45MW柔性支架光伏电站项目技术方案.docx

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1、XX市污水处理厂4.5MW柔性支架光伏电站项目技术方案2023年8月远香书斋1概述32太阳能资源33.投资概算43.1 编制说明43.2 效益分析44系统总体方案设计54.1 设计方案54.2 技术优势64.3 光伏组件选型74.4 光伏阵列的运行方式选择74.5 逆变器选型（模拟）74.6 光伏支架设计74.7 光伏方阵设计94.8 光伏子方阵设计95土建工程115.1 设计安全标准115.2 基本资料和设计依据125.3 光伏阵列基础及逆变器-变压器单元基础设计12附图：131概述柔性光伏支架是浙江XX能源有限公司的发明专利技术，利用钢索预应力结构，成功解决污水处理厂、地形复杂的山地、难以

2、承重的屋顶、林光互补、渔光互补、驾校、高速公路服务区等受跨度和高度所限造成传统支架无法安装的技术难题。2太阳能资源地区类别地区太阳能年辐射量年日照时数标准光照下年平均日照时间（时）MJm2年kWhm2年一宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部6680-84001855-23333200-33005.08-6.3二河北西北部、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、新疆南部5852-66801625-18553000-32004.45-5.08三山东、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、安徽

3、北部、台湾西南部5016-58521393-16252200-30003.8-4.45四湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部4190-50161163-13931400-22003.1-3.8五四川、贵州3344-4190928-11631000-14002.5-3.1根据中国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量表，可以查询各地辐照量，作为发电量计算依据。3.投资概算3.1 编制说明3.1.1工程概况1、项目名称XX市城市污水处理厂项目工程是以BOT方式在浙江省内投资建设的第一个城市污水处理工程项目。污水厂规划总规模为12万吨/日，占

4、地面积156.21亩，年用电量约为1000万度。项目建设计划利用污水厂水池面及屋顶区域发展建设光伏发电项目，该项目初步勘察后通过发明专利技术进行设计和建设，确认有效面积光伏安装量可达到4.5MW,项目建设完成将形成年度输出绿色光伏电量约495万度左右，运行期总发电量12375万，绿色电力将全部用于污水厂日常电力供应，基本达到全消纳利用。项目方式为自发自用、余电上网模式。2、项目区位地区环境：XX市处亚热带地区，四季分明，雨量充沛。年平均气温17,年平均降水量1550毫米，年平均相对湿度76%,年平均无霜期279天，年平均日照总时数1731.2小时。常年空气质量保持在二级以上。综合地理和气候分析

5、，确定项目地区发展光伏绿色能源项目具备良好的自然资源和气候适应性，地理和气候条件具备可行性！3、资金来源和资本金比例项目总投资中企业自筹资金30乐银行贷款70%。长期贷款利率5.4%（按年结息）。3.2 效益分析3. 2.1合作方式1、合同能源管理：业主提供场地资源，本公司负责投资和建设，以合同能源管理模式（EMC）为厂区提供8折扣的持续电力供应，优惠时间持续25年。2、建立合资公司：由双方合作投资建设运营，本公司51%控股，按合作协议享受企业收益。3、EPC总包：业主投资，本公司建设光伏电站。4. 2.2经济收益和社会效益通过绿色电力应用显著降低XX污水厂用电成本，经济效益明显，降低能耗比，

6、为地区环境条件改善和电力供应优化提供强力支持和示范，同时为打造XX市污水厂节能降耗开创示范案例，通过合同能源管理模式直接节约厂区电费支出约80万元。按照项目设计标准，4.5MW光伏电站按当地燃煤发电基准价自发自用、余电上网。相当于项目年减排二氧化碳792915千克，年减少标准煤用量2754165千克，年减少碳排放24720千克，相当于植树24900棵，运行周期内减排减排二氧化碳19822875千克，年减少标准煤用量68854125千克，年减少碳排放618000千克，相当于植树622500棵。4系统总体方案设计4.1 设计方案项目容量的测算，一般按照10000平米或15亩全部利用可铺设IMW测算

