30MW光伏农业生态科技园电站项目可行性研究报告-solarbe文库

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1 第一章综合说明1.1 概述1.1.1 项目概况1）项目名称冠县某某 30MW 光伏农业生态科技园电站项目；2）建设单位冠县某某科技有限公司3）建设地点山东省冠县某某镇，临莘路西侧，八支渠东侧，某某镇白官屯村、冯杜庄村、赵庄村、小夫人寨村、西骆驼山村4）建设内容与规模建设以秋葵、中草药种植基地与太阳能光伏电站相结合的高效生态农业示范园。在种植基地铺设太阳能电池板，秋葵、中草药经济作物种植在电池板下或电池板之间的空地上，将光伏电站与农业种植完美结合，实现农业种植绿色、高产、高效；走农业产业化现代农业道路。以秋葵、中草药为主的种植基地项目属于农业示范项目，不改变土地性质。5）利用面积约 851 亩；6）投资估算项目总投资 28818.06万元，其中建设投资 28054.46万元，建设期利息 733.60 万元，流动资金 30 万元。1.1.2 项目所在地简介冠县地处北纬 36° 22′-36° 42′、东经 115° 16′-115° 47′之间，隶属于聊城市，位于冀鲁豫三省交界处，东靠经济发达的沿海开放窗口，西临中西部地区，是省会城市群经济圈和中原经济区。全境地处黄河冲积平原，总面积 1152 平方公里，辖 18 个乡镇（街道），754 个行政村，总人口 81.2 万。境内的地质构造属华北地台 Ⅰ 的一部分。构造形迹以断裂为主，褶皱次之。县境所处的鲁西北黄泛平原，系华北平原的一部分。其地势开阔平坦，但略有起伏。地形一般自西南向东北倾斜，地面坡降为 1/6000 1/7000。海拔高程一般为 42.5 35 米，最高点在县西南部斜店乡樊楼村，高达 54.8 米；最低点在县东部史庄乡花园村，仅 34.6 米。境内历史上古黄河不断改道、决口，淤积沉淀了大量泥沙等物质，形成了岗、坡、洼相间的微地貌差异。境内河渠主要有漳卫河、马颊河、京杭运河（位山三干渠）及其漳卫河水系的长顺渠、一干渠、二干渠、三干渠、四干渠、鸿雁渠、青年渠等 7 条骨干渠道。另古黄河也从境内穿过。项目区的气候属于温带季风气候区，具有显著的季节变化和季风气候特征，属半干2 旱大陆性气候。年干燥度为 1.7-1.9。春季干旱多风，回暖迅速，光照充足，太阳辐射强；夏季高温多雨，雨热同季；秋季天高气爽，气温下降快，太阳辐射减弱。聊城市年平均气温为 13.1℃，无霜期平均为 193 201 天，年平均降水量 578.4 毫米，降水分布东南部多于西北部，全年降水近 70集中在夏季。聊城市光资源比较充足，年平均日照时数为2567 小时，年太阳总辐射为 120.1 127.1 千卡 /cm2，有效辐射为 58.9 62.3 千卡 /cm2。冠县境内生物资源除人工繁育的家畜、家禽和农作物、树木外，尚有一些野生动物、野生植物、微生物和生物中性药材。境内 70的野生药材资源蕴藏在县西北部沙质土地里，集中在冠城镇、清水、甘官屯、万善、东古城等乡镇，县东南部较少。县内药材蕴藏量大，但开发利用少。冠县拥有馆陶古潜山油区和凹陷生油区，据华北第五地质普查大队于 1977 年 10 月 1978 年 3 月在清水镇的汤村、文村钻探分析，馆陶古潜山油区在 2408 米以下有大量油层。因钻孔地点处于馆陶古潜山坡，在钻探过程中遇有断层，因受技术、设备、投资等原因所限，后停钻封闭钻孔。凹陷生油区位于马颊河以西，呈带状分布在冠县大部、临清中部、聊城市北端。南北长约 75 公里，东西宽约 15 公里，面积约 1100 平方公里。顶板埋深 1688 米，生油岩体厚度 2000 米左右，体积 2117 立方米。堂邑拥有一座煤炭预测区，该区沿马颊河呈西南－东北向带状分布，位于冠、莘、聊交界处，预测含煤 7 层，厚 8.7 米，贮煤 14 亿吨。另外，境内尚有天然气资源。图 1-1 冠县在山东省的位置冠县区位条件优越，是山东省西进内陆市场、东连沿海发达地区的“桥头堡”，既3 背靠经济发达的东部沿海地区，又面向资源丰富、市场广阔的中西部内陆省份，处在东西部经济、技术、信息和文化交流的结合部，成长性较强，发展潜力较大。邯济铁路、青兰高速公路、 309 国道东西穿越县境，京九、京开公路纵贯南北，紧邻京广铁路、京九铁路、大广高速、德商高速等交通干线，可以 1 个小时到达济南机场和邯郸机场， 3 个小时到达北京和青岛港口、天津港口。