擁有高起點(diǎn)的水面光伏會(huì)是曇花一現(xiàn)還是厚積薄發(fā)?

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2017-06-09 16:54:56

摘自:能源雜志

導(dǎo)讀:隨著光伏行業(yè)的不斷發(fā)展,在裝機(jī)增速不斷放緩的同時(shí),光伏新型市場(chǎng)逐漸進(jìn)入人們的視野。鑒于此,有業(yè)內(nèi)人士建議:“對(duì)于規(guī)模較小的水面光伏項(xiàng)目,是否可以享受分布式光伏的待遇,比如說(shuō)幾個(gè)兆瓦以下的不設(shè)指標(biāo)的限制”。

隨著光伏行業(yè)的不斷發(fā)展,在裝機(jī)增速不斷放緩的同時(shí),光伏新型市場(chǎng)逐漸進(jìn)入人們的視野。在煤礦采空區(qū)、沙漠及鹽堿地等地方發(fā)展光伏,或者是光伏與農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)相結(jié)合,然而由于牽涉到用地問(wèn)題,光伏在這些市場(chǎng)的發(fā)展并不順暢。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的發(fā)展之后,在諸多的“光伏+”市場(chǎng)中,不占用土地的水面光伏正逐漸受到重視。在領(lǐng)跑者計(jì)劃中,山東濟(jì)寧和安徽兩淮的水面光伏項(xiàng)目已經(jīng)達(dá)到了1.4吉瓦。從水面資源來(lái)看,如果市場(chǎng)能夠開(kāi)啟,水面光伏或?qū)⒊蔀橄乱粋€(gè)爆發(fā)點(diǎn)。

但是,水面光伏同樣存在著技術(shù)上的困難,而且在國(guó)際全球范圍內(nèi)的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)也十分匱乏。相對(duì)于現(xiàn)有的水面光伏,國(guó)內(nèi)水面光伏發(fā)展的起點(diǎn)很高,面對(duì)這樣一塊技術(shù)并不成熟的市場(chǎng),政策上也缺乏相應(yīng)支持的情況下,能否在謹(jǐn)慎中取得突破值得關(guān)注。

高起點(diǎn)

水面光伏早已不算是一件新鮮的事物,2015年開(kāi)始,陸續(xù)有水面光伏的項(xiàng)目落地,但是真正引起人們注意的,是在2016年光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃中山東濟(jì)寧和安徽兩淮合計(jì)1.4吉瓦的招標(biāo)工作,這無(wú)論對(duì)于設(shè)備制造,還是浮筒等的技術(shù)研究都產(chǎn)生了很大的帶動(dòng)作用。

“我們把兩淮150兆瓦的總體項(xiàng)目分為了三個(gè)標(biāo)段,每個(gè)標(biāo)段50兆瓦,現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)工建設(shè),預(yù)計(jì)在9月30日首批并網(wǎng),12月31日全部并網(wǎng)。”中國(guó)三峽新能源公司(下簡(jiǎn)稱(chēng)“三峽新能源”)計(jì)劃發(fā)展部主任劉姿告訴《能源》雜志記者。

據(jù)悉,在2016年的水面光伏項(xiàng)目中,三峽新能源在濟(jì)寧和兩淮分別中標(biāo)50兆瓦和150兆瓦。由于三峽集團(tuán)本身在水庫(kù)大壩建設(shè)上的優(yōu)勢(shì),加之三峽新能源在海上風(fēng)電上的經(jīng)驗(yàn),因此其在水面光伏上有很大的發(fā)展空間。

規(guī)模化是一個(gè)重要的手段,但是在水面光伏這樣的新型光伏項(xiàng)目上,這種規(guī)?;仓档蒙倘?。截至目前,水面光伏還沒(méi)有大規(guī)模示范,技術(shù)等方面都需要一段時(shí)間的可行性實(shí)踐,在這樣的情況下,規(guī)模太大實(shí)際上形成了一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

起始規(guī)模大之外,時(shí)間上也相對(duì)緊迫,對(duì)于這樣一個(gè)缺乏經(jīng)驗(yàn),技術(shù)尚不明確的光伏類(lèi)型,如果按照普通電站建設(shè)的周期來(lái)操作,一定程度上限制了水面光伏的高質(zhì)量完成。

