【詳解】水上光伏電站詳解

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