100MWp农光牧互补发电项目预可行性研究报告

-xx项目预可行性研究报告院长：总工程师： 项目负责人：xx有限公司二〇一五年六月编制人员xx有限公司参编人员：项目负责人：技术负责人：经济负责人：参编人员：

目录TOC\o"1-2"\h\z\u目录 3第一章综述 5项目名称 5项目所在地简介 5建设单位简介 8第二章太阳能资源 9概述 9区域太阳能资源 14光能资源验证 16第三章工程选址 17概述 17场址选择 17第四章工程任务和规模 36工程任务 36工程规模 53工程建设必要性 54第五章系统总体方案设计及发电量计算 63光伏组件选型 63几种太阳电池组件的性能比较 68光伏阵列运行方式选择 71逆变器选型 725.5光伏方阵设计 74光伏子方阵设计 74方阵接线方案设计 77光伏发电工程年上网电量计算 78第六章电气工程 81接入电力系统方式 81电气主接线设计原则 81电气一次 81电气二次 92第七章环境保护与水土保持设计 1027.1环境保护 1027.2水土保持 1077.3水土保持综合评价与结论 110第八章劳动安全与工业卫生 1128.1设计依据、任务与目的 1128.2工程安全与工业卫生因素分析 1148.3劳动安全和工业卫生对策 1158.4光伏电场安全卫生机构设置、人员配备及管理制度 1168.5事故应急救援预案 1198.6预期效果评价 123第九章结论与建议 124第一章综述第一章综述项目名称项目名称：XX省XX县100MWp农光牧互补发电项目建设单位：XX1.2项目所在地简介地理XX彝族回族苗族自治县，位于XX省境西北部，北、西、南3面与云南省毗连。全县总面积平方公里，平均海拔2200米，森林覆盖率％；县境中部为开阔平缓的高原面，四周低矮，是XX省面积最大、海拔最高的县，属XX地区管辖。全县辖35个乡镇，620个行政村（居）委会。历史XX彝族回族苗族自治县历史悠久，资源丰富。据文献记载，XX秦朝为汉阳县地，至今已有两千多年的历史。1954年11月11日成立“XX彝族回族苗族自治县”，是全省乃至全国成立较早的自治县。气候XX彝族回族苗族自治县属亚热带季风气候。年均温℃，1月均温℃，7月均温℃，年降水量739毫米。低纬度、高海拔、高原台地的地理特征，使XX县的光能资源和风力资源为XX之冠，XX县城也因年平均日照数为1812小时，被气象学界命名为“阳光城”。交通XX彝族回族苗族自治县西、南、北三面与云南省宣威市、会泽县、鲁甸县、昭通市、彝良县交界；东北、东南分别与本省的赫章县和六盘水市接壤。铁路贵昆线、内昆线、大水线过境，其中贵昆线境内长44千米；内昆线境内长131千米；大水线境内长12千米。毕（节）威（宁）高速公路过境公里，326国道横跨东西，102省道纵贯南北，其中326国道过县境129公里，102省道过县境157公里，构成了XX县交通网络主骨架。全县有农村公路总里程公里，公路密度达到每平方公里公里，其中县公路公里，乡公路公里，村公路公里。XX县地理位置非常特别，它即是黔西北的“屋脊”，又是川、滇、黔的交通要道。已形成由铁路、公路两种运输方式构成的交通运输网络。资源XX县物产资源种类繁多，盛产玉米、马铃薯、荞麦等粮食作物，烤烟、芸豆、蘑芋等经济作物和苹果、黄梨、核桃、板栗等干鲜水果；中药材有党参、天麻、黄柏、三七、半夏、杜仲、厚朴等。其中马铃薯常年产量在15亿公斤以上，品质优良，为全国之冠。全县拥有成片草场和草山草坡320万亩，各类牲畜常年存栏达万头（匹、只）以上，出栏万头（匹、只）以上，已成为我国南方最大的畜牧业基地之一。是著名的“马铃薯之乡”、“中药材之乡”、“畜牧之乡”和“南方落叶水果基地”。矿产资源主要有煤、铁、铅、锌、铜、金、银、铝、石膏、泥炭、硅石、大理石、水晶石、花岗石等30余个品种，其中煤炭资源远景储量达50亿吨。特殊的气候条件，地理条件和历史沿袭，使XX县物华天宝、雄奇壮美，旅游资源、文化资源、风物特产在全国别具一格，形成“多彩XX”中充满神奇魅力的高原风景线。由于得天独厚的地理及气候条件，使得XX县近年来绿色能源开发迅猛。投资亿元，容量15万千瓦的麻窝山、龙河、高峰(二期)风电场已建设完工；投资39亿元的象鼻岭水电站、格闹河水电站完成投资亿元；风电、水电、太阳能为主的绿色能源已形成47万千瓦的发电能力，在建68万千瓦。人口根据第六次人口普查数据，XX彝族回族苗族自治县全县总人口为万人，辖19个镇、16个乡（其中1个民族乡），610个村委会、10个居委会。少数民族万人；非农业人口万人。截至2010年末总人口万人，少数民族人口占全县总人口的23.1%。三个主体少数民族中彝族112229人，占总人口的8.9%；回族103379人，占总人口的8.2%；苗族69864人，占总人口的5.6%。经济近年来，XX县工业投资总量不断扩大，工业经济规模、质量、效益逐步提升。2014年实现地区生产总值亿元，增长15%；50万元以上固定资产投资亿元，增长22%；全部工业增加值亿元，增长16%；完成财政总收入亿元，增长8.28%；公共财政预算收入亿元，增长4.98%；社会消费品零售总额亿元，增长12.8%；金融机构人民币各项存款和贷款余额分别为亿元、亿元，增长16.88%、27.4%；城镇新增就业人数达8355人，增长22.8%；农民人均纯收入6206元，增长14.7%；城镇居民人均可支配收入20380元，增长10.3%。建设单位简介第二章太阳能资源第二章太阳能资源概述太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50×1018kJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837kJ/cm2，平均值为586kJ/cm2。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、宁夏、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为“日光城”的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为，相对日照为68%，年平均晴天为天，阴天为天，年平均云量为，太阳总辐射为816kJ/cm2，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和XX两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市，年平均日照时数仅为，相对日照为26%，年平均晴天为天，阴天达天，年平均云量高达。其它地区的太阳年辐射总量居中。我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°～40°地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长。我国太阳能资源分布及电站位置示意我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，年辐射量在5000MJ／m2以上。据统计资料分析，中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量为3.3×103～8.4×103MJ/m2，相当于2.4×104亿吨标准煤的储量。一般来说，达到地面的太阳能辐射主要受太阳高度角，大气透明度，地理纬度，日照时数及海拔高度等因素的影响。现简要分析如下：1．太阳能高度角太阳能高度角是太阳光线与地表水平之间的夹角。太阳高度大，太阳高，太阳辐射就强；反之，太阳高度小，太阳低，太阳辐射就弱。据调查XX县夏至日真太阳时正午12时的太阳高角度为°，冬至日真太阳时正午12时的太阳高角度为°。2．大气透明度大气透明度是表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数。在晴朗乌云的天气，大气透明度高，达到的面的太阳辐射能就多；在天气中云雾很多或封杀灰尘很多时，大气透明度很低，达到地面的太阳能辐射能就较少。3．地理纬度太阳高度的变化以及大气透明度的分布都与纬度有关。我国北方地区高纬度的太阳高度小，光线穿过的大气量多，云量也较多，因此一般我国北方太阳辐射能量随着纬度增加而减少。4．