邯济铁路扩能改造工程正在实施，明年底冠县将正式开通客运专列。本项目建设地点位于山东省冠县某某镇白官屯村、冯杜庄村、赵庄村、小夫人寨村、西骆驼山村。图 1-2 冠县某某项目所在地卫星图1.2 太阳能资源山东省全年日照时数（绝对日照）平均为 2000 2600h，大于等于 0℃的日照时数平均为 1800 2240h；日照百分率（相对日照）介于 48 59之间。全省各地日照时数以夏季最多，冬季最少，各占全年的 29.0 32.8、 20.1 21.3，全省全年太阳天文辐射总量 5000 5800 MJ/m2/a。冠县地处北纬 36° 22′-36° 42′、东经 115° 16′-115° 47′之间，属于暖温带季风气候区，半干燥大陆性气候。气候适宜，光照充足，全年光照时数在 2463.0-2741.8小时之间；全市平均气温 12.8-13.4℃，极端最高气温平均值为 41.1℃，极端最低气温平均为 -21.4℃。全项目地址4 年降水量为 567.7-637.3毫米，年均相对湿度为 56-68，无霜期 200 天左右。全市光资源充足，年平均日照时数为 2567 小时，全年中以 5 月份最多为 274 小时， 1 月份最少为 170小时。年太阳总辐射为 120.1-127.1 千卡 /cm2，有效辐射为 58.9-62.3千卡 /cm2，是山东省太阳能资源属中高值区。从山东太阳能资源空间分布来看，项目所在地多年平均太阳辐射量为5000-5850MJ/m2/a，属我国第二类太阳能资源区域，太阳能资源良好，交通运输等条件较好，并网接入条件优越，适合建设大型地面太阳能光伏并网电站。1.3 工程地质根据岩土工程勘查规范（ GB50021-2001），拟建工程重要性等级为三级，场地等级为二级，地基等级为二级；岩土工程勘察等级乙级。根据建筑地基基础设计规范（ GB50007-2002），地基基础设计等级为丙级。根据建筑工程抗震设防分类标准（ GB50223-2008），拟建项目抗震设防类别为标准设防类（丙类）。根据现场踏勘和调查结果，站址区尚未发现具有开采价值的地质矿产资源，且不存在该市公布的文物保护单位，未发现文物和古墓。此外，未发现其它影响场地及地基稳定的不良地质作用。综上所述，拟建场地较为稳定，适宜本工程项目的兴建。1.4 工程的任务和规模山东位于中国东部沿海，黄河下游，是我国的沿海经济发达省份，人口密度在全国各省份中最高，同时也是我国能源消费总量较多的省份之一，资源相对短缺，能源对外依存度较高，环境压力很大。山东电网目前仍基本是以燃煤电厂占主导地位的火电电网，比较单一的电源结构难以满足山东省用电需求和电力系统可持续发展的战略要求。因此，积极地开发利用本地区的太阳能等清洁可再生能源已势在必行、大势所趋，以多元化能源开发的方式满足经济发展的需求是电力发展的长远目标。该工程项目的建设对于本地区经济发展，地区新能源建设发展具有重要意义。光伏农业属于设施农业示范项目，不改变土地性质。本工程建设于山东冠县某某镇，建设秋葵种植基地、中药材种植基地、敞开式示范棚，种植的作物以喜阴的经济作物为主，可种植在太阳能板底下或太阳能板之间的空地。生态农业示范园是新能源与农业生产的有机结合，融入低碳环保理念，结合最新的光伏发电技术，为园区提供照明、动力以及生产用电；通过电网向附近输送电力，解决电力紧缺的问题。在追求经济效益、社5 会效益与生态效益并举的基础上达到农业经济可持续发展的目的。光伏方阵采用 32° 倾角固定系统，分为 15 个光伏发电系统分区，每个光伏发电分系统容量为 2MW ，项目总装机容量是 30MWp， 25 年年均发电量约为 4898.82万 kWh。项目采用 255W 多晶硅太阳能组件，共计铺设 117647片，总占地面积约为 851 亩。光伏系统应用是发展光伏产业的目的所在，它的应用情况代表着一个国家或地区对光伏产业的重视程度，标志着当地政府对能源及环境的认识水平。该电站的建成每年可减排 42108t 的 CO2，在一定程度上缓解了环保压力。1.5 光伏系统总体方案设计及发电量计算本项目发电容量为 30MW ，光伏电站分为 15 个发电单元。本工程拟建设 30MWp 容量的并网型光伏发电系统，采用多晶硅 255Wp 类型光伏组件，利用某某镇一般农田约 851 亩建设光伏电站，所有用地共计安装 117647 块组件，光伏组件以最佳倾角 32° 进行安装。