太原市東山別墅
太陽能光伏發電專案設計
方案（預算書）
設計單位：山西天能科技股份****
位址：山西省太原市高新區總部大街12號
聯絡人：趙防震
手機：186********
**：0351-*******
傳真：0351-*******
日期：2023年11月28日
（1）專案名稱：
山西太原東山別墅太陽能光伏發電專案
（2）安裝容量：
1140wp離網光伏發電系統。
（3）建設單位：
山西****
（4）承建單位：
山西****
（5）建設位址：
山西太原東山別墅區
（6）專案用途：
家用電器交流供電電源
（7）資金**：
建設方自籌
（8）專案**：
委託（9）設計階段
初步設計
（10）專案投資
23790 元
（11）設計依據：
委託方提供的用電負載資料及要求
專案所在地地理位置和現場環境狀況
專案所在地太陽能資源和氣候特徵
（12）設計標準：
中華人民共和國行業標準-《jgj203-2010民用建築太陽能光伏系統應用技術規範》
現行國家和行業有關光伏發電標準
現行國家和行業有關市政建設和電器安裝標準
（13）專案效果圖
（1）專案所在地地理位置
太原市瀕臨汾河，海拔約800公尺，地理座標為東經111°30′～113°09′，北緯37°27′～38°25′。區域輪廓呈蝙蝠形，東西橫距約144公里，南北縱約107公里，總面積6956平方公里，為全省總面積的4.5%。
太原市北、西、東三面環山，中部和南部為開闊的河谷平原，汾河自北向南縱貫全市。整個地勢北高南低，由北向南傾斜，平川約佔五分之一，丘陵和山地約佔五分之四。東西山對峙，向北合攏環抱。
東部山地通稱太原東山，是太行山支脈系舟山的延續。山勢和緩，基本上屬黃土丘陵，海拔900公尺至1，300公尺，最高處達1，580多公尺。西部山地通稱西山，是呂梁山的東翼雲中山的延續，海拔1，000公尺至1，500公尺，主峰海拔2，670餘公尺。
東西兩山間是河谷平原。
（2）太陽能資源
1）專案建設地點
東山別墅區位於山西省太原市東部，如圖所示。
專案區域位置圖
專案所在區域改造效果圖
本方案從太陽能輻射量、日照時間兩個方面分析了太原太陽能資源的時間分布、區域分布及其開發潛力，給出了太原太陽能資源利用建議，對於太原規模化推廣利用太陽能資源具有指導意義。
2）太原基本氣候特徵
太原屬溫帶季風性氣候。冬季乾冷漫長，夏季濕熱多雨，春季公升溫急劇，秋季降溫迅速，春秋兩季短暫。多年平均氣溫為9.
1℃，七月份最高為39.4℃，一月份最低為零下26.8℃，相對濕度53%，主導風向冬季為北風和西北風，夏季為南風和東南風；最大凍土層1.
06m，無霜期一般為170天。
3）太原太陽輻射量分析
太原年太陽總輻射量為5652mj/㎡；從下圖中國太陽能資源分布圖可知，太原市太陽能資源較為豐富，在全國屬於中上水平。
中國太陽能資源分布圖
4）輻射量的季節分布
下圖為太原歷年月平均太陽輻射量。一年中，4～8月輻射量較大，5月達到峰值，1、11、12月輻射量較小，12月最小。總體上，太陽輻射量呈單峰型曲線變化。
太原月平均太陽輻射量
下圖為太原太陽輻射量季節分布圖。太原一年中最冷的12～2月份太陽輻射量僅佔總輻射量的16%，而最熱的6～8月份卻佔總輻射量的33%，呈現「夏多冬少」的季節分布規律。
太原太陽輻射量季節分布圖
5）輻射量的變化規律
太陽日總輻射量年變化圖
上圖為太原太陽日總輻射量變化圖，呈單峰型曲線。由圖可知，約30個偏離變化曲線的奇點，主要分布在夏季，冬季較為穩定，這與太原市雨季集中在夏季有關。
6）太原日照時間分析
中國年日照時間分布圖
上圖為中國年日照時間分布圖。太原年日照時間為2796h，屬於我國日照時間分布的2200～3000h區間，日照時間較長。
7）日照時間的分布規律
下圖為太原逐月日照時數統計圖。從圖中可以看出，1～10月份的日照時數均大於200小時，總體上日照情況良好，夏季及過渡季節日照時間長，冬季日照時間略短，但基本均勻。
太原逐月日照時數統計圖
太原逐月日照率統計圖
上圖為太原逐月日照率統計圖，由圖中可以看出，除3、7月份外，其他月份日照率高於60%，5月份日照率最大，達70%。冬季的12月至2月，日照率較高，穩定在65%以上；而6月到8月的夏季，日照率較低，這是降雨影響的。總體上，太原日照率較高，且冬季的日照穩定性略優於夏季。
8）日照利用價值的評價
根據《中華人民共和國氣象行業標準》，將各月日照時數大於6小時的天數作為指標，來反映太陽能資源的利用價值，當一天中的日照時數小於6小時，其太陽能一般沒有利用價值。
太原各月日照時數大於6小時的天數
上圖是太原各月日照時數大於6小時的天數。4～8月份日照時數較高，5月份最大，為25天；11～2月最低，均為15天。太原市全年日照時數大於6小時的天數為222天，佔全年的60.
