某校园太阳能光伏发电项目可行性研究报告114484.docx

《某校园太阳能光伏发电项目可行性研究报告114484.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某校园太阳能光伏发电项目可行性研究报告114484.docx（65页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、上海市校园园太阳能光光伏发电项项目可行性研究报告上海交通大大学2017年年11月59目录第1章绪绪论11.1概概述11.2研研究背景31.2.11光伏发发电相关政政策31.2.22国内光光伏发电利利用现状错误！未未定义书签签。1.2.33国外太太阳能光伏伏发电利用用情况错误！未未定义书签签。1.3研研究目的和和意义61.4研研究概况及及主要结论论7第2章高高校光伏应应用的条件件分析112.1高高校屋顶资资源112.2高高校能源消消耗132.1.22.1 照照明耗能高高142.1.22.2 取取暖、制冷冷能耗大142.1.22.3 浪浪费行为严严重152.3 高高校光伏发发电应用优优势162.3

2、.11 校园规规划优势162.3.11.1 科科学选址162.3.11.2 集集中布局、合合理分区162.3.11.3 充充分利用空空间资源172.3.22 建筑设设计优势172.3.22.1 屋屋面布置优优势172.3.22.2 建建筑结构优优势182.3.33 建筑用用能优势192.3.33.1 调调峰稳压192.3.33.2 降降低负荷192.4 本本章小结20第3章 高高校光伏发发电的方案案设计203.1 高高校建筑光光伏发电系系统的设计计203.1.11 设计流流程与要点点203.1.11.1 设设计流程203.1.11.2 设设计要点213.1.22系统组组成243.2 高高校建筑

3、屋屋面光伏发发电系统的的结构设计计273.2.11 独立基基础式283.2.22 条形基基础式293.2.33 负重基基础式303.2.44 全钢可可调式313.2.55 网基式式导流板式式323.2.66 工程塑塑料固定式式333.3高高校建筑光光伏系统的的并网设计计343.3.11 并网优优势343.3.22 并网影影响353.3.22.1 对对电能质量量的影响353.3.22.2 对对配电网的的影响363.3.22.3 对对电网调度度的影响383.3.22.4 其其他影响383.3.33 光伏局局域并网系系统与常规规电网的智智能设计研研究393.3.33.1 寒寒暑假期间间光伏电力力并网

4、设计计393.3.33.2 暑暑假期间电电池蓄能414.5 本本章小结42第5章 运运营模式分分析425.1 高高校建筑光光伏系统的的可持续性性分析425.2 运运营模式分分析435.3 本本章小结46第6章高高校光伏发发电项目的的典型案例例476.1 项项目背景及及条件476.1.11 项目背背景476.1.22 地理、环环境条件486.2 建建设概况486.2.11 项目情情况486.2.22 阵列系系统设计496.2.22.1 光光伏组件设设计496.2.22.2 光光伏阵列设设计526.2.22.3 光光伏并网设设计566.2.33 安装结结构设计576.2.33.1 混混凝土基础础5

5、86.2.33.2 支支架计算586.2.44 电气安安全616.2.44.1 低低压并网防防逆流的解解决616.2.44.2 “孤孤岛”效应应保护626.2.44.3 防防雷保护626.2.55 在线监监控636.4 经经济及环境境评价646.4.11 经济效效益646.4.22 环境效效益716.5 本本章小结72第7章 总总结721.5报报告的框架错误！未未定义书签签。第1章绪绪论1.1概概述在当今油、碳碳等能源短短缺的现状状下，各国国都加紧了了发展光伏伏的步伐。在在发展低碳碳经济的大大背景下，各各国政府对对光伏发电电的认可度度逐渐提高高。美国提提出“太阳能先先导计划”旨在降低低太阳能光

6、光伏发电的的成本，并并在20115年达到到商业化竞竞争的水平平；日本提提出了在22020年年达到288GW的光光伏发电总总量；欧洲洲光伏协会会提出了“setffor20020”规划，在在20200年让光伏伏发电做到到商业化竞竞争。“十二五”期间，我我国太阳能能发电装机机规模增长长168倍倍，超越所所有可再生生能源发展展速度，提提前半年完完成“十二五”规划提出出的35000万千瓦瓦装机目标标。数据显示，截截至20115年底，我我国光伏发发电累计装装机容量44318万万千瓦，超超越德国成为全全球光伏发发电装机容容量最大的的国家。其其中，光伏伏电站37712万千千瓦，分布布式6066万千瓦，年年发电