本项目采用分布式集中并网系统。将系统分成 15 个并网发电单元，汇流后集中送至逆变升压站集中逆变升压为 10kV 交流后，经二次升压至 110kV 后接入公共电网。（最终接入系统以供电公司接入系统审查意见为准）。由光伏发电量计算软件计算出第一年发电量为 54336600 kWh。按第一年衰减 2.5，之后衰减率稳定为 0.729计算， 25 年总发电量为 122470.55 万 kWh，年平均发电量为4898.82万 kWh，年平均发电小时数为 1609.66 h。1.6 电气1.6.1电气一次本光伏项目，推荐采用分块发电、就地升压、集中并网方案。综合考虑光伏电站装机规模及就地电网电压等级，本光伏电站并网电压选用 110kV。光伏组件阵列经直流汇流、逆变、升压接入站内 10kV 配电装置，最终以一回 110kV 线路送至附近变电站。1.6.2电气二次本项目采用集中控制方式，在二次设备室实现对所有电气设备的遥测、遥控、遥调、遥信等功能。本项目受地方供电部门管辖，接受当地电力调度部门调度管理。本电站以 110kV 一级电压 1 回出线接入系统。本电站端采集到的各种实时数据和信息，经处理后可传送至上级调度中心，实现少人、无人值班，并能够分析打印各种报表。电站采用以计算机监控系统为基础的监控方式。计算机监控系统应能满足全站安全运行监视和控制所要求的全部设计功能。中央控制室设置计算机监控系统的值班员控制台。整个光伏发电站安装一套综合自动化系统，具有保护、控制、通信、测量等功能，6 可实现光伏发电系统及 110kV 电气配电房的全功能综合自动化管理，实现光伏发电站与地调端的四遥功能及电站的监测管理。光伏电站有功功率、无功功率控制调节由监控系统配合逆变器系统完成。1.6.3 通信本期工程配套技术先进、配置灵活、易于扩展的计算机监控系统，具备四遥功能、调度数据网络接入功能等，可满足光伏监控系统、环境监测系统等信息接入。光伏发电站调度信息拟采用光缆传送至控制中心；最终以供电部门的意见为准。1.7 土建工程本工程为地面光伏电站，设计发电容量 30MW ，全部采用固定支架安装方式。光伏发电站内布置 60 台逆变 -升压单元，电站产生的电能经变压器升压至 110kV 后就近接入电网。本工程土建设计内容包括逆变器小室设计、控制室设计、屋面固定支架压块及对已有结构承载力的复核。场地设计基本地震动峰值加速度为 0.15g，抗震设防烈为 7 度，设计地震分组为第一组。其它设计参数基本风压基本雪压支架设计使用年限0.50kN/m 2 0.40kN/m2 25 年1.8 消防设计本工程依据国家有关消防条例、规范进行设计，本着 “ 预防为主、防消结合 ” 的消防工作方针，消防系统的设置以加强自身防范力量为主，立足于自救，同时与消防部门联防，做到 “ 防患于未然 ” ，从积极的方面预防火灾的发生及蔓延。光伏农业电站内电气设备较多，消防设计的重点是防止电气火灾。本工程为 30MW 光伏工程，共计配置 15 个电气子站；同时每子站设有 1 台 2000kVA 变压器及 4 台 500kV 的逆变器室，变压器容量较小，按规范可不设喷雾灭火系统或其它固定灭火设施。太阳能电池板为非易燃物，不考虑配置灭火器具。全站应配置一定数量的消防铲、消防斧、消防铅桶、砂箱等作为站内公用消防设施。由于光伏电站工程消防设计尚没有相应的国家设计规范与之对应，本工程消防设计除参照国家现行消防设计规范外，还应征得当地消防部门的同意。7 1.9 施工组织设计冠县基础设施完善，冠县辖区范围内交通网络四通八达。建设地址位于冠县某某镇，场内道路既要满足临时施工要求，又要满足将来光伏电站的检修维护的要求。本工程为农业光伏电站，施工安装工程量一般，其用水量少。施工生产、生活用水由主体工程提供。本工程施工临时用电负荷按 100kVA 考虑，因本工程与主体工程同步建设、同时完工，故施工用电自主体工程施工用电引接。根据施工总进度要求，施工主要设施均布置在拟建配电室附近，主要包括生产区、生活区、施工仓库、辅助加工厂、钢筋堆场、加工场地、施工临时设施和其他建材堆放用地等。工程用地面积为 851 亩。本工程建设总工期为 10 个月，其中工程准备期 2 月。1.10 电站管理设计本项目投运后公司组织机构设置如下项目公司总经理，负责光伏电站安全生产、经济运营等全面工作。