光伏發(fā)電工程設(shè)計概算影響淺析

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摘要：在光伏發(fā)電工程初步設(shè)計概算過程中，為了有效節(jié)約工程成本，必須著重考慮光伏發(fā)電工程初步設(shè)計概算的影響因素。本文主要分析了光伏發(fā)電工程初步設(shè)計概算影響因素，并提出了促進光伏發(fā)電工程初步設(shè)計概算合理性的有效措施。文章通過對遼寧義縣高臺子鎮(zhèn)20MWp光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目與遼寧凌源小城子鎮(zhèn)20MW農(nóng)業(yè)大棚光伏發(fā)電項目分析光伏發(fā)電項目設(shè)計概算編制對比，對光伏發(fā)電項目設(shè)計概算影響因素進行研究提出了進一步的改進與深化的意見，供相關(guān)編制人員參考。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電項目；設(shè)計概算；影響因素

0引言

光伏發(fā)電主要是以太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為主的發(fā)電項目，其主要原理是通過半導(dǎo)體設(shè)備所產(chǎn)生的光伏反應(yīng)，將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量來源于太陽能，是一種清潔、安全和可再生的能源太陽到達地球的輻射蘊含能量巨大，是目前人類活動能源消耗的10000倍。如用于發(fā)電，假設(shè)各種光電轉(zhuǎn)換平均效率為10%，則太陽能的發(fā)電量相當(dāng)于前全球能源消耗量的1000倍。假設(shè)局限在占地球四分之一的陸地表面上，太陽能光電也能提供當(dāng)前全球消耗250倍的能源。隨著我國“碳達峰、碳中和”的提出，各項政策不斷跟進，應(yīng)用場景不斷擴大。光伏發(fā)電技術(shù)項目通過綠色能源的極致利用和高效管控，創(chuàng)新應(yīng)用新技術(shù)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低企業(yè)用電成本；促進節(jié)能減排，為實現(xiàn)碳中和貢獻力量。文章對比義縣和凌源兩項目是同一時間、同一省份、在人工、材料等方面的價格基本相同的情況下，對組件、支架形式、送出線路電壓等級、基礎(chǔ)形式等方面進行對比，分析對項目造價的影響。

1設(shè)計概算概述及其重要性

1.1設(shè)計概算概述

設(shè)計概算是設(shè)計單位根據(jù)造價管理部門發(fā)布的設(shè)計圖紙、說明、計價依據(jù)等資料，為建設(shè)項目從編制到竣工交付使用而編制的文件。設(shè)計概算是控制項目建設(shè)投資和編制項目計劃的依據(jù)。也是確定項目最大投資限額和分期付款分配的依據(jù)。設(shè)計概算文件應(yīng)包括建設(shè)工程總概算、單位工程概算和其他工程造價概算。設(shè)計單位在提交設(shè)計圖紙時，還應(yīng)提交相應(yīng)類型的設(shè)計概算。經(jīng)審查批準(zhǔn)的設(shè)計預(yù)算，不僅是編制建設(shè)項目投資計劃、確定和控制建設(shè)項目投資的依據(jù)，也是簽訂建設(shè)合同和貸款合同的重要依據(jù)，也是建設(shè)項目最大投資額的依據(jù)。

1.2設(shè)計概算的重要性

一個工程在確定好設(shè)計概算之后如何更好的控制與實施設(shè)計概算這是貫穿于整個項目建設(shè)的。設(shè)計概算是控制工程建設(shè)投資、編制工程計劃的依據(jù)，也是確定工程投資最高限額和投資資金計劃的依據(jù)。設(shè)計單位在報送設(shè)計圖紙時，需合理的計算工程費用概算。因此，設(shè)計概算是衡量設(shè)計方案技術(shù)經(jīng)濟合理性和選擇最佳設(shè)計方案的依據(jù)。通過設(shè)計概算與竣工決算對比，可以分析和考核投資效果的好壞，同時還可以驗證設(shè)計概算的準(zhǔn)確性，有利于加強設(shè)計概算管理和建設(shè)項目的造價管理工作?？梢?，概預(yù)算的合理編制對于工程設(shè)計、施工方案中綜合考慮技術(shù)與經(jīng)濟指標(biāo)能起到事半功倍的效果。

