光伏发电工程设计概算影响因素分析

上传:wtz1368 2022-07-11 15:16:25 版权声明 举报文章

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摘要:在光伏发电工程初步设计概算过程中,为了有效节约工程成本,必须着重考虑光伏发电工程初步设计概算的影响因素。本文主要分析了光伏发电工程初步设计概算影响因素,并提出了促进光伏发电工程初步设计概算合理性的有效措施。文章通过对辽宁义县高台子镇20MWp光伏农业大棚发电项目与辽宁凌源小城子镇20MW农业大棚光伏发电项目分析光伏发电项目设计概算编制对比,对光伏发电项目设计概算影响因素进行研究提出了进一步的改进与深化的意见,供相关编制人员参考。

关键词:光伏发电项目;设计概算;影响因素

0引言

光伏发电主要是以太阳能光伏发电系统为主的发电项目,其主要原理是通过半导体设备所产生的光伏反应,将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。光伏发电系统的能量来源于太阳能,是一种清洁、安全和可再生的能源太阳到达地球的辐射蕴含能量巨大,是目前人类活动能源消耗的10000倍。如用于发电,假设各种光电转换平均效率为10%,则太阳能的发电量相当于前全球能源消耗量的1000倍。假设局限在占地球四分之一的陆地表面上,太阳能光电也能提供当前全球消耗250倍的能源。随着我国“碳达峰、碳中和”的提出,各项政策不断跟进,应用场景不断扩大。光伏发电技术项目通过绿色能源的极致利用和高效管控,创新应用新技术,优化能源结构,降低企业用电成本;促进节能减排,为实现碳中和贡献力量。文章对比义县和凌源两项目是同一时间、同一省份、在人工、材料等方面的价格基本相同的情况下,对组件、支架形式、送出线路电压等级、基础形式等方面进行对比,分析对项目造价的影响。

1设计概算概述及其重要性

1.1设计概算概述

设计概算是设计单位根据造价管理部门的设计图纸、说明、计价依据等资料,为建设项目从编制到竣工交付使用而编制的文件。设计概算是控制项目建设投资和编制项目计划的依据。也是确定项目最大投资限额和分期付款分配的依据。设计概算文件应包括建设工程总概算、单位工程概算和其他工程造价概算。设计单位在提交设计图纸时,还应提交相应类型的设计概算。经审查批准的设计预算,不仅是编制建设项目投资计划、确定和控制建设项目投资的依据,也是签订建设合同和贷款合同的重要依据,也是建设项目最大投资额的依据。

1.2设计概算的重要性

一个工程在确定好设计概算之后如何更好的控制与实施设计概算这是贯穿于整个项目建设的。设计概算是控制工程建设投资、编制工程计划的依据,也是确定工程投资最高限额和投资资金计划的依据。设计单位在报送设计图纸时,需合理的计算工程费用概算。因此,设计概算是衡量设计方案技术经济合理性和选择最佳设计方案的依据。通过设计概算与竣工决算对比,可以分析和考核投资效果的好坏,同时还可以验证设计概算的准确性,有利于加强设计概算管理和建设项目的造价管理工作。可见,概预算的合理编制对于工程设计、施工方案中综合考虑技术与经济指标能起到事半功倍的效果。

2项目概况

2.1辽宁义县高台子镇20MWp光伏农业大棚发电项目

本工程的主要任务是探索高效率低成本的新能源发电模式(农业大棚太阳能光伏发电模式),为将来在辽宁地区大棚顶部空间进行大规模光伏并网发电积累经验和数据,同时本项目也为锦州市乃至辽宁省的太阳能资源大规模开发利用做准备。高台子镇光伏农业大棚发电项目建设规模为20MWp一次建成。场内新建一座升压站电压等级66kV本期安装一台20MVA主变压器光伏电站出1回66kV线路接入李金变电站66kV采用LGJ-120导线线路长度2.5km。工程静态投资19715.58万元,其中:施工辅助工程:46.47万元,设备及安装工程12310.85万元,建筑工程3409.98万元,其他费用3657.60万元。建设期贷款利息257.5万元,动态投资19973.08万元,流动资金66万元,工程总投资20038.5万元。单位千瓦静态投资8961.63元/kW,单位千瓦动态投资9078.67元/kW。本工程资本金占总投资的20%,其余为银行贷款。