综合管理 /安全质量部，负责项目运营期间的财务、人力资源、文秘档案、信息；安全管理、安全监察、计划统计、物资采购、仓库管理等工作。运行检修部，负责光伏电站安全生产运行管理和检修工作，设运行值长 12 人，运行值班员 24 人，实行三值两运转。考虑到光伏电站大修所要求的技术及装配较高，且光伏电站按无人值守少人值班的原则配置人员，因此，光伏电站的大修应委托专业部门及人员进行，由此产生的费用计入光伏电站运行成本。1.11 环境保护和水土保持设计本工程的建设对周围的自然环境和社会环境的影响有利有弊。有利的方面主要体现在光伏发电是清洁的可再生能源，与燃煤电厂相比，每年不仅可减少多种大气污染物的排放，还可减少大量灰渣的排放，改善环境质量。同时光伏发电站的建设还可为当地增加一个旅游风景，促进当地旅游业的发展，带动第三产业发展，促进当地经济建设。项目建设对环境的不利影响主要体现在施工期，如施工粉尘、噪声、废水和生活垃圾对施工人员的影响等，但影响的范围小，时间短，可通过采取适当的防护措施以及加强施工管理，可将不利影响减小至最低程度。工程的建设不存在制约工程建设的重大环境问题，不会制约当地环境资源的永续利用和生态环境的良性循环，只要采取防、治、管相结合的环保措施，工程建设对环境的8 不利影响将得到有效控制，而且光伏发电本身就是一个清洁能源项目，从环境角度分析，不存在制约工程开发的环境问题，本工程建设是可行的。1.12 劳动安全与工业卫生设计遵循国家已经颁布的政策，贯彻落实 “ 安全第一，预防为主 ” 的方针，在设计中结合工程实际，采用先进的技术措施和可靠的防范手段，确保工程投产后符合劳动安全及工业卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康，编制劳动安全及工业卫生篇。着重反映了工程投产后职工及劳动者的人身安全与卫生方面紧密相关的内容，分析生产过程中的危害因素，提出防范措施和对策。通过对施工期存在的防雷防电等工作可能存在的危害因素，对运行期可能存在的防火防爆、电气伤害、机械伤害、电磁辐射等可能存在的危害因素进行分析，提出相应对策，并成立相应的机构和应急预案。对光伏发电的施工和安全运行提供了良好的生产条件，有助于减少生产人员错误操作而导致安全事故以及由于运行人员处理事故不及时而导致设备损坏和事故的进一步扩大，降低了经济损失，保障了生产的安全运行。1.13 节能本项目建成后新增装机容量约为 30MWp，年平均发电量为 4898.82 万 kWh。与相同发电量的新建常规燃煤电厂相比，采用火电厂大气污染物排放标准（ GB13223-2011）限值指标进行计算。按标煤煤耗为 330g/kWh 计，每年可为国家节约标准煤 16166t，每年减少排放温室效应气体二氧化碳（ CO2）约 42108t。每年减少排放大气污染物 SO2 约1270t、 NOX 约 632t、烟尘减排量约 11492t。1.14 项目的投资估算和经济性分析本投资估算静态投资水平年为 2014年。工程量由设计人员根据工艺系统设计方案提供，不足部分参照同类型光伏电站的工程量。项目、费用性质划分及执行光伏发电工程可行性研究报告编制办法（试行），取费参照国家发展和改革委员会 2007 年发布的火力发电工程建设预算编制与计算标准（ 2007-12-01 实施）。定额参照中国电力企业联合会 2007 年发布的电力建设工程概算定额，并根据最新的文件对人工费、材料费、机械费进行调整。光伏设备及其他设备价格参照近期各厂家市场价，按照多晶硅 3.8 元 /W，逆变器 0.43元 /W 计算。其他费用参照火力发电工程建设预算编制与计算标准（ 2007 版）计算。基本预备费按 5计算（不计光伏组件、逆变器的设备价）。9 价差预备费执行国家发展计划委员会计投资（ 1999） 1340 号文，物价上涨指数为 0。建设期贷款利息按最新的中国人民银行颁发的固定资产 5 年期以上贷款利率6.55（按季结息）计算。本项目系统装机容量是 30MWp，工程投资估算成果是工程静态投资为 28023.20 万元，以工程经营期内的恒定含税上网电价 1.25 元 /kWh，满足基准收益率为 12时正算本工程经营期内的利润。全部投资内部收益率（所得税后）为 18.05，投资回收期（所得税后）为 6.84 年。