日照时数日照时数也是影响地面太阳辐射能量的一个重要因素。一般日照时间越长，地面所获得的太阳总辐射量就越多。据查，XX县年平均日照数为1812小时。5．海拔高度海拔高度越高，空气就越稀薄，太阳光线在大气中的光程就越短。太阳辐射被吸收，散射的就越少，并且大气中的水汽和尘埃的含量也越少，大气的透明度就越佳，接受到的太阳能辐射能量也就越大。根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准，我国太阳能资源地区分为以下四类：一类地区（资源丰富带）：全年辐射量在6700～8370MJ/m2。相当于230kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、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、西藏东南部等地。二类地区（资源较富带）：全年辐射量在5400～6700MJ/m2，相当于180～230kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、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、江苏中北部和安徽北部等地。三类地区（资源一般带）：全年辐射量在4200～5400MJ/m2。相当于140～180kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。四类地区：全年辐射量在4200MJ/m2以下。主要包括四川、XX两省大部分区域。此区是我国太阳能资源最少的地区。一、二类地区，年日照时数不小于2200小时，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好资源条件。下图分别是国家气象局风能太阳能资源评估中心最新的总辐射年总量空间分布模拟结果及NREL的直接辐射分布图。国家局风能太阳能资源评估中心和NREL的资源分布结果显示，两者辐射资源分布大体趋势十分相似，高值区位于青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部等地。低值区主要位于四川、XX等地。国家气象局太阳能资源评估中心提供的1978～2007年平均的总辐射年总量分布NREL提供的部分亚洲国家直接辐射空间分布（kWh/m2/day）XX彝族回族苗族自治县位于西北部，北、西、南3面与云南省毗连，属于三类光能富集地区，具备较高的光伏发电潜力。区域太阳能资源XX高原复杂地形下太阳总辐射年总量平均814.6～5438.1MJ/m2，在大娄山区，云雾较多，日照百分率偏低，年太阳总辐射偏低；西部的XX、XX、盘县、兴义地区海拔较高，日照百分率较高，年太阳总辐射也较高。大娄山、雷公山地区，高山、盆地、河谷相间，地形多变，达地面的太阳总辐射局地差异明显。坡度、坡向、地形遮蔽对多年平均复杂地形下太阳总辐射年总量的影响较大，复杂地形下年太阳总辐射的空间分布具有明显的地域分布特征，纬向分布特征不明显。阳坡、海拔较高的地方太阳总辐射较大，阴坡、海拔较低的地方太阳总辐射较小。XX省水平面总辐射分布图（一）XX省水平面总辐射分布图（二）本工程选用NASA卫星数据，利用PVSYST太阳能辐射软件对该地区20年辐射模拟数据进行分析，得出各月份辐照强度，如下表所示：XX彝族回族苗族自治县属亚热带季风气候，年均温℃，1月均温℃，7月均温℃，年降水量739毫米，年平均日照数为1812小时，经测算，XX县全年水平辐照强度为MJ/m2。2.3光能资源验证通过对NASA数据库数据进行查询，可以得到XX县近年平均辐射量，数据如下：NASA数据库XX县辐射数据月月份地点XX县月均辐射量kWh/m2年均辐射量1kWh/m22345678日均辐射量9kWh/m2101112根据上述计算，XX地区年太阳能年总辐射量为：kWh/㎡即MJ/㎡，属于三类较丰富地区，从太阳能资料利用角度来说，在拟建场址建设并网光伏电站是可行。第三章工程地质第三章工程选址概述XX彝族回族苗族自治县位于东径103°36′～104°45′，北纬26°36′～27°26′之间，地处XX省西北部，西、南、北三面分别与云南省接壤，东西长116千米，南北宽105千米。东与赫章、钟山、水城，南部、西部、北部与云南省宣威、会泽、鲁甸、昭通、彝良各市、区、县相接壤，地势从东南向西北平缓抬升，是XX省地势最高的县，地貌平坦开阔，丘陵与坝子相间，万亩以上大坝有14个，是云贵川三省的交通要冲，被誉为XX省的西大门。境内最高点在西南部岔河、平箐、梁子等地，海拔高程2880米，最低点在北部石门乡洛泽河出省界处，海拔高程1185米，平均海拔2166米，是XX省主要河流发源地。山地面积占66.9%，丘陵区面积占27.0%，山间平坝区面积占6.1%。场址选择备选场地综述2015年5月1日至5月5日，建设单位与我公司设计人员至XX省XX县进行踏勘，共进行了五块场地的实际踏勘，踏勘场地均位于北部地区，分别为：备选场地概况场地编号名称土地类别面积（亩）与35kV变电站距离（km）与220kV变电站距离（km）安装方式1XX基本农田+林业用地550落地高支架2XX一般农田+林业用地400落地高支架3XX基本农田900落地高支架4XX基本农田+一般农田+自然保留用地1200落地高支架5XX一般农田+牧草地1000落地高支架备选场地分析XX地块XX地块为本次踏勘工作的一号地块，地理位置为东经xx°3′″～xx°3′″，北纬xx°55′″～xx°56′″，地块可用面积约550亩，土地类别为基本农田及林业用地。一号地块整体地势平缓，且均为阳面坡向，地块距离省道较近，交通道路设施为乡村道路，经简单修整后，施工车辆便可通行。但土地类别多为基本农田及林业用地，土地获得困难。若能获得该场地的使用权，可采用成熟的落地式高支架固定倾角体系布置太阳能组件。XX地块XX地块为本次踏勘工作的二号地块，地理位置为东经xx°2′″～xx°2′″，北纬xx°55′″～xx°56′″，地块可用面积约400亩，土地类别为一般农田及林业用地。二号地块为山顶平坦区，地势平缓，坡向为略微向北的缓坡，整体面积虽然较大，但在平坦区南侧有突出高地，高地南向坡坡度较大，不适合电站布置，所以整体地块可利用面积较小。平坦区交通道路设施为部分乡村道路，部分人行山路，若采用此地块，需要重新修筑一条约2公里道路，以便施工车辆通行。土地类别多为一般农田及林业用地，但实际使用情况为耕地与牧草地各占一半。若能获得该场地的使用权，可采用成熟的落地式高支架固定倾角体系布置太阳能组件。XX地块XX地块为本次踏勘工作的三号地块，地理位置为东经xx°0′″～xx°1′″，北纬xx°54′″～xx°55′″，地块可用面积约900亩，土地类别为基本农田。三号地块为原定修建XX机场区域，地势平缓，坡向均为东南向缓坡，除部分树林及个别房屋建筑外，大部分为梯田状耕地，土地较为连贯。交通道路设施为乡村道路，经简单修整后，施工车辆便可通行。但土地类别多为基本农田，土地获得困难。若能获得该场地的使用权，可采用成熟的落地式高支架固定倾角体系布置太阳能组件。XX地块XX地块为本次踏勘工作的四号地块，地理位置为东经xx°59′″～xx°0′″，北纬xx°54′″xx°56′″，地块可用面积约1200亩，土地类别为基本农田、一般农田及自然保留用地。四号地块为整体可用面积最大的地块，地势平缓，坡向均为东南向缓坡，除部分树林外，大部分为梯田状耕地，土地连贯。交通道路设施为乡村道路，经简单修整后，施工车辆便可通行。土地类别大部分为基本农田、一般农田及自然保留用地，此地块坡度、朝向及连贯性较好，场地面积较大，若能获得该场地的使用权，可采用成熟的落地式高支架固定倾角体系布置太阳能组件。XX地块XX地块为本次踏勘工作的五号地块，地理位置为东经xx°59′″～xx°59′″，北纬xx°53′″～xx°54′″，地块可用面积约1000亩，土地类别为一般农田及牧草地。五号地块为沿公路地块，整体地势平坦，且均为阳面坡向，交通道路设施便利。土地类别多为一般农田及牧草地，但实际使用情况多为耕地。若能获得该场地的使用权，可采用成熟的落地式高支架固定倾角体系布置太阳能组件。3.2.3备选场地接入电力系统概述接入电力系统方式本电站计划采用35kV级电压，出线为2回，经高压架空线路接入当地电网。