亞洲最大水面光伏系統(tǒng)落戶(hù)河北 探討水面光伏電站問(wèn)題

2015年6月亞洲最大國(guó)內(nèi)首座大型水面光伏系統(tǒng)在河北省臨西縣落成，該系統(tǒng)采用了江蘇朗禾農(nóng)光聚合科技有限公司的整個(gè)水面光伏系統(tǒng)，裝機(jī)容量為8MWp。本項(xiàng)目所采用的是支架是水面漂浮型的，通過(guò)岸邊的鎖鏈進(jìn)行固定，所以不受水位高低的影響。在蓄水期和排洪期不會(huì)對(duì)水庫(kù)造成阻礙也不會(huì)影響其自身的發(fā)電。在工程上不論是安裝太陽(yáng)能電池板的角度，還是每排浮島電池板的間距，都充分考慮了漁業(yè)養(yǎng)殖的要求，做到不影響水庫(kù)內(nèi)蝦、魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)。江蘇朗禾農(nóng)光聚合科技有限公司的技術(shù)采用了可移動(dòng)式拼接構(gòu)件，可以隨時(shí)靈活的移動(dòng)區(qū)域，為漁業(yè)養(yǎng)殖帶來(lái)更多的模式。該水庫(kù)的養(yǎng)殖模式采取光伏新能源與漁業(yè)養(yǎng)殖相結(jié)合進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)，形成“上可發(fā)電、下可養(yǎng)魚(yú)”的發(fā)電模式，實(shí)現(xiàn)了漁業(yè)增產(chǎn)和節(jié)能減排兩不誤。該模式開(kāi)辟了一條內(nèi)陸地區(qū)如何利用空間資源發(fā)展新能源的新道路。

 

 

 

在炎熱的夏季，水溫也將持續(xù)升高，既是水產(chǎn)養(yǎng)殖的黃金季節(jié)，也是病害的高發(fā)階段。而在水面上安裝了光伏組件之后可以有效的降低水溫，不但可以有效的阻止疾病爆發(fā)，還可以調(diào)節(jié)魚(yú)類(lèi)的代謝能力使其優(yōu)質(zhì)快速生長(zhǎng)。

 

 

在水面綜合利用的同時(shí)我們還對(duì)整個(gè)水庫(kù)周邊的環(huán)境進(jìn)行了治理，在水庫(kù)周邊進(jìn)行綠化工程。植被可作為流量均衡水庫(kù)，雨季期間留住雨水，旱季才釋出水份，有助紓緩泥土沖蝕，鞏固斜坡。草木可遮擋陽(yáng)光和強(qiáng)風(fēng)、吸收熱力、降低硬建設(shè)面溫度、提高濕度等等，從而改善村鎮(zhèn)的微氣候。并通過(guò)合理布局和精巧配置，為當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)創(chuàng)造出清新、優(yōu)美、舒適、高雅的活動(dòng)空間，達(dá)到改善生活環(huán)境條件、提高人們生活質(zhì)素的功能。

 

    

 

  

 

 

與陸地上的光伏電站相比，水上光伏電站的發(fā)電量可高出10%，而且對(duì)水生態(tài)環(huán)境的破壞也較小。尤其值得指出的是，漂浮于水面上的光伏電站可阻擋陽(yáng)光，防止水庫(kù)內(nèi)的水藻大規(guī)模爆發(fā)，并且為淡水生物提供一個(gè)更佳的孵化環(huán)境。

 

 

目前中國(guó)發(fā)展水面浮動(dòng)式光伏電站優(yōu)勢(shì)

 

2014年中國(guó)大陸光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量2805萬(wàn)千瓦，累計(jì)發(fā)電量250億千瓦時(shí)。其中，光伏電站2338萬(wàn)千瓦，分布式467萬(wàn)千瓦，新增裝機(jī)容量1060萬(wàn)千瓦，約占全球新增裝機(jī)的五分之一，實(shí)現(xiàn)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》中提出的平均年增1000萬(wàn)千瓦目標(biāo)。中東部地區(qū)新增裝機(jī)容量達(dá)到560萬(wàn)千瓦，占全國(guó)的53%，其中，江蘇省新增152萬(wàn)千瓦，僅次于內(nèi)蒙古自治區(qū)；河北省新增97萬(wàn)千瓦，居全國(guó)前列；西部省份中，內(nèi)蒙古、青海、甘肅和寧夏均較大。

 

新增并網(wǎng)電站以大型光伏電站為主要增長(zhǎng)動(dòng)力，未來(lái)隨著光伏發(fā)電應(yīng)用模式不斷創(chuàng)新，分布式規(guī)模有望穩(wěn)步增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家能源局規(guī)劃，2015年度全國(guó)光伏年度計(jì)劃新增并網(wǎng)規(guī)模15吉瓦，其中集中式電站8吉瓦，分布式7吉瓦（其中屋頂分布式不低于3.15吉瓦），特別提出北京、天津、上海、重慶及西藏地區(qū)在不發(fā)生棄光的前提下，不設(shè)發(fā)展規(guī)模上限。

 

1、中國(guó)人多地少，發(fā)展水面光伏電站可節(jié)約使用土地。光伏電站的缺點(diǎn)之一是能量分散，占地面積大。光伏電站為永久性占地，大型地面光伏電站需占用較大的土地面積，根據(jù)書(shū)籍《太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)與維護(hù)》，理論上每10千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)占地100平方米,相當(dāng)于單位千瓦占地10平方米。但為了減少陰影效應(yīng)，減少發(fā)電量的損失，電池板之間需要存在一定的間隔距離，從而進(jìn)一步加大了占地面積。整個(gè)光伏電站平均千瓦占地20—30平方米。