1.15 结论和建议1.15.1 主要结论1 为加快发展低碳经济，响应山东省委、省政府 “ 十二五 ” 期间战略与发展规划，向建设 “ 资源节约型、环境友好型 ” 社会，促进新兴能源发展，建设冠县某某 30MW 光伏电站项目是十分必要的；2 冠县某某 30MW 光伏农业生态科技园电站项目站址区域多年平均太阳辐射量为5494MJ/m2/a 以上，属全国太阳能资源二类地区，太阳能资源较丰富，具有良好的开发前景；3 本工程的光伏组件安装区域占地面积约为 851 亩，安装 117647块 255W 多晶硅光伏组件，光伏发电站总输出发电容量 30MW 。运营期内平均年上网电量预计为 4898.82万 kWh，相应年等效满负荷发电小时数为 1609.66 h（ 25 年内平均值）；4 以工程经营期内的恒定含税上网电价 1.25 元 kWh，满足基准收益率为 12时正算本工程经营期内的利润。全部投资内部收益率（所得税后）为 18.05，投资回收期（所得税后）为 6.84 年。综上所述，本工程所在区域太阳能资源较丰富，对外交通便利，并网条件好，是建设光伏发电站的较为理想的建设地点。同时本工程的开发符合可持续发展的原则和国家能源发展政策方针，有利于缓解环境保护压力，对于促进地区旅游业，带动地方经济快速发展将起到积极作用。因此，建议在冠县某某 30MW 光伏农业生态科技园电站项目可行性研究审查工作完成后，尽快准备申请立项核准，同时积极开展施工前的其他准备工作，争取工程早日开工建设。1.15.2 建议1）鉴于冠县某某 30MW 光伏农业生态科技园电站项目站址区域内没有太阳能测光站，本阶段在进行太阳能光伏发电设计时主要参考了美国宇航局 NASA 气象卫星数据，10 累计光照数据以对光伏电站实际效率进行实施监测。2）光伏发电站周围环境 3km 范围内不能有粉尘、化工等污染源，建议光伏发电站附近不得新建有粉尘、化工污染的工厂。且对已建好的污染源进行治理。表 1-1 冠县某某 30MW 光伏农业生态科技园电站项目特性表一、光伏发电工程站址概况项目单位数量备注发电容量 MW 30 组件安装占地面积 m2 560000 约 840 亩海拔高度 m 35 经度（北纬） ° 36 纬度（东经） ° 117 工程代表年太阳总辐射量 MJ/m2 5494 水平面工程满负荷发电小时数 h 1609.66 25 年内平均二、主要气象要素项目单位数量备注多年平均气温 ℃ 0.6～ 26.9 多年极端最高气温 ℃ 63.7 多年极端最低气温 ℃ -14.5 多年平均风速 m/s 2.0～ 3.0 多年极大风速 m/s 19.7 三、主要设备编号名称单位数量备注1 光伏组件（型号 255W）1.1 峰值功率 Wp 255 1.2 开路电压 Voc V 37.5 1.3 短路电流 Isc A 8.56 1.4 工作电压 Vmppt V 30.0 1.5 工作电流 Imppt A 8.12 1.6 峰值功率温度系数 /K -0.427 11 1.7 开路电压温度系数 /K -0.287 1.8 短路电流温度系数 /K 0.066 1.9 10 年功率衰降 ≤ 101.10 25 年功率衰降 ≤ 201.11 外形尺寸 mm 1650 990 40 1.12 重量 kg 20 1.13 数量块 117647 1.14 安装方式固定倾角安装1.15 固定倾角角度（ ° ） 32 2 逆变器（型号 GSL0500 ）2.1 输出额定功率 kW 500 2.2 最大交流侧功率 kW 500 2.3 最大交流电流 A 1008 2.4 最高转换效率 98.1 2.5 欧洲效率 98 2.6 输入直流侧电压范围 V DC 900 2.7 最大功率跟踪（ MPPT）范围 V DC 450V-850V 2.8 最大直流输入电流 A 1200 2.9 交流输出电压范围 V 315V（ -1015 ）2.10 输出频率范围 Hz 49-51Hz 2.11 功率因数 0.99 2.12 宽 /高 /厚 mm 1850x2370x945 2.13 重量 kg 1370 2.14 工作环境温度范围 ℃ -3050 2.15 数量台 80 3 升压变（型号 S11-M-2000/10 ）3.1 台数台 20 3.2 容量 MVA 1 3.3 额定电压 kV 10.5 ±2 2.5/0.315-0.315 4 升压变电站出线回路数、电压等级和出线形式4.1 