水上漂浮式光伏电站的发展现状

常景电力

水上漂浮式光伏电站是指在水塘、小型湖泊、水库、采煤塌陷区、堰塞湖等水域环境建设的光伏电站,以解决传统光伏发电占地面积大的问题。水上漂浮式光伏电站较同区域的地面或屋顶电站多发11%的…

水上漂浮式光伏电站是指在水塘、小型湖泊、水库、采煤塌陷区、堰塞湖等水域环境建设的光伏电站,以解决传统光伏发电占地面积大的问题。水上漂浮式光伏电站较同区域的地面或屋顶电站多发11%的电能,其项目内部收益率高于地面或屋顶电站。预计今后几年,我国水上漂浮式光伏电站的装机总量将达到3GW以上。

特别是2019年1月9日,国家发改委、国家能源局发布《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》出台,后面平价上网地面电站在山东、山西、河南、河北、江苏、安徽、浙江、湖北等区域将出现大规模安装。受限于有些省市较高的土地价格,可能湖泊、废弃河道、塌陷区等水面资源会成为投资者热捧的资源,2020年左右也将会迎来新一波水面电站抢装潮。

目前法国、日本、东南亚、巴西以及一些欧美国家都在大力发展漂浮式水上光伏,法国天与地公司(Ciel & Terre)水上浮体做的最成功,目前国际上绝大多数水上漂浮电站项目的浮体均由该公司提供。

国内目前在水上漂浮式电站方面整体处于研发阶段,做的较好的有阳光电源、旗华、爱康等公司,这些公司都采用PE或PP塑料制作光伏浮体。在耐紫外老化、抗风浪能力、水解塑化环保问题等方面还有待进一步论证。

常景电力子公司常州熠冠独创的新型高分子材料浮体目前已经试验成功,具有30年以上的使用寿命,不降解、高强度,价格也具有较大优势,可完全满足光伏电站的使用要求。

水上漂浮式光伏电站的发展现状

下面略谈一下水上漂浮式光伏相对于常规的陆上光伏存在的优劣势。

水上漂浮式光伏主要存在以下优势:

①节约用地:建立在水面上,不占用土地资源,可减少征地费用。

②提高发电量:水体对光伏组件有冷却效应,可以抑制组件表面温度上升,从而获得更高的发电量。根据日本兵库县大型水上光伏电站实验对比分析,由于水面的冷却效果,电池板发电量增加约11%。(参考 水上漂浮电站比附近位置的地面电站发电效率高11%以上 2014年7月刊 《International Journal of Software Engineering and Its Applications》:http://www.sersc.org/journals/IJSEIA/vol8_no1_2014/7.pdf Vol.8, No.1 (2014), pp.75-84,http://dx.doi.org/10.14257/ijseia.2014.8.1.07 )

③减少蒸发和藻类繁殖:将太阳能电池板覆盖在水面上,理论上可减少水面蒸发量,抑制水中藻类繁殖,有利于水资源的保护。

④运营维护方便:光伏电站建立在水中,可以减少灰尘对组件的污染,且方便组件清洗,同时闲杂人员与动物难以接近组件,可有效防止人员及动物对组件的破坏。

⑤旅游效益:辽阔的水面上整齐排列的光伏组件,可以作为一项具有特色的景点,成为该区域的一道景观,带来旅游效益。

⑥避免组件遮光:对比陆地,水面相对开阔,可以有效避免山体、树林等对组件的遮挡,太阳能照射面积均匀且光照时间长。

⑦降低跟踪系统成本:组件角度、间距一致,方便太阳能跟踪系统的安装和运行,不需要对每块电池板安装双轴跟踪系统,大大减少跟踪系统成本。

⑧节约成本:不需要组件基础和支架,节省基础和支架造价,节约成本。

⑨消纳方便:建于距离村庄、城市较近的水域,可以就近消纳,减少并网难、限电等不利因素,提高效率。

水上漂浮式光伏也存在一些劣势:

①漂浮设备要求高:漂浮式水上光伏需要漂浮设备支撑光伏电池板,浮体架台对抗腐蚀性能、低密度、抗冻胀、抗风浪、寿命、承载能力等均要求较高。

②选址要求高:漂浮式水上光伏电场场址宜选在面积较广、径流稳定、风速低、光照条件好、水位变化较小、开发条件较好、无大规模航运、生态非敏感区等水域。

③不确定因素多:大风、水位、结冰等因素对其影响较大,同时需监测光伏组件对水质、水中鱼类、植物等有无不利影响。

④施工难度大:施工过程需考虑较多因素,水上作业很难大量使用重型机械等进行高效率施工,工序相对要求更多,工期也相应增长。需要潜水或在船上的作业很多。船上作业要考虑平衡性和安全性,也不能损坏水池堤坝等设施。

水上漂浮式光伏经济性能:

从目前光伏电站的经济效益来看,较常规大型地面电站(从征地到组件安装)1~1.3元/WP的成本,水上漂浮式光伏电站的成本在2元/Wp左右(含浮体和组件安装),若可以提升11%的发电量,综合单价将下降0.7元/WP,基本与地面电站成本无异。

 

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