目前，首座水面漂浮式光伏電站已經(jīng)并網(wǎng)試運行一年多，開拓了農(nóng)村小水電發(fā)展新途徑，實現(xiàn)了資源充分利用，減少了投資成本，拓寬了水庫產(chǎn)業(yè)，盤活了水庫資產(chǎn)，開創(chuàng)了水庫管理發(fā)展的新思路，發(fā)揮了人員、設(shè)備的最大效益，為社會奉獻了清潔綠色、持續(xù)穩(wěn)定的可再生電能。這些成功的、有益的探索，將助推和引領(lǐng)國家新能源的發(fā)展模式。

 

 

并網(wǎng)發(fā)電，彰顯效益

 

記者了解到，經(jīng)湖北省水利廳批準，由湖北省水利廳農(nóng)電處主導，由湖北省地方水電公司、長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院、襄陽市熊河水庫管理處共同發(fā)起，出資新組建湖北方水光伏發(fā)電有限公司，負責“湖北省首座水面漂浮式光伏電站”試點項目的籌備建設(shè)和運行管理。

 

2015年10月20日，試點項目正式開工建設(shè)，總裝機容量1200千瓦、占地占水面積約23畝，設(shè)計年平均上網(wǎng)電量120.96萬千瓦時，年等效滿負荷運行1008小時。2016年2月4日完成安裝調(diào)試，通過棗陽市供電公司驗收，并網(wǎng)發(fā)電，步入試運行階段。

 

湖北方水光伏發(fā)電有限公司執(zhí)行董事鄭輝對本報記者表示，試點項目規(guī)模雖小，但注重消化吸收國內(nèi)外水面光伏發(fā)電建設(shè)的新技術(shù)、新工藝、新材料，通過自主研發(fā)、創(chuàng)新設(shè)計出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的水面漂浮式基礎(chǔ)專利產(chǎn)品作為支撐。目前，試點項目采用了“陸地光伏支架基礎(chǔ)、雙船體浮筒基礎(chǔ)、竹排漂浮式基礎(chǔ)和跟蹤式浮筒漂浮式基礎(chǔ)”四種形式完全不同的光伏發(fā)電單元，實現(xiàn)了傳統(tǒng)陸地、水面漂浮、竹排基礎(chǔ)和水面逐日跟蹤四種類型的有機結(jié)合，通過試驗運行和對比分析，全方位、立體式探索水面漂浮式光伏發(fā)電技術(shù)。

 

中國水力發(fā)電工程學會副秘書長張博庭在接受本報記者采訪時表示，目前水面光伏在國內(nèi)處于起步階段，前不久青海電網(wǎng)連續(xù)7天使用清潔能源供電，龍羊峽水光互補電站發(fā)揮了極為重要的作用，龍羊峽水光互補電站雖說是利用空地建設(shè)，但與水面光伏相比更占地方。另外，由于太陽光反射點多，做到水面逐日跟蹤難度大、造價高，湖北省首座水面漂浮式光伏電站做到水面逐日跟蹤，可以大大提高光電利用效率，水面光伏電站前景廣闊。

 

長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限公司高級工程師朱宜飛說，小水電和光伏電站的互補性非常強，兩者結(jié)合可以達到“1+1大于2”的效果。利用水電的快速調(diào)節(jié)性，可以將光伏的不穩(wěn)定電源調(diào)控成相對穩(wěn)定的電源，從而提高供電質(zhì)量，在電網(wǎng)的裝機容量上，提高了光伏發(fā)電的滲透率。

 

記者了解到，試點項目執(zhí)行1元/千瓦的光伏標桿電價，湖北省按現(xiàn)行政策規(guī)定，至“十三五”末，可領(lǐng)取0.1元/千瓦的補助，試點項目電價可達1.1元/千瓦。經(jīng)初步測算，年上網(wǎng)電量約120萬千瓦時，年售電收入預計為132萬元。自2016年2月4日并網(wǎng)以來，截至2017年6月底，累計運行發(fā)電190余萬千瓦時，減少二氧化碳排放約114噸，經(jīng)濟效益和生態(tài)效益同時彰顯。

 

湖北方水光伏發(fā)電有限公司經(jīng)理喬連財介紹，水面漂浮式光伏電站與水電站智慧結(jié)合，通過統(tǒng)一的綜合平臺，進行遠程監(jiān)控和綜合調(diào)度，實現(xiàn)光能與水能優(yōu)勢互補，達到保護生態(tài)、節(jié)約資源、提高電能質(zhì)量的目的。

 

自主設(shè)計，技術(shù)領(lǐng)先

 

長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限公司高級工程師喻飛介紹，通過支撐扶梯，可以增加或者降低光伏板的高度來改變光伏水電組件的傾角，適應不同區(qū)域以提高發(fā)電量。

 

據(jù)了解，從技術(shù)應用角度來看，水面漂浮式光伏發(fā)電和水力發(fā)電互補技術(shù)有幾個特點：第一是充分利用水電站已有設(shè)施和輸電線路，減少投資成本；第二是充分利用水電站現(xiàn)有水面、灘涂以及屋頂?shù)荣Y源，水面漂浮式光伏電站可以減少對耕地、林地等土地資源的占用。投資成本雖然降低了，但產(chǎn)生的效益卻得到增加；第三個技術(shù)特點便是水光互補發(fā)電促進穩(wěn)定性較差的光伏發(fā)電電量為電網(wǎng)消納，并保持日內(nèi)水量平衡，盡可能追求水電站以及光伏電站發(fā)電效益的最大化。

