孙韵琳：分布式光伏电站的全生命周期从0到1-规避风险，提升收益-solarbe文库

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分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1 规避风险，提升收益顺德中山大学太阳能研究院广东永光新能源有限公司孙韵琳博士 2020年 03月 04日分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1 广东分布式光伏发展概述分布式光伏全生命周期理念分布式光伏全生命周期关键技术光伏电站故障案例解析 1 2 3 4 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -2- 广东分布式光伏发展概述中国分布式光伏发展的爆发期 2019年中国新增装机 30.11GWp，连续七年位居全球第一。其中，光伏电站 17.91 GWp，同比下降 22.9；分布式光伏 12.20 GWp，同比增长 41.3，分布式持续爆发式增长。光伏电站 69 分布式光伏 31 2019年累计装机容量光伏电站 59 分布式光伏 41 2019年新增装机容量 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -4- 爆发增长期 稳步发展期 1. 光伏扶贫项目是重点发展方向国家重点管理项目，质量要求严格； 2. 户用市场的竞争将更加激烈科普宣传、质量把控、成本控制、持续发展； 3. 规模管理下的分布式光伏抢占资源，做一项成一项。新政策新定义新定位  分布式光伏市场发展规范、稳定、持续全过程质量控制管理体系质量 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -5- 户用光伏项目特点户用光伏容量较小结构简单项目数量多且分散成本更高非专业人员可随意靠近系统特点经销商模式资金及技术门槛相对较低全过程服务光伏企业特点欠缺专业知识相对更关注经济性信赖口碑业主特点 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -6- 广东省光伏发电发展概况 截至 2019年 6月底，广东累计装机容量 569万千瓦。占全省电力装机的 5。 其中集中式光伏电站装机容量 291万千瓦；分布式光伏项目累计装机容量 278万千瓦，其中居民分布式累计装机容量 44.66万千瓦。 2019年上半年新增装机 42万千瓦，其中分布式 33万千瓦（户用 3.83万千瓦），占全国新增装机比例 4，排名第 10。 上半年新增装机同比下降超过 5成。 分布式 531后发展比较稳定，装机比例逐步提高。分布式新增装机全国排名第 5。集中电站 21 分布式 79 2019年上半年新增装机结构集中电站 51 分布式 49 2019年上半年累计装机结构 68 39 33 21 68 9 0 20 40 60 80 100 120 2018年上半年 2018年下半年 2019年上半年 2018-2019年上半年新增装机分布式集中电站 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -7- 2019年第一批光伏平价项目总计 27个，装机容量 237.5万千瓦。预计 2019年内并网 12个，容量 133万千瓦；预计 2020年年并网 15个，容量 104.5万千瓦。第一批光伏平价项目容量全国第一，占全国光伏平价项目的 16。 土地性质全部都是复合用地，采用农光、渔光、林光形式。 2019年竞价项目总计 203个，装机容量 166.5519万千瓦。另有 90个项目 46.278万千瓦项目审核未通过。全国竞价项目容量排名第 5，占全国竞价项目容量的 7.3。 竞价项目中普通电站 28个，装机容量 137.3万千瓦；全额上网分布式 11个，容量 3.085万千瓦；自发自用余电上网分布式项目 164个，容量 26.1169万千瓦。预计 10项目无法今年内完工。广东省 2019年光伏平价、竞价项目普通光伏电站集中式光伏 82 全额上网工商业分布式光伏 2 自发自用、余量上网工商业分布式光伏 2019年竞价项目类型江门湛江清远阳江韶关梅州惠州汕尾潮州河源云浮茂名广州佛山珠海东莞中山汕头肇庆揭阳平价项目 66 50 5 37 16 30 13.5 15 5 竞价项目 13.6 27 48.1 10 17.5 0.58 17.9 2 0.02 4.47 5.72 5.04 4.27 3.6 2.19 2.16 1.37 0.55 0.35 0.12 0 20 40 60 80 100 广东省 2019年竞价和平价项目容量分布（万千瓦）广东省各部门政策支持光伏发展发文单位文件名日期 1 省能源局新能源产业处广东省太阳能光伏发电发展规划（ 2014-2020年） 2014年 08月 20日 2 广东省财政厅关于修订广东省省级节能降耗专项资金管理办法的通知 2015年 09月 23日 3 广东省人民政府关于印发广东省智能制造发展规划（ 2015-2025年）的通知 2015年 12月 31日 4 广东省发展改革委广东省发展改革委关于碳普惠制核证减排量管理的暂行办法 2017年 04月 14日 5 广东省住房和城乡建设厅关于印发广东省 “十三五”建筑节能与绿色建筑发展规划的通知 2017年 07月 14日 6 广东省人民政府机关事务管理局广东省人民政府机关事务管理局关于印发广东省公共机构重点用能单位节能管理工作方案的通知 2018年 07月 17日 7 