7、量3392亿千千瓦时。22015年年新增装机机容量15513万千千瓦，占全全球新增装装机的四分分之一以上上，占我国国光伏电池池组件年产产量的三分分之一，为为我国光伏伏制造业提提供了有效效的市场支支撑。分布式光伏伏成为“十二五”期间光伏伏产业发展展的一大亮亮点。根据据中国光伏行行业协会数数据，20015年全全国累计光光伏装机容容量超过1100万千千瓦的省区区达11个个，西部地地区主要建建设集中式式地面电站站，中东部部地区主要要建设分布布式电站，上上海、江苏苏、浙江、安安徽分布式式电站规模模已超过1100万千千瓦。当前，国内内高校建筑筑量大，用用电需求强强烈，具有有开展光伏伏发电的巨巨大优势。以以

8、上海为例例，上海共共有67所所高校，校校区占地面面积从几百百亩到几千千亩不等，有有大量的屋屋顶资源可可以建设分分布式光伏伏电站。这这样既能承承担一定的的电力供应应，起到削削峰填谷的的作用；又又不占用宝宝贵的土地地资源，节节省电费的的支出，增增加综合经经济价值；且项目的的展开能为为广大师生生提供学习习和应用能能源互联网网的场景，对对培养大学学生低碳用用能、生态态发展的观观念具有重重要意义。报告从教育育建筑用能能现状出发发，分析了了上海高校校进行屋面面光伏发电电的建筑资资源条件优优势、经济济优势及能能源互补优优势，并对对光伏与多多种能源配配合为学校校建筑供能能的设计流流程、设计计要点、系系统特性和

9、和安全保障障进行归纳纳总结。分分析了当前前我国既有有校园建筑筑开展屋面面光伏电站站建设所使使用的安装装方法及并并网方式，提提出了上海海地区气候候条件下高高校屋面光光伏发电系系统综合经经济效益、节节能效益、生生态效益的的建设方法法，希望能能为上海地地区高校光光伏发电设设计人员和和从业人员员提供一定定的参考。同时报告以以上海交通通大学2440kWpp光伏发电电实际项目目为典型研研究内容，通通过实地调调研、资料料收集，分分析了校内内建筑屋面面的分布情情况、结构构特征，提提出了屋面面光伏组件件的合理布布置方案；后经模拟拟分析和经经济性对比比，得出南南向阵列布布置方式较较为符合学学校实际情情况，并确确定

10、了组件件倾斜角度度、排布间间距、逆变变器布置、电电气安全等等设计方案案；且设计了了一套能源源互联网综综合在线监监控系统，用用于监控各各楼宇光伏伏电站的运运行情况；最后对2240kWWp光伏发发电项目的的综合经济济性、生态态性作了详详细计算。接接着报告对对光伏发电电上网产生生的影响进进行了系统统分析，并并提出了相相应地运行行维护方案案。报告通通过对高校校用能特性性的分析，发发现寒、暑暑假期学校校光伏电力力并网系统统由于负载载轻，可能能出现电力力逆流现象象，为此报报告提出了了一套适合合上海学校校假期实际际情况的光光伏余电储储存途径，主主要包括两两个方面：一是暑假假期游泳馆馆和实验室室等的使用；二二

11、是寒假期期间空调供供热。报告末尾总总结了高校校发展屋面面光伏所具具有的重要要意义，并并针对当前前我国校园园分布式光光伏发电的的实际状况况，提出了了上海开展展建设校园园光伏电站站项目的建建议。1.2研研究背景1.2.11光伏发发电相关政政策国家可再再生资源中中长期发展展规划中中，确定到到20200年可再生生能源占到到能源总消消费的155%的目标标，并具体体提出：到到20100年，建成成大型并网网光伏电站站总容量220GW、太太阳能热发发电总容量量50GWW；到20020年，全全国太阳能能光伏电站站总容量达达到2000GW，太太阳能热发发电总容量量达到2000GW。太阳能光伏伏产业的发发展方向是是

12、针对用电电负荷较大大地区发展展大规模集集中式并网网电站及分分布式能源源。集中式式并网光伏伏发电站，将将所发出的的直流电通通过逆变器器逆变为交交流电后直直接送入电电网，具有有远离负载载、技术复复杂、士地地面积广、投投资规模大大等特点，主主要分布在在我国中西西部等地广广人稀、光光照条件好好的地区；分布式光光伏发电是是指将电站站直接建在在用户附近近，所发电电能就地利利用，以110kv以以下电压等等级接入电电网，且单单个并网点点总装机容容量不超过过6MW的的光伏发电电项目，它它具有投资资小、建设设快、不占占用土地资资源等优点点，是华东东地区并网网光伏发电电的主流。通过近几年年的发展，我我国从一个个光伏

