水面光伏電站因其節(jié)約用地、發(fā)電量高等優(yōu)勢逐漸受到業(yè)內(nèi)關(guān)注，但其施工方式卻與陸上光伏電站大相徑庭，如何安全高效施工、做好設(shè)備選型及探索高收益運(yùn)營模式成為水面光伏現(xiàn)階段發(fā)展的關(guān)鍵。

“水面光伏”作為“領(lǐng)跑者”項目中的一員，一直吸引著很多關(guān)注的目光。“目前水面光伏電站分為兩種，一種是漂浮式，一種是打樁固定式。”諾斯曼能源科技(北京)股份有限公司技術(shù)總監(jiān)吳春秋在第二屆領(lǐng)跑者計劃之水面光伏電站交流會暨水面光伏電站設(shè)計與設(shè)備選型研討會上介紹說，第二批水面光伏“領(lǐng)跑者”項目多為漂浮式水面光伏電站。

漂浮式水面光伏優(yōu)勢明顯

針對日漸火熱的漂浮式水面光伏電站，陽光浮體科技有限公司(簡稱“陽光浮體”)副總經(jīng)理肖福勤認(rèn)為，漂浮式水面光伏電站可利用煤炭塌陷區(qū)、景觀湖面、水庫、魚塘、污水處理池、近海水域等地，從而節(jié)約很大一部分土地資源;而且水面自然的‘水冷’降溫效果好，陽光浮體提供的數(shù)據(jù)顯示，同等情況下，水面光伏相對于地面項目發(fā)電量同比提高10%以上。此外，漂浮式水面光伏電站還擁有建造周期短、可保護(hù)水體、運(yùn)維方便、市場前景廣闊等優(yōu)點(diǎn)。

對此，肖福勤在會上提供了相關(guān)案例和數(shù)據(jù)，從中可以看到漂浮式水面光伏電站的優(yōu)勢。如淮南顧橋1.8萬千瓦漂浮式水面光伏電站與淮南某3000千瓦地面光伏電站，在組件、傾角一致的條件下，漂浮式水面光伏電站比地面電站發(fā)電量高13%;淮南潘陽4.8萬千瓦漂浮式水面光伏電站與同一地區(qū)的地面電站在折算成相同裝機(jī)容量時，漂浮式水面光伏電站比地面電站發(fā)電量高11%。

雖然漂浮式水面光伏電站看起來值得投資施工，但水面電站與地面電站施工方式大相徑庭，導(dǎo)致很多施工單位走了彎路。水面光伏電站如何安全、高效地施工，成為現(xiàn)階段業(yè)界需重點(diǎn)考慮的問題。

三峽新能源華東分公司總經(jīng)理助理袁丙青表示，由于漂浮式水面光伏電站相對特殊，施工前需具備一定條件。首先，需要漂浮式水面光伏電站專項施工方案和三通一平工作的完成，主要資源投入滿足施工條件方可開始;其次，要在施工前與施工人員技術(shù)交流，并對其進(jìn)行安全培訓(xùn);最后，在發(fā)生危險時也要有專項應(yīng)急的救援方案。

袁丙青指出，部分漂浮式水面光伏電站會在采煤沉陷區(qū)施工，這些項目必須重視地質(zhì)勘查工作。首先，需要先委托第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)對升壓站、光伏場區(qū)、集電線路路徑、送出線路路徑的地質(zhì)災(zāi)害危險性、地基穩(wěn)定性進(jìn)行現(xiàn)狀和預(yù)測評估，為項目勘查設(shè)計提出指導(dǎo)性意見;其次還要做好水面下方地形勘查工作，在項目實(shí)施前需將水下障礙物清理完成，確保浮體不受下方障礙物劃損刺傷;最后，針對項目升壓站、集電線路和送出工程地質(zhì)情況，委托具有資質(zhì)的單位，對升壓站的設(shè)備基礎(chǔ)和線路塔基基礎(chǔ)進(jìn)行定期沉降觀測，及時發(fā)現(xiàn)沉陷風(fēng)險，提出合理的整改方案，提高電站的安全性、穩(wěn)定性。

優(yōu)選浮體應(yīng)對特殊環(huán)境挑戰(zhàn)

在漂浮式水面光伏電站中，浮體的選型無疑是重中之重，這可以說是水面光伏項目與地面光伏項目最大的不同之一。吳春秋介紹，目前主流水面漂浮式電站浮體材料多采用HDPE(改性高密度聚乙烯)制作，漂浮結(jié)構(gòu)則多采用單個浮體支撐組件。之前在沒有成熟的技術(shù)指導(dǎo)下，有些電站采用了將多個浮體連接成一個整體、利用多點(diǎn)支撐的模式，但由于沒考慮到浮體遇風(fēng)時的移動，導(dǎo)致光伏支架整體變形，造成了很大損失。另外，在浮體的加工工藝方面，目前主流工藝是吹塑，少部分是滾塑和注塑+焊接，這在選型、運(yùn)輸與安裝時要多方面考慮，防止浮體漏水。

由于漂浮式水面光伏電站建設(shè)在戶外，自然生態(tài)環(huán)境對電站漂浮系統(tǒng)的耐候能力與對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性是個極大的考驗(yàn)。對此，肖福勤表示，解決光氧老化、熱氧老化、應(yīng)力疲勞和水質(zhì)適應(yīng)性的問題要從浮體的材料入手，且浮體結(jié)構(gòu)和方陣要能滿足各種載荷的需求。

漂浮式水面光伏電站與地面電站不同，由于其漂浮在水面上，很容易漂浮移動，這時就需要錨來迅速定位，稍慢些都可能在一陣大風(fēng)過后相互碰撞擠壓，導(dǎo)致浮體與光伏組件受損。對此，袁丙青表示，在方陣施工時，平臺搭建、浮體拼接、組件安裝定位等工序需要與錨塊制作、錨塊水上定位和下水、錨固系統(tǒng)固定單元方陣等同時進(jìn)行，這樣才能保證方陣準(zhǔn)確定位且不受損失。

據(jù)了解，我國在漂浮式水面光伏電站錨固系統(tǒng)設(shè)計上并無成熟經(jīng)驗(yàn)可循，所以設(shè)計方案各異，而如今錨固系統(tǒng)最頭疼的“敵人”便是風(fēng)、浪。袁丙青說，在這個系統(tǒng)設(shè)計初期，各項數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于實(shí)際工況，且在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上也較難實(shí)現(xiàn)。在專題論證后，基于設(shè)計及校核意見，修正風(fēng)速為每秒22.5米，浪高0.2米，且在慢速風(fēng)浪校核的前提下，水流速度按照每秒1米設(shè)計，另外預(yù)留了錨繩長度以應(yīng)對水位變化。

同時，要在在各個光伏水域安裝水位監(jiān)控系統(tǒng)，超出設(shè)計范圍時會啟動預(yù)警機(jī)制。為應(yīng)對水位過低風(fēng)險，建設(shè)前期就要開展水下測繪等工作，采用水下清淤船只等將水下障礙物全部清理，滿足水位落差變化要求，避免水位下降導(dǎo)致尖銳物刺傷浮體。