20KW屋顶分布式光伏发电项目

可行性研究报告

一、项目概述

1.1 概述

（1）项目名称：20KW屋顶分布式光伏发电项目

（2）建设规模：20KWp

1.1.1项目简述

本项目规划总装机容量为20KWp，通过1回5kV线路并入电网。本工程所建设的光伏发电系统采用所发电量为“自发自用余电上网”模式。本工程属于屋面改造工程即在屋顶安装分布式光伏组件，包括太阳能光伏发电系统及相应的配套设施。

 

项目实施面积：一是长条面积约1650平米，二是下方梯形小方块面积756平米，按照每120平米1KW光伏容量，约可装机20KWp。

1.2 建设单位

XXXXX科技股份有限公司成立于2021年01月15日，注册地位于XXXX幢1单元503室，法定代表人为XX。企业地址位于雷甸镇工业区，所属行业为电力、热力生产和供应业。

1.3 项目投资

总投资约为10万，在某镇成立中外合资企业，注册资金XXXX元。建设20千瓦太阳能发电项目，年产优质清洁能源2.76万度。对于企业电费统一按0.65元/度收取，每年产值约为1.79万元。

二、建设背景和必要性

我国是全球人口x多的XXX，而我国的化石资源却相对贫乏，人

均资源占有量不足世界人均值的一半；按照现在的能耗速度，可以肯

定我国将在全球率先面临化石能源枯竭的挑战。因此，在寻找未来替

代能源方面中国比其他XXX更迫切。

2021年11月8日，《中共XXX国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》（下文称《意见》）单行本开始全国发行。《意见》为实现碳达峰、碳中和目标制定了“时间表”“路线图”，力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。

2. 1 项目建设的必要性

2.1.1 项目建设是合理利用资源的需要

目前，国际能源形势总体上比较复杂，能源价格波动的局面仍将持续。我国能源供应将面临着资源、环境、运输和安全生产等多重制约。从资源的潜力和长远来看，光伏发电是x具有潜力的可在生能源的发电技术；从资源的合理开发利用来说，在产业园区修建太阳能电站进行发电具有得天独厚的优势，可以有效利用土地资源、合理的分配电力，实现可持续性发展。

2.1.2 项目建设是XXX节能减排的需要

2016年11月生效的《巴黎协定》提出目标，期望在2051年至2100年间，全球达到碳中和。同时，把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内，并为把升温控制在1.5摄氏度之内努力。中国此次提出努力争取2060年前实现碳中和，是对《巴黎协定》原定目标的主动提升。2020年9月22日，中国XXX主席XXX在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话强调，中国将提高XXX自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。所谓的低碳经济指改变高碳排放的发展模式，实现绿色的低能耗、低污染、低排放的可持续健康发展。太阳能、风能和核能将是未来发展的重点。

2.1.3 项目建设是环境保护的需要

在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生

活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续

发展和在日后的发展中获取优势地位。该光伏电站x大的特点是源源不断将光能转化为电源，使用寿命过程中几乎不会排放出粉尘、气体

等，对环境的影响微乎其微。

从环境角度讲，太阳能发电被认为是目前排放量（二氧化碳）x

少的一种发电技术之一。世界自然基金会的资料表明，太阳能发电是

目前排放量x少的一种发电技术，在一个生命周期内它所排放的煤当

量只有每瓦 55 克。

2.2项目选址优势

（1）丰富的太阳光照资源，项目地年平均日照时数为1850小时。

（2）就近并入电网，同时主干电网的线径具有足够的承载能力，在基本不改造的情况下,有能力输送光伏电站的电力。

（3）具有便利的交通条件，便于建设和维护。项目地位于市南湾区；周边基础建设齐全，道路通畅，公路交通网络建设完善。

（4）各x对本项目大力支持并能提供优惠政策。

三、系统总体方案设计及发电量计算

3.1系统总体方案

3.1.1设计原则

设计时必须充分考虑光伏系统的高效性、先进性、成熟稳定性和展示性。在系统设计过程中，将严格遵循高效性、先进性、成熟稳定性、展示性原则，宣扬环保理念。

3.1.2 设计概述

根据本项目的建设规模、目前技术发展水平及建设场址布局，并综合考虑工程施工、以及电站的运行维护管理等方面，本项目总体技术设计采用“分块发电、集中并网方案” 的“模块化”技术方案。