13、组件件生产大国国，逐步变变成一个光光伏应用大国。但但各高校内内建设光伏伏电站的热热情并不明明显，这其其中的关键键原因包括括以下几个个方面：相相对教育用用电来讲，光光伏发电成成本高、经经济效益低低、回收期期长，部分分光伏电站站的建设补补贴不能按按时按额到到位，业主主自有资金金不够充裕裕，承受风风险能力低低；高校校园内内的建筑很很多年代久久远，配电电网络、配配电设施和和配电容量量达不到接接入要求；光伏项目目与校园建建筑设计结结合较少，必必要的基础础设计经验验积累不足足，建筑设设计只重视视功能与外外观效果的的观念依然然未发生改改变，对可可再生能源源的利用依依然被忽视视。为了解决上上述这些问问题，国家

14、家相继颁布布了一系列列的鼓励政政策。包括括积极扩展展国内市场场，引导民民间资本的的进入；充充分发挥市市场机制、完完善相关的的政策补贴贴；打破地地方保护主主义，减少少政府干预预。特别是是国家出台台了具有针针对性的分分布式光伏伏上网政策策，鼓励学学校、单位位、小区及及个人将光光伏电力输输送到公共共电网。22012年年10月国国家出台了了关于做做好分布式式光伏电网网并网服务务工作的意意见，要要求电网管管理部门免免费为光伏伏发电项目目业主提供供系统方案案设计、调调试和并网网检测等全全过程服务务；同时对对余电上网网进行全额额收购，上上网电价执执行国家标标准，进行行足额发放放，且光伏伏电站上网网引起的公公

15、共电网的的改造升级级与设备更更新的投资资全部由电电网管理企企业负责。光光伏发电并并网服务工工作细则的的出台，降降低了光伏伏项目开发发成本，提提高了项目目建设的进进度与效率率；鼓励了了太阳能光光伏产业界界着力于研研发与建筑筑进行一体体化结合的的太阳能建建材模块；部分有节节能意识的的建筑师开开始尝试在在建筑设计计方案的初初始阶段，就就把太阳能能发电组件件作为一个个不可缺少少的建筑构构件来考虑虑，使建筑筑美学与太太阳能技术术应用相结结合，力求求创造新型型的太阳能能一体化建建筑；另外外部分业主主也在既有有建筑节能能改造中大大胆使用光光伏发电系系统，特別別是对大、中中型公共建建筑而言，由由于特定的的使用

16、功能能，电费单单价支出较较普通民用用电价高出出很多，光光伏发电正正好能够减减少这部分分的支出，具具有较高的的经济性。如如上海市对对于分布式式光伏项目目，投资方方若为工、商商业用户，上上海“度电补贴贴”金额为00.25元元/千瓦时时，个人、学学校等享受受优惠电价价的用户则则为0.44元/千瓦瓦时。此外外，光伏电电站的补贴贴金额为00.3元/千瓦时，对对于陆上及及海上风电电，也可享享受0.11及0.22元/千瓦瓦时的“度电补贴贴”。除地方补贴贴之外，分分布式光伏伏电站每发发一度电，还还能得到来来自国家财财政0.442元(税税前)的补补贴，如果果余电上传传至电网，则则按照上海海的脱硫燃燃煤机组标标杆

17、上网电电价0.339元计算算“卖电”所得。如如此高的补补贴,使得得光伏电站站的投资收收益期将大大大缩短，安安装规模不不断扩大。由由于上海市市可用土地地数量有限限加上大量量既有建筑筑的屋面空空间尚未有有效的开发发和利用，推推动出屋面面光伏电站站的开发，未未来分布式式光伏发电电并将成为为的首选模模式，因此此对校园建建筑屋面的的光伏发电电系统进行行研究分析析，既有巨巨大的经济济、环境意意义，又能能给相关设设计与施工工人员提供供一定程度度的应用指指导。1.3研研究目的和和意义随着我国经经济高速发发展，全社社会尤其是是建筑能耗耗大幅增加加，能源和环环境对可持持续发展受受到严重挑挑战。因此此，大力开发发和