 

2、中國(guó)北方蒸發(fā)量大于降雨量，發(fā)展水面光伏電站可以減少水面蒸發(fā)量。近40年我國(guó)干旱半干旱區(qū)降水量與蒸發(fā)量均在減小,但降水量的減小速度大于蒸發(fā)量，水分的收支不平衡造成氣候的干燥化程度日甚。水面光伏電站由于遮蓋大量的水體表面，可以減少水分蒸發(fā)。

 

3、中國(guó)有3.2萬(wàn)公里長(zhǎng)海岸線，有極大發(fā)展水面光伏電站的地形優(yōu)勢(shì)。中國(guó)擁有近300萬(wàn)平方公里的海域，海岸線分為大陸岸線與海島岸線，其中大陸岸線為18000公里。其北部起始點(diǎn)為鴨綠江口，南方終點(diǎn)為北侖河口。沿線發(fā)展水面光伏電站，不僅操作難度系數(shù)較低，還可全面為沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地帶提供電力支持。

 

4、中國(guó)有8.6萬(wàn)座水庫(kù)（截至2012年底），總庫(kù)容6924*108立方米,全國(guó)水庫(kù)水面總面積25619千公頃，即3842.9萬(wàn)畝（截至1996年10月31日），具備大規(guī)模發(fā)展水面光伏電站的先決條件。水庫(kù)表面主要用于蓄水、發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖、風(fēng)景旅游和生態(tài)保護(hù)?，F(xiàn)有水庫(kù)水面90%以上可供養(yǎng)殖，實(shí)際養(yǎng)殖面積僅占可利用總面積的78%，而且單位面積產(chǎn)量普遍較低，但水面光伏電站并不會(huì)影響?zhàn)B殖業(yè)的發(fā)展。

 

5、中國(guó)湖泊眾多，總面積9.1萬(wàn)km2，面積1千平方米以上的有2700多個(gè)，發(fā)展水面光伏電站條件充裕。

 

6、水面光伏電站對(duì)環(huán)境十分友好，浮體架臺(tái)等設(shè)備可100%回收，且太陽(yáng)能發(fā)電效率高。

 

綜上所述，中國(guó)應(yīng)大力發(fā)展水面光伏電站，在提升經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，保持環(huán)境的健康、和諧發(fā)展。

 

 

目前我國(guó)若開(kāi)展此領(lǐng)域研發(fā)須考慮的問(wèn)題

 

1、作為水面光伏電站的重要支撐平臺(tái)，浮體架臺(tái)是關(guān)系到整個(gè)光伏電站能否正常運(yùn)行發(fā)電的重要環(huán)節(jié)。目前光伏電站的全生命周期為25年，浮體架臺(tái)必須相應(yīng)具有良好的抗腐蝕性能、低密度、抗凍脹、抗風(fēng)浪等特性，來(lái)與之匹配。

 

日本兵庫(kù)縣大型水上光伏電站選用了高密度的聚乙烯作為浮體架臺(tái)，聚乙烯無(wú)臭，無(wú)毒，具有優(yōu)良的耐低溫性能，能耐大多數(shù)酸堿侵蝕。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性?xún)?yōu)良，耐沖擊性好。但硝酸和硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用，易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒，易發(fā)生光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解。因此可嘗試比聚乙烯更加耐光氧化、熱氧化、抗紫外線的型材，或是通過(guò)在型材外鍍層等方式增強(qiáng)上述防御性能，使浮體架臺(tái)更耐用、使用壽命更長(zhǎng)。

 

中國(guó)是世界上竹資源最豐富、竹林面積最大、竹產(chǎn)量最大的國(guó)家，素有“竹子王國(guó)”之稱(chēng)。全國(guó)約有竹林330萬(wàn)公項(xiàng)，占世界的30％以上，竹材產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的1／3，這是建造水面浮動(dòng)式光伏電站的日本所不具備的。在追求綠色低碳的今天，竹子不僅低成本（粗加工后的竹子1000元/噸，價(jià)格約為聚乙烯的1/6）、低能耗，其做成的竹筏更具有吃水淺、浮力大等特點(diǎn)。但未經(jīng)處理的竹筏平均使用壽命僅有2、3年，如對(duì)竹產(chǎn)品進(jìn)行處理，使其在水中具有更良好的耐腐蝕性，將使水面光伏電站造價(jià)大幅降低。

 

2、合適的選址是保證試驗(yàn)成功的關(guān)鍵，可考慮在大陸內(nèi)氣候靜風(fēng)區(qū)的湖泊和水庫(kù)進(jìn)行試驗(yàn)。如金沙江，具有徑流豐沛且較穩(wěn)定、風(fēng)速低、光照條件較好、開(kāi)發(fā)條件較好等特點(diǎn)。

 

3、水面光伏電站既可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能并網(wǎng)，又可作為分布式儲(chǔ)能光伏電站，為水面的養(yǎng)殖、風(fēng)景旅游、生態(tài)等提供電力支持。作為分布式離網(wǎng)儲(chǔ)能電站，儲(chǔ)能設(shè)備的選擇是關(guān)鍵，選擇較低成本較高性能的蓄電池將顯得尤為重要。