接入方案方案一接入XX35kV变电站此方案需要在XX35kV变电站进线侧增加一套送出线间隔，所发电能并入XX35kV变电站进线一侧，通过已建成的35kV外线线路送至电网。所有备选场地与XX35kV变电站距离如下：一号XX地块距离XX35kV变电站；二号XX地块距离XX35kV变电站；三号XX地块距离XX35kV变电站；四号XX地块距离XX35kV变电站；五号XX地块距离XX35kV变电站。图3.26备选场地卫星俯视图方案二利用XX35kV变电站外线，接入XX县220kV变电站此方案需要通过对已建成的XX35kV变电站外线进行改造升级，增加送出线路，所发电能并入XX县220kV变电站35kV低压侧。所有备选场地与XX县220kV变电站距离如下：一号XX地块距离XX35kV变电站；二号XX地块距离XX35kV变电站；三号XX地块距离XX35kV变电站；四号XX地块距离XX35kV变电站；五号XX地块距离XX35kV变电站。方案三自建110kV变电站，接入XX县220kV变电站此方案需要在所选地块附近自建110kV变电站，并重新架设外线，所发电能并入XX县220kV变电站110kV低压侧。以上三种方案，需当地供电部门协助配合，确定最终并网方案。第四章工程任务和规模第四章工程任务和规模工程任务工程任务概述光伏等新能源产业的发展，能优化能源结构，促进常规能源资源更加合理有效地利用，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持续发展目标已成为国家战略。XXXX省XX县100MWp农光牧互补发电项目的实施则是诠释优化能源结构的一个很好的实例。项目计划一期总装机容量100兆瓦，分为100个阵列，所发电量全部的进入国家电网。项目提出的背景.1目前我国的能源形势我国是世界上最大的能源消费国之一，同时也是世界能源生产的大国。随着国民经济的快速增长，2012年能源消费总量增至36.2亿tce（吨标准煤），比上年增长了3.9%。预计到2020年，中国一次能源需求量为33亿tce，煤炭供应量为29亿t，石油为亿t；然而，到2020年我国煤炭生产的产能约为22亿t左右，石油的最高产量也只有亿t，供需缺口分别为7亿t和4.1亿t。显然，要满足未来社会经济发展对于能源的需求，完全依靠煤炭、石油等常规能源是不现实的。我国能源供应状况为煤炭比重过大，环境压力沉重；人均能耗远低于世界平均水平。我国能源供应面临严峻挑战：一是能源决策国际环境复杂化，对国外石油资源依存度快速加大，二是化石能源可持续供应能力遭遇严重挑战。长远来看，能源资源及其供应能力将对我国能源系统的可持续性构成严重威胁。显然，从能源资源、环境保护的角度，如此高的能源需量，如果继续维持目前的能源构架是绝对不可行的。继十大产业振兴规划之后，新能源发展规划已成为人们最为关注的国家级战略蓝图之一。自2006年中国实施可再生能源法以来，新能源产业便出现快速发展的势头。近年中国政府用于新能源领域的投资每年增幅都在20%以上，2008年对新能源企业的资金扶持规模达到38亿元，风电、太阳能等新能源产业近年来异军突起，成为我国产业发展的一个重要亮点。国家能源局报告表明，早在今年4月初，国家能源局就启动了新能源发展规划的研究拟定新工作，新能源规划的基本框架有5个方面：一是我国新能源的现状及面临的形势；二是指导思想和基本原则；三是规划的目标；四是工作任务和重要项目；五是政策的保障措施。随着近几年新能源行业的飞速发展，光伏发电等各项技术的进步，新能源发电成本有所下降，新能源比重有了提高空间。中国在联合国气候变化峰会上提出，到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，因此，在大力提高能效的同时，积极开发和利用可再生能源，特别是资源量最大，分布最普遍的太阳能将是我国的必由之路。.2我国电力供需现状及预测2011年，全国发电装机容量达到亿千瓦，同比增长12%。其中，火电达到亿千瓦，约占总容量72%。根据专家预计到2020年全社会用电量的年均增速在8%左右。根据以上预测结果，到2020年，中国电力装机容量将突破19亿千瓦，发电量将超过万亿千瓦时，在现有基础上翻一番，新能源占发电总装机17%，总投资或超3万亿。我国的一次能源储量远远低于世界平均水平，大约只有世界总储量的10%，必须慎重地控制煤电、核电和天然气发电的发展；煤电的发展不仅仅受煤炭资源的制约，还受运输能力和水资源条件的制约；核电的发展同样受核原料和安全性的制约，核废料处理的问题更为严重，其成本是十分高昂的；我国的环境问题日益显现，发展煤电和大水电必须要考虑环境的可持续发展，必须计入外部成本。因此大力发展可再生能源发电是我国解决能源危机和保证可持续发展的重要举措，而太阳能发电将在未来中国能源供应中占据主要地位。世界光伏发电发展现状光伏发电技术的发展已经有了几十年的历史且发展迅速，目前是一种较为成熟、可靠的技术，并逐渐从过去用于独立的系统，朝大规模并网方向发展。最近10年太阳能电池组件生产的年平均增长率达到33%，最近5年的年平均增长率达到43%，近几年国际上光伏发电快速发展，2007年全球太阳能新装容量达2826MWp。2007年，在太阳能光电产业链中有大量的投资集中到新产能的提升上。除此之外，太阳能光电企业在2007年间的贷款融资金额增长了近100亿美元，使得该产业规模不断扩大。在当今能源短缺的现状下，各国都加紧了发展光伏的步伐。美国提出“太阳能先导计划”意在降低太阳能光伏发电的成本，使其2015-2020年达到商业化竞争的水平；日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量；欧洲光伏协会提出了“setfor2020”规划，规划在2020年让光伏发电做到商业化竞争。在发展低碳经济的大背景下，各国政府对光伏发电的认可度逐渐提高。中国也不甘落后，近年来相继提出了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》、金太阳示范工程等鼓励光伏发电产业发展的政策；2010年国务院颁布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》明确提出要“开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场”；2011年国务院制定的“十二五”规划纲要再次明确了要重点发展包括太阳能热利用和光伏光热发电在内的新能源产业。一系列的政策支持让中国光伏发电发展之路更加宽广。2011年全球光伏市场增至，较2010年的增加了44%%。虽然受金融危机影响，德国、西班牙对太阳能光伏发电的扶持力度有所降低，但其它国家的政策扶持力度却在逐年加大。日本政府2008年11月发布了“太阳能发电普及行动计划”，确定太阳能发电量到2030年的发展目标是要达到2005年的40倍，并在3-5年后，将太阳能电池系统的价格降至目前的一半左右。2009年还专门安排30亿日元的补助金，专项鼓励太阳能蓄电池的技术开发。2008年9月16日，美国参议院通过了一揽子减税计划，其中将光伏行业的减税政策（ITC）续延2-6年。2013年世界新增光伏装机容量将达到到，2016年这一数字将达到到。世界光伏产业和市场的另一个突出特点是：光伏发电在能源中的替代功能越来越大，主要表现在并网发电的应用比例增加非常快，并成为光伏发电的主导市场。并网发电在光伏市场中的主导地位在人类能源变革中具有重要意义，它标志着光伏发电由边远地区离网和特殊应用向电网电源发展、由补充能源向替代能源转变、人类社会开始建设可持续发展的能源体系。.4世界光伏技术发展趋势技术进步是降低成本、促进发展的根本原因。几十年来围绕着降低成本的各项研究开发工作取得了辉煌的成就，表现在电池效率的不断提高，硅片厚度的持续降低和产业化技术不断改进等方面，对降低光伏发电成本起到了决定性的作用。（1）电池效率的不断提高单晶硅电池的实验室最高效率已经从50年代的6%提高到目前的24.7%，多晶硅电池的实验室最高效率也达到了20.3%。晶硅电池的研究工作也获得了很大成功，非晶硅晶硅电池、碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CIS)的实验室效率也分别达到了13%、16.4%和21%。