2項目概況

2.1遼寧義縣高臺子鎮(zhèn)20MWp光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目

本工程的主要任務(wù)是探索高效率低成本的新能源發(fā)電模式（農(nóng)業(yè)大棚太陽能光伏發(fā)電模式），為將來在遼寧地區(qū)大棚頂部空間進行大規(guī)模光伏并網(wǎng)發(fā)電積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，同時本項目也為錦州市乃至遼寧省的太陽能資源大規(guī)模開發(fā)利用做準(zhǔn)備。高臺子鎮(zhèn)光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目建設(shè)規(guī)模為20MWp一次建成。場內(nèi)新建一座升壓站電壓等級66kV本期安裝一臺20MVA主變壓器光伏電站出1回66kV線路接入李金變電站66kV采用LGJ-120導(dǎo)線線路長度2.5km。工程靜態(tài)投資19715.58萬元，其中：施工輔助工程：46.47萬元，設(shè)備及安裝工程12310.85萬元，建筑工程3409.98萬元，其他費用3657.60萬元。建設(shè)期貸款利息257.5萬元，動態(tài)投資19973.08萬元，流動資金66萬元，工程總投資20038.5萬元。單位千瓦靜態(tài)投資8961.63元/kW，單位千瓦動態(tài)投資9078.67元/kW。本工程資本金占總投資的20%，其余為銀行貸款。

2.2遼寧凌源小城子鎮(zhèn)20MW農(nóng)業(yè)大棚光伏發(fā)電項目

本項目利用農(nóng)業(yè)田基地上建設(shè)溫室大棚，棚頂用太陽能電池板代替了傳統(tǒng)的玻璃和塑料，給農(nóng)作物提供理想生長環(huán)境的同時創(chuàng)造能源和發(fā)電，將農(nóng)業(yè)大棚溫室技術(shù)、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)種植技術(shù)、高效太陽能發(fā)電技術(shù)三大技術(shù)的有效結(jié)合，在開發(fā)利用太陽能資源的同時節(jié)省了土地資源。根據(jù)光伏電站的區(qū)域面積、太陽能資源特征、安裝條件、交通運輸條件、地形條件，結(jié)合凌源氣象站的相關(guān)資料等，同時考慮光伏電站的經(jīng)濟性、可行性，初步規(guī)劃出分布式光伏發(fā)電和農(nóng)業(yè)綜合項目。建設(shè)蔬菜大棚，棚頂全部覆蓋多晶硅光伏發(fā)電設(shè)備，以種植食用菌為主兼顧高附加值的中藥材，核心為香菇、杏鮑菇、白玉菇、黑木耳。根據(jù)規(guī)劃建設(shè)蔬菜大棚，本項目占地約834畝。建設(shè)光伏發(fā)電站。利用大棚棚頂建設(shè)光伏電站，根據(jù)大棚數(shù)量及棚頂利用情況電站的建設(shè)容量，估算裝機容量約20MWp。本工程主體建設(shè)內(nèi)容包括：利用蔬菜大棚棚頂建設(shè)光伏發(fā)電站。利用多晶硅電池組件方式布置，共布置76000塊265Wp多晶硅電池組件，裝機容量約20MWp。本項目配套建設(shè)10kV開關(guān)站一座，光伏箱式升壓變經(jīng)4回匯集線路接至10kV母線，再通過2回10kV線路送至3公里外的朝陽66kV八間房輸變電站的10kV母線側(cè)。朝陽66kV八間房輸變電站目前正在建設(shè)中，變電站占地面積0.1836公頃，全站總建筑面積584.04平方米。安裝2臺20MVA變壓器，66kV出線2回，10kV出線12回，每臺主變10kV側(cè)安裝1組3.6兆乏并聯(lián)電容器。

3義縣和凌源兩光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目工程設(shè)計概算對比

3.1義縣和凌源兩光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目工程總概算對比

遼寧義縣高臺子鎮(zhèn)20MWp光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目與遼寧凌源小城子鎮(zhèn)20MW農(nóng)業(yè)大棚光伏發(fā)電項目分析光伏發(fā)電項目兩項目是同一時間、同一省份、在人工、材料等方面的價格基本相同的情況下，對組件、支架形式、送出線路電壓等級、基礎(chǔ)形式等方面進行對比參看表1-表2，分析對項目造價的影響。對比兩項目總概算表得知兩個項目在建設(shè)過程中施工輔助工程、設(shè)備及安裝工程、建筑工程、其他費用、基本預(yù)備費等各部分費用在整體的占比差異不大，但是仍有一定差異，遼寧義縣高臺子鎮(zhèn)20MWp光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目設(shè)備及安裝工程費用合計12310.85萬元占總費用的62.44%，而遼寧凌源小城子鎮(zhèn)20MW農(nóng)業(yè)大棚光伏發(fā)電項目設(shè)備及安裝工程費用合計12145.4332萬元占總費用的56.12%，可以看出還是有一定差別的。

