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1.4GW光伏领跑者水面光伏电站如何实施?

发布日期:2019-11-11 09:28:32 | 编辑:互联网创业网| 阅读次数:
1.4GW光伏领跑者水面光伏电站如何实施?

  日前,安徽两淮1GW领跑者基地招标文件正式下发,除了常规的投标人资格要求之外,该招标文件要求项目将全部采用漂浮式水面光伏电站的模式进行建设;山东济宁500MW领跑者基地中也有400MW的容量将以渔光互补电站为主,不同的是济宁领跑者项目有部分将采用固定桩柱式电站的模式建设。

  这1.4GW水面光伏电站如何实施,国家发改委培训中心在过去半年中分别在北京和南京举办的“渔光互补光伏电站投资与项目建设培训班”中邀请了多位专家解析了水面光伏电站的开发和建设经验。

  1.4GW水面光伏领跑者基地

  北京计鹏信息咨询有限公司副总经理任鹏曾在培训中介绍,水面光伏主要分为桩柱式基础电站与漂浮式光伏电站,其中与传统光伏电站相比,桩柱式基础电站的主要区别是桩布置于水中,增加造价及施工难度,但有利于组件清洗,并可节约土地。

  一般情况下,水域深度较大的区域(一般大于3m的水面)都会采用漂浮式,利用浮体的浮力承受电池板及相关设备的重量,并将浮体固定于岸边及水底。而漂浮式水面电站按型式又可以分为浮体+支架+电池板和浮体+电池板。

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  根据安徽两淮领跑者基地最初的规划方案显示,两淮地区位于华东腹地、淮河中下游地区。目前两淮采煤沉陷区总面积约为78万亩,其中水面面积约为38万亩。该地区水面平均水深约为6米,部分地区水深超过10米。

  据河北能源工程设计有限公司总经理董晓青介绍,除了水域深度对于工程造价的影响,更重要的是出于对采煤沉陷区地基的不稳定性考虑,显然漂浮式水面光伏建设模式更为适合安徽两淮领跑基地的建设。

  而在山东济宁领跑者基地中,将有部分采用固定桩式,这也与当地的现场环境紧密相连。据悉,济宁领跑者基地各光伏电站场区区域地貌上属于冲积-洪积平原,地形上开阔平坦,且均大部积水成湖,属于常年积水区,相比于两淮地区,济宁基地的浅水区水深1m~2m,深水区水深为3m~4m,这与目前所建设的普通的渔光互补电站情况大概相同。

  近日河北能源工程设计有限公司正忙着为招标中的两淮领跑者基地的开发商进行技术标部分的设计。董晓青表示,目前漂浮式的水面光伏在我国的实际案例并不多,从产品的角度考虑,除了常规的设备选型,最需要关注的还有漂浮式电站所需要的浮体。

  据董晓青介绍,目前国内的浮体厂家质量参差不齐,大部分厂家都是从码头设备转型过来,从寿命与质量上来说,这与电气工程所用产品要求还是有一定差距的。鉴于上述原因的考虑,河北能源工程设计有限公司在为两淮领跑者进行标书设计时建议采用浮体+支架+组件的形式。这样,浮体只需承受浮力,将风荷载、雪荷载以及浪涌的力转移至支架上以尽可能的提高电站的寿命。

  在安徽两淮领跑者基地评分标准中“技术管理先进性”有一项评分标准规定“根据投标人开发的漂浮式水面光伏电站建设管理经验等综合评分,最高得3分。评审因素包括项目的容量大小、建设管理经验情况等”。目前我国漂浮式水面电站的应用并不广泛,由此,之前在该种模式上有过投资建设的企业或将在投标中占有一定的优势。

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  水面光伏:发电量与收益

  目前的渔光互补电站大部分采用的都是桩柱式基础电站的模式,晶科能源电力设计院院长弓传河介绍道,西部地区远离负荷中心,弃光现象日益严重;而东部地区土地资源稀缺的同时,鱼塘、湖泊、海滨滩涂资源丰富。渔光互补电站无论是从节约土地发展清洁能源还是从改善渔业养殖模式提高水域利用价值等方面都具有极大的意义。