其它新型电池，如多晶硅晶硅电池、燃料敏化电池、有机电池等不断取得进展，更高效率的新概念电池受到广泛重视被列入研究开发计划。随着试验室效率的不断提高，商品化电池的效率也得到不断提升。目前单晶硅电池的效率可达到16%～20%，多晶硅电池可达到14%～16%；晶硅电池的转换效率也可达到6%～9%。与此同时，光伏产业技术和光伏系统集成技术与时俱进，共同促使光伏发电成本不断降低和光伏市场及产业的持续扩大发展。（2）商业化电池厚度持续降低降低硅片厚度是减少硅材料消耗、降低晶体硅太阳能电池成本的有效技术措施，是光伏技术进步的重要方面。30多年来，太阳能电池硅片厚度从20世纪70年代的450～500μm降低到目前的180～280μm，降低了一半以上，硅材料用量大大减少，对太阳能电池成本降低起到了重要作用，是技术进步促进降低成本的重要范例之一。预计2010年硅片厚度将降至150～200μm，2020年将降低到80～100μm，届时成本将相应大幅降低。（3）生产规模不断扩大生产规模不断扩大和自动化程度持续提高是太阳能电池生产成本降低的另一个重要方面，太阳能电池单场生产规模已经从20世纪80年代的1～5MWp/a发展到90年代的5～30MWp/a和目前的50～500MWp/a。生产规模与成本降低的关系体现在学习曲线率LR（LearningCurveRate）上，即生产规模扩大1倍，生产成本降低的百分比，对于太阳能电池来说，LR=20%（含技术进步在内），即生产规模扩大1倍，生产成本降低20%。预计，在未来的两年之内，单场年生产能力达到1GWp的企业将会出现。（4）太阳能电池组件成本大幅度降低光伏组件成本30年来降低2个数量级。2003年世界重要厂商的成本为2～美元/Wp，售价～3美元/Wp。当供求关系越过平衡点后，成本会比前一个供求关系对应点更低，这也是30年来经验曲线中曾经出现过的现象。（5）晶体硅电池技术持续进步，晶硅电池技术快速发展据统计2006年各种电池技术的市场份额，其中多晶体硅46.5%，单晶体硅43.4%，带硅电池2.6%，晶硅电池约7.6%。多晶体硅电池自1998年开始超过单晶体硅后一直持续增长，各种晶硅电池市场份额近年来也在稳定增长。.4中国光伏发电市场的现状中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳能电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。到2011年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到，从事太阳能电池生产的企业达到50余家，太阳能电池生产能力达到290万千瓦（2900MW），太阳能电池年产量达到1188MW，超过日本和欧洲。在金融危机形势下，2009年3月23日，财政部、住房和城乡建设部出台《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》，并出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，决定有条件地对部分光伏建筑进行每瓦最多20元人民币的补贴。2009年7月21日财政部、科技部、国家能源局联合宣布在我国正式启动金太阳示范工程，三部门联合印发了《关于实施金太阳示范工程的通知》，决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展，并计划在2-3年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目。2009年国家出台的政策将推动国内太阳能发电市场发展，中国的太阳能光伏发电市场“已经开始启动”，在我国政府强有力的政策引导下，光伏产业不仅让国内企业看到了机遇，而且已经吸引了世界的目光。根据2012年5月出台的国家十二五规划纲要，已经明确的规定了光伏发电上网电价的补贴政策以及执行方式。.5中国光伏发电市场的发展中国于1958年开始研究光伏电池，1971年首次成功应用于我国发射的东方红二号卫星上，1973年开始将光伏电池用于地面。2002年，国家计委启动“西部省区无电乡通电计划”，通过光伏和小型风力发电解决西部七省区（西藏、新疆、青海、甘肃、内蒙古、陕西和四川）700多个无电乡的用电问题，光伏用量达到MWp。该项目大大刺激了国内光伏工业，国内建起了几条太阳能电池的封装线，使太阳能电池的年生产量迅速达到100MWp。截止到2007年底，中国太阳能电池的累计装机已经达到100MWp。2003～2005年，由于欧洲光伏市场的拉动，中国的光伏生产能力迅速增长，截止到2007年底，中国太阳能电池的生产能力已经达到1188MWp，绝大部分太阳能电池组件出口欧洲，2006年国内安装量只有30MWp，2008年达200MWp。下图给出中国光伏发电市场的发展进程。图4.1国内光伏发电装机容量表.6中国光伏产业发展现状2011年中国光伏发电装机容量已达3GW。中国2009年末全球光伏市场的强劲势头保持到了2011年。各地方政府也加快了扶持太阳能产业的步伐。江苏、浙江、陕西、上海、天津、成都、内蒙等十余个省市纷纷出台地方太阳能产业发展规划，确立了各地方的太阳能发展目标和方向，创造绿色GDP。而以江苏、浙江为代表的地方政府，先后出台光伏并网电价补贴方案等政策，以激励当地光伏产业和光伏应用市场的发展，也为中国下一步实施上网电价法起了示范摸索的作用。2020年中国太阳能光伏装机容量实现30GW应该是一个可以达到的目标。2013年7月15日，我国出台了《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，提出到2015-2020年总装机容量达到3500万千瓦以上，将此前的规划目标一举提高了75%。同时，就并网、电量收购、补贴、土地政策逐一细化，为分布式光伏项目、电站投资开发提供了多重保障。并且我国于2013年10月1日实施了对纳税人销售自产的利用太阳能生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。这些政策都较大的鼓励了光伏发电行业的发展。2013年，在国务院《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》及一系列配套政策支持下，光伏发电快速发展。截至2013年底，全国累计并网运行光伏发电装机容量1942万千瓦，其中光伏电站1632万千瓦，分布式光伏310万千瓦，全年累计发电量90亿千瓦时。截至2013年底，全国22个主要省（自治区、直辖市）已累计并网741个大型光伏发电项目，主要分布在我国西北地区。2014年前三季度，全国新增光伏发电并网容量379万千瓦，其中，新增光伏电站并网容量245万千瓦，新增分布式光伏并网容量134万千瓦；全国光伏发电量约180亿千瓦时，相当于2013年全年发电量的200%。图4.2国内光伏发电装机容量预测表图4.3主要指标测算表2014年全年光伏发电累计并网装机容量2805万千瓦，同比增长60%，其中光伏电站2338万千瓦，分布式467万千瓦。光伏年发电量约250亿千瓦时，同比增长超过200%。全国新增并网光伏发电容量1060万千瓦，约占全球新增容量的1/4，占我国光伏电池组件产量的1/3，实现了《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》中提出的平均年增1000万千瓦目标，其中新增光伏电站855万千瓦，分布式205万千瓦。2014年全国光伏发电呈现东、西部共同推进，并逐渐由西向东发展格局。东部地区新增装机560万千瓦，占新增装机的53%。江苏省和河北省新增装机容量均位居前列。全国光伏发电应用模式不断创新，列入国家发展改革委鼓励社会投资基础设施项目中的30个分布式光伏发电示范区项目充分发挥示范引领作用，目前已建成50万千瓦，在建规模60万千瓦，带动社会投资超过100亿元。其中，青海龙羊峡水光互补项目实现累计并网60万千瓦，探索了水电和光伏电站协调运行、联合调度的创新模式；与农业相结合的光伏农业大棚、渔光互补电站逐渐成为市场热点；集合荒山荒坡治理、煤矿采空区治理和沙漠化治理的生态恢复与光伏发电建设相结合的项目不断推陈出新。