82.8KW。逆变器的交流侧通过三相断路器接入交流汇流箱的交流母线，然后再通母线输出总断路器接入酒店电房的总配电开关柜内。总断路器出口接电度计量表。在位置布局上，2个逆变器直接安装在顶楼房间里面。交流汇流箱可以安装在逆变器旁边。计量电度表可直接安装在汇流箱内，也可以单独安装在汇流箱旁边。逆变器逆变器电度表交流汇流箱电网监测终端 图7 本项目系统构成示意图 4、投资与经济分析4.1 漯河日照峰值小时数日照时数是指太阳每天在垂直于其光线的平面上的辐射强度超过或等于120W/m2的时间长度。漯河地处1132711416,北纬33243359，年平均气温14.7。根据资料统计，漯河年日照时数约在2181小时，单位面积年平均太阳能总辐射量为4600MJ(/a)。漯河光伏组件年日照峰值小时数为1212h。4.2 本项目年平均发电量计算并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、并网逆变器效率、交流并网等三部分组成。（1） 光伏阵列效率1 光伏阵列在 1000W/m2 太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能源转换过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等，在这里可以估算取 1= 92（2） 并网逆变器转换效率2 并网逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，本项目所采用逆变器的效率为 96，即 2=96%（3） 系统总效率 =12=929688（4）年平均发电量第一年可利用小时数为：日照峰值小时数综合效率，日照峰值小时数与光伏发电系统效率相乘，得到光伏发电系统的第一年可利用小时数为：121288=1066.56h。本项目设计装机容量为82.8KW，所以该项目首年发电量为：Q1=82.8KW1066h=88264.8（kWh)若本项目拟采用的太阳能电池组件的光电装换效率衰减速率为 2 年内不超过 2%，10 年衰减不超过 10、25 年衰减不超过 20。如项目运营期为 25 年，25 年运营期内发电量逐年递减为：Q=60950(2025) 487（ kWh）5.1 本项目投资与效益分析5.1.1 本项目投资估算 根据目前市场行价以及本项目实际情况分析，本项目投资成本每瓦约10元人民币。本项目总安装容量为82.8KW，因此可估算出本项目需投资约83万元人民币。计算公式如下： 82.80100010=828000元 5.1.2 本项目电费收益 假设本项目所发电量全部供医院使用，医院目前为商业用电，目前电费为0.64元/每度，目前国家公布的电费补贴标准为0.42元/每度，不考虑电费价格变化和补贴政策变化，表一为25年本项目电费收益。 表一：25年电费收益明细表 年份发电量年直接使用电费收益（元）年国家补贴电费收益（元）年总发电收益（元）累计收益（含补贴）（万元）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 本项目效益分析 本项目总投资为83万元，从表一可以分析出：（1） 投资回报期未计算余电上网约9年收回成本，计算余电上网约5年收回成本。（2） 环保节能相当于每年节约标准煤约35吨；减少污染排放24吨，减少二氧化碳排放69吨。源汇区中医院分布式并网光伏发电项目书.