出线回路回 1 12 4.2 电压等级 kV 110 四、概算指标编号名称单位数量备注1 项目总投资万元 28818.06 1.1 建设投资万元 28054.46 1.2 建设期利息万元 733.60 1.3 流动资金万元 30.00 2 资金来源万元 28818.06 2.1 项目资本金万元 6418.06 占比 22.3 2.2 银行贷款万元 22400.00 占比 77.7 3 静态总投资万元 28054.46 4 动态投资万元 28788.06 5 单位千瓦静态投资元 /kWp 9351.49 6 单位千瓦动态投资元 /kWp 9596.02 五、经济指标编号名称单位数量备注1 发电容量 MW 30 2 年平均上网电量 MW· h 4898.82 3 年均发电收入万元 6123.53 4 年均利润总额万元 3765.65 5 年均净利润万元 2929.79 6 投资收益率 13.68 7 财务内部收益率 18.05 税后8 财务净现值万元 8947.3 税后， i129 投资回收期年 6.84 税后10 借款偿还期年 5 13 第二章太阳能资源分析2.1 全国太阳能资源分析下图为我国国家气象局风能太阳能资源评估中心发布的我国日照资源分布图项目所在地图 2-1 我国太阳能资源分布图按照日照辐射强度上图中将我国分为四类地区。一类地区（最丰富带）全年辐射量在 6300MJ/m2 以上。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（很丰富带）全年辐射量在 5040～ 6300MJ/m2。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（较丰富带）全年辐射量在 3780～ 5040MJ/m2。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（一般带）全年辐射量在 3780MJ/m2 以下。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。一、二、三类地区，年辐射量不小于 3780 MJ/m2，是我国太阳能资源丰富或较丰富14 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条件。四类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。山东省聊城地区平均年总辐射在 5494MJ/m2 以上，根据我国太阳能资源区划标准，属于二类区，太阳能资源很丰富，具有良好的开发前景。2.2 光伏发电项目所在地的自然环境概况山东省全年日照时数（绝对日照）平均为 2000 2600h，大于等于 0℃的日照时数平均为 1800 2240h；日照百分率（相对日照）介于 48 59之间。全省各地日照时数以夏季最多，冬季最少，各占全年的 29.0 32.8、 20.1 21.3，全省全年太阳天文辐射总量 5000 5800 MJ/m2/a。从全国太阳能资源空间分布来看，项目所在地多年平均太阳辐射量为5000-5850MJ/m2/a，属我国第二类太阳能资源区域，太阳能资源良好，交通运输等条件较好，并网接入条件优越，适合建设大型地面太阳能光伏并网电站。图 2-2 山东省年太阳总辐射量分布图（单位 MJ/m 2）2.3 项目地太阳能资源分析本项目建设地点位于山东省聊城市冠县某某镇，冠县地处北纬 36° 22′-36° 42′、东经15 115° 16′-115° 47′之间，属于暖温带季风气候区，半干燥大陆性气候。气候适宜，光照充足，全年光照时数在 2463.0-2741.8小时之间；平均气温 12.8-13.4℃，极端最高气温平均值为41.1℃，极端最低气温平均为 -21.4℃。全年降水量为 567.7-637.3 毫米，年均相对湿度为56-68，无霜期 200 天左右。全县光资源充足，年平均日照时数为 2567 小时，全年中以5 月份最多为 274 小时， 1 月份最少为 170 小时。年太阳总辐射为 120.1-127.1 千卡 /cm2,有效辐射为 58.9-62.3 千卡 /cm2，是山东省太阳能资源属中高值区。美国宇航局（ NASA ）全球气象数据库的日照辐射数据，通过卫星定位测量数据。