水面光伏電站是指在水塘(魚蟹塘等)、中小型湖泊、水庫、蓄水池、采煤塌陷區(qū)形成的湖泊等水上建立的光伏發(fā)電站。

一、水上光伏的優(yōu)缺點

1、優(yōu)點

1)合理利用土地資源：可利用湖泊、采礦塌陷區(qū)水域、廢棄深礦坑等，提高了土地的綜合利用率；

2)提高發(fā)電量：水面對光伏組件起到降溫、鏡面反射等的作用，發(fā)電量明顯高于地面電站。

3)環(huán)境保護：將太陽能電池板覆蓋在水面上，可減少水面蒸發(fā)量，抑制水中藻類繁殖，有利于水資源的保護。

4)灰塵少，便于清洗，避免雜草陰影遮擋。

2、缺點

1)建設、運維難度相對較大；

2)設備防腐防水要求高，抗PID要求高；

3)項目綜合開發(fā)成本高。

4)申報規(guī)模的方式、用地政策存在不確定性。

二、水上光伏的形式

1、打樁式(水深≤3m)

2、漂浮式(水深>3m)

1)浮管

圖片來源于：河北能源工程設計有限公司的材料

2)獨立浮筒、3)標準浮筒

4)浮箱+鋼走道板

1、項目基本情況

項目地處人工湖，水域面積約330畝，水深約5m，水位高差0.5m。

組件傾角23°，裝機容量8.5MW，2015年12月并網(wǎng)。采用標準浮筒、定制浮筒、定制浮箱、浮管多種浮體形式。就地升壓變岸邊放置，高壓走線水下電纜和橋架結(jié)合。

2、優(yōu)缺點對比

表1：不同形式的優(yōu)缺點對比

3、造價對比

表2：不同形式的造價對比

*樁基礎造價與樁高相關，水深每增加1m，成本增加約0.15元/W

4、發(fā)展趨勢

現(xiàn)有水面光伏規(guī)模較小，淺水區(qū)(約3m以內(nèi))以“固定打樁+固定支架式”為主，少量“固定打樁+跟蹤支架式”；

深水區(qū)漂浮式(約3-10米)目前尚處于示范階段，技術成熟度有待提高，是未來水面光伏的重要發(fā)展方向

未來發(fā)展趨勢將是突破深水區(qū)限制，漂浮式應用增多。

四、發(fā)電量提高案例

案例1：河北省臨西縣靈溪湖水上光伏電站

中國第一座規(guī)模漂浮光伏電站是由易事特投資、河北能源工程設計有限公司設計的河北臨西縣一期30MW地面光伏電站中的8MW水面漂浮光伏系統(tǒng)，2015年7月完成并網(wǎng)。在運行一段時間后，對電站的漂浮部分和地面部分進行了系統(tǒng)效率對比，在安裝傾角、直流損耗等都基本一致的情況下，水面部分的660kW所對應的A逆變器與地面部分685kW對應的B逆變器在2015年12月的29天運行期內(nèi)分別統(tǒng)計的發(fā)電量為4.752萬kWh和4.6617萬kWh，前者比后者增加了5.8%的發(fā)電量。

案例2：日本小野市凈谷町新池40kW水面電站

兵庫縣北播磨縣民居在2014年4月~2015年3月(完整一年)期間，在小野市凈谷町新池水面上，就輸出功率為40kW的扶梯是光伏發(fā)電設備進行了驗證試驗，5月下旬公布實驗結(jié)果：與在屋頂以相同角度設置的光伏組件相比，發(fā)電量增加了13.5%。

五、設計要點

1.組件可采用雙玻組件，防潮性能優(yōu)于背板組件

2.浮體與支架采用鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)接(浮體支架一體化之外)

3.支架材質(zhì)可采用熱鍍鋅、鋁合金或玻璃鋼

4.支架檁條的平整度及柔性與組件的匹配

5.匯流箱的安裝應考慮放置方式、防護等級

6.電纜可選用鋁合金電纜，抗氧化，耐腐蝕，柔韌性好，重量輕；電纜布置考慮一定的余度

7.電纜通道可采用橋架以浮筒為基臺，或采用凹槽型浮筒

8.就地升壓變可放置在浮體上或岸邊

9.檢修通道的布置在設計浮筒與組件排布時一并考慮

10.光伏方陣的固定：水泥錨塊集合、鐵錨、拉索、撐桿

11.光伏方陣的接地

六、施工流程

施工方式包含兩種

方式一：岸邊拼接浮筒，水上安裝設備

方式二：岸邊操作平臺，組件安裝后入水

經(jīng)實際驗證，后一種方式更加方便、快捷。

圖1：浮體拼接

圖2：支架安裝

圖3：在岸上安裝好后，浮體平臺入水