8%，利用價值較高。
9）太原太陽能資源開發潛力
太原年總太陽輻射強度為5652mj/(㎡.a)，按光伏發電效率為15%計，計算得到太原年太陽能可發電量為235.5kwh/(㎡.a)。
10）太原太陽能資源應用建議應用時段
太原典型時間段的日照時數和總輻射強度表
典型時間段年平均日照時數和年總輻射強度平均值的大小作為太陽能資源應用時段的評估依據，根據上表中太原典型時間段的日照時數和總輻射強度表可知，太原一天中最有利太陽能資源利用的時段是中午11～13時。
a、太原單位面積太陽能年輻射量5652 mj/(㎡.a)，太陽能資源較豐富；年日照時間2796小時，日照時間較長。
b、太原夏季太陽輻射量大，日照時間長，但受天氣影響較大，穩定性差。冬季輻射量小，日照時間短，但穩定性好。
c、太原年太陽日照時數大於6小時的天數為222天，太陽能資源具有很好利用價值，且夏季優於冬季。
d、太原一天中太陽能平均輻射強度最強的時段是11時～13時，是最佳利用時間。
（1）自然條件
根據現場實際情況，專案所在地為連片大型別墅區，層高統一為3層，屋頂為坡度40°的坡屋頂，周圍沒有高大的建築物及其他遮擋陽光的物體，光照條件良好，且專案地區屬於黃土高原溫帶大陸性氣候，降水少，烏雲天氣少，日照條件良好，年日照時間為3000小時左右，具有極好的太陽能光伏發電系統建設的軟硬體條件，適合建設太陽能光伏發電專案。
本專案具備如下優良的基礎條件：
● 建設位置具有良好的氣候條件以及富集的太陽能資源，可以保證穩定的發電量；
● 能產生附加的經濟和生態效益，有助於抵消部分電價成本；
● 良好的示範條件，所依託的建設基礎為東山別墅區，可以促進城市園林景觀的人文與環保完美結合的生態圈，同時創造了城市新能源典範。
（2）電力需求
東山大型連片別墅區是國家級的別墅區，別墅相對來說是比較富裕的人群或者企業家居住的地方，對電力穩定性要求比較高，按照國家標準要求供電率＞99.99%，而一般的市電供電率為99.95%，本專案設計太陽能光伏發電來保證供電可靠性達到100%。
本專案設計建設型別為離網型太陽能光伏發電系統，正常情況下為市電為負載供電，當市電停電時由太陽能電源為使用者用電負載供電，保證用電負載的供電可靠性。
本方案設計以單棟別墅為單元進行設計，每棟別墅設計太陽能光伏裝機容量為1140w，經過嚴格精確設計可以滿足100%供電率。
（1）太陽能將成為未來世界的主要能源
從十七世紀至今，全球人口從5億增長到60億，人類的能源消耗也從每年1億噸標準煤增長到150億噸標準煤。世界能源委員會**，按照已探明儲量和目前的消耗速度，石油將在43年後枯竭，天燃氣將在66年內用盡，煤炭也只夠169年的開採。而地球表面所接受的太陽能量相當100億億度電，是全球能量需求的35000倍，可謂取之不盡用之不竭。
隨著太陽能利用的不斷完善，採用太陽能光伏發電將成為我國乃至世界今後幾年新能源發展的主流，並從一些試點工程迅速向全國人民的日常生活中進行普及，太陽能光伏應用已經成為一種趨勢。
按照國際能源委員會和歐洲聯合研究中心的一致估計，光伏發電在未來能源中佔據著重要的地位，到2023年可再生能源佔總能源結構中30%以上，太陽能光伏發電在世界總電力的**中達到10%以上；2023年可再生能源佔總能耗的50%以上，光伏發電將佔到20%以上。
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