当北京还屈服在冬的余息的时候,二月底的合肥不见了“二月春风似剪刀”的凛冽,已经可以感受到春的脚步,或许在合肥比春风这更热烈的要是“光伏水上漂之水面光伏技术研讨班”上的讨论现场。该研讨班由国家发改委培训中心主办,阳光电源与合肥聚能新能源协办。
开场前的光伏“水上漂”短片引起全场屏息观看,在众人的惊奇与赞叹之余,很多问题浮出水面。“组件、汇流箱、逆变器如何防水?”“如何保持浮筒25年稳定有效?”等等。研讨班上,与会的电站设计院、业主、设备制造企业等就这些话题展开了深入的探讨。
研讨会后,2月28日天刚破晓,带有困意的记者就随阳光电源组织的参观合肥白湖监狱管理分局20MW水面光伏电站的队伍踏上征程。谁都顾不得近三小时的颠簸旅途与困顿,下车便齐奔由合肥聚能新能源投资开发的80kW水面漂浮电站,一睹其真容。这种电站目前并不多见,所参观的漂浮电站采用小倾角浮筒基础,组件来自无锡尚德,逆变器采用阳光电源集中式逆变器。据记者了解,深水漂浮式(约3~10米)目前尚处于示范阶段,技术成熟度有待提高。
理想与现实
随着西部用地减少及光伏限电等问题,东部地区水面光伏发展空间广阔。水电水利规划设计院郑声安院长介绍,据近年来,水面光伏发电作为光伏发电的新型式,受到广泛关注,在全国多地进行了探索和实践,我国水资源丰富,湖泊、水库众多,发展水上光伏电站具有不占用土地,避免采煤沉陷区不沉降、减少水量蒸发等优势,可以拓宽光伏应用。他认为,应该通过试验示范项目的建设,逐步积累工程经验,解决组件长期在潮湿环境中的可靠性、浮台的承载能力和使用寿命等技术问题,水面光伏发电系统的开发利用有着良好的前景。
信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司李罗敏认为,水面光伏对于设备的要求相当高,组件、逆变器、变压器等设备必需满足高盐雾、高湿度、大风等条件下正常工作,且故障率较小。就他的亲身经历来说,水面电站设备选型必需适应环境,否则很容易造成逆变器模块烧毁。施工不当还容易造成,逆变器插头直流线缆脱落。
郑声安也表示,水面漂浮电站运维难度相对较大,设备防腐防水等技术要求高,抗PID能力较差,项目综合开发(兼顾渔业开发)的成本比地面电站高。阳光电源赵为博士也同意这一观点,他认为,高湿环境,对于电气部件抗腐蚀性和防盐雾能力要求高。目前水面电站面临逆变器集装箱面漆脱落、配电柜腐蚀、生锈导致逆变器门损坏、接插件腐蚀至脱落等问题。
会上,许多专家对于当前光伏水上漂面临的问题并不讳言,与地面电站相比,水面光伏电站建设成本高,环境相对复杂,特别是深水区采用的漂浮式方案,还需要进一步深入的探讨和大规模的示范应用,以不断降低成本,提高可靠性。
企业的“点子”
光伏水上漂浮筒的质量也备受关注,合复新材料科技(无锡)有限公司邹湘坪博士介绍,漂浮光伏电站主要从机械性能、长期耐老化性能、长期耐水性能、成本、高效加工成型特性等方面对漂浮平台材料性能进行考量。据记者了解,该80kW水面漂浮电站采用的是上海旗华水上工程建设股份有限公司研发设计的浮筒,据其公司总经理孔飞介绍,该浮筒可以满足电站全生命周期需求,并提供良好的售后服务。根据国内水上漂浮光伏市场的发展和需求,该公司联合上海大学高分子纳米材料研究中心以及国内多家高性能材料研究机构,成功研发出性能更好、使用年限更长的新一代水上光伏电站专用高分子聚乙烯浮筒。其介绍,该产品使用年限达35年,抗紫外线、抗老化、抗腐蚀、抗拉力等能力更强,有效解决了传统高分子材料构成的水上浮动产品因使用年限不足而无法控制投资风险问题。
面对光伏水上漂对于光伏设备的防腐防水需求,在此次研讨班上,阳光电源发布了国内首款水上光伏专用智能汇流箱,其最重要的一个功能就是入水不浸,整机防护IP67,专为水上光伏设计,不惧水浪拍打,增强整机防腐,确保高盐雾高湿环境下的耐腐蚀性能。另外,该汇流箱还可以实现无线监控,支持LORA无线通讯模式,传输距离远、抗干扰性能强,监测组串电流及电压,自动故障诊断,具备温度检测功能。同时,接线灵活,采用MC4端子形式,同时降低接线难度,采用侧进下出方式,施工走线更清晰,维护更方便。
更值得一提的是,阳光电源在业内率先提出“大型水面光伏电站智慧解决方案”理念,该解决方案系统简洁,更高效。集装箱方式,高度集成。另外,缩短了电路电缆损耗,高效逆变器、高效变压器,系统效率至少提高1%以上。其次,成本低、收益高。相同规模电站,综合投资收益可达1%以上。另外,其防护等级更高,更加安全。采用水上光伏专用IP67防护汇流箱,要具有严格的防腐设计和验证体系,虚拟电位PID防护方案,解决潮湿环境下PID衰减问题,确保组件安全。最后,还可以实现数字化、更加智能,除了智能汇流箱,逆变房集成单元控制,实时分析子阵内所有设备数据,本地显示屏在线查看,同时上传至电站管理系统。
“我们选用了阳光电源箱式逆变房解决方案,沿马路两边放置,维护检修方便,逆变器产品安全可靠。自2013年建成以来,我们通过先进的调度自动化系统,合理调度,实时监控,电站运营良好,目前未出现任何故障。”合肥聚能新能源相关负责人在接受媒体现场采访时表示。
组件如何更好的适应该高湿环境,相关企业也正在研究之中。
示范,花开
光伏水上漂已经引起行业的广泛关注。谁也不曾想到,在几年前尚无人问津的领域,到现在示范项目逐渐兴起的发展速度之快。
记者了解,除了合肥白湖监狱管理分局80kW示范电站,在北京蟹岛度假村、浙江江山、安徽淮北、安徽肥东石塘镇都有相关的光伏水上漂项目在规划、建设施工。
另外今年初,《两淮采煤沉陷区水面光伏发电规划报告(2016—2018年)》经水电水利规划设计总院组织的评审会审议后,正在经安徽省电力设计院等其他机构进一步完善,并最终等待国家能源局的批复。本次采煤沉陷区规划涉及到淮北、亳州、宿州、阜阳、淮南五市,总体沉陷面积为78万亩,其中水面面积为38万亩,可用于光伏发电的水面面积约为80200亩。据郑声安介绍,两淮领跑者将全面采用水面光伏的形式建设电站,装机规模达100万千瓦。无独有偶,济宁领跑者计划也将有70%光伏电站采用水上漂的形式,装机规模达70万千瓦。
而在国外,日本、韩国、印度、新加坡等亚洲国家和美国、巴西等美洲国家,欧洲英国,澳洲澳大利亚等国家水面漂浮光伏电站也有不同程度的发展。
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