此外，我国光伏电池制造企业继续保持较强国际竞争力，在全球产量排名前10名企业中，我国占据6席，前4名均为我国企业。从光伏上游产业发展情况来看，2014年国内多晶硅产量约13万吨，同比增幅近50%，进口约9万吨。光伏电池组件总产量超过3300万千瓦，同比增长17%，出口占比约68%，多数企业产能利用率提高，前10家企业的平均产能利用率在87%以上。随着国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来国内光伏容量将大幅增加。中国已将新能源产业上升为国家战略产业，未来10年拟加大对包括太阳能在内的新能源产业投资，以减少经济对石化能源依赖和降低碳排放。未来五到十年中国光伏发电有望规模化发展。.7我国政府鼓励发展太阳能光伏发电可再生能源大都直接或间接地来自太阳，在长期的能源战略中，各国政府普遍认为太阳能具有更重要的地位。随着能源的日益紧缺，太阳能的开发利用逐步引起了我国各级政府的重视。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中提出要“大力发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等战略性新兴产业。节能环保产业重点发展高效节能、先进环保、资源循环利用关键技术装备、产品和服务。新能源产业重点发展新一代核能、太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能电网、生物质能。《可再生能源中长期发展规划》明确指出：扩大城市可再生能源的利用量，建设若干个太阳能光伏发电示范电站。.8光伏发电重点开发地区分布及实际开发潜力太阳能的能量密度较低，所以光伏发电系统相对于传统发电模式其占地面积过大。在我国，光伏发电的重点发展领域分为：与城市建筑物相结合的小型光伏发电系统以及荒漠地区高压并网型光伏电站。我国荒漠总面积108万km2；其中有大片的沙漠、沙漠化和半沙漠化土地，约85万km2。1km2土地可以安装50MWp太阳能电池，按照2020年全国光伏发电累计安装10GWp，假如6GWp安装在沙漠，也只需要120km2，不到全国沙漠和荒漠面积的万分之一点五。由于中国整体电力需求呈现出北低南高、西低东高的分布，因此虽然在西北地区具备大量的荒漠地区适合进行光伏电站的建设，但是受制用当地经济发展的速度以及西电东输骨干网络的建设速度。而城市化所带来的大量建筑屋面及墙面就成为了光伏发电的另一个主要发展方向，及BIPV光伏建筑一体化。相对于经济发展速度较快地区昂贵的土地成本，地面跟墙面对于光伏发电来说可以算是一块无限而廉价蛋糕。市场分类累计安装量（兆瓦）市场份额(%)农村电气化300010通信和工业450015太阳能路灯1000太阳能光伏产品15005城市BIPV8000沙漠/戈壁电站1200040合计30000100表4.4光伏发电主要份额预测.9我国主要电力可再生能源资源总量对比我国目前以及今后30～50年内，具有实际发电应用能力的几种可再生能源的资源量和潜力如下表。由此可以看出：根据实际资源情况，我国小水电的最大当量装机容量为50GW；生物质能发电的最大当量装机容量为30GW；风力发电的最大当量装机容量为44GW左右。而太阳能发电的潜力比其它高2个数量级，可认为是无限的，即使将开发度设定为1%，其当量装机容量就超过3600GW。综上所述，从资源总量角度来看，由于我国人均一次能源相对贫乏，太阳能发电将成为我国电力能源结构的重要组成部分，其战略地位是显而易见的。目前太阳能发电技术有光伏发电和太阳能热发电两种，其中太阳能热发电技术仍在研发阶段并且该技术在现场需要相当储量的水资源，使我国大规模应用该技术受到一定的制约；光伏发电技术已经成熟，只要有光照条件，基本不再需要其它资源，可以大规模应用。说明：理论可开发量指可用于发电的理论资源总量；开发度指受环境和分布条件和人们意愿接受程度的制约，实际能开发用于发电的资源百分比；当量装机容量按照4550当量运行小时数折算出的装机容量；风力发电和太阳能发电的开发度有可能进一步的提高。表4.5我国各种可再生能源的资源总量与当量装机容量再生能源分类资源总量(GW)理论可开发量(GW)开发度(%)年发电小时(h)最大装机容量(GW)当量装机容量(GW)小水电1251156530007550风力发电10000100010200010044生物质发电3001003050003033太阳能发电9600000109000011500109003633合计961042510912154500111053761.10光伏发电同煤电成本对比分析光伏发电发展的主要障碍是目前成本较高。但是在科学技术快速发展的支持和规模市场的拉动下，光伏发电的成本正在快速下降，预计在35年左右的时间可达到煤电成本的水平。见图4.6。图4.6光伏发电和常规发电的比较（1）我国煤电成本发展趋势对全国及分地区的燃煤发电成本进行的测算表明，2005年我国燃煤发电的平均成本为元/kWh，燃料占成本的45.6%。根据世界银行的预测，我国未来几年的物价上涨率大约为3%。假定煤价在2005～2020年按年均3%增长，在2021～2040年按年均2.5%增长，2041～2050年按年均2.0%增长，经测算全国平均燃煤发电成本变化如表4.7所示。表4.7我国燃煤发电成本变化趋势测算结果年份2005201020152020202520302035204020452050煤电成本上述价格还未将每年因酸雨、地质塌陷等造成的3000亿元损失记入煤炭成本（其成本相当于元/kWh）。实际上，特别是随着资源越来越少以及煤炭运输、环境成本的提高，煤炭成本的增长幅度将超过3%的增长率，从而煤电的成本也必然快速增长。（2）光伏发电成本接近燃煤发电成本预期成本高在目前和今后相当长时段内都是制约光伏市场发展的根本瓶颈。以科学发展观分析这个问题，目前成本高是可以通过政策扶持得到解决的，理由是太阳能光伏发电是全球的战略替代电力能源，对于化石能源和水资源十分紧缺的我国来说在未来有决定性意义，即使对目前的边远地区离网供电、改善能源结构、减少排放等方面也有不可替代的重要意义。由于受到国外经济环境的影响，目前的光伏组件价格已经接近低谷，考虑到即使国外市场恢复以后，光伏组件的价格也很难恢复到之前的峰值价格。因此，可以预计在未来的10年间，光伏组件的价格会呈现出一个波动性下降的趋势。光伏电站的建设成本会在较长的一段时期内维持在2$/W（组件价格1$/W）。随着技术的进步，组件的价格会进一步的降低；光伏系统的可靠性和寿命从现在的15～20年增加到30～35年；系统效率从现在的12～15%增加到18～20%；光伏发电成本可以基本达到计入外部成本的煤电成本价格。只要保证规模市场，即使不计入外部成本，光伏发电成本也将在2040年前达到届时的煤电成本。.11“农光牧”结合的优势项目所在地农业资源丰富，可开发土地多，交通、通讯、电力等基础设施基本完善，良好的自然条件和社会经济状况为大力发展农业及畜牧业提供的资源优势。XX县物产资源种类繁多，盛产玉米、马铃薯、荞麦等粮食作物，烤烟、芸豆、蘑芋等经济作物和苹果、黄梨、核桃、板栗等干鲜水果；中药材有党参、天麻、黄柏、三七、半夏、杜仲、厚朴等。其中马铃薯常年产量在15亿公斤以上，品质优良，为全国之冠。就畜牧业而言，全县拥有成片草场和草山草坡320万亩，各类牲畜常年存栏达万头（匹、只）以上，出栏万头（匹、只）以上，已成为我国南方最大的畜牧业基地之一。是著名的“马铃薯之乡”、“中药材之乡”、“畜牧之乡”和“南方落叶水果基地”。为了有效利用当地的优质土地资源，实现土地资源的空间化、分层化、多梯次高效利用，项目建设时，光伏阵列最低点的高度建议设置为～2米，这样不仅可以利用空余土地种植经济作物，而且可以实现畜牧业养殖。本项目建成后，没有废气、废水及固废排放，项目的建设不会对周围环境产生负面影响，同时又具有较为可观的节能减排效益，减轻项目所在地的大气污染，改善当地的生态环境，有利于环境和资源保护。项目的建成，不仅可以为当地提供绿色清洁能源，降低当地产值能耗水平，还能充分利用光伏电站的空余土地，实现农业种植和畜牧业养殖，真正实现绿色农业、生态养殖，将光伏发电与农业、畜牧业相结合，实现产业结构调整，优质资源整合利用，推动本地区经济的快速发展，实现经济效益与社会效益的有机统一。