 

“打個比方，當日內(nèi)光伏發(fā)電出力大而系統(tǒng)需求小時，水電站可減少出力，進行水庫蓄水；在系統(tǒng)需求大而光伏發(fā)電出力小時，水庫放水發(fā)電，這個時候水電光電同時送出，以滿足電力系統(tǒng)需求。”鄭輝解釋，以具有自主知識產(chǎn)權(quán)的水面漂浮式基礎(chǔ)專利產(chǎn)品作為支撐的水光互補發(fā)電智慧應用技術(shù)，可通過統(tǒng)一的綜合平臺進行遠程監(jiān)控和綜合調(diào)度。

 

據(jù)悉，該試點項目在遠程監(jiān)控主站內(nèi)添加自帶有VPN組網(wǎng)功能的路由器和安裝有電站通道管理終端后臺主機一套。該系統(tǒng)可提供綜合全面的運行狀態(tài)監(jiān)測、運行告警的通知、數(shù)據(jù)查詢分析、設(shè)備運行管理，為水電站提供智能互補方案。

 

從經(jīng)濟效益來看，共用水電站已有設(shè)備，水光互補發(fā)電提高了設(shè)備的使用率，降低了投資建設(shè)成本；從營運方面講，水光互補優(yōu)化資源配置，提高了供電質(zhì)量，減少電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用容量，提高了電網(wǎng)的安全性穩(wěn)定性。此外，水面光伏電站還對水電站具有輔助調(diào)峰的作用，它打破了電網(wǎng)對光伏容量的限制。

 

據(jù)了解，水面漂浮式光伏發(fā)電試點項目的自主創(chuàng)新，擺脫了依靠國外引進的高成本設(shè)備，填補了國內(nèi)水面漂浮式光伏發(fā)電技術(shù)的空白，目前水光互補發(fā)電技術(shù)也得到了能源、水利、電力等主管部門的肯定和認可。2017年4月，水光智慧互補發(fā)電技術(shù)成功入選《第十四屆國際水利先進技術(shù)（產(chǎn)品）推介會推薦技術(shù)（產(chǎn)品）名錄》。

 

起步初期，期待規(guī)范

 

湖北省積極探索水面漂浮式光伏發(fā)電與水力發(fā)電智慧互補技術(shù)應用極具引領(lǐng)意義。

 

記者從湖北水利廳了解到，湖北省境內(nèi)面積100畝以上的湖泊共有728個，水面總面積300萬畝；湖北省大中型水庫電站53座，水電裝機355.59萬千瓦，水面總面積約80萬畝，大部分水庫電站具備開發(fā)水面光伏的條件。

 

從全國來看，我國湖泊眾多，總面積8萬多平方公里，面積1000平方米以上的湖泊有2700多個，建設(shè)水面光伏的條件得天獨厚。

 

不過，水面光伏尚屬起步初期，目前尚無歸口管理單位，“規(guī)劃、審批、許可、建設(shè)、驗收等，更無相應的規(guī)劃規(guī)程可循，因此建議明確行業(yè)主管部門并頒布相應的管理辦法。”鄭輝對記者表示，另外，水面浮式基礎(chǔ)使用期限有待驗證，水面光伏電站設(shè)計的生命周期為25年，浮式基礎(chǔ)必須具有良好的抗腐蝕性能、低密度、抗凍脹、抗風浪等特性與之匹配，試點項目浮筒基礎(chǔ)選用的PE材料，經(jīng)專業(yè)測算，其抗紫外線、抗應變及抗老化只能滿足15年左右的周期，浮式基礎(chǔ)的經(jīng)濟性與耐用性有待進一步驗證。

 

張博庭建議，水面光伏建設(shè)選址上要避免在飲用水源區(qū)、風景名勝區(qū)等區(qū)域，盡可能選在面積較大、徑流穩(wěn)定、風速低、光照條件好、開發(fā)條件較好、無大規(guī)模航運、非生態(tài)敏感區(qū)等水域。

 

一位不愿具名的業(yè)內(nèi)專家和張博庭觀點一致，他認為，“開發(fā)水面光伏項目時，首要任務是保護好水體”。水光互補宜采用“先易后難，先小后大”的發(fā)展思路。在水位變幅較小的中小型水電站水庫，建設(shè)容量較小的分布式水上光伏發(fā)電項目，通過水庫電站調(diào)節(jié)，實現(xiàn)水光互補，提高枯期出力和電能質(zhì)量。

 

鄭輝建議，由水利部主導開展水面光伏資源普查，摸清可建規(guī)模和地區(qū)分布，以保護水生態(tài)和水環(huán)境安全為前提，會同國家能源局編制水面光伏發(fā)電專項“領(lǐng)跑者計劃”。

 

“相關(guān)部門盡早組織編寫水面光伏發(fā)電技術(shù)規(guī)范規(guī)程，進一步明確可建的范圍、占用水面比例、浮體架臺力學參數(shù)、浮式基礎(chǔ)的材質(zhì)材料選用、水面光伏傾角設(shè)計、并網(wǎng)條件等。”鄭輝表示。