3.2材料費用對比

3.2.1光伏組件選型對比。組件在整個工程中的占比較大，組件的價格影響該項目投資和回收期、電價等關(guān)鍵因素。遼寧義縣高臺子鎮(zhèn)20MWp光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目考慮到本項目為光伏農(nóng)業(yè)大棚項目，為了方便安裝，將采用尺寸相對較小、重量較輕的60片裝組件，且260Wp組件供貨量充足，同等尺寸光伏組件功率較大，性價比較好，265Wp及以上功率組件目前產(chǎn)量相對較小。由于本階段組件尚未招標(biāo)，因此按260Wp多晶硅組件進行布置。遼寧凌源小城子鎮(zhèn)20MW農(nóng)業(yè)大棚光伏發(fā)電項目目前隨著構(gòu)成晶體硅光伏組件的單體電池功率，組件功率密度、效率逐漸增大。目前國內(nèi)的主流水平為255Wp、260Wp、265Wp，因本項目的場區(qū)面積較為緊張，為盡可能的提升光伏電站的安裝容量，本報告按265Wp多晶硅組件進行布置。3.2.2送出線路電壓等級的選擇。遼寧義縣高臺子鎮(zhèn)20MWp光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目總規(guī)劃容量為20MWp，一次建成。在光伏場內(nèi)新建一座66kV升壓站，以1回66kV出線接入李金變電站66kV側(cè)，采用LGJ-120導(dǎo)線，線路長度2.5km。光伏場區(qū)共分21個發(fā)電單元，其中單排（柱）大棚分為20個發(fā)電單元，每個單元安裝4200塊260Wp多晶硅太陽能電池組件、14臺直流匯流箱、1套集裝箱式逆變單元（含82臺500kW逆變器）和1臺1000kVA雙分裂箱式變壓器；聯(lián)排大棚分為1個發(fā)電單元，安裝630塊260Wp多晶硅太陽能電池組件6臺28kW組串式逆變器和1臺200kVA箱式變壓器。光伏場集電線路電壓采用10kV，每條集電線路連接5~6個發(fā)電單元，共建4回集電線路接入升壓站10kV母線。10kV系統(tǒng)采用單母線接線形式，然后每段經(jīng)由1臺20MVA主變壓器升壓后接入66kV母線，66kV系統(tǒng)為變壓器—線路組接線方式。光伏逆變升壓區(qū)域的低壓系統(tǒng)由本系統(tǒng)交流低壓側(cè)引接的小容量變壓器供電，升壓站的站用電系統(tǒng)由升壓站內(nèi)接地變兼站用變供電，備用電源由站外電源供電。遼寧凌源小城子鎮(zhèn)20MW農(nóng)業(yè)大棚光伏發(fā)電項目主體建設(shè)內(nèi)容包括：利用蔬菜大棚棚頂建設(shè)光伏發(fā)電站。利用多晶硅電池組件方式布置，共布置76000塊265Wp多晶硅電池組件，裝機容量約20MWp。本項目配套建設(shè)10kV開關(guān)站一座，光伏箱式升壓變經(jīng)4回匯集線路接至10kV母線，再通過2回10kV線路送至3公里外的朝陽66kV八間房輸變電站的10kV母線側(cè)。義縣是6kV，凌源市10kV，除去變電站設(shè)備造價，可對比每公里造價判斷二者的經(jīng)濟適用性。3.2.3支架形式的選擇。遼寧義縣高臺子鎮(zhèn)20MWp光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目采用單排大棚采用固定傾角式支架，組件傾角為27°，電池組件采用多晶硅，規(guī)格為1650mm×990mm×35mm，大棚結(jié)構(gòu)采用Q235B鋼結(jié)構(gòu)，光伏板組件支架采用橫向支架布置、縱向檁條布置方案，支架由立柱、斜梁、檁條及斜撐組成，在斜梁之間，按照電池組件的安裝寬度設(shè)置檁條，用于支撐安裝光伏組件所用的導(dǎo)水槽，側(cè)面采用檁條與立柱相連接。遼寧凌源小城子鎮(zhèn)20MW農(nóng)業(yè)大棚光伏發(fā)電項目農(nóng)業(yè)大棚數(shù)量共55個，采用聯(lián)棟大棚形式，結(jié)構(gòu)尺寸受地形影響較大，平面軸線尺寸大小各不相同。其中，較為典型的大棚軸線尺寸為128m×40m，層高2.5m，為五聯(lián)棟雙坡輕鋼框架結(jié)構(gòu)，鋼材材質(zhì)為Q235B，熱浸鍍鋅，采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約-1.5m，基礎(chǔ)持力層為第3層細(xì)砂層。義縣是單排棚、凌源是聯(lián)排棚，兩種結(jié)構(gòu)形式的用鋼量相差較多，通過二者支架形式的選擇進行造價對比，說明單排大棚經(jīng)濟型更好。3.2.4項目基礎(chǔ)形式對比。義縣項目基礎(chǔ)形式是樁店礎(chǔ)，凌源項目基礎(chǔ)形式是獨立基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)施工較快，對比混凝土量，鋼筋量，進而可對比下兩種形式店礎(chǔ)造價對比遼寧義縣高臺子鎮(zhèn)20MWp光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電項目建筑工程與遼寧凌源小城子鎮(zhèn)20MW農(nóng)業(yè)大棚光伏發(fā)電項目建筑工程混凝土量，鋼筋量，進而可對比下兩種形式店礎(chǔ)造價可以看出不管是混凝土還是鋼筋的用量，凌源小城子鎮(zhèn)項目經(jīng)濟性更高一籌。