图高低支架组件安装方案对比图工程规模本项目场址位于XX省XX县境内，项目总规划规模200MWp，本期为一期，建设规模100MWp。选址地点为XX彝族回族苗族自治县附近区域，该区域整体地势平缓，坡度适中，距接入点距离较近，有利于电能输送，综合条件良好。项目采用加高光伏支架（最低点距离地面～2米），支架下方可以放牧，也可以发展种植业。不会造成森林和生态环境的破坏。项目建成后不仅可以为当地提供可观的税收，带动经济发展，同时具有非常好的减排效果，提升绿色GDP比重，经济效益和社会效益都十分显著。工程建设必要性随着全球能源危机的日趋严重和环保意识的不断加强，寻求洁净、便捷的传统能源的替代品已成为摆在各国面前刻不容缓的严峻课题。在此大背景下，以太阳能作为主要可再生能源的综合利用，已成为当今国际上最有前途且成长最快的新兴产业。符合中国可再生能源发展规划和能源产业发展方向目前国内能源结构以煤炭为主，“十二五”以来，在经济快速增长的拉动下，煤炭消费约占商品能源消费构成的75%，已成为大气污染的主要来源。由于能源消费的快速增长，环境问题日益严峻，尤其是大气污染状况愈发严重，既影响经济发展，也影响人民生活和健康。随着经济的高速发展，能耗的大幅度增加，能源和环境对可持续发展的约束将越来越严重。因此，大力开发太阳能、风能、地热能和海洋能等可再生能源利用技术将成为减少环境污染的重要措施，同时，也是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。随着《中华人民共和国可再生能源法》的正式实施以及《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》、《可再生能源发电有关管理规定》等一系列配套政策出台，根据政策规定，太阳能发电并网已经合法化，并规定电网必须收购太阳能电力。从环境保护及能源战略上都具有重大的意义；从远期看，太阳能光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源。4.3.2优化能源结构我国能源结构主要以火电为主，而火电每年需耗用大量燃煤，大量CO2、SO2气体及粉尘等的排放，造成生态环境的破坏和严重的环境污染。光伏发电无排放、无污染，是优质的替代能源。我国是世界上为数不多的几个以煤炭为主的能源消费国家，煤炭消费的比重虽然这几年有一定程度的下降，但目前还是超过了65％，能源消费结构不合理。同时中国的能源消费从整体上讲还属于粗放型能源利用方式，与现代集约经济发展的要求存在很大的差距。因此，从长远来看，包括太阳能在内的新能源和可再生能源将大力发展，以逐步改善以煤炭为主的能源结构，促进常规能源资源更加合理有效地利用，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持续发展目标已成为国家战略。国家计委、国家科委、国家经贸委制订的《1996－2010年新能源和可再生能源发展纲要》则进一步明确，要按照社会主义市场经济的要求，加快新能源和可再生能源的发展和产业建设步伐。2011－2015年，我国将大规模推广应用新能源和可再生能源技术，使新能源和可再生能源的开发利用量达到4300万吨标准煤，占我国当时商品能源消费总量的2%。国家能源法也明确提出“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”。因此，积极开发利用可再生能源，替代部分煤电，减轻能源对外依靠的压力，对改善我国能源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。4.3.3可再生能源成为发展趋势能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础，而能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题，严重制约着经济和社会的可持续发展。无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的一次能源储量远远低于世界平均水平，大约只有世界总储量的10％。图4.9给出了世界和中国主要常规能源储量预测：图4.12世界和中国主要常规能源储量预测（资料来源：中国可再生能源发展战略研讨论会论文集）一百年来，全球能源消耗基本趋于稳定态势，平均每年呈3％指数增加。尽管许多工业化国家能源消耗基本趋于稳定，但大多数发展中国家工业化进程加快，能耗不断增加，因此预计全球未来能源消耗态势仍将以3％的速度增长。能耗平均呈指数增长趋势所带来的后果是十分严重：一方面伴随着化石燃料消耗的增加，大气中CO2的含量相应增加，地球不断变暖，生态环境恶化，自然灾害及其造成的损失逐年增加，另一方面将愈来愈快地消耗掉常规化石能源储量。有数据表明，世界化石燃料耗尽时间从现在开始只有几十年的时间。能源的潜在危机和生态环境的恶化迫使世界各国积极开发可再生能源。在今后的20－30年里，全球的能源结构必然发生根本性的变化。专家预测，在下世纪50年代，新能源与可再生能源在整个能源构成中会占到50％。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭占商品能源消费的75％，已成为我国大气污染的主要来源。已经探明的常规能源剩余储量（煤炭、石油、天然气等）可开采年限十分有限，潜在危机比世界总的形势更加严峻，能源工业面临的经济增长、环境保护和社会发展的压力更大，因此开发利用包括太阳能在内的可再生能源、实现能源工业的可持续发展具有应该说更加迫切、更加重大的战略意义。21世纪将是高新技术的时代、知识经济的时代。新能源技术将与生物技术、信息技术、新材料技术、空间技术、海洋技术等5大技术一道成为21世纪的现代高新技术，是21世纪现代高新技术的支柱之一。而在新能源技术中，太阳能发电是发展最快的，也是各国竞相发展的重点。太阳能发电无污染、安全、寿命长、维护简单、资源永不枯竭、不受资源分布地域的限制等独特的优势和巨大的开发利用潜力，使其自20世纪80年代以来得到了迅速发展，被认为是21世纪最重要的新能源，充分利用太阳能有利于保持人与自然和谐相处及能源与环境协调发展。根据半导体光伏效应制成的太阳能光伏电池即光伏电池，是将太阳辐射能直接转换为电能的转换器件。由这种器件封装成太阳能光伏电池组件，再按需要将一块以上的组件组合成一定功率的太阳能光伏电池方阵，经与储能装置、测量控制装置及直流-交流变换装置等相配套，即构成太阳能光伏电池发电系统，也称之为光伏发电系统。它具有不消耗常规能源、无转动部件、寿命长、维护简单、使用方便、功率大小可任意组合、无噪声、无污染等优点。因此，自1954年第一块太阳能光伏电池问世以来，它以日新月异的速度飞速发展，仅仅经过40多年的时间，目前已成为空间卫星的基本电源和地面无电、少电地区及特殊领域的重要电源，并将进一步发展成为21世纪世界能源舞台上的主要成员之一。保护环境保护的力度直接影响到我国在国际上的形象和地位。根据目前我国的能源结构，纯煤电的电力系统，燃煤产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氧化氮、烟尘、灰渣等，对环境和生态造成不利的影响。与其它传统发电方式相比，太阳能发电可节省一定量的发电用煤。目前我国二氧化碳排放量已位居世界第二，甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放量也居世界前列。为提高我国的环境质量，在对煤电进行改造和减排的同时，积极开发利用太阳能等清洁可再生能源是十分必要的，因为太阳能光伏发电场在运行过程中不会产生任何有害物质，同时还节约能源，保护环境，减少温室气体排放。4.3.4推广太阳能利用、促进光伏产业发展、带动地方经济由于不合理地过度使用煤炭、石油、天然气等石化能源，造成能源储备日益减少。为了实现能源的可持续发展，世界上许多国家将光伏发电作为发展的重点，我国也正在朝这个方向努力，国家出台了大量的政策来扶持光伏产业的发展。我国太阳能资源非常丰富，有荒漠面积100余万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，如青海海东地区，如果利用这些荒漠安装并网型太阳能发电系统则可以提供非常可观的电量。