  江西鄱阳湖120MW大型渔光互补项目

  从发电量与收益的角度考虑,任鹏介绍,日本兵库县于2014年4月~2015年3月期间在小野市净谷町的净谷新池水面上,就输出功率为40kW的浮体式光伏发电设备实施了验证实验。5月下旬实验结果显示,与在屋顶上以相同角度设置的电池板相比,发电量增加了14%。根据国内外的水上、陆地光伏电站对比实验结果,与在屋顶及陆地上以相同角度设置的电池板相比,水上光伏发电量可以增加5~15%。

  而漂浮式水面光伏电站发电量之所以会高于一般地面电站,主要得益于温度及反射率的影响。

  温度对发电量的影响

  光伏组件倾斜面上的辐射量由太阳直接辐照量、散射辐照量和反射辐照量三部分组成。其中,反射辐照量与反射率成正比,反射率越大,反射辐照量越大。

  除了对光伏电站本身的影响之外,水面电站在抑制藻类生长、保护水域环境以及减少水分蒸发等方面也有着正面的积极作用。

  反射率影响发电量

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  对于漂浮式电站,我国还没有进行大规模的应用示范。据统计,日本是目前漂浮式水面电站应用最早最多的国家,截至2015年底,已有18.824MW的漂浮式水面电站并网。

  兵库县大型水上光伏电站

  但是,近几年中东部地区已陆续建成了相关的漂浮式项目案例。例如由易事特投资建设的我国第一座规模漂浮式水面电站——河北省临西县灵溪湖8MW光伏电站已于2015年7月完成并网。之后陆续又建成了芜湖三山8.5MW以及淮南采煤沉陷区20MW漂浮式水面光伏电站等,在此基础上,安徽两淮地区领跑者全部采用漂浮式水面电站建设或将有力推动此种模式的成熟发展。

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  经验之谈

  由于组件等设备长期处于高湿度的水面之上,水面电站对于设备的防腐蚀、抗PID等方面性能要求也将有所提高,同时运维的成本也会略有增加。由此,河北能源工程设计有限公司在水面光伏的设计上格外注意保障电站的寿命以及提高发电量。所以,在设备选型上便更加注重产品的发电效率。一般情况下,河北能源工程设计有限公司建议电站开发商采用两种形式的组件,第一是高效单晶组件,但边框、背板等需要使用防PID的材料;第二是双玻组件,其本身的抗腐蚀性较好,也要注意组件的封装问题。

  在逆变器选型上,董晓青建议使用组串式逆变器或者箱变一体机型,首先,小机型防腐等级较高。其次,在以往的工程中汇流箱等设备发生问题的频率较高,使用组串式或者箱变一体将更方便后期的运维管理。

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  从设计的角度考虑,漂浮式电站与普通的地面电站是完全不相同的两个概念。一是定舶系统的设计。如何保证电站可以随着水位高低上下移动的同时,左右位移又不能过大,这是设计的一个难点与重点。第二,由于水面的波动性,浮体与组件之间的并不能采用地面电站中螺栓或者焊接的方式进行连接,也是其中一个较为典型的问题。

  与农光互补电站一样,之前多地政府对于光伏+的模式并不支持,除了政策层面的不同解读之外,很大程度上是因为个别光伏企业占用农用地建设光伏电站之后却对农业不闻不问。所以,董晓青呼吁企业要有所觉悟,在渔光上同样要更加关注渔业的经营与养殖,真正做到渔光互补,实现渔业与光伏电站的双重增值。

  而问题在于大部分建设渔光互补电站的主体是光伏企业,对于实施渔业经营的研究以及经验都较为缺乏,如何探索出合适的模式在尽可能提高光伏电站发电量的同时又能够保障鱼类的产量,也是当前水面光伏电站所面临的问题之一。

  据了解,目前市场上的渔光互补模式无外乎两种,第一,光伏企业与个体养殖户合作,将渔业部分的设计方案交由专业的渔业部门操作,同时在后期电站运维与渔业养殖中将二者分离,各司其职。第二,光伏企业成立专门的公司负责渔业部分的运营,在该模式上,个别企业具有天然的优势,例如通威股份等在建设渔光电站时或将得益于其双主业经营的经营优势。

  无论是桩柱式电站还是漂浮式,董晓青认为,真正的渔光互补电站在设计之初就应该用光伏的设计去配合渔业的经营,这是前提,杜绝为了建电站而做渔光的惯例才是水面电站长期持续发展的根本。

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