7、,本工程规划在污水池面及屋顶空间建设柔性支架光伏分布式发电示范项目。方案一：传统光伏支架如图为传统光伏支架的建设模式，缺点是需要大量人工，耗时长，水泥墩需要一周以上固化养护时间，在水泥墩完全固化后，才可安装支架，需要大量的预制模具（水泥成型），而污水池面环境复杂，高低面积不一，传统支架无法完成大跨度建设,水池面无法承受水泥墩，容易发生裂开，影响污水厂正常工作运行。方案二：柔性光伏支架如图为柔性支架建设模式，屋顶面积以及空中可利用面积（40000平米），总容量为4.5MW。此方案优势：（1）电池板自由架设最佳倾角，均衡匹配提升发电效率；（2）将柔性光伏支架与最新光伏组件及智能发电设备有机配套，提

8、高电站的整体可靠性和安全性。（3）成功解决项目横向跨度大、环境复杂、污水池面承重等传统光伏支架系统存在的难题。（4）对场地基础要求小，预装性强承重小，造价成本低。综上所述，方案二更具备优势，可利用空间更广，总装机容量更大，稳定性更强,发电效率更高。4.2 技术优势4.2.1 发明专利介绍公司已成功发明柔性光伏支架，解决传统支架无法安装的特殊环境。1、采用“悬、拉、挂、撑”工艺方法，操作方式灵活、安全2、以“上、下、左、右”自由架设最佳倾角，降低组件温度，提升发电效率；3、硅胶涂料的应用，无毒环保、耐候性好、防腐、防锈、防盐雾、耐酸碱；4、柔性光伏支架、组件系统及专用组件连接件等已通过中国航天空

9、气动力技术研究院的风洞试验（抗强台风16级），防腐、防锈、防盐雾、耐酸碱等，均通过国家试验站的试验。4.2.2 发明专利优势1、柔性支架的应用将加大对空间的再利用，成功解决项目横向跨度大、易腐锈等传统光伏支架系统存在的难题；2、通过悬、拉、挂、撑四大安装方法，柔性光伏支架可实现上、下、左、右各方向的自由架设，较好地改善分布式光伏发电系统的支撑方式；3、柔性光伏支架的用量少、承重小，造价成本低，将大大缩短整体施工周期,节约工程成本（按可抗16级超强台风设计能力，能节约钢材量30-40%）；4、柔性光伏支架对场地基础要求小，预装性强；5、支架设计轻盈，为设计领域带来创新思路，增加空间利用率，实现土

10、地二次综合利用，适用于普通山地、荒坡、水池渔塘以及林地等多种大跨度应用场地，而且不影响农作物种植及养鱼。6、将柔性光伏支架与最新光伏组件及智能发电设备有机配套，电站的整体可靠性将提高，安全性能更好，适用环境能力将增强，可复制能力得到提升，更便于推广应用。7、抗风能力强，目前的项目已经历过多次超强台风考验，超强卸风载能力，经测试，对组件无明显影响。4.3 光伏组件选型本工程选用单位面积容量大的光伏组件，以减少占地面积，降低光伏组件安装量。通过市场调查，在目前技术成熟的大容量光伏组件规格中，本项目选择光伏组件容量为340Wp,可根据业主方要求选用多晶或单晶组件。因柔性光伏支架安装固定的需要，组件边

11、框需要开孔，以满足安装加固卡扣的需要;另外，对接线盒直流线有尺寸要求。以上要求，需要在光伏板技术说明书里说明。4.4 光伏阵列的运行方式选择为减少初始投资、利用空间、节约土地、优化方案、降低运行成本、使项目收益率达到最大，本工程的晶硅光伏组件安装方式拟采用柔性支架固定倾角安装方式。4.5 逆变器选型（模拟）本工程选用的逆变器功率为500kW,输入直流电压范围为DC450-820V,输出交流电压为315V,功率因数大于0.99,谐波畸变率小于3%THD。4.6 光伏支架设计采用柔性光伏支架，其中主要构件包括，钢立柱、横梁、拉索、锚索、斜支撑、紧固件等。4.6.1 柔性光伏支架的连接形式4.6.2