此卫星测量数据所组成数据库已被全球认同，并广泛应用于工程设计。表 2-3 冠县地区辐照度（ NASA 卫星观测数据）山东冠县空气温度相对湿度每日的太阳辐射 -水平线大气压力土地温度东经 115.30 北纬 36.28 ℃ kWh/m2/day kPa ℃一月 -0.55 53.8 5.63 101 -0.69 二月 2.15 51.2 5.71 101 2.79 三月 7.73 49 5.72 100 9.57 四月 15.7 45.2 5.99 100 18.3 五月 21.3 49.7 5.29 99.6 23.8 六月 24.9 58.5 4.71 99.1 27.1 七月 25.9 74.7 3.74 98.9 27.4 八月 24.6 76.3 3.97 99.3 25.6 九月 21.4 63.2 4.47 100 22.5 十月 15.8 55 4.36 100 16.9 十一月 8.01 55.6 5.01 101 8.24 十二月 1.68 55.2 5.03 101 1.37 平均 14.1 57.3 4.96 100 15.3 2.3.1 选定数据分析处理表 2-5 太阳辐射量月变化月份月平均辐射量 kWh/m2/d 月平均辐射量 MJ/m2 折合月平均发电小时数 h 16 一月 5.63 628.31 174.53 二月 5.71 575.57 159.88 三月 5.72 638.35 177.32 四月 5.99 646.92 179.70 五月 5.29 590.36 163.99 六月 4.71 525.64 141.30 七月 3.74 417.38 115.94 八月 3.97 443.05 123.07 九月 4.47 482.76 134.10 十月 4.36 486.58 135.16 十一月 5.01 541.08 150.30 十二月 5.03 561.35 155.93 年总量 59.63 6537.35 1811.22 年平均 4.97 544.78 150.94 200.00 180.00 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 图 2-3 发电小时数月变化2.3.2 太阳能资源评估结论山东冠县的太阳能资源丰富，利用前景广阔，有效年平均辐射量达到 5494MJ/m2。各月平均辐射量详见表 2-5。经过 PVSYST 软件计算分析，项目地最佳倾角为 32° ，组件斜面年总辐射量为7664MJ/m2，光伏方阵面上的各月平均辐射量如下17 水平面当月太阳辐射量（ MJ/m2 ）组件斜面当月太阳辐射量（ MJ/m2 ）表 2-6 最佳倾角斜面上各月平均辐射量月份水平面组件斜面当月太阳辐射量（ MJ/m2）当月太阳辐射量（ kWh/h）当月太阳辐射量（ MJ/m2）当月太阳辐射量（ kWh/h）1 628 175 766 214 2 576 160 703 195 3 638 177 778 216 4 647 180 789 220 5 590 164 720 200 6 526 141 642 172 7 417 116 509 142 8 443 123 540 150 9 482 134 588 163 10 487 135 594 165 11 541 150 660 183 12 561 156 374 104 年总数 6536 1811 7664 2123 水平面与最佳倾角斜面上各月辐射量对比900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 图 2-4 水平面与组件斜面上各月辐射量对比当光伏组件以 32° 倾角安装时，在 1～ 4 月份和 8～ 12 月份其表面接受到的太阳辐射量比水平面上接受到的太阳辐射量大。在 5～ 7 月份，光伏组件倾斜面比水平安装所18 接受到的辐射强度略小。从整年接受的太阳辐射量来说，光伏组件以 32° 倾角安装，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较均衡，各月的发电量也将会比较均衡；而水平安装的光伏组件各月获取的太阳辐射量差异比较大，各月的发电量也将会有很大的变化。下阶段在项目现场应设立太阳辐射观测系统以及包括风向、风速、温度、气压、能见度等观测的综合测站，并根据现场太阳能辐射观测资料，复核并实时监测本光伏发电站太阳能资源量。