日本兵庫縣中部的加?xùn)|市稻米種植區(qū)，有很多相鄰的蓄水池(圖1)，都是用來為加?xùn)|市屋度地區(qū)的稻田等供水的。



右上方水池的太陽能電池板為“加?xùn)|市屋度光伏電站”的水上部分，中間兩個(gè)水池的電池板為“加?xùn)|市屋度大池光伏電站”(出處：日本COMSYS)

在其中三個(gè)相連般的水池上漂浮著太陽能電池板，是所有電池板全部都在水面上的“加?xùn)|市屋度大池光伏電站(Sun Lakes屋度加?xùn)|)”(輸出功率約為2MW)，和地面和水上各一部分部分的“加?xùn)|市屋度光伏電站(Sun Factory Kawata加?xùn)|)”(約1.3MW)的水上部分(輸出功率為71.5kW)，由從事通信基礎(chǔ)設(shè)施等業(yè)務(wù)的日本COMSYS開發(fā)。

三個(gè)水池均由當(dāng)?shù)氐奈荻茸灾螘芾?，系租賃該自治會的水面設(shè)置了發(fā)電設(shè)備。

最初是在地面設(shè)置型旁邊“追加”的水上型

最先開發(fā)的是“加?xùn)|市屋度光伏電站”的水上部分(圖2)。發(fā)電的收購價(jià)格為36日元/kWh(不含稅)，已于2015年3月投入運(yùn)轉(zhuǎn)。 



紅葉和電池板倒映在池中。輸出功率約為1.3MW，其中水上部分為71.5kW(出處：上圖為日本COMSYS，下圖為日經(jīng)BP)

浮體架臺為他喜龍制

大池上漂浮著5768張、輸出功率為1.442MW的太陽能電池板，更池上漂浮著2268張、567kW的太陽能電池板(圖3)。大池的水上面積約為1.84萬平方米，更池約為7300平方米。


約2MW的加?xùn)|市屋度大池光伏電站，大池中漂浮著5768張、更池中漂浮著2268張電池板(出處：上圖為日本COMSYS，下圖為日經(jīng)BP)

電池板設(shè)置容量為2.009MW，光伏逆變器(PCS)的額定輸出功率為1.5MW。

電池板采用韓國現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的多晶硅型(250W/張)。日本COMSYS在水上安裝時(shí)，非常重視防潮等應(yīng)對措施和保修。據(jù)稱，現(xiàn)代重工業(yè)的產(chǎn)品在這些方面具有出色的性能。PCS采用了東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)(TMEIC)的產(chǎn)品(輸出功率為500kW的機(jī)型)。

投資額約為6億日元，以32日元/kWh(不含稅)的收購價(jià)格向關(guān)西電力售電。對于發(fā)電功率，要求功率因數(shù)控制達(dá)到最大限度，即85%。

用來使太陽能電池板漂浮在水面上的構(gòu)件——浮體式架臺采用了他喜龍工程公司(大阪市北區(qū))的產(chǎn)品。

鋁支柱與樹脂“浮標(biāo)”相組合

他喜龍浮體式架臺的構(gòu)造是，縱橫嵌入了軌道一樣細(xì)長的鋁支柱，并安裝了起到“浮標(biāo)”作用的樹脂中空構(gòu)件。與地面設(shè)置型架臺一樣，將太陽能電池板固定在傾斜至設(shè)置角的構(gòu)件上(圖4)。



加?xùn)|市屋度大池光伏電站施工時(shí)的情形。與地面設(shè)置型架臺相同，將太陽能電池板固定在傾斜至設(shè)置角的構(gòu)件上(出處：日本COMSYS)

電池板因是固定在傾斜至設(shè)置角的構(gòu)件上，故設(shè)置角可在5～20度之間選擇。此次選擇了20度的設(shè)置角。

相較于法國Ciel Terre生產(chǎn)的浮體式架臺幾乎全部用樹脂構(gòu)件構(gòu)成，該電站的浮體式架臺似乎是以與現(xiàn)有鋁架臺相似的構(gòu)造，用樹脂構(gòu)件漂浮在了水面上。對鋁材進(jìn)行了高防腐蝕加工，樹脂采用了重量輕、抗紫外線和防腐蝕性強(qiáng)的高密度聚乙烯。

使用了抗老化性和抗腐蝕性出色的材料，不僅長期可靠性出色，而且即便受到風(fēng)吹和水流的沖擊也不會發(fā)生嚴(yán)重傾斜。

關(guān)于浮體式架臺的保修，廠家保修5年，之后有償保修15年。保修期內(nèi)，他喜龍的相關(guān)人員每年會進(jìn)行一次目視檢查。

因水和風(fēng)具有冷卻效果，夏季的發(fā)電量増加

因樹脂構(gòu)件以一定間隔安裝在鋁支柱上，設(shè)置場所的水面不會大部分為樹脂構(gòu)件所覆蓋，水面留有空間。因此，對水池的影響相對較小。

另外，用來拴住浮體式架臺的錨栓打在水池周圍的岸邊(圖5)。這與打在池底時(shí)相比，錨栓的施工成本較低。但稱，因?yàn)橐蛟诘虊紊?，所以需要得到水池所有者和管理者的理解?br />

因錨栓固定在岸邊，浮體式架臺連接的“島”在風(fēng)吹或者水流的沖擊下，容易在水面上移動。但是，連接錨栓和浮體式架臺的鋼纜最大限度地拉緊時(shí)，反而會向相反的方向移動，因此即便相同方向的風(fēng)及水流一直持續(xù)，浮體式架臺的“島”也會向不同方向搖晃漂浮。



將水上作業(yè)最小化以提高施工效率

兩個(gè)水池之間有一處寬敞而平坦的場地。組裝浮體式架臺時(shí)也用到了這個(gè)地方。這里也是安裝PCS和并網(wǎng)設(shè)備的地方。

他喜龍的浮體式架臺，需要在地面上將多張電池板固定組成單元，再用起重機(jī)吊起放在水面上的設(shè)置位置(圖7)。因此，組裝這種浮體式架臺及安放起重機(jī)需要一個(gè)寬敞的場地。


由于在水上作業(yè)的最小化，所以實(shí)現(xiàn)了效率較高的施工。工期只有2015年7月～12月的約5個(gè)月。據(jù)稱構(gòu)成簡單，組裝也很簡單。

此次的百萬瓦級光伏電站，是以一個(gè)單元支撐了9張?zhí)柲茈姵匕?。嵌入?2個(gè)起“浮標(biāo)”作用的樹脂中空構(gòu)件。

COMSYS今后打算由此次的經(jīng)驗(yàn)，把嵌入的樹脂中空構(gòu)件數(shù)量由12個(gè)減少到8個(gè)，并以一個(gè)單元支撐9張電池板。

COMSYS認(rèn)為，由于可降低每個(gè)單元的成本，因此即便電力收購價(jià)格降至20～25日元/kWh(不含稅)，也能開拓有效益的發(fā)電業(yè)務(wù)及EPC服務(wù)項(xiàng)目。