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技术,具有诸多优势和特点:太阳能资源取之不尽,所用硅材料资源用之不竭(占地球元素的26%);光伏发电为纯光电转换的物理过程,无消耗、无排放、无转动、无污染;安装和应用具有模块化特征,规模机动,安全可靠;可与建筑结合,无需单独占地,光电建筑一体化与环境友好。
光伏发电还具有高能量回报率的优点。寿命期内所消耗的全部能量可在1-2年内回收,30年寿命期内所产生的电力是生产能耗的15倍以上;光伏产品的能耗与全国工业产品的平均能耗相当;我国已经开工生产的多晶硅厂正在通过尾气回收、物料循环和综合利用,已经实现或正在实现零排放和清洁生产。此前的多晶硅生产主要集中在美、欧、日等发达国家,这些国家决不允许高耗能、高污染产业的存在。我国实践证明,掌握多晶硅的先进生产技术并不存在不可逾越的障碍。
解决环保与发展的问题是西安乃至全国面临的重要课题。众所周知,环保与经济建设应该相辅相成,经济发展要跟环境相协调,把环境变美,经济才能持续发展,达到环境效益、经济效益、社会效益三丰收。西安的生态环境保护既不能用停止发展经济来维系,也不能用破坏生态环境来换取经济发展的短期效应。只有遵循社会发展的规律,坚持经济建设和生态环境保护并举,在发展中重保护,在保护中求发展,方能使西安走上生态良好、人与自然和谐的可持续发展之路。大力开发、利用太阳能正是应对能源匮乏、缓解电力紧张、保障可持续发展的有效手段,目前已经为越来越多的国家所认可。
目前,光伏发电的利用方式已不仅仅局限于为偏远地区提供电力,利用建筑顶面及空旷地面建设大型兆瓦级并网电站是光伏发电发展的必然趋势,欧美等发达国家在这方面早已走在了前面,我国发达省份应该参照发达国家的经验迎头赶上。
可以预见,大型光伏建筑一体化的建成,不仅可以把丰富的太阳能资源优势转化成源源不断的电力供应给城乡生产、生活之用,而且对于电网还可以起到调峰作用;不仅具有环保效益,更可以为西安营造一种清新、自然、环保、健康、进步、面向未来的崭新形象。
2.5 国家相关支持政策
为鼓励可再生能源的开发和利用,中国国家有关部门先后颁布了三条相关法律法规:
2.5.1.《可再生能源法》
2006年1月1日,《可再生能源法》正式实施。确立了可再生能源总量目标制度、
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可再生能源并网发电审批和全额收购制度、可再生能源上网电价与费用分摊制度、可再生能源专项资金和税收、信贷鼓励措施。
2.5.2.《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》
2006年1月4日,《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》公布。提出可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种价格。风力发电项目的上网电价实行政府指导价;太阳能发电、海洋能发电和地热能发电项目实行政府定价;生物质发电项目实行政府定价,由国务院价格主管部门制定标杆电价,电价标准由各省2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成。 2.5.3.《可再生能源发电有关管理规定》
2006年2月7日 国家发改委正式发布的《可再生能源发电有关管理规定》(以下简称《规定》),作为《中国可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》的配套法规,明确给出了可再生能源发电项目的审批和管理方式。《规定》所称可再生能源包括:风力发电、生物质发电(包括农林废弃物直接燃烧和气化发电、垃圾焚烧和垃圾填埋气发电、沼气发电)、太阳能发电、海洋能发电和地热能发电。此规定是继鼓励国内各类经济主体参与可再生能源开发利用之后,给企业进入可再生能源发电产业提供了指导方向和实施标准。明确了可再生能源发电项目的审批和管理方式。发电企业应当积极投资建设可再生能源发电项目,并承担国家规定的可再生能源发电配额义务。大型发电企业应当优先投资可再生能源发电项目。
2.5.4财政部、建设部通知 《财政部 住房城乡建设部关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》(财建[2009]128号)、《财政部关于印发<太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法>的通知》(财建[2009]129号)