18、推广可可再生能源源技术已经经成为应对对挑战的重重要举措，同时也是是保证我国国能源供应应安全和可可持续发展展的必然选选择。在各各种可再生生能源发电电应用中，太太阳能光伏伏发电已经经成为重要要的应用方方式，是一一项可推广广、可复制的的成熟技术术。我国教育建建筑用能消消耗巨大，故故在教育建建筑中积极极使用可再再生能源特特别是光伏伏电力，是是增加可再再生能源在在建筑耗能能中的比例例，促进绿绿色大学校校园建设的的重要举措措。高校太太阳能光伏伏系统的设设计、安装装及并网应应用研究是是推动光伏伏建筑一体体化的重要要组成部分分，其问题题的解决能能为教育建建筑屋面光光伏电站的的建造提供供完善方案案、推动光光伏电

19、力在在校园用能能中的优化化配置、改改善既有建建筑的节能能效果。为为我国贯彻彻落实可持持续发展战战略、实现现节能目标标、减排温温室气体做做出重要贡贡献。分布式光伏伏发电具有有建设周期期短、投资风险险小、靠近用户户侧安装能能够实现就就近供电、投资回报报率高等优优势，同时装机机容量可大大可小，从从100kkW到几百百个兆瓦都有成成功应用。光光伏发电项项目的经济性、环环保性和节节能效益尤尤为显著，不不仅能够提提高供电安安全可靠性性，而且可解解决边远地地区电力短缺等问题。因此，发展展光伏发电电系统，尤尤其是分布布式光伏发发点系统的的建设具有有重要意义义。1.4研研究概况及及主要结论论本研究拟在在充分调研

20、研上海市校校园屋顶实实际情况的的基础上，结结合太阳能能光伏发电电系统的技术术特点，研究各种屋屋顶应用条条件下的系系统方案与与设计架构构，分析上海地地区气候条条件下的运运行策略和和商业模式式，通过太太阳能光伏伏发电系统统在上海地区区校园的试点点应用案例例，开展应用效果分分析和环境境评价，提提出上海市市校园太阳阳能光伏发发电的可行行性和配套套政策。主要结论如如下：1、 上海高校屋屋面储备资资源和学校校用能情况况状况上海高校用用能具有建建筑能耗高高、公共用用能凸显等等能耗问题题，同时高高校具有巨大大屋面资源源。光伏电电站的建设设依托学校校借助规划划优势、建建筑优势及及用能优势势，形成了了适合学校校特

21、征的光光伏发电系系统设计，此此系统不仅仅降低了电电站初始投投资成本，还还提高了经经济效率和和生态效益益；同时报报告还对当当前屋面光光伏的安装装种类进行行了归纳总总结和对比比分析，以以便为广大大工程应用用提供一定定的指导，增加高校屋面光伏系统的普及和推广。2、 高校光伏发发电系统设设计对光伏并网网进行分析析，得出光光伏上网对对原有配电电网的影响响，为此总总结分析了了能在高校校用能中对对电网起稳稳定作用，又又具有高效效作用的光光伏电力设设备，希望望能在今后后的光伏发发电项目中中更多的使使用，同时时对高校的的用能特性性分析，发发现寒暑假假期学校光光伏电力由由于负载较较少，避免免低压并网网产生逆流流，

22、通过能能源互联网网控制系统统将能量流流转到负载载处，调节节逆变器发发电量等方方法，从而而减少大量量清洁能源源浪费的情情况，为此此提出一套套适合上海海地区的高高校光伏余余电利用的的途径，主主要包括两两个方面：一是暑假假期电池蓄蓄能，图书书馆、游泳泳馆制冷；二是寒假假期游泳馆馆加热、数数据机房制制冷等。3、 运营模式根据上述分分布式光伏伏发电项目目不同运营营模式的叙叙述和收益益的计算，上上海地区高高校在光伏项目目的投资运运营模式的选择上需结结合己有的场地地、技术、政政策等资源源，具体核核算比较项目不不同的运营营模式，不不同结算方方式下的收收益，以获获得最好的的经济效益益和社会效益益。1）场地资资源

23、：屋顶顶、公共设设施是重要要的场地资资源，校园园光伏发电电项目首先先需要确定定场地资源源，如果自自身拥有场场地资源，可可选择合同同能源管理理和自发自自用运营模模式，如果果自身没有有场地资源源，则需选选择租赁运运营模式。2）租赁运运营：投资方付付给场地提提供者租金金，同时投投资方还可可与场地提提供者或者者其他的就就近用户签签订合同能能源管理协协议(如场场地提供者者有用电需需求)，共共享光伏发发电收益。并并且用户(包括场地地提供者)使用的光光伏发电量量越多，双双方的收益益越高。投投资方作为合同同能源管理理服务商，在在给用户创创造效益的的同时，自自身也能获获取相应的的收益，这这种模式未未来具有较较大

