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任重道远景可期!海上光伏的经济性与技术问题仍面临挑战

发布日期:2022/5/27




       在双碳目标的刺激下,光伏正拓展愈发多样化的应用场景。5月25日,为探讨海上光伏的趋势与技术难题,中国光伏行业协会、光伏們联合主办的海上光伏电站技术、经验研讨会成功在线上召开。本次会议邀请了海洋能源专家、投资企业、设计院以及设备厂家就海上光伏的发展空间、成本与经济性、设备选型等话题展开探讨,超1.8万人次线上参与了本次会议。


       中国光伏行业协会助理秘书长、赛迪智库集成电路研究所新能源产业研究室主任江华在致辞中指出,“随着新能源装机需求的增长,开发场景也愈发多样化,海上光伏成为了行业拓宽的新方向。今年以来,浙江、福建、河北等省份就海上光伏进行了相关探索与储备,在土地资源较为紧张的中东部地区,海上光伏将成为新能源装机的重要组成部分。但也需要注意海上光伏仍然面临着技术、手续办理、施工、运维、特殊气候环境以及经济性等多方挑战。”


       事实上,海上光伏已经成为全球普遍认可的应用形式,自然资源部国家海洋技术中心海洋能发展中心副主任崔琳介绍到,“全球海上光伏潜在容量约4000GW,我国海岸线漫长,海上光伏理论可安装量超70GW。在具体利用形式上可分为桩基式和漂浮式,都能与养殖业相结合。”




       发展前景向好的同时也要注意海上光伏所面临的一系列问题。“一方面是光伏用海确权,截止今年5月,我国实际确权的海上光伏项目仅为28个,其面临着用海案例少、实际经验不足、配套政策不足以及缺乏专项规划等用海问题。另一方面则是面临着海洋环境风险,例如烟雾与高湿、海风与海浪、恶劣气象条件以及海洋灾害等,这些环境风险则带来了技术、经济等多方位的挑战”,崔琳补充到。





       面对海上光伏的诸多挑战,中国交建上海航道勘察设计研究院港航所副所长张虎平则就消浪与海上基础施工要点进行了分享。“随着光伏由内河拓展到远海,其面临着风浪大、冰荷载的问题,通过消浪设施可以为光伏营造一个平面区域。消浪设施的构建则要考虑掩护水域面积、波高、回淤速度、地形以及工程投资等一系列要点。需要注意的是,南北方海域环境不尽相同,要根据具体情况进行精细化设计。”



       中国电建西北勘测设计研究院新能源工程院土建所所长田伟辉就“海上光伏电站设计、技术创新”分享了他们的经验和成果。田伟辉提到,海上光伏的开发相对于陆上光伏开发来说,存在着明显的难题,例如高支架运维,设备防腐、施工以及受地质条件、盐雾、潮汐、海冰、海流、台风、波浪等。海上光伏设计条件复杂、成本敏感性高,设计方案受环境条件影响大、项目安全性要求高、经济指标控制难以及雾行业标准设计、施工运维难度大等,行业仍需要不断的技术创新。


       针对海上光伏,西勘院在在固定式支架方案上进行了一些创新,包括常规支架方案+桩、平行索柔性光伏支架(15.3mx5.4m)+桩、索桁架柔性光伏支架(55.77mx49.02m)+桩、蜂窝状柔性光伏支架以及超大跨度索结构支架+桩基础等方案,同时西勘院还对海上光伏施工和运维的设备进行了创新,不仅能够节约运维成本,还能够提高海上光伏在特种环境下的施工效率。


       晶阳(河北)电力工程设计有限公司的副总经理、总工程师商长征表示,目前水面光伏电站的建设形式有管桩架高式、水面漂浮式两种,其中漂浮式包含浮管式、浮箱式两种形式,需要因地制宜来进行电站选址。他介绍到,相比于内陆水面光伏,海上光伏的的难点在于要完成防潮汐、防波浪、防浮冰、防腐蚀、防冲刷、防生物附着等的“六防”设计,同时海面光伏所用海域多为近海海域,需要在建设光伏电站的同时考虑海产养殖。据介绍,由晶阳设计院主导的东营100MW海上光伏项目,包括90MW打桩+10MW漂浮已经于近日完成初步评审,这是国内首批真正建设在离岸海面上的规模化光伏电站。