这也就意味着我国太阳能光伏产业的发展潜力非常巨大。而国家不断出台的政策、法规也有效支持了我国太阳能光伏产业的发展。我国的太阳能光伏制造业在我国的长三角和珠三角地区迅速崛起，其产品大多出口到欧美等发达国家。最近10年以每年平均30%的速度递增，最近3年更是以每年50%以上的速度高速增长。太阳能光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业，我国已经是全球最大的光伏产业国家之一。目前，我国生产的太阳能光伏组件90%以上出口到国外，国内市场仅占到小部分。但是，随着国内光伏电站建设速度的加快，太阳能光伏组件国内市场仅占有率将很快会提升。要知道，只要开发1％的荒漠，即可安装几十万至上百万兆瓦的光伏电池板。因此，我国光伏发电市场的发展潜力很大。4.3.5优化经济开发区工业结构，大力发展新能源的需要2013年，XX工业投资总量不断扩大，工业经济规模、质量、效益逐步提升。截至2013年底，XX规模工业企业达85家，完成工业固投预计亿元，同比增长43.38%。围绕“5个100工程”项目抓发展平台，工业园区获省政府审批规划平方公里，已开发平方公里。入驻园区企业61家、投产45家。在“3个15万元”政策的优势下，微型企业和民营企业发展加快，创建迤那木营奇石园、二塘果花返乡农民工创业园等微型企业孵化园区。民营经济增加值达亿元，同比增长20.9%。2014年实现地区生产总值亿元，增长15%；50万元以上固定资产投资亿元，增长22%；全部工业增加值亿元，增长16%；完成财政总收入亿元，增长8.28%；公共财政预算收入亿元，增长4.98%；社会消费品零售总额亿元，增长12.8%；金融机构人民币各项存款和贷款余额分别为亿元、亿元，增长16.88%、27.4%；城镇新增就业人数达8355人，增长22.8%；农民人均纯收入6206元，增长14.7%；城镇居民人均可支配收入20380元，增长10.3%。近年来，绿色能源开发迅猛。亿元15万千瓦的麻窝山、龙河、高峰(二期)风电场已建设完工；投资39亿元的象鼻岭水电站、格闹河水电站完成投资亿元；风电、水电、太阳能为主的绿色能源已形成47万千瓦的发电能力，在建68万千瓦。XX县政府积极倡导开发新能源，开发和利用太阳能发电对保护生态环境、增加洁净能、促进西南地区工业结构的调整、推进技术进步、培育新的经济增长点都有重要意义。另外，与之配套的太阳能光伏电池制造业市场前景看好，发展潜力巨大。XX省XX县农光牧互补发电项目的建设为上述当地耗能产业提供清洁能源，树立了清洁生产和可持续发展的新型工业开发区的优良品牌。4.3.6改善生态、保护环境的需要治理污染、保护环境、缓解生态压力，是能源发展的重要前提。在新的形势下，能源开发还应考虑有效应对全球气候变化的挑战。解决好能源利用带来的环境问题，需要从提高清洁能源比重、实现环境友好的能源开发，尽可能减少能源生产和消费过程的污染排放和生态破坏，兼顾能源开发利用与生态环境保护。太阳能是清洁的、可再生的能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策。太阳能的开发利用可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地。我国能源消费占世界的10%以上，同时我国一次能源消费中煤占到70%左右，比世界平均水平高出40多个百分点。燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70%～80%，二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3。环境质量的总体水平还在不断恶化，世界十大污染城市我国一直占多数。环境污染给我国社会经济发展和人民健康带来了严重影响。世界银行估计2020年中国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到GDP总量的13%。光伏发电不产生传统发电技术（例如燃煤发电）带来的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染，没有二氧化硫、氮氧化物排放及二氧化碳排放。系统报废后也很少有环境污染的遗留问题。太阳能是清洁的、可再生的能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策。四川西部地区具有丰富的太阳能资源，非常适合于建设大规模高压并网光伏电站。国内很多学者建议未来在新疆、青海、西藏、宁夏、甘肃、四川西部等高原及荒漠化地区建设庞大的高压并网光伏电站，用以应对能源危机。大规模光伏电站的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地。项目建成投产后年均发电量为11400万千瓦时，与火电相比，同发电量可节约标准煤万吨，每年可减少各种大气污染物的排放数据约为：二氧化硫3420吨、二氧化碳万吨、氮氧化物1710吨、烟尘万吨。可见本项目的建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有相当大的积极作用，并有明显的节能、环境和社会效益。可达到充分利用可再生能源、节约不可再生的化石资源等目的。本项目的投产将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量的淡水资源，对于改善大气环境有极为积极的作用。现阶段应用光伏电站具有良好的经济效益2013年8月份，国家发改委出台的《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》，明确对对于分布式光伏发电项目，实行按照发电量进行电价补贴的政策，电价价格标准为每千瓦时元。项目实施符合国家规划、产业政策和行业准入1、项目符合国家“十二五”规划的要求中国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》指出：“大力发展可再生能源，积极开发利用太阳能、地热能和海洋能。”本项目采用先进技术进行屋顶的光电一体化并网应用，项目建成后对我国光伏发电产业有极大的促进作用，符合国家“十二五”规划。2、项目符合《可再生能源中长期规划》的要求《可再生能源中长期规划》中指出“充分利用水电、沼气、太阳能热利用和地热能等技术成熟、经济性好的可再生能源，加快推进风力发电、生物质发电、太阳能发电的产业化发展，逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例，力争到2020年使可再生能源消费量达到能源消费总量的15%左右左右”；“为促进我国太阳能发电技术的发展，做好太阳能技术的战略储备，建设若干个太阳能光伏发电示范电站和太阳能热发电示范电站。本项目拟利用265Wp高效率太阳能电池组件，利用XX35kV变电站或XX县220kV变电站实现并网。建成后对XX省乃至全国的“农光牧互补”光伏发电工程有较好的示范作用，同时对加快可再生能源结构调整升级，有着积极的意义。第五章系统总体方案设计及发电量计算第五章系统总体方案设计及发电量计算光伏组件选型目前常用的太阳能电池有：单晶硅、多晶硅太阳能电池；薄膜非晶硅太阳能电池等，从技术经济比较结果来看：1）薄膜非晶硅电池价格较低，弱光相应较好，高温性能出色，且能源回收期较短，并且在生产过程中对于环境的污染比较少。2）而单晶硅、多晶硅太阳能电池，在转换率方面具备较大的优势，但是其价格较高并且在生产过程中本身对环境会产生较严重的污染。3）无论是晶硅电池还是非晶硅电池，都具备维护简单，经久耐用的特点。光伏发电系统通过将大量的同规格、同特性的太阳能电池组件，经过若干电池组件串联成一串以达到逆变器额定输入电压，再将这样的若干串电池板并联达到系统预定的额定功率。这些设备数量众多，为了避免它们之间的相互遮挡，须按一定的间距进行布置，构成一个方阵，这个方阵称之为光伏发电方阵。其中由同规格、同特性的若干太阳能电池组件串联构成的一个回路是一个基本阵列单元。每个光伏发电方阵包括预定功率的电池组件、逆变器和升压配电室等组成。若干个光伏发电方阵通过电气系统的连接共同组成一座光伏电站。