“水面光伏幾乎是一個(gè)全新的光伏類(lèi)型,對(duì)于基礎(chǔ)和組件都有特殊的要求。規(guī)?;梢詭?dòng)企業(yè)的積極性,但在時(shí)間上可以分期進(jìn)行,先有10兆瓦的項(xiàng)目并網(wǎng),積累并獲取經(jīng)驗(yàn),這樣就可以嘗試不同的浮桶,誰(shuí)的施工更簡(jiǎn)單效果更好就會(huì)有一個(gè)判斷。然后再完成后續(xù)規(guī)模的建設(shè)。”一位光伏業(yè)內(nèi)人士告訴記者。

從水面光伏所利用的水面資源來(lái)看,應(yīng)該不會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似光伏農(nóng)業(yè)的用地障礙,但是從領(lǐng)跑者項(xiàng)目的規(guī)劃和建設(shè)境況來(lái)看,額外的困難仍然存在。“部分的塌陷礦區(qū)建設(shè)所用的水面的性質(zhì)還沒(méi)有改變,到現(xiàn)在還沒(méi)有落實(shí),企業(yè)無(wú)法開(kāi)工建設(shè)。”一位不愿具名的知情人士告訴記者。

事實(shí)上,在采訪中記者也了解到,不僅是濟(jì)寧的水面光伏存在這樣的問(wèn)題,在兩淮,也有上千畝的水面由于沒(méi)有轉(zhuǎn)換性質(zhì),導(dǎo)致中標(biāo)企業(yè)無(wú)法進(jìn)行電站建設(shè)。

從整個(gè)市場(chǎng)來(lái)看,水面光伏目前的開(kāi)展并不順利。一方面,雖然業(yè)內(nèi)對(duì)水面光伏感興趣,但是許多人仍然處于觀望階段。另一方面,水面光伏并沒(méi)有單列于普通電站之外,所以,水面光伏電站和普通的地面電站在政策上是一樣的,需要獲得指標(biāo)。

鑒于此,有業(yè)內(nèi)人士建議:“對(duì)于規(guī)模較小的水面光伏項(xiàng)目,是否可以享受分布式光伏的待遇,比如說(shuō)幾個(gè)兆瓦以下的不設(shè)指標(biāo)的限制”。

技術(shù)難點(diǎn)

一般情況下,水深不超過(guò)5米,可以采取打樁的方法進(jìn)行光伏板的鋪設(shè),打樁技術(shù)相對(duì)成熟。但是打樁要求所有的設(shè)備必須高出水面0.5-1m,而且是最高水位,這樣一來(lái),如果遇到枯水季,水位如果大幅下降,對(duì)于設(shè)備的維修會(huì)帶來(lái)困難。

除了打樁,水面光伏的另一種形式就是漂浮電站,通過(guò)浮筒承載光伏板。但是由于光伏電站通常要求具備25年的使用周期,因此漂浮電站的浮筒壽命問(wèn)題成為光伏電站能否從地面轉(zhuǎn)移到水面的關(guān)鍵。

水面漂浮式光伏系統(tǒng)有很多可預(yù)見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn),尤其是浮筒。市場(chǎng)上可供選擇的浮筒廠非常有限,大多數(shù)光伏用浮筒都沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證,即使有實(shí)際應(yīng)用案例,使用時(shí)間也與浮筒所承諾的25年相去甚遠(yuǎn),這就要求投資者從原理上對(duì)設(shè)備進(jìn)行研究、要求和論證。

據(jù)悉,現(xiàn)在的浮筒制造企業(yè),很多都是原來(lái)的碼頭設(shè)備企業(yè)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的。“據(jù)我所知,真正的在光伏業(yè)內(nèi)的浮筒研發(fā)機(jī)構(gòu)并不多,我們成立了一個(gè)水上漂浮的研究院,一方面研發(fā)浮筒,另一方面提供水上的一體化解決方案。”河北能源工程設(shè)計(jì)有限公司高級(jí)工程師董曉青對(duì)《能源》雜志記者說(shuō)。

