水上漂浮式光伏电站(业界简称“水上漂”)作为水面光伏的一种形式,发展前景也被业界看好。
“‘水上漂’目前尚处于示范阶段,技术成熟度有待提高,是未来水面光伏的重要发展方向。”王霁雪表示,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,其系统的开发利用有着良好的前景。
“随着规模的铺开,施工经验的累积,漂浮式水上光伏电站经济性会更好。”高赟说。
据了解,“水上漂”技术在国外的发展要早于国内。我国目前处于起步阶段,但呈蓬勃发展趋势。
从国际来看,日本是“水上漂”实际应用最早、最多的国家。另外,新加坡、英国、美国、印度、韩国、巴西、澳大利亚等国家均有“水上漂”在建或建成项目。
据顾华敏介绍,我国第一座规模漂浮光伏电站是河北临西县一期30兆瓦地面光伏电站中的8兆瓦水面漂浮光伏系统,于2015年7月完成并网。芜湖三山8.5兆瓦水上漂浮电站项目也于2015年8月开始并网发电。淮南采煤塌陷区20兆瓦水上漂浮电站项目也于2016年3月底实现15兆瓦的并网发电。
现场专家认为,这几个项目标志着我国水上漂浮光伏电站已经起步,也引起了国家能源部门的重视。随着目前我国采矿塌陷区光伏领跑者计划的持续开展,“水上漂”也将获得越来越多的关注。
“水面为光伏电站带来了新的架设和支撑问题,同时也为光伏组件带来新的环境问题,这会促进新的组件技术和新的系统技术的诞生和发展。”赵玉文说。
作为水面光伏电站的重要支撑平台,浮体架台是关系到整个光伏电站能否正常运行发电的重要环节。信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司副总经理李罗敏认为,目前光伏电站的全生命周期为25年,浮体架台必须具有良好的抗腐蚀、低密度、抗冻胀、抗风浪等特性与之匹配。
“锚固技术是‘水上漂’的难点,未有系统的计算和验证,对极端气候和水位变化较大时的适应性还要进一步研究。”顾华敏表示,浮箱、浮管等浮体寿命尚待验证、提高,法国某公司已模拟实验通过其30年的寿命,我国相关机构也在进行联合研发新材料配方,漂浮平台的使用寿命有望超过30年。
须考虑的问题
作为水面光伏电站的重要支撑平台,浮体架台是关系到整个光伏电站能否正常运行发电的重要环节。目前光伏电站的全生命周期为25年,浮体架台必须相应具有良好的抗腐蚀性能、低密度、抗冻胀、抗风浪等特性,来与之匹配。
日本兵库县大型水上光伏电站选用了高密度的聚乙烯作为浮体架台,聚乙烯无臭,无毒,具有优良的耐低温性能,能耐大多数酸碱侵蚀。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良,耐冲击性好。但硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用,易燃烧且离火后继续燃烧,易发生光氧化、热氧化、臭氧分解,在紫外线作用下容易发生降解。因此可尝试比聚乙烯更加耐光氧化、热氧化、抗紫外线的型材,或是通过在型材外镀层等方式增强上述防御性能,使浮体架台更耐用、使用寿命更长。
中国是世界上竹资源最丰富、竹林面积最大、竹产量最大的国家,素有“竹子王国”之称。全国约有竹林330万公项,占世界的30%以上,竹材产量约占世界总产量的1/3,这是建造水面浮动式光伏电站的日本所不具备的。在追求绿色低碳的今天,竹子不仅低成本(粗加工后的竹子1000元/吨,价格约为聚乙烯的1/6)、低能耗,其做成的竹筏更具有吃水浅、浮力大等特点。但未经处理的竹筏平均使用寿命仅有2、3年,如对竹产品进行处理,使其在水中具有更良好的耐腐蚀性,将使水面光伏电站造价大幅降低。
合适的选址是保证试验成功的关键,可考虑在大陆内气候静风区的湖泊和水库进行试验。如金沙江,具有径流丰沛且较稳定、风速低、光照条件较好、开发条件较好等特点。
水面光伏电站既可实现产能并网,又可作为分布式储能光伏电站,为水面的养殖、风景旅游、生态等提供电力支持。作为分布式离网储能电站,储能设备的选择是关键,选择较低成本较高性能的蓄电池将显得尤为重要。
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