24、发展空空间，随着着上海地区区电力售电电改革的推推进，合同同能源管理理服务商可可以进一步步成为区域域能源服务务提供商，参参与地区售售电、供暖暖等能源服服务。3）在自发发自用模式式(或者合合同能源管管理模式)下，自发发自用(或或者合同能能源管理用用户用电)用电量需需达到一定定比例(占占光伏项目目总发电量量)，项目目投资商收收益才能超超过发电量量全额上网网结算方式式下的收益益，而且随随着政府补补贴的下降降，这个比比例会越来来越高。从从中也可以以看出，政政府鼓励分分布式光伏伏发电项目目自发自用用或采用合合同能源管管理模式，使使光伏发电电量尽可能能就近消纳纳，从而减减轻电力系系统并网消消纳负担。4）不考

25、虑虑发电量全全额上网结结算方式(各类型用用户收益均均相同)，分分布式光伏伏发电项目目的收益与与用户类型型息息相关关，用户原原本的电价价水平越高高，利用光光伏发电后后，收益越越明显。因因此应该鼓鼓励工商业业用户等电电价较高的的用户兴建建分布式光光伏发电项项目，以获获得良好的的光伏发电电收益。4、经济与与环境效益*以500kkw光伏电电站为例：根据当前政政策规定，国国家针对分分布式电站站补贴0.42元/度（补贴贴期限200年）+上上海市针对对学校分布布式电站补补贴0.555元/度度（补贴期期限5年）。该该项目预计计运营5年年可拿到上上海市补贴贴194万万元，运营营20年可可拿到国家家补贴5559万

26、元。按照5000KW项目目发电量预预测，预计计首年发电电量72.6万度，该该项目预计计可运营长长达30年年，累积发发电量达11924万万度。其中中首年可节节约电费446万元，330年累积积可节约11224万万元。该项目前55年平均收收益率约223.6%，第6年年至第200年平均收收益率为114.3%，运营330年总投投资收益率率达4111%。依据上海市市发展和改改革委员会会20166年11月月16日发发布上海海市20116年碳排排放配额分分配方案，从从20177年开始，碳碳排放将进进行配额分分配，碳排排放交易将将正式放开开，该节能能项目将可可产生额外外收益。该项目主要要使用学校校闲置屋顶顶进行

27、建设设，项目本本身无污染染、且不额额外占用土土地，并网网式项目无无需能量储储存设备，选选择自发自自用又减少少了输配电电损失等优优势，项目目建设符合合我国能源源产业政策策和环境保保护政策，符符合上海市市可再生能能源发展规规划和总体体发展规划划、土地利利用规划。项项目建成投投产后既不不消耗燃料料资源和水水资源，同同时又不释释放污染物物、废料，也也不产生温温室气体破破坏大气环环境，也不不会有废渣渣的堆放、废废水排放等等问题，有有利于保护护周围环境境，是一种种绿色可再再生能源。该项目总装装机量为5500KWW，按照项项目设计使使用寿命为为30年计计算，预计计30年积积累发电量量19244万度，共共节约

28、标准准煤约75505吨，二二氧化碳约约195114吨，二二氧化硫约约180吨吨，氮氧化化物约522.5吨。第2章高高校光伏应应用的条件件分析2.1高高校屋顶资资源20世纪末末以来，随随着国家高高等教育事事业的迅猛猛发展，我我国高校开开始招生规规模逐年扩扩大，教育育事业投入入也随之增增加，大批批学校掀起起了一波以以高校建设设为主的教教育建筑浪浪潮。设计计单位由于于时间紧、任任务重，也也由于当时时绿色建筑筑的设计水水平、材料料质量和施施工技术等等方面还比比较落后，造造成大量既既不节能又又不智能的的建筑出现现在“绿色”的大学校校园中。下表为上海海市高校校校舍建筑面面积指标： 单位： / 生 学校类别

29、第一类第二类第三类第四类备注综合、师范范院校工科、医学学、农林院院校政法、财经经、外语院院校体育院校艺术院校基本指标不高于288.5不高于311.5不高于233.5不高于38不高于71.51、教学及及辅助用房房不低于122.95不低于155.95不低于7.95不低于233不低于544教室、实验验实训用房房、图书馆馆、室内体体育用房、会会堂等2、行政办办公用房不高于2不高于2不高于2不高于2.2不高于3.5校行政办公公用房、院院系及教师师办公用房房3、生活配配套用房不高于122不高于122不高于122不高于122不高于122.5食堂、学生生宿舍、教教工宿舍、学学生活动中中心、教工工活动中心心等4