12、 钢支撑支撑系统主要包括立柱（端柱、支撑柱）、横梁（端梁、支撑梁）、锚索。立柱和横梁采用Q235B钢或Q345B钢制作，锚索采用钢丝绳。立柱与基础连接主要用于支撑横梁及导轨等部件；横梁用于安装拉索等部件。锚索主要用于加强横梁及立柱的稳定性。本工程立柱的高度需要根据地势调整，依托地势走向布置，保证最大的采光面积，保证光伏板的倾角满足技术要求。4.6.3 拉索系统包括拉索及定制的连接件、固定件。拉索根据不同的风压、雪荷、板的自重及倾角等，通过计算采用不同的钢丝绳制作。光伏板与拉索的固定形式分为横向和纵向两种，四点固定，特殊部位可适当加强。钢索的工艺规范、抗拉强度、在线监测、年限、防腐、防锈、压套等

13、要符合技术要求。4.6.4 稳定系统通过锚索、拉索以及支撑部分的连接形成空间的网架结构，互相依托保证结构平面内及平面外的稳定性。在集中受力点，采用压块、借助地势锚固等形式，增加网架架构的附着力，起到防风卸风的作用，增加稳定性。4.6.5 设计技术要求根据不同的地理位置，地貌特征以及受的荷载情况进行设计，构件要结合实际的跨度、柱距通过计算设计结构方案和结构措施，保证构件的强度、刚度、稳定性。保证拉索以及横梁的挠度要求。根据不同的温、湿度环境以及特殊要求的地区采取特殊的防腐处理。端柱的间距一般采用6米典型设计，可根据地势在39米中选择。跨度一般采用1(20米设计，具体尺寸根据地势进行选择。总跨度可

14、分段链接。4.7 光伏方阵设计本工程设计发电容量为4.5MW,采用分块发电、集中并网方案。光伏组件选用340WP晶硅光伏组件，采用最佳倾角固定安装。本工程4.5MW光伏组件阵列由若干个光伏组件子方阵组成，每个子方阵均由若干路光伏组件组串并联而成。每个光伏发电单元由光伏组件组串、汇流设备、逆变设备及升压设备构成。4.8 光伏子方阵设计481光伏阵列及倾角设计光伏组件方阵的安装倾角对光伏发电系统的效率影响较大，对于固定式电池列阵最佳倾角即光伏发电系统全年发电量最大时的倾角。根据光伏软件PVSYST5_0光伏模拟组件在以20。倾角时其表面获取的太阳辐射量较大，且全年各月光伏组件表面获取的太阳辐射量比

15、较均衡，各月的发电量也将会比较均衡。4.8.1 光伏板初步布置如下图所示:4.8.24.8.3 间距的计算方阵倾角确定后，要注意南北向前后方阵间要留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，前后间距为：冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午9：OO到下午15：00,光伏组件之间南北方向无阴影遮挡。固定方阵安装好后倾角不再调整。本项目固定倾角支架的光伏组件排布方式为：光伏组件横向单块放置，两块光伏组件之间留有IOOmm的间隙，故晶体硅固定支架单元倾斜面的宽为992mm。计算当光伏方阵前后安装时的最小间距D,如下图所示：4.8.44.8.5 光伏方阵的串联设计本工程选用的并网逆变器功率为500kW,其最大方阵开路电压为IoOOV,MPPT电压范围450V820V。组件串应符合的逆变器直流输入参数保证在70C时的逆变器MPPT电压满足条件，-27C时的开路电压满足条件。本工程选用340Wp型晶体硅组件，其组件开路电压为38.IV,工作电压为31.IVo5土建工程5.1 设计安全标准5.1.1 防洪设计标