編者按:隨著光伏行業(yè)的不斷發(fā)展,在裝機增速不斷放緩的同時,光伏新型市場逐漸進入人們的視野。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題,光伏在這些市場的發(fā)展并不順暢。
經(jīng)過一段時期的發(fā)展之后,在諸多的“光伏+”市場中,不占用土地的水面光伏正逐漸受到重視。在領(lǐng)跑者計劃中,山東濟寧和安徽兩淮的水面光伏項目已經(jīng)達到了1.4吉瓦。從水面資源來看,如果市場能夠開啟,水面光伏或?qū)⒊蔀橄乱粋€爆發(fā)點。
但是,水面光伏同樣存在著技術(shù)上的困難,而且在國際全球范圍內(nèi)的運維經(jīng)驗也十分匱乏。相對于現(xiàn)有的水面光伏,國內(nèi)水面光伏發(fā)展的起點很高,面對這樣一塊技術(shù)并不成熟的市場,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
水面光伏早已不算是一件新鮮的事物,2015年開始,陸續(xù)有水面光伏的項目落地,但是真正引起人們注意的,是在2016年光伏領(lǐng)跑者計劃中山東濟寧和安徽兩淮合計1.4吉瓦的招標(biāo)工作,這無論對于設(shè)備制造,還是浮筒等的技術(shù)研究都產(chǎn)生了很大的帶動作用。
“我們把兩淮150兆瓦的總體項目分為了三個標(biāo)段,每個標(biāo)段50兆瓦,現(xiàn)在已經(jīng)開工建設(shè),預(yù)計在9月30日首批并網(wǎng),12月31日全部并網(wǎng)。”中國三峽新能源公司(下簡稱“三峽新能源”)計劃發(fā)展部主任劉姿告訴《能源》雜志記者。
據(jù)悉,在2016年的水面光伏項目中,三峽新能源在濟寧和兩淮分別中標(biāo)50兆瓦和150兆瓦。由于三峽集團本身在水庫大壩建設(shè)上的優(yōu)勢,加之三峽新能源在海上風(fēng)電上的經(jīng)驗,因此其在水面光伏上有很大的發(fā)展空間。
規(guī)模化是一個重要的手段,但是在水面光伏這樣的新型光伏項目上,這種規(guī)?;仓档蒙倘丁=刂聊壳?,水面光伏還沒有大規(guī)模示范,技術(shù)等方面都需要一段時間的可行性實踐,在這樣的情況下,規(guī)模太大實際上形成了一個很大的挑戰(zhàn)。
起始規(guī)模大之外,時間上也相對緊迫,對于這樣一個缺乏經(jīng)驗,技術(shù)尚不明確的光伏類型,如果按照普通電站建設(shè)的周期來操作,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全新的光伏類型,對于基礎(chǔ)和組件都有特殊的要求。規(guī)?;梢詭悠髽I(yè)的積極性,但在時間上可以分期進行,先有10兆瓦的項目并網(wǎng),積累并獲取經(jīng)驗,這樣就可以嘗試不同的浮桶,誰的施工更簡單效果更好就會有一個判斷。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看,應(yīng)該不會產(chǎn)生類似光伏農(nóng)業(yè)的用地障礙,但是從領(lǐng)跑者項目的規(guī)劃和建設(shè)境況來看,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)還沒有改變,到現(xiàn)在還沒有落實,企業(yè)無法開工建設(shè)。”一位不愿具名的知情人士告訴記者。
事實上,在采訪中記者也了解到,不僅是濟寧的水面光伏存在這樣的問題,在兩淮,也有上千畝的水面由于沒有轉(zhuǎn)換性質(zhì),導(dǎo)致中標(biāo)企業(yè)無法進行電站建設(shè)。
從整個市場來看,水面光伏目前的開展并不順利。一方面,雖然業(yè)內(nèi)對水面光伏感興趣,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:“對于規(guī)模較小的水面光伏項目,是否可以享受分布式光伏的待遇,比如說幾個兆瓦以下的不設(shè)指標(biāo)的限制”。
技術(shù)難點
一般情況下,水深不超過5米,可以采取打樁的方法進行光伏板的鋪設(shè),打樁技術(shù)相對成熟。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,如果遇到枯水季,水位如果大幅下降,對于設(shè)備的維修會帶來困難。
