工业领域绿色低碳技术应用案例1 碳中和智慧矿山配套分布式光伏发电项目.docx

案例1碳中和智慧矿山配套分布式光伏发电项目主要完成单位：焦作千业水泥有限责任公司主要完成人员：李宇峰、肖战定、郑波、郭文华、韩峰、贺军令、闫天喜矿山行业作为资源开采和加工的重要环节，面临着巨大的能源消耗和环境污染压力。矿山生产涉及爆破、破碎、运输等多个环节，这些过程需要大量的机械设备和能源投入，导致显著的能源消耗和温室气体排放，对环境造成不可忽视的影响。一、项目背景在矿山的绿色低碳转型过程中，仍然存在一些技术瓶颈和挑战。矿山行业的技术工艺以及设备特征决定了其相对较高的能源消耗基线，特别是一些大规模的采矿项目，涉及采矿、破碎、粉碎、浮选等复杂工艺，每个环节的能耗点不同，这就激励企业通过绿色低碳技术升级改造、资源优化配比等方式，创新实践绿色低碳可持续发展道路。焦作千业水泥有限责任公司开展的碳中和智慧矿山配套分布式光伏发包项目，是千叶水泥碳中和智慧矿山的配套工程。千叶矿山占地面积3000亩，现有年产380万吨的采矿许可证，分为西、中、东三部分矿区，保有储量2.9亿吨，已经将5G技术、无人开采技术应用于石灰石矿山的生产作业，建成了河南省内首个实际作业场景运行的“5G+”无人智慧矿山。分布式光伏发电项目的装机容量为5.99MWP,总投资2700万元。项目建设于焦煤集团退出产能矿井方庄矿技改井的闲置土地上，采用集中发电、集中控制、全额上网的技术方案，布置于废弃煤矿的工业广场和房屋顶部，电能通过焦作矿区的专用电网直接输送至千业矿山，推动千业水泥“碳中和”智慧矿山的绿色建设。表1光伏发电工程基本情况光伏发电工程场址概况项目单位数量备注本期装机容量MWp5.99海拔高度m147经度（东经）113。25'20"项目中心坐标纬度(北纬)35o23,00,项目中心坐标工程代表年太阳总辐射量MJm24766二、主要设备编号名称单位数量备注1、光伏组件1.1峰值功率Wp565/5601.2开路电压(Voc)V49.621.3短路电流(Isc)A14.031.4工作电压(Vmppt)V40.91.5工作电流(Imppt)A13.451.6峰值功率温度系数%/K-0.35%Co1.7开路电压温度系数K-0.28%Co1.8短路电流温度系数%/K0.048%Co1.9首年功率衰降%21.10后续每年功率衰降%0.551.11外形尺寸mm2278*1134*351.12重量kg281.13数量块106321.14向日跟踪方式固定式1.15固定倾角角度O52、320kW组串式逆变器2.1输出额定功率kW3202.2最高转换效率%99.012.3中国地区效率%98.522.4最大直流输入电压Vdc1500V2.5最大功率跟踪(MPPT)范围Vdc500-1500V2.6最大直流输入电流A16*302.7交流输出电压kV0.8kV2.8输出频率Hz50/602.9功率因数-0.8+0.82.10宽/高/厚mm1136*870*3612.11重量Kg1102.12工作环境温度范围Co-30-+60oC2.13数量台145二、创新点及相关技术内容创新点1:优化光伏布局实现绿电节能减排项目设置农光互补区与其他区域两类。光伏组件选用560Wp和565Wp单晶硅光伏组件,共计10634块；32OkW组串式逆变器15台，250OkVA箱变2台，每个光伏组件串由26块光伏组件板串联组成，分为2个发电子单元。光伏布局的优点包括：一是采用农光互补布局，即在农田或农业用地上布设光伏电站，可实现农业与光伏发电的双重利用，有效提高土地资源利用率，促进农业可持续发展。二是采用高功率的单晶硅光伏组件，具有较高的光电转换效率和发电性能,能够提高光伏发电系统的发电量。三是采用组串式逆变器，能够有效监控和管理光伏组串，提高光伏发电系统的稳定性和可靠性，同时减少线路损耗。四是将光伏组件串联成发电子单元，有利于发电系统的管理和运行监控，提高发电效率和系统的可控性。五是恰当的箱变设计，使用250OkVA的箱变能够适应较大规模的光伏发电系统，并且能够提供稳定的电力输出，满足电网接入的需求。1134±2Z+II8F安装孔8处/持水8长边檐图1光伏板示意图其中，农光互补区域光伏板最低点高于地面2.5m,正逐步在下方种植喜阴植物，形成农光互补模式。采用PHC300管桩（162根），上部支架（高度2.5米倾角28度）采用Q235B支架，楝条采用薄壁型钢。所有钢构件均镀锌防腐，螺栓采用不锈钢螺栓。图2农光互补区光伏安装其他区域光伏板最低点高于设计洪水位05m,采用固定倾角的安装方式，采用配重的条形基础方式（2083条），支架高度0.5米，倾角为5度，方位角为3.5度。图3其他区域光伏安装创新点2:实现无人驾驶与纯也驱动项目针对有人驾驶、安全事故时有发生，以及柴油驱动、污染严重费用高等问题，改造装备为无人驾驶与纯电驱动，实现安全稳定运行和零碳环保，降低运行成本。图4无人驾驶车辆示意图三、经验总结与推广价值碳中和智慧矿山配套分布式光伏发电项目有效利用了废弃煤矿的闲置资源，开发了可再生能源，通过将绿电自发自用到千业矿山，降低生产能耗、节约电费支出、实现排放减量，有效提升矿山生态环境治理成效。根据焦作千业水泥有限责任公司测算结果，项目直接经济效益显著。按照年发绿电6450MWh计算，预计每年为企业节省直接购电成本300万元，通过油改电运行，每年预计能够节约购柴油成本1000万元。同时，项目具有良好的环境与社会效益间接环境和社会效益，每年可减少烟尘排放量约1750.91吨,减少二氧化碳约6417.86吨,二氧化硫约193.11吨，氮氧化物约为96.56吨，能够有效地改善矿区的生态环境。因此，碳中和智慧矿山配套分布式光伏发电项目具有良好的示范价值。