广东省住房和城乡建设厅广东省住房和城乡建设厅关于印发广东省绿色建筑量质齐升三年行动方案（ 2018～ 2020年）的通知 2018年 07月 20日 8 广东省住房和城乡建设厅广东省住房和城乡建设厅关于下达 2019年绿色循环发展与节能降耗资金任务清单的通知 2019年 01月 04日 9 广东省发展和改革委员会广东省能源局关于下达 2019年省打好污染防治攻坚战专项资金（公共机构节能）项目计划的通知 2019年 04月 08日 10 广东省能源局新能源和节能处广东省能源局关于征集 2020年省打好污染防治攻坚战专项资金（公共机构节能）储备项目的通知 2019年 07月 23日 11 广东省住房和城乡建设厅科技信息处关于广泛征集 2020年绿色循环发展与节能降耗相关项目的通知 2019年 7月 31日 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -9- 广东省各地市、区光伏扶持政策佛山市分布式光伏发电项目补助资金管理办法（ 2019-2020年）（第二次征求意见稿） 2019-2020年建成光伏项目按 0.3元 /千瓦时（其中市级补助 0.06元 /千瓦时、区级补助 0.24元 /千瓦时），连续补助 3年。深圳广州市新兴产业发展补贴资金用于太阳能光伏发电项目管理实施细则 2016- 2021年装机容量补贴按 0.2元 /瓦的标准确定补贴金额，一次性发放给建筑物权属人。单个项目最高补贴金额为 200万元。发电量补贴按照 0.15元 /千瓦时的标准，以项目上一年度所发电量为基础计算补贴金额。以 2014年计起，截至 2021年。单个项目最高享受补贴资金时间为 6年。韶关、河源、阳江、湛江广州深圳市建筑节能发展专项资金管理办法 2018年 5月 24日起施行，有效期 5年可再生能源建筑应用示范项目的资助标准根据年度实际发电量对项目投资主体给予 0.4元 /千瓦时补贴，补贴时间为 5年。单个项目年度资助金额不超过 50万元。南山南山区自主创新产业发展专项资金装机容量不小于 20KWp，且采用太阳能光电建设工程一体化的建设项目或分布式光伏发电项目，给予 8元 /Wp的补助，单个项目最高奖励不超过 50万元资助。有效期三年。黄埔广州市黄埔区广州开发区促进绿色低碳发展办法分布式光伏投资方按照项目实际投资总额给予不超过 30的资助，单个项目不超过 100万元；屋顶方按照装机量奖励 0.2元 /W，单个项目不超过 100万新能源和可再生能源推广应用项目的，按照实际投资总额的 30给予资助，单个项目不超过 100万元。天河广州市天河区绿色发展专项资金管理办法投资方按 0.3元 /W补贴，最高不超过 100万员，业主按 0.1元 /W补贴。佛山广东省住房和城乡建设厅关于下达 2019年绿色循环发展与节能降耗资金任务清单的通知 2019年支持韶关、河源、阳江、湛江等市建成不少于 1个可再生能源建筑应用项目，分配每市资金额度 100万元。支持可再生能源建筑应用项目专项资金不超过项目总投资额的 50。由地市住房城乡建设主管部门组织项目申报、评审论证、入库储备和信息公开等工作，并按要求纳入省级项目管理系统监管。东莞麻涌镇麻涌镇节能专项资金管理办法 2018年 1月 1日至 2020年 12月 31日期间通过市相关部门审核验收，并获得市财政奖励资金的项目。对业主按装机容量 10万元 /兆瓦一次性奖励装机补助金，单个项目最高不超过 30万元，单个企业每年度最高不超过 30万元。惠州市关于建筑节能专项资金的管理办法对采用太阳能光热和光伏、浅层地热能等可再生能源建筑一体化应用技术，具有一定规模，示范效果特别显着的项目，在项目节能实际投资额 10％的范围内给予奖励。惠州 -10- 分布式光伏全生命周期理念分布式光伏全生命周期理念选址设计采购建设运营回收资金投入期资金回收及利润增长期 25 年检测评估 0.5-1年 Total-Life-Cycle TLC of PV system -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -12- 分布式光伏全生命周期理念前期设计方阵间间距过小造成相互遮挡没有预留运维通道，不利于电站运维的安全有效进行设计优化 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -13- 分布式光伏全生命周期理念施工与安装施工组织管理制度与人员专业培训野蛮施工施工人员随意踩踏 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -14- 分布式光伏全生命周期理念系统运行过程光伏组件清洗频率过低检测操作不当造成设备短路起火运维管理与标准化流程 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -15- 全生命周期运营理念前期设计 Design 施工与验收 Construction acceptance 运行与维护 OM PR值评价 TLCOP -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -16- 分布式光伏全生命周期关键技术分布式光伏全生命周期关键技术 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -18- 分布式光伏全生命周期关键技术勘察屋面类型钢筋混凝土屋面上人屋面不上人屋面彩钢瓦屋面直立锁边型角驰型卡扣型明钉型（梯型） -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -19- 分布式光伏全生命周期关键技术勘察电站场址现场条件女儿墙遮挡楼梯间、屋面落差遮挡烟囱遮挡考虑阴影遮挡，实际光伏电站屋面可利用面积将比实际建筑占地面积少。