本项目建设一个20KW分布式光伏电站，电站装机容量为20KWp。共含450Wp组件44块，每22块组件为一串，需要50KTL组串式逆变器约2台，每2台逆变器接入一台交流汇流箱，共需交流汇流箱1台。太阳能光伏系统一般是将整个系统分为若干个发电分系统。电缆压降控制在2%以内。共设有1回3kV集电线路并入电网。

3.1.3 分布式电站系统原理图

 

3.1.4 设计方案的特点

（1）各个光伏发电单元系统之间没有直流和交流的直接电气联系，便于模块化设计和分步实施建设；

（2）就近并网，降低损耗，提高效率；

（3）局部故障检修时不影响整个系统的运行；

（4）便于电网的投切和调度；

（5）方便运行维护。

3.1.5 光伏电站系统组成

本工程主要由光伏阵列、逆变升压、高压输配电、监控等几部分构成。

3.2 系统原理

屋顶光伏并网发电系统就是将太阳能电池板安装在屋顶上，系统与常规电网相连，共同承担供电任务。当有阳光时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电转变成220V或380V电压、正弦交流电，产生的交流电可以直接供给交流负载，然后将剩余的电能经过升压后输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。在没有太阳的时候，负载用电全部由电网供给。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2光伏并网发电系统图

本期光伏发电工程为分布式光伏发电工程，以“自发自用”为主。光伏发电单元与原电网的供电单元并列运行，当光伏发电单元投入或退出运行时，不影响原电网及厂区内供电系统的正常运行。

 

3.3主要设备清单 

设备名称	数量	单位	规格型号	备注
光伏组件		块	450W	天合、韩华、阿特斯、宁波东旭等
支架		米	铝合金/热镀锌	C41*51*2.5mm
并网逆变器		台	SUN2000-36KTL	华为、古瑞瓦特、锦浪、爱士惟等
并网柜		台		5年
直流线缆		米	PV1-F-1*4mm	远东
交流线缆		米	ZR-YJV-0.6/1KV-3*25+1*16mmZR-YJV-0.6/1KV-3*150+1*95mm	远东
防雷接地及配套		米	热浸锌30*4
桥架		米	100*100
辅材	1	套	焊条、防水材料、绝缘胶带、铜鼻子等
项目申报、设计	1	项	备案、设计
项目施工	1		采购、施工、调试、并网

备注：主体设备均为国内一线品牌。

组件为太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中x重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

发电原理：对正负电荷，由于在PN结区域的正负电荷被分离，因而可以产生一个外电流场，电流从晶体硅片电池的底端经过负载流至电池的顶端。 这就是 “光生伏打效应”。 将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间时，将有电流流过该负载，于是太阳能电池 就产生了电流;太阳能电池吸收的光子越多，产生的电流也就越大。光子的能量由波长决定，低于基能能量的光子不能产生自由电子，一个高于基能能量的光子将仅产生一个自由 电子，多余的能量将使电池发热，伴随电能损失的影响将使太阳能电池的效率下降。

3.4光伏电场光资源计算

在光伏发电系统中，光伏组件方阵的放置形式和放置角度对光伏系统接收到的太阳辐射有很大的影响，从而影响到光伏系统的发电能力。与光伏组件方阵放置相关的有下列两个角度参量：太阳电池组件倾角，太阳电池组件方位角。

3.4.1倾角的确定

利用国际现行通用光伏软件PVSYST软件进行倾斜角度的计算如下：

图5-4原始数据输入：

角度	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
辐照（kwh/m2.a)	1369	1371	1373	1374	1375	1376	1376	1376	1376	1376	1375
x佳年发电量（Mwh.year）	3599	3603	3606	3607	3608.1	3608.4	3607.6	3606	3603	3600	3595

表  利用光伏软件PVSYST 计算各倾角辐照量与对应发电量

从比较的结果可以看出，当太阳能电池板的倾角在23°时，太阳能电池板年发电量x大，此时倾斜面辐射为1376kWh/m²/a。

3.5 光伏方阵设计

本工程规划容量为20KWp，共需共含450Wp组件44块，本项目推荐采用分块发电、集中并网方案。电池组件采用450Wp单晶硅电池组件，固定阵列采用倾角为23°固定安装在支架上。

20KWp太阳能电池阵列由1个20KWp的单晶硅子方阵组成，每个子方阵均由若干路太阳能电池组串并联而成。每个太阳能电池子方阵由太阳能电池组串、逆变设备、汇流设备构成。