2.2辽宁凌源小城子镇20MW农业大棚光伏发电项目

本项目利用农业田基地上建设温室大棚,棚顶用太阳能电池板代替了传统的玻璃和塑料,给农作物提供理想生长环境的同时创造能源和发电,将农业大棚温室技术、现代化农业种植技术、高效太阳能发电技术三大技术的有效结合,在开发利用太阳能资源的同时节省了土地资源。根据光伏电站的区域面积、太阳能资源特征、安装条件、交通运输条件、地形条件,结合凌源气象站的相关资料等,同时考虑光伏电站的经济性、可行性,初步规划出分布式光伏发电和农业综合项目。建设蔬菜大棚,棚顶全部覆盖多晶硅光伏发电设备,以种植食用菌为主兼顾高附加值的中药材,核心为香菇、杏鲍菇、白玉菇、黑木耳。根据规划建设蔬菜大棚,本项目占地约834亩。建设光伏发电站。利用大棚棚顶建设光伏电站,根据大棚数量及棚顶利用情况电站的建设容量,估算装机容量约20MWp。本工程主体建设内容包括:利用蔬菜大棚棚顶建设光伏发电站。利用多晶硅电池组件方式布置,共布置76000块265Wp多晶硅电池组件,装机容量约20MWp。本项目配套建设10kV开关站一座,光伏箱式升压变经4回汇集线路接至10kV母线,再通过2回10kV线路送至3公里外的朝阳66kV八间房输变电站的10kV母线侧。朝阳66kV八间房输变电站目前正在建设中,变电站占地面积0.1836公顷,全站总建筑面积584.04平方米。安装2台20MVA变压器,66kV出线2回,10kV出线12回,每台主变10kV侧安装1组3.6兆乏并联电容器。

3义县和凌源两光伏农业大棚发电项目工程设计概算对比

3.1义县和凌源两光伏农业大棚发电项目工程总概算对比

辽宁义县高台子镇20MWp光伏农业大棚发电项目与辽宁凌源小城子镇20MW农业大棚光伏发电项目分析光伏发电项目两项目是同一时间、同一省份、在人工、材料等方面的价格基本相同的情况下,对组件、支架形式、送出线路电压等级、基础形式等方面进行对比参看表1-表2,分析对项目造价的影响。对比两项目总概算表得知两个项目在建设过程中施工辅助工程、设备及安装工程、建筑工程、其他费用、基本预备费等各部分费用在整体的占比差异不大,但是仍有一定差异,辽宁义县高台子镇20MWp光伏农业大棚发电项目设备及安装工程费用合计12310.85万元占总费用的62.44%,而辽宁凌源小城子镇20MW农业大棚光伏发电项目设备及安装工程费用合计12145.4332万元占总费用的56.12%,可以看出还是有一定差别的。

3.2材料费用对比

3.2.1光伏组件选型对比

组件在整个工程中的占比较大,组件的价格影响该项目投资和回收期、电价等关键因素。辽宁义县高台子镇20MWp光伏农业大棚发电项目考虑到本项目为光伏农业大棚项目,为了方便安装,将采用尺寸相对较小、重量较轻的60片装组件,且260Wp组件供货量充足,同等尺寸光伏组件功率较大,性价比较好,265Wp及以上功率组件目前产量相对较小。由于本阶段组件尚未招标,因此按260Wp多晶硅组件进行布置。辽宁凌源小城子镇20MW农业大棚光伏发电项目目前随着构成晶体硅光伏组件的单体电池功率,组件功率密度、效率逐渐增大。目前国内的主流水平为255Wp、260Wp、265Wp,因本项目的场区面积较为紧张,为尽可能的提升光伏电站的安装容量,本报告按265Wp多晶硅组件进行布置。

3.2.2送出线路电压等级的选择

辽宁义县高台子镇20MWp光伏农业大棚发电项目总规划容量为20MWp,一次建成。在光伏场内新建一座66kV升压站,以1回66kV出线接入李金变电站66kV侧,采用LGJ-120导线,线路长度2.5km。光伏场区共分21个发电单元,其中单排(柱)大棚分为20个发电单元,每个单元安装4200块260Wp多晶硅太阳能电池组件、14台直流汇流箱、1套集装箱式逆变单元(含82台500kW逆变器)和1台1000kVA双分裂箱式变压器;联排大棚分为1个发电单元,安装630块260Wp多晶硅太阳能电池组件6台28kW组串式逆变器和1台200kVA箱式变压器。光伏场集电线路电压采用10kV,每条集电线路连接5~6个发电单元,共建4回集电线路接入升压站10kV母线。10kV系统采用单母线接线形式,然后每段经由1台20MVA主变压器升压后接入66kV母线,66kV系统为变压器—线路组接线方式。光伏逆变升压区域的低压系统由本系统交流低压侧引接的小容量变压器供电,升压站的站用电系统由升压站内接地变兼站用变供电,备用电源由站外电源供电。辽宁凌源小城子镇20MW农业大棚光伏发电项目主体建设内容包括:利用蔬菜大棚棚顶建设光伏发电站。利用多晶硅电池组件方式布置,共布置76000块265Wp多晶硅电池组件,装机容量约20MWp。本项目配套建设10kV开关站一座,光伏箱式升压变经4回汇集线路接至10kV母线,再通过2回10kV线路送至3公里外的朝阳66kV八间房输变电站的10kV母线侧。义县是6kV,凌源市10kV,除去变电站设备造价,可对比每公里造价判断二者的经济适用性。