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -20- 分布式光伏全生命周期关键技术勘察钢筋混凝土屋面如何判断是否上人 结构角度上人屋面活荷载 2 kN/㎡不上人屋面活荷载 0.5 kN/㎡ 建筑角度一般上人屋面有楼梯直达，且女儿墙高度不小于 1.2 m （从建筑完成面算起）。一般不上人屋面没有楼梯直达，有尺寸为 0.60.6 m的检修孔，并且不上人屋面女儿墙高度较低（ 0.30.6 m）甚至没有女儿墙。注直达楼梯指原建筑结构设计中就已经考虑设计的安全疏散楼梯，不包括后加的简易钢梯、爬梯等。缺乏建筑物结构设计计算书，较难判断。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -21- 分布式光伏全生命周期关键技术勘察上人屋面能安装光伏不上人屋面不能安装光伏永久荷载（恒荷载）定义在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如结构构件、面层及装饰层、固定设备、长期储物等的自重。固定设备主要包括电梯及自动扶梯，采暖、空调及给排水设备，电器设备，管道、电缆及其支架等。可变荷载（活荷载）定义在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -22- 分布式光伏全生命周期关键技术设计获取辐照数据  Meteonorm软件是一款分析气象资料软件，包括当地的经度，维度，海拔高度，以及太阳辐照等重要资料。当前最新版本为 Meteonorm 7.2。  地面气象站采集数据，再根据地点最近几个气象站数据计算得到，与地面实际辐照更为接近。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -23- 分布式光伏全生命周期关键技术设计获取辐照数据  http//solargis.cn/imaps/  Solargis iMaps向用户免费开放部分数据，可通过 iMaps以影像地图的方式获取任意地点的辐照数据，包括 GHI（总辐照）、 DIF（散射）和 DNI（直接辐照）等其它气象数据的长期年均值。 Solargis辐照数据 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -24- 分布式光伏全生命周期关键技术设计获取辐照数据小结  当地气象局采集数据实测数据，项目地距气象站较近且能够获得则较为理想，但数据获取有时难度较大且数据量有限。  NASA（美国国家航空航天局）卫星采集数据并由模型计算得到具体经纬度地点对应辐照量，相比地面实际辐照偏高。  Meteonorm数据库地面气象站采集数据，再根据地点最近几个气象站数据计算得到，与实际辐照较为接近。  Solargis iMaps 免费提供全球包括 GHI（总辐照）、 DIF（散射）和 DNI（直接辐照）等其它气象数据的长期年均值，更详尽数据需购买。相比地面实际辐照偏高。 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -25- 分布式光伏全生命周期关键技术设计光伏电站设计阴影分析工具光伏电站设计中阴影分析是非常重要的一个问题，它直接影响到光伏电站的发电量，进而影响电站的投资收益，因此在设计中必须提前考虑该问题。减少阴影遮挡，提高发电量。光伏电站阴影遮挡日照阴影分析工具  天正建筑（光伏设计中常用）  SketchUp（光伏设计中常用）  PVsyst（光伏设计中常用）  Sunlight  Autodesk Ecotect Analysis -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -26- 分布式光伏全生命周期关键技术设计光伏电站设计阴影分析工具天正建筑  画出物体、定义高度  设置经纬度、时间  获取该高度物体阴影轮廓  通过比例缩放，方位角度偏转分析具体项目物体相对阴影阴影分析模型物体各时间段投影 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -27- 分布式光伏全生命周期关键技术设计光伏电站设计阴影分析工具 SketchUp  SketchUp（草图大师）可直接在电脑上进行十分直观的构思，是三维建筑设计方案创作的优秀工具。阴影分析是其中的一个插件功能。 Google于 2006年收购 SketchUp及其开发公司 Last Software。  右图是采用 SketchUp对顺德中山大学太阳研究院试验电站进行阴影分析的模型。 SketchUp阴影分析模型 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -28- 分布式光伏全生命周期关键技术设计光伏电站设计阴影分析工具 PVsyst PVsyst是瑞士日内瓦大学开发的一款常用的光伏设计软件，用于指导光伏系统设计及发电量计算等，阴影分析是其中的一个功能。下图为光伏阵列场景模拟阴影，可以观察到不同时间阵列间的遮挡程度。 PVsyst阴影分析模型 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -29- 分布式光伏全生命周期关键技术设计 ANSYS模拟光伏支架变形  支架变形模拟分析，模拟支架与组件在各种荷载条件下的变形程度大小。  结构模拟分析，计算承载结构的受力。结构模拟组件支架变形模拟效果图 -分布式光伏电站的全生命周期从 0到 1-2020年 3月 4日 -30-