财政部和住房城乡建设部联手出台一系列政策,推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用,实施我国的“太阳能屋顶计划”。 明确表明重点支持太阳能产业的发展,给予企业财政补助,对于符合国家政策要求的光伏发电项目给予20元/W的财政补贴,补贴额度可以覆盖产业平均成本的一半。这将有利于整个光伏产业的发展。 2.5.5财政部、科技部、发改委颁布《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》
是继财政部、建设部《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》后继续加大对光伏发电产业的支持,推动战略产业的发展,该办法主要着眼于推动光复建筑一体化的发展,对符合要求的产业给予总投资50%,偏远无电地区总投资70%的财政补助。
第三章 电力系统
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3.1接入系统方案
本工程建设于XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶,拟定最终规模装机容量为5MWp。
太阳能光伏发电系统通过光伏组件转化为直流电力,再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流,并入电网。
根据光伏发电系统装机容量和厂房及公司用电情况,选择低压单点并网,将光伏系统所发电能供给本地负载使用。由于本系统设计了逆功率防护系统,防止多余电量输送到公共电网。
3.2方案分析
太阳能光伏发电系统由光伏组件、并网逆变器及配电系统、监控系统组成,本系统方案采用屋顶电站(BAPV)的形式。
近年来,国外大力推行光伏与建筑相结合,它的开发应用是目前世界上大规模利用光伏技术发电的一大热点。联合国能源机构的调查报告显示,光伏与建筑相结合将成为21世纪城市建筑节能的市场热点,太阳能建筑业将是21世纪最重要的新兴产业之一。各国一直在通过改进工艺、扩大规模、开拓市场等,大力降低光伏电池的制造成本和提高其发电效率。
从建筑、技术和经济角度来看,光伏—建筑结合有以下诸多优点:
A、利用闲置屋顶建设屋顶电站,无需额外用地或增建其他设施,适用于人口密集的地方使用。这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要。
B、可原地发电、原地用电,在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。 C、夏季,处于日照时,由于大量制冷设备的使用,形成电网用电高峰。而这时也是光伏阵列发电最多的时候。光伏系统除保证自身建筑用电外,还可以向建筑内负载供电,从而缓解高峰电力需求。
D、由于光伏系统安装在屋顶上,吸收太阳能,转化为电能,大大降低了室外综合温度,减少了室内空调冷负荷,既节省了能源,又利于保证室内的空气品质。
E、避免了由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染,这对于环保要求严格的今天与未来更为重要。
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F、由于光伏电池的组件化,光伏阵列安装起来很简便,而且可以任意选择发电容量。
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第四章 系统位置地理与气候条件
4.1 系统位置概述
杨凌农业高新技术产业示范区位于渭河流域关中平原腹地,东距西安市82公里,西距宝鸡86公里,欧亚大陆桥陇海铁路线及西(安)宝(鸡)高速、中线公路从区内穿过,旅游交通十分便利。
杨凌农业高新技术产业示范区内三面环水,宝鸡峡二支渠、渭惠渠、渭高干渠等人工渠系越境而过,水资源丰富、水利条件优越。区内地势南低北高,依次形成三道塬坡,海拔435-563米。境内塬、坡、滩地交错,土壤肥沃,适宜多种农作物生长。年降水量635.1—663.9毫米,年均气温12.9℃,属暖温带季风半湿润气候区。
4.2 系统位置气候情况
杨凌农业高新技术产业示范区内三面环水,宝鸡峡二支渠、渭惠渠、渭高干渠等人工渠系越境而过,水资源丰富、水利条件优越。区内地势南低北高,依次形成三道塬坡,海拔435-563米。境内塬、坡、滩地交错,土壤肥沃,适宜多种农作物生长。年降水量635.1—663.9毫米,年均气温12.9℃,属暖温带季风半湿润气候区。
4.3太阳辐射情况
杨凌农业高新技术产业示范区年平均太阳能总辐射4569MJ/m2,属于太阳能资源丰富区,资源稳定,可利用型好。年均日照时数大于1800小时,历史最长无日照天数小于10天。
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