2.4 气象条件影响分析（ 1）气温的影响本工程选用光伏组件的工作温度范围为 -40℃～ 85℃。正常情况下，光伏组件的实际工作温度可保持在环境温度加 30℃的水平。根据聊城气象站多年实测气象资料，本工程场区的多年月极端最高气温 41.1℃，多年月极端最低气温 -21.4℃。因此，按本工程场区极端气温数据校核，本项目光伏组件的工作温度可控制在允许范围内。（ 2）风速的影响本工程设计的固定支架的抗风能力在 19.7m/s 风速下应不损坏，同时需参考建筑设计荷载规范对于各地区荷载设计参考值的要求，并按此设计光伏组件的安装支架及基础等。（ 3）沙尘暴影响分析本工程场址区年平均扬沙天气发生次数约 0d/a。但项目地处黄河冲击平原，宜产生扬尘，因此，因多注意组件清洗擦拭。（ 4）雷暴的影响本工程场址区年平均雷暴发生次数为 28.3d/a。应根据光伏组件布置的区域面积及运行要求，合理设计防雷接地系统。19 第三章工程地质3.1 概述3.1.1 拟建工程概况拟建冠县某某科技有限公司 30MWp 光伏科技农业生态科技园项目位于山东冠县某某镇，临莘路西侧，八支渠东侧，项目占地面积约 851 亩。场区交通便利，位置优越。根据建筑工程抗震设防分类标准（ GB50223-2008），拟建项目抗震设防类别为标准设防类（丙类）。3.2 区域地质概况3.2.1 地形地貌拟建电站场地位于中原腹地、山东省西部。县境所处的鲁西北黄泛平原，系华北平原的一部分。其地势开阔平坦，但略有起伏。地形一般自西南向东北倾斜，地面坡降为1/6000 1/7000。海拔高程一般为 42.5 35 米，最高点在县西南部斜店乡樊楼村，高达54.8 米；最低点在县东部史庄乡花园村，仅 34.6 米。境内历史上古黄河不断改道、决口，淤积沉淀了大量泥沙等物质，形成了岗、坡、洼相间的微地貌差异。3.2.2 基岩地质境内地层岩性为灰黄色粘土质砂或砂质粘土。上部为灰黄土黄色粘土质砂、粉砂；中部为灰黑色淤泥或淤泥质砂质粘土或粘土质砂、淤泥层等，下部为土黄色粉细砂。3.2.3 区域地质构造地质构造受华北地台（Ⅰ）构造的控制，构造形迹以断裂为主，聊考断裂带又将全市分为 2 个二级构造单元，其西部为辽冀台向斜（Ⅱ 1），东部为鲁西台背斜（Ⅱ 2）。均为新生界第四系所覆盖，主要为黄河泛滥冲击物和洪积物。沉积厚度 7～ 25 米。3.3 场地工程地质、水文地质条件3.3.1 场地地形地貌山东冠县境内地形较为平坦，皆为黄河冲积平原，主要为黄河泛滥冲击物和洪积物。地势自西南向东北逐渐倾斜，坡度不足 10 米。根据现场踏勘和调查结果，且不存在该市公布的文物保护单位，未发现文物和古墓。20 3.3.2 场地岩土工程地质性质（一）岩土分层描述根据区域地质资料和沿线地区有关岩土工程勘测资料，沿线地基岩土主要为第四系全新统和上更新统冲积成因的粉质黏土、黏土。现将各工程地质区段地基土的组成、岩性特征等简述如下1 层粉质黏土（ Q4al）黄褐色，灰褐色，等级中，很湿，软塑为主，含少量氧化铁，稍有光泽，干强度及韧性中等，局部地段表层为素填土。2 层粉质黏土（ Q4al）黄褐色，灰褐色，等级重，稍湿，硬塑为主，含少量氧化铁及氧化铝，混铁锰质结核，局部混少量姜结石颗粒，有光泽，干强度及韧性高。3 层粉质黏土（ Q4al）黄褐色，灰褐色，稍湿～很湿，可塑～硬塑，含少量氧化铁及氧化铝，混铁锰质结核及姜结石颗粒，局部姜结石颗粒富集成层，有光泽，干强度及韧性高。4 层粉质黏土（ Q3al）黄褐色，灰褐色，稍湿，硬塑～坚硬，含少量氧化铁及氧化铝，混铁锰质结核及姜结石颗粒，局部姜结石颗粒较富集，有光泽，干强度及韧性中等，局部地段下部见基岩风化物。（二）岩土层建筑性能评价1 层耕土挖除；2 层粉土夹粉质粘土稍密，中压缩性，强度一般，可液化土层，为本工程的不良地质；3 层粉质粘土夹粉土软塑，中偏高压缩性土，强度低，工程地质条件较差；4 层粉土稍密 -中密 ,中压缩性，强度一般，可液化土层，为本工程的不良地质；5 层淤泥质粘土流塑，高压缩性土，强度低，工程地质条件差；6 层粘土可塑偏软，中压缩性土，强度一般，工程地质条件一般；7 层粘土硬塑，局部可塑，中压缩性土，强度较高，工程地质条件较好。3.3.3 水文地质条件根据收集的当地区域水文地质资料，沿线地下水类型主要为孔隙潜水，