30、、后勤辅辅助用房不高于1.55不高于1.55不高于1.55不高于1.8不高于2医疗用房、公公共浴室、车车库（公车车）、服务务用房（小小型超市、洗洗衣房等）、食食堂工人集集体宿舍、综综合修理用用房、总务务仓库、锅锅炉房、水水泵房、变变电站（所所）、消防防用房、环环卫绿化用用房、室外外厕所、传传达警卫室室等上海市部分分高校可用用屋顶面积积清单：序号学校名称占地面积（亩亩）屋顶面积（万万平米）可装机容量量（KW）1上海交通大大学533220.055 129977.25 2同济大学400015.044 9750.38 3复旦大学347613.077 8473.08 4华东师范大大学310011.655

31、 7556.54 5上海大学300011.288 7312.78 6上海师范大大学270010.155 6581.50 7华东理工大大学26409.92 6435.25 8东华大学20007.52 4875.19 9上海海事大大学20007.52 4875.19 10上海理工大大学19607.37 4777.68 11上海海洋大大学16006.02 3900.15 12华东政法大大学13004.89 3168.87 13上海工程技技术大学12004.51 2925.11 14上海应用技技术学院12004.51 2925.11 15上海政法大大学10784.05 2627.73 16上海电力学学

32、院9243.47 2252.34 17上海外国语语大学8673.26 2113.39 18上海财经大大学7482.81 1823.32 19上海对外贸贸易学院7002.63 1706.32 20上海第二工工业大学7002.63 1706.32 21上海金融学学院6752.54 1645.38 22上海中医药药大学6002.26 1462.56 23上海体育学学院5952.24 1450.37 24上海电机学学院5291.99 1289.49 25上海立信会会计学院5001.88 1218.80 26上海商学院院3201.20 780.003 总计437444164.4461066330.111

33、可见，上上海高校屋屋顶资源的的储备量相相对比较丰丰厚，但我们也发现，受限于建筑筑设计的水平平、建筑文文化的需求求以及城市发发展的规划划和建设程程度，上海高校的的屋顶资源源分布区域化特点比较明明显，各学学校建筑的的年代参差差不齐，各各校园建筑筑的屋顶形式也多样样，在屋顶顶资源的具具体使用上上仍需根据据屋顶的形式、荷载载情况进行行不同光伏伏结构的设设计。2.2高高校能源消耗耗高校建筑因因其功能较较为复杂、用用能人数据据流动性大、使用用周期长等等特点，对对能源需求求量比一般般住宅、公公共建筑高高出很多。下下图2.11为某典型型高校能耗耗构成图，它它反映了高高校中各类类建筑耗电电量的占比比程度，由由于

34、其复杂杂的功能分分布带来建建筑在用能能上的差异异化，从图图知由大到到小依次是是科研楼、学学生宿舍、图图书馆、教学楼楼、场馆、食堂餐厅厅、综合楼楼、行政办办公楼，分分别为444.1%、15.8%、8.7%、44.1%、44.1%、44.1%、3.99%和2.1%，剩余部部分为水泵泵房、变配电所、路灯等等公共基础础设施等功功能区占据据的能源消消耗。 图2.11某典型高高校用能占占比分析图图通过调研、分分析得出高高校建筑的的高能耗主主要表现在在以下几个个方面：2.1.22.1 照明耗能能高高校教学空空间的主要要功能是学学习，学生生将大多数数时间用在在学习上，而而学习需要要较好的光光照条件，为为保证全

35、天天候较好的的照明环境境，人工照明明成为主要要照明方式式。从国家家照明规范范中可知，普普通教室需需要的照明明功率要求求不大于111W/，照度分分布不小丁丁300LLx，美术术教室需要要的照明功功率要求不不大于188W/，照照度分布不不小于5000Lx, 且还需需要局部照照明来提高高黑板照度度。加之大大量高校建建筑在设计计之初由于于考虑到技技术、经济济性问题，使使用了浪费费能源的白白炽灯或日日光灯(白炽炽灯15LLM/W, 日光灯灯50LMM/W、LED节节能灯 990-1110LM/W)，同同时管理不不规范造成成人走灯亮亮的现象，都都是照明能能耗高的原原因。2.1.22.2 取取暖、制冷冷能耗