       作为国内最大滩涂光伏发电项目,象山长大涂滩涂300MW光伏项目的承建方——中国电建中国水利水电第十二工程局机电安装分公司总工林海伟分享到,在滩涂光伏电站的建设中,需要面临潮水涨落、淤泥地质、海风雨露等多重困难,同时面临生态环境脆弱、施工强度高、测量条件差等因素,因此创新了全天候管桩综合运输技术、混凝土管桩沉桩施工技术、全天候精准高效定位测量等技术来应对问题。长大涂光伏项目建址滩涂区域,是新型能源渔光互补的有益探索,使滩涂的综合利用价值得到显著提高,并与当地旅游发展规划紧密结合,未来将成为特色鲜明的工业旅游和科普旅游基地。


       针对海上光伏这一全新的应用模式,光伏电站的设备选型也面临着挑战。东方日升股份有限公司研发主任工程师刘宝信介绍到,由于沿海地区空气湿度大、盐雾腐蚀性强、异常海风海浪冲击,所以对组件提出了更高的要求,包括耐水汽侵蚀,耐盐雾腐蚀强以及优异的抗PID性能和机械强度。根据东方日升组件性能分析可以发现,近海的组件边框受盐雾侵蚀,单层镀膜玻璃和接线盒都存在水汽现象,需要加强保护;组件边缘密封胶封闭不好,水汽对内部进行侵蚀,无框双玻边缘层压不当也存在分层,更易受到水汽侵蚀等等。


       基于这些问题,东方日升推出了适用于海上光伏的沿海组件。该组件在210mm、MBB、无损切片的基础上,加装致密纯SiO2底层、双层镀膜玻璃、双玻有框封装、双重防水连接器、电泳边框以及双面POE封装等技术。通过一系列的主证测试、PID测试、盐雾8测试、氨气测试、沙尘测试,验证了东方日升沿海组件的高可靠性、高性价比、更优双面率、先进技术以及更优弱光性,并为实现海上光伏发展提供了组件上技术上的支持。


       在光伏系统选型商,阳光电源光储解决方案华中区总监汪心旋围绕认为,近海光伏项目设计需要注意沿海的高腐蚀环境、近海电站的后期运维、高湿度地区防PID。由于沿海地区的高腐蚀性,逆变器需防护等级高;考虑到海上电站的后期运维,建议采用大容量的逆变器,设备数量少,方便安装运维,降低运维成本;高湿度地区容易使组件产生PID衰减,逆变器需具备PID防护能力。


       近海电站选址多为滩涂、近海海面为主,可建成渔光互补光伏电站等多种电站类型。基于海边电站的特性,汪心旋推荐了阳光电源更大功率的"1+X"模块化系统解决方案,灵活便捷、安全可靠、支撑电网、节省投资。而对于一些海湾地区,SG320HX组串式解决方案更少投资、多维融合可以满足需求。汪心旋强调,不管是组串式还是集中式方案,在防腐和防护等级上都已经达到C5防腐和IP66防护,无惧近海高燕雾恶劣环境;系统也从每一个螺丝钉到整机都经过严格防腐设计和验证,确保设备安全可靠运行;从“器件级”到“系统级”的优化,让光储电站运维更极简。


       近期,柔性支架正成为产业技术创新关注的热点。众所周知,柔性支架有着灵活可调、占地面积小的特点,也契合海上光伏的应用环境。通威新能源作为柔性支架行业领先企业,同时在渔光互补方面有着丰富经验。通威新能源工程设计四川有限公司销售服务部研发经理计翔介绍到,海上光伏长期面对风浪侵袭,外力作用频繁,叠瓦组件电池片之间采用柔性连接技术能有效吸收应力,具备更强的抗隐裂性能。同时柔性支架管桩数量约为45~60根/MW,数量较少,相对于固定支架管桩材料成本及施工成本均大幅降低,可以有效帮助海上光伏降本增效。



来源:光伏們


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