3.2.3支架形式的选择

辽宁义县高台子镇20MWp光伏农业大棚发电项目采用单排大棚采用固定倾角式支架,组件倾角为27°,电池组件采用多晶硅,规格为1650mm×990mm×35mm,大棚结构采用Q235B钢结构,光伏板组件支架采用横向支架布置、纵向檩条布置方案,支架由立柱、斜梁、檩条及斜撑组成,在斜梁之间,按照电池组件的安装宽度设置檩条,用于支撑安装光伏组件所用的导水槽,侧面采用檩条与立柱相连接。辽宁凌源小城子镇20MW农业大棚光伏发电项目农业大棚数量共55个,采用联栋大棚形式,结构尺寸受地形影响较大,平面轴线尺寸大小各不相同。其中,较为典型的大棚轴线尺寸为128m×40m,层高2.5m,为五联栋双坡轻钢框架结构,钢材材质为Q235B,热浸镀锌,采用钢筋混凝土独立基础,基础埋深约-1.5m,基础持力层为第3层细砂层。义县是单排棚、凌源是联排棚,两种结构形式的用钢量相差较多,通过二者支架形式的选择进行造价对比,说明单排大棚经济型更好。

3.2.4项目基础形式对比

义县项目基础形式是桩店础,凌源项目基础形式是独立基础,桩基础施工较快,对比混凝土量,钢筋量,进而可对比下两种形式店础造价。对比辽宁义县高台子镇20MWp光伏农业大棚发电项目建筑工程与辽宁凌源小城子镇20MW农业大棚光伏发电项目建筑工程混凝土量,钢筋量,进而可对比下两种形式店础造价可以看出不管是混凝土还是钢筋的用量,凌源小城子镇项目经济性更高一筹。

4工程设计概算应注意的问题

4.1重视概算编制,准确提供概算编制依据

为提高工程设计概算编制的准确性,必须加强投资估算人员和预算编制人员的专业技能培训和职业道德教育,真正提高他们对概算编制的重视程度,使其不能单纯为编制目的而编制,是否为估算。人员或预算编制人员必须深入项目现场,对施工环境、工艺技术等因素进行实地调查,以便根据最新的标准化指标进行编制,避免经验主义,毫不犹豫地直接应用现成的指标。同时,预算编制者应注意在现有标准化预算指标的基础上,积累其他所需的经济指标,并在此基础上建立系统化、智能化的成本数据检索数据库,以便进行投资估算和设计概算的编制。质量识别,对超标项目实施预警,从而提高预算编制的准确性和项目的完整性。

4.2深入现场搜集资料,透彻理解设计图

为了使编制的概算准确、完整地反映建设项目的实际情况,满足设计文件的内容和要求,编制人员不应完全依赖设计人员提供的资料,而应到现场收集工程测量报告、地形测量图、,工程建设的第一手资料,如初步设计图纸、各种标准地图集和各种价格信息。以便及时发现工程设计中的不足之处,避免设计遗漏,最大限度地减少设计变更,有效防止高估的发生。

5结束语

太阳到达地球的辐射蕴含能量巨大,是目前人类活动能源消耗的10000倍。如用于发电,假设各种光电转换平均效率为10%,则太阳能的发电量相当于前全球能源消耗量的1000倍。假设局限在占地球四分之一的陆地表面上,太阳能光电也能提供当前全球消耗250倍的能源。也就是说人类原则上可以用地表0.4%的面积,利用太阳能光电解决当前能源供应与环境矛盾问题。发展光伏发电,可为国家的能源保障分担一部分压力,属于民族发展战略。分布式光伏系统,自建自用,余电上网,大有可为。本工程将是一个环保、低能耗、节约型的太阳能光伏项目。在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的背景之下,可再生能源的开发和利用成为世界各国的首要发展目标,太阳能光伏发电技术作为绿色能源之一,由于具有低成本、地理条件要求低和应用场景多等优点,近些年来成为全球主要发电方式之一,在清洁能源、碳中和等政策推动之下,未来光伏发电产业有望迎来重大利好。

作者:徐子亮 代巍 单位:中广核新能源投资(深圳)有限公司西藏分公司 北京卓建国际建筑设计有限公司