36、大供暖能耗占占上海高校校建筑耗能能的重要组组成部分。由由于高校中中有大量年年代长久、保保温效果差差、未经节节能改造的的既有建筑筑，造成部部分使用空空间单位面面积采暖量量较一般建建筑高出很很多。且上上海大量高高校采用中中央空调供供暖的模式式，且需要要间歇供暖暖的建筑，如如教学楼，实实验楼，办办公楼，图图书馆等在在夜间也在在不断的消消耗热量，同同时部分办办公室空间间的师生因因对热环境境要求较高高，大量使使用电取暖暖器。制冷能耗则则在夏天耗耗能中占据据较大的比比例，如办办公建筑为为了提高室室内舒适度度安装了大大量分体式式空调，使使用过程中中不注意节节能，甚至至一些夏季季炎热地区区院校为解解决用餐时时

37、室内温度度过高的矛矛盾，而在在食堂中采采用大型中中央空调等等消耗大量量电力的电电气设备进进行制冷，这这些现象的的出现给高高校电力稳稳定带来了了巨大的压压力，也造造成大量能能源浪费。2.1.22.3 浪费行为为严重由于生活条条件的日益益改善，高高校宿舍内内的大功率率电器设备备使用越来来越普遍，虽虽提高了部部分学子的的生活品质质也带来了了潜在的电电力浪费和和火灾隐患患。白天宿宿舍内灯火火通明、公公共场所使使用长明灯灯、电脑长长时间处于于待机状态态、饮水机机整日保持持运行等已已成为司空空见惯的场场景。见图图2. 22为某学校校宿舍楼的的电力浪费费状况，或或许这些小小节是由于于设计不合合理造成的的，但

38、个人人不良的行行为习惯，使使浪费问题题变得越來來越严重。另另外，对于于部分已有有光伏发电电项目的高高校，因种种种原因光光伏余电未未能上网输输送，特別別是校内部部负荷载寒寒暑假期间间剧减，电力未能能得到有效效利用，而而出现白白白浪费现象象。 图2.2某某学校宿舍楼的的电力浪费费状况2.3 高高校光伏发发电应用优优势2.3.11 校园规划划优势2.3.11.1 科学选址址当前我国高高校选址一一般会选择择在城郊地地区，避开开诸如废气气、废水、粉粉尘等污染染源，寻求求良好的自自然环境区区域。另外外，根据各各所高校的的发展需要要，一般学学校占地面面积都相对对较大，屋屋顶多为平平面屋顶，可可用面积充充裕。

39、通过过实地调研研上海市226所高校校和上海市市高校校舍舍建设指标标测算，这这26所高高校的安装装光伏电站站的有效屋屋顶可安装装106.63MWW，平均年年发电量可可达165500万度度。2.3.11.2 集中布局局、合理分分区高校校园的的总体规划划大多采用用了集中布布局、合理理分区的原原则。集中中布局是将将高校中的的某一功能能分区进行行集中排布布，如教学学区、生活活区、体育育活动区等等放在一起起，优化配配置减少土土地资源的的浪费。合合理分区，则则是将各个个功能区相相互联系起起来，要求求既满足师师生的使用用需求，又又不对其他他使用区域域产生影响响和干扰，如如体育活动动区尽量要要求靠近生生活区域而

40、而远离教学学区，就避避免活动区区的噪音对对教学区的的正常学习习产生影响响。集中布布局、合理理分区一方方面合理分分配了土地地资源；另另一方面也也使光伏发发电系统的的电能就地地使用、减减少电力传传输的远距距离配送，同同时光伏阵阵列被安装装在靠近控控制单元与与电力负载载的位置，可可降低输电电线路上的电能能损耗与初初始成本。这这是因为低低电压、高高电流的直直流电会导导致比较高高的电能损损失，而且且导线的断断面尺寸大大、笨重、昂昂贵，同时时又不便施施工。2.3.11.3 充分利用用空间资源源太阳能光伏伏发电系统统，由于需需要占地的的面积广、投投资收益期期长等弊端端，一直不不能得到大大面积的推推广适用，尤

41、尤其是在土土地昂贵的的城市，建建立光伏电电站如何充充分利用闲闲置空间资资源，不占占用宝贵的的土地变成成唯一的途途径。屋顶顶和建筑立立面，是十十分重要的的空间资源源，越来越越得到人们们的认可，特特别是分布布式光伏系系统的设计计可以有效效的利用屋屋面，不占占宝贵的土土地，降低低了光伏电电站在空间间资源上的的投资，同同时与建筑筑结合的光光伏电站不不需要安装装任何额外外的基础设设施，降低低了整个系系统的投资资成本。2.3.22 建筑设计计优势2.3.22.1 屋面布置置优势高校建筑屋屋顶大多设设计简洁、光光照充足，受受建筑构件件产生的阴阴影影响小小，适宜接接受太阳光光照射；为为方便使用用需求，教教室和