3.6 发电量计算

（1）水平面总辐射量

根据计算，水平面上年平均太阳辐射为1283.1kWh/m2。

（2）固定倾角

经计算，固定支架倾角为23°；23°斜面上的全年太阳辐射为1376kwh/m2。

（3）年发电小时数

根据斜面年总辐射量，计算出峰值日照小时为1376小时。

（4）理论发电量

光伏电站理论年发电量=实际安装容量（kW）×年发电小时数（h）

理论发电量=20×1376h÷10000＝2.76万度。

要估算项目上网电量，需在理论发电量上进行系统效率折减，根据上文，系统效率η=80%。

（5）衰减效率

由于太阳电池组件的转换效率呈逐年递减状态，因此随着时间的推移，实际发电量不断减少。根据《光伏制造行业规范条件（2015年本）》中要求：单晶硅电池组件衰减率首年、次年各1%，10年衰减10%，15年衰减20%取值。

考虑衰减25年内平均每年发电量为2.76万度，25年总发电量48.86万度。

 

4、节能降耗分析

本太阳能光伏发电站工程建成后装机容量20KWp，经测算25年年平均发电量为48.86万kWh，同燃煤火电站相比，按标煤煤耗为350g/kWh计，每年可为XXX节约标准煤6.84t。相应每年可减少多种有害气体和废气排放。

本工程采用绿色能源—太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻了节能、环保的指导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求，减少了线路投资，节约了土地资源。本工程各项设计指针达到国内先进水平，为光伏电站长期经济高效运行奠定了基础，符合XXX的产业政策，符合可持续发展战略，节能、节水、环保。

 

 

5、财务评价和社会效益分析

5.1经济评价原始数据

有关原始数据及主要评价参数，包括成本类及损益类数据详见“经济评价原始数据表”。

表1-1财务评价指标汇总表

项  目		数量	单位	备注
装机规模		20	KW
静态总投资		6	万元
自筹资金		6	万元
年均发电利用小时数		950	小时	年均
年均发电量		2.76	万kWh
结算电价		0.65	元/度	加权平均
系统运行时间		25	年
所得税		25	%
25年模拟税前利润		44.85	万元
25年模拟所得税		11.21	万元
25年模拟净利润		33.63	万元
内部投资收益率	所得税前	14.33%	%
	所得税后	11.80%	%
全部投资静态回收期	所得税前	9.41	年
	所得税后	11.54	年
全部投资动态回收期	所得税前	11.83	年
	所得税后	15.11	年

 

5.2成本与费用

1）生产成本由工资及福利费、修理费、折旧费及其他费用等构成。

工资及福利：1名电站维护管理人员，人员工资6万元/人·年；

大修提成：大修提成为固定资产的0.5%；

保险费用：保险费用为固定资产的0.25%；

材料费用取10元/kw,其他费用取138元/kw

2）固定资产折旧提取采用直线法，残值按固定资产原值的3%计取，折旧年限取18年，折旧还贷率100%。

3）法定公积金10%，公积金提取不超过注册资本50%。

5.3  经济评价结论

（1）本工程总投资为10万元时，资本金财务内部收益率税前为14.33%，项目经济上可行。

（2）投资减少，内部收益率增大；电价降低，内部收益率减小。如果保持内部收益率不变，可以通过控制投资来降低电价来提高项目的经济效益，保证项目经济上可行。

5.7 社会效益分析

(1)可加快能源电力结构调整

本光伏发电站所处的地区电网属电网的一部分，随着近几年经济的飞速发展，电力需求不断增加，火电装机比例逐年增加，每年耗用大量燃煤、二氧化碳、二氧化硫等排放量，造成生态环境的破坏和严重的污染，且火电燃料运输势必增加发电成本。

XXX要求每个省常规能源和再生能源必须保持一定的比例，除水电外，相对于其它再生能源，光伏电开发已日趋成熟，因此，大力发展光伏发电，将改善能源结构，有利于增加再生能源的比例。

(2) 可促进当地经济的发展

本工程的开发，可促进地区相关产业，如建材、交通运输业的大力发展，对扩大就业和发展第三产业将起到显著作用，从而带动和促进地区国民经济的全面发展和社会进步，随着光伏电场的相继开发，光电将成为又一大产业，为地方开辟新的经济增长点，对拉动地方经济的发展，加快实现小康社会起到积的作用。