选择合适的太阳能电池组件对于整个电站的投资、运营、效益都有较大的关系。当今太阳能开发应用最广泛的是太阳电池。1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然很高。世界光伏组件在过去15年平均年增长率约15%。90年代后期，发展更加迅速，最近3年平均年增长率超过30%。在产业方面，各国一直通过扩大规模、提高自动化程度、改进技术水平、开拓市场等措施降低成本，并取得了巨大进展。商品化电池组件效率从10%～13%提高到12%～16%。国内整个光伏产业的规模逐年扩大，2007年中国光伏电池产量达到1180MW，首次超越欧洲和日本，成为世界上最大的太阳能电池制造基地，截止2010年底时光伏电池产量超过8GW，雄居世界首位。目前，世界上太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（4cm2)，多晶硅电池18.6%（4cm2），InGaP／GaAs双结电池30．28%（AM1），非晶硅电池14．5%（初始）、12.8%（稳定），碲化镉电池15.8%，硅带电池14.6%，二氧化钛有机纳米电池10.96%。我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20.4%（2cm×2cm），多晶硅电池14.5%（2cm×2cm）、12%（10cm×10cm），GaAs电池20.1%（lcm×cm），GaAs／Ge电池19.5%（AM0），CulnSe电池9%（lcm×1cm），多晶硅薄膜电池13.6%（lcm×1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池8.6%（10cm×10cm）、7.9%（20cm×20cm）、％（30cm×30cm），二氧化钛纳米有机电池10%（1cm×1cm）。1)晶体硅光伏电池晶体硅仍是当前太阳能光伏电池的主流。单晶硅电池是最早出现，工艺最为成熟的太阳能光伏电池，也是大规模生产的硅基太阳能电池中，效率最高。单晶硅电池是将硅单晶进行切割、打磨制成单晶硅片，在单晶硅片上经过印刷电极、封装等流程制成的，现代半导体产业中成熟的拉制单晶、切割打磨，以及印刷刻版、封装等技术都可以在单晶硅电池生产中直接应用。大规模生产的单晶硅电池效率可以达到13-20%。由于采用了切割、打磨等工艺，会造成大量硅原料的损失；受硅单晶棒形状的限制，单晶硅电池必须做成圆形，对光伏组件的布置也有一定的影响。多晶硅电池的生产主要有两种方法，一种是通过浇铸、定向凝固的方法，制成多晶硅的晶锭，再经过切割、打磨等工艺制成多晶硅片，进一步印刷电极、封装，制成电池。浇铸方法制造多晶硅片不需要经过单晶拉制工艺，消耗能源较单晶硅电池少，并且形状不受限制，可以做成方便光伏组件布置的方形；除不需要单晶拉制工艺外，制造单晶硅电池的成熟工艺都可以在多晶硅电池的制造中得到应用。另一种方法是在单晶硅衬底上采用化学气相沉积（CVD）等工艺形成无序分布的非晶态硅膜，然后通过退火形成较大晶粒，以提高发电效率。多晶硅电池的效率能够达到10-18%，略低于单晶硅电池的水平。和单晶硅电池相比，多晶硅电池虽然效率有所降低，但是节约能源，节省硅原料，达到工艺成本和效率的平衡。晶体硅电池片如图所示：单晶硅硅片多晶硅硅片两种电池组件的外形结构如图所示。（左为单晶硅组件，右为多晶硅组件）2)非晶硅电池和薄膜光伏电池非晶硅电池是在不同衬底上附着非晶态硅晶粒制成的，工艺简单，硅原料消耗少，衬底廉价，并且可以方便的制成薄膜，并且具有弱光性好，受高温影响小的特性。自上个世纪70年代发明以来，非晶硅太阳能电池，特别是非晶硅薄膜电池经历了一个发展的高潮。80年代，非晶硅薄膜电池的市场占有率一度高达20%，但受限于较低的效率，非晶硅薄膜电池的市场份额逐步被晶体硅电池取代，目前约为12%。非晶薄膜太阳能电池组件非硅薄膜太阳电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上非常薄的感光材料制成，比用料较多的晶体硅技术造价更低，其价格优势可抵消低效率的问题。3)数倍聚光太阳能电池数倍聚光太阳能电池片本身与其它常规平板光伏电池并无本质区别，它是利用反射或折射聚光原理将太阳光会聚后，以高倍光强照射在光伏电池板上达到提高光伏电池的发电功率。国外已经有过一些工业化尝试。比如利用菲涅尔透镜实现3～7倍的聚光，但由于透射聚光的光强均匀性较差、且特制透镜成本降低的速度赶不上高反射率的平面镜，国外开始尝试通过反射实现聚光，比如德国ZSW公司发明了V型聚光器实现了2倍聚光，美国的Falbel发明了四面体的聚光器实现了倍聚光。尽管实现2倍聚光也可以节省50%的光伏电池，但是相对于聚光器所增加的成本，总体的经济效益并不明显。聚光太阳能电池组件目前国内聚光太阳能电池研究尚处于示范运行阶段，聚光装置采用有多种形式，有：高聚光镜面菲涅尔透镜、槽面聚光器、八面体聚光器等。由于聚光装置需要配套复杂的机械跟踪设备、光学仪器、冷却设施，且产品尚处于开发研究期，其实际的使用性能及使用效果尚难确定。根据国外的应用经验，尽管实现多倍聚光可以节省光伏电池，但是随着电池价格的不断下降，相对于聚光器所增加的成本，总体的经济效益并不明显。在单晶硅、多晶硅、非晶薄膜电池这三种电池中，单晶硅的生产工艺最为成熟，在早期一直占据最大的市场份额。但由于其生产过程耗能较为严重，产能被逐渐削减。到2006年时，多晶硅已经超过单晶硅占据最大的市场份额。5.2几种太阳电池组件的性能比较对单晶硅、多晶硅、非晶硅和多倍聚光这四种电池类型就转换效率、制造能耗、安装、成本等方面进行了比较如下表太阳能电池技术性能比较表。序号比较项目多晶硅单晶硅非晶硅薄膜数倍聚光1技术成熟性目前常用的是铸锭多晶硅技术，70年代末研制成功商业化单晶硅电池经50多年的发展，技术已达成熟阶段70年代末研制成功，经过30多年的发展，技术日趋成熟发展起步较晚，技术成熟性相对不高2光电转换效率商业用电池片一般12%～16%商业用电池片一般13%～18%商业用电池一般5%～9%能实现2倍以上聚光3价格材料制造简便，节约电耗，总的生产成本比单晶硅低材料价格及繁琐的电池制造工艺，使单晶硅成本价格居高不下生产工艺相对简单，使用原材料少，总的生产成本较低需要配套复杂的机械跟踪设备、光学仪器、冷却设施等，未实现批量化生产，总的生产成本较高4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多晶硅电池弱光响应好。高温性能好，受温度的影响比晶体硅太阳能电池要小为保证聚光倍数，对光照追踪精度要求高，聚光后组件温升大，影响输出效率和使用寿命。5组建运行维护组件故障率极低，自身免维护同多晶硅电池柔性组件表面较易积灰，清理困难。机械跟踪设备、光学仪器、冷却设施需要定期维护故障率大6组件使用寿命经实践证明寿命期长，可保证25年使用期同多晶硅电池衰减较快，使用寿命只有10-15年机械跟踪设备、光学仪器、冷却等设施使用期限较难保证7外观不规则深蓝色，可作表面弱光着色处理黑色、蓝黑色深蓝色表面为菲涅尔透镜8安装方式利用支架将组件倾斜或平铺于地面建筑屋顶或开阔场地，安装简单，布置紧凑，节约场地同多晶硅电池柔性组件重量轻，对屋顶强度要求低，可附着于屋顶表面，刚性组件安装方式同晶硅组件带机械跟踪设备，对基础抗风强度要求高，阴影面大，占用场地大9国内自动化生产情况产业链完整，生产规模大、技术先进同多晶硅电池2007年底2008年初国内开始生产线建设，起步晚，产能没有完全释放尚处于研究论证阶段，使用较少几种常用的太阳能电池技术性能比较见上表。从比较结果可以看出：（1）晶体硅光伏组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。（2）商业用化使用的光伏组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大。（3）晶体硅电池组件故障率极低，运行维护最为简单。（4）在开阔场地上使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地。（5）尽管非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，但是使