42、宿舍舍一般会控控制在5-6层内，光光伏组件紧紧贴屋顶安安装，减少少了风力的的不利影响响；太阳能能光伏组件件对屋面具具有一定的的保温隔热热作用；此此外，光伏伏屋面发电电系统的集集中布置，能能够形成规规模效应，降降低系统单单价，具有有更高的经经济效益。以以上海交通通大学2440kWpp光伏屋面面发电项目目为例，采用了了光伏阵列列屋顶安装装方式。其其具有以下下几个方面面的优势：一、屋顶只只有突出的的建筑楼梯梯间、通风风采光窗口口产生局部部阴影, 可利用的的屋面空间间大：二、离离负载近，电电阻小，电电能损耗少少；三、屋屋顶场地较较为平整，能能方便布置置维护与清清洁通道，便便于人员出出入；四、装装机容量

43、大大，平均下下来的单位位造价相对对较低。如如下图2.3所示，上上海交通大大学在将光光伏板作为为国家能源源智能电网网上海研发发中心大楼楼屋顶遮阳阳构件在建建筑外部结结构上进行行高效的排排放。图2.3 国家能源源智能电网网上海研发发中心屋顶顶光伏电站站2.3.22.2 建建筑结构优优势光伏电站的的生命周期期一般约为为20周年年，而建筑筑的使用寿寿命在500年以上，可可以说，建建筑的使用用寿命能够够将光伏电电站系统的的全生命运运行周期包包含在内。GGB50002320088建筑工工程抗族设设防分类标标准中的的6.0.8条规定定，教育建建筑抗震设设防类别应应不小于重重点设防类类，使得结结构的使用用年限

44、和承承载力布置置都较当地地普通建筑筑高出很多多，相对减减少了光伏伏发电系统统在屋面安安装过程中中对结构安安全加固的的投资，提提高了整个个系统的经经济性。2.3.33 建筑用能能优势2.3.33.1 调调峰稳压高校并网光光伏电站的的发电高峰峰出现在每每天的正午午时刻，此此时也正是是很多使用用空间的用用能高峰，如如超市、食食堂、宿舍舍生活区等等需要大量量电能，光光伏电力上上网可一定定程度上缓缓解校内用用电高峰的的电力需求求，有利于于改善电力力系统的负负荷平衡，降降低线路损损耗。2.3.33.2 降降低负荷对于在南向向外墙面和和屋顶安装装光伏组件件的太阳能能建筑来说说，它可将将投射到建建筑中的一一部

45、分太阳阳能转化为为电能；另另一部分转转化为热能能散失到空空气当中。这这是因为电电池组件受受日光照射射后发热，光光伏屋面及及墙面较普普通建筑外外表面温度度会高出很很多，建筑筑外面的空空气对流运运动得到强强化，光伏伏表面的热热量将消散散到周围环环境之中。由由于光伏板板对太阳辐辐射的转化化和阻止，使使得光伏一一体化建筑筑的屋面得得热量明显显减少，也也使室内空空调负荷得得到明显降降低。通过过为上海交交通大学数数据中心屋屋顶空调外外机密集分分布区域，增增加光伏电电池板用于于遮挡阳光光直射，测测量结果如如表2.33显示，带带通风流道道的光伏屋屋顶相对于于普通屋顶顶来说，其其峰值冷负负荷和总得得热量分別別可

46、降低444.5%和38.8%。高高校中部分分顶层空间间，由于屋屋面传热量量大，造成成了室内空空调使用过过于频繁的的现象，若若是在教学学楼屋顶安安装光伏电电站，则将将明显减少少空调使用用次数，降降低制冷负负荷。表2.3不不同形式屋屋顶结构日日总得热量量和峰值冷冷负荷统计计表光伏屋顶形形式日总太阳辐辐射（MJJ/m2）日总得热量量（MJ/m2）峰值冷负荷荷（W/mm2）通风流道14.2220.254.13封闭通风14.2220.497.87不带通风14.2220.528.88普通屋顶14.2220.499.072.4 本本章小结本章从高校校用能现状状出发，归归纳总结出出高校用能能具有建筑筑能耗高、景景观用能凸凸显等能耗耗问题，为为此我们在在高校校园园中引入屋屋面光伏电电站发电系