據(jù)劉姿介紹,從系統(tǒng)來(lái)看,首先要求整個(gè)浮體平臺(tái)的設(shè)計(jì)是科學(xué)合理的,我們根據(jù)領(lǐng)跑者項(xiàng)目的實(shí)際情況提出了浮體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的邊界條件,浮體系統(tǒng)設(shè)計(jì)(包含組件支架、浮體及錨固)應(yīng)滿足在25年材料性能老化后,在熱、風(fēng)、波、流等極端環(huán)境條件綜合作用時(shí),浮筒各個(gè)部位不會(huì)破損傾覆、浮筒間連接及錨固不會(huì)超過(guò)極限值斷裂、浮筒的形變不會(huì)損壞光伏組件等。

在浮筒材料領(lǐng)域,最受關(guān)注的是HDPE材料。HDPE做的比較好的公司,一家是法國(guó)公司,然后是臺(tái)灣的一家公司,它們的浮筒都是HDPE材料。在日本大多數(shù)漂浮電站都使用HDPE材料的浮筒,但是總體來(lái)說(shuō),它的可靠性在國(guó)外經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的實(shí)際項(xiàng)目比國(guó)內(nèi)要多。

而對(duì)于不銹鋼之類(lèi)的浮筒材料,可能面臨成本高昂的問(wèn)題。因此,能否找到性價(jià)比高、無(wú)污染又符合光伏電站使用壽命的浮筒材料成為技術(shù)難點(diǎn)。

董曉青說(shuō):“我們也在期待著,就是一些無(wú)機(jī)材料的浮筒能夠涌現(xiàn)出來(lái)。我們研究院正在研究一種復(fù)合材料的浮筒,用的材料屬于建筑材料,外表面是混凝土包裹,環(huán)保、壽命等各方面的性能都能滿足漂浮電站的使用要求,已經(jīng)獲得了國(guó)家專(zhuān)利。”

事實(shí)上,最為重要的是第三方的復(fù)核和監(jiān)督,浮體系統(tǒng)的各種測(cè)算需要第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行模擬分析復(fù)核設(shè)計(jì)的合理性,保證浮筒的材料達(dá)標(biāo),制造過(guò)程滿足要求。比如說(shuō)HDPE中回料(回收塑料)的比例能否控制在合理的范圍,因?yàn)榛亓隙嗫梢越档驮靸r(jià),但是浮筒的性能就可能得不到保障。

水面光伏對(duì)于光伏設(shè)備也提出了新的要求,首先是它的故障率要低,要方便去更換;其次是在水面上,設(shè)備要盡可能地要輕盈。比如說(shuō)逆變器,組串式逆變器相對(duì)來(lái)說(shuō)比較合適,直接固定在浮筒上;最后,因?yàn)樗媸且环N高濕的環(huán)境,水體的水質(zhì)不同,比如說(shuō)污水處理廠甚至?xí)舭l(fā)出腐蝕性的氣體,就對(duì)組件邊框、背板的材料等提出了很高的要求。

“潮濕環(huán)境對(duì)于傳統(tǒng)單玻組件是極具挑戰(zhàn)的,但三峽新能源沒(méi)有像大多數(shù)投資商一樣選擇雙玻組件,而是通過(guò)廣泛調(diào)研,并與第三方機(jī)構(gòu)、原材料廠及組件廠反復(fù)交流,綜合考慮可靠性及成本,最終決定采用提高技術(shù)要求的單玻組件。”劉姿談到,“而且,還對(duì)組件整體抗PID性能、封裝材料性能和電池片抗PID做了特殊的要求。”

而在逆變器方面,不僅水面潮濕環(huán)境對(duì)于匯流箱更為嚴(yán)苛,而且水面光伏比地面光伏具有更高的運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)。在地面電站運(yùn)維中,逆變器及匯流箱的維護(hù)頻率是最高的,因此水面項(xiàng)目應(yīng)選擇耐候性強(qiáng)且運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)較低的逆變器和匯流箱。

漂浮式光伏電站是一個(gè)具有極大市場(chǎng)空間的新鮮事物,很多技術(shù)問(wèn)題需要優(yōu)化和研究。“我認(rèn)為需要改進(jìn)和提高的是對(duì)漂浮式光伏電站嚴(yán)謹(jǐn)專(zhuān)業(yè)的態(tài)度,促進(jìn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證體系建設(shè),以保證電站安全穩(wěn)定運(yùn)行25年。”劉姿最后總結(jié)說(shuō)。

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