除了打樁,水面光伏的另一種形式就是漂浮電站,通過浮筒承載光伏板。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)見的風(fēng)險,尤其是浮筒。市場上可供選擇的浮筒廠非常有限,大多數(shù)光伏用浮筒都沒有經(jīng)過實際驗證,即使有實際應(yīng)用案例,使用時間也與浮筒所承諾的25年相去甚遠,這就要求投資者從原理上對設(shè)備進行研究、要求和論證。
據(jù)悉,現(xiàn)在的浮筒制造企業(yè),很多都是原來的碼頭設(shè)備企業(yè)轉(zhuǎn)過來的。“據(jù)我所知,真正的在光伏業(yè)內(nèi)的浮筒研發(fā)機構(gòu)并不多,我們成立了一個水上漂浮的研究院,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)計有限公司高級工程師董曉青對《能源》雜志記者說。
據(jù)劉姿介紹,從系統(tǒng)來看,首先要求整個浮體平臺的設(shè)計是科學(xué)合理的,我們根據(jù)領(lǐng)跑者項目的實際情況提出了浮體系統(tǒng)設(shè)計的邊界條件,浮體系統(tǒng)設(shè)計(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,浮筒各個部位不會破損傾覆、浮筒間連接及錨固不會超過極限值斷裂、浮筒的形變不會損壞光伏組件等。
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,一家是法國公司,然后是臺灣的一家公司,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,但是總體來說,它的可靠性在國外經(jīng)過驗證的實際項目比國內(nèi)要多。
而對于不銹鋼之類的浮筒材料,可能面臨成本高昂的問題。因此,能否找到性價比高、無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。
董曉青說:“我們也在期待著,就是一些無機材料的浮筒能夠涌現(xiàn)出來。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)獲得了國家專利。”
事實上,最為重要的是第三方的復(fù)核和監(jiān)督,浮體系統(tǒng)的各種測算需要第三方機構(gòu)進行模擬分析復(fù)核設(shè)計的合理性,保證浮筒的材料達標(biāo),制造過程滿足要求。比如說HDPE中回料(回收塑料)的比例能否控制在合理的范圍,因為回料多可以降低造價,但是浮筒的性能就可能得不到保障。
水面光伏對于光伏設(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。比如說逆變器,組串式逆變器相對來說比較合適,直接固定在浮筒上;最后,因為水面是一種高濕的環(huán)境,水體的水質(zhì)不同,比如說污水處理廠甚至?xí)舭l(fā)出腐蝕性的氣體,就對組件邊框、背板的材料等提出了很高的要求。
“潮濕環(huán)境對于傳統(tǒng)單玻組件是極具挑戰(zhàn)的,但三峽新能源沒有像大多數(shù)投資商一樣選擇雙玻組件,而是通過廣泛調(diào)研,并與第三方機構(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維風(fēng)險。在地面電站運維中,逆變器及匯流箱的維護頻率是最高的,因此水面項目應(yīng)選擇耐候性強且運維風(fēng)險較低的逆變器和匯流箱。
漂浮式光伏電站是一個具有極大市場空間的新鮮事物,很多技術(shù)問題需要優(yōu)化和研究。“我認(rèn)為需要改進和提高的是對漂浮式光伏電站嚴(yán)謹(jǐn)專業(yè)的態(tài)度,促進產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證體系建設(shè),以保證電站安全穩(wěn)定運行25年。”劉姿最后總結(jié)說。
原標(biāo)題:擁有高起點的水面光伏會是曇花一現(xiàn)還是厚積薄發(fā)?