4工程設(shè)計概算應(yīng)注意的問題

4.1重視概算編制，準(zhǔn)確提供概算編制依據(jù)

為提高工程設(shè)計概算編制的準(zhǔn)確性，必須加強投資估算人員和預(yù)算編制人員的專業(yè)技能培訓(xùn)和職業(yè)道德教育，真正提高他們對概算編制的重視程度，使其不能單純?yōu)榫幹颇康亩幹疲欠駷楣浪?。人員或預(yù)算編制人員必須深入項目現(xiàn)場，對施工環(huán)境、工藝技術(shù)等因素進行實地調(diào)查，以便根據(jù)最新的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)進行編制，避免經(jīng)驗主義，毫不猶豫地直接應(yīng)用現(xiàn)成的指標(biāo)。同時，預(yù)算編制者應(yīng)注意在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)算指標(biāo)的基礎(chǔ)上，積累其他所需的經(jīng)濟指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上建立系統(tǒng)化、智能化的成本數(shù)據(jù)檢索數(shù)據(jù)庫，以便進行投資估算和設(shè)計概算的編制。質(zhì)量識別，對超標(biāo)項目實施預(yù)警，從而提高預(yù)算編制的準(zhǔn)確性和項目的完整性。

4.2深入現(xiàn)場搜集資料，透徹理解設(shè)計圖

為了使編制的概算準(zhǔn)確、完整地反映建設(shè)項目的實際情況，滿足設(shè)計文件的內(nèi)容和要求，編制人員不應(yīng)完全依賴設(shè)計人員提供的資料，而應(yīng)到現(xiàn)場收集工程測量報告、地形測量圖、，工程建設(shè)的第一手資料，如初步設(shè)計圖紙、各種標(biāo)準(zhǔn)地圖集和各種價格信息。以便及時發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計中的不足之處，避免設(shè)計遺漏，最大限度地減少設(shè)計變更，有效防止高估的發(fā)生。

5結(jié)束語

太陽到達地球的輻射蘊含能量巨大，是目前人類活動能源消耗的10000倍。如用于發(fā)電，假設(shè)各種光電轉(zhuǎn)換平均效率為10%，則太陽能的發(fā)電量相當(dāng)于前全球能源消耗量的1000倍。假設(shè)局限在占地球四分之一的陸地表面上，太陽能光電也能提供當(dāng)前全球消耗250倍的能源。也就是說人類原則上可以用地表0.4%的面積，利用太陽能光電解決當(dāng)前能源供應(yīng)與環(huán)境矛盾問題。發(fā)展光伏發(fā)電，可為國家的能源保障分擔(dān)一部分壓力，屬于民族發(fā)展戰(zhàn)略。分布式光伏系統(tǒng)，自建自用，余電上網(wǎng)，大有可為。本工程將是一個環(huán)保、低能耗、節(jié)約型的太陽能光伏項目。在全球氣候變暖及化石能源日益枯竭的背景之下，可再生能源的開發(fā)和利用成為世界各國的首要發(fā)展目標(biāo)，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)作為綠色能源之一，由于具有低成本、地理條件要求低和應(yīng)用場景多等優(yōu)點，近些年來成為全球主要發(fā)電方式之一，在清潔能源、碳中和等政策推動之下，未來光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)有望迎來重大利好。

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作者:徐子亮 代巍 單位:中廣核新能源投資（深圳）有限公司 西藏分公司北京卓建國際建筑設(shè)計有限公司