水面光伏謹(jǐn)慎突圍

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，光伏新型市場逐漸進(jìn)入人們的視野。在煤礦區(qū)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(jì)寧和安徽兩淮的水面光伏項目已經(jīng)達(dá)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(diǎn)。

但是，水面光伏同樣存在著技術(shù)上的困難，而且在全球范圍內(nèi)的運(yùn)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(diǎn)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(diǎn)

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(jì)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(jì)寧和兩淮分別中標(biāo)50兆瓦和150兆瓦。由于三峽集團(tuán)本身在水庫大壩上建設(shè)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)模化也值得商榷。截至目前，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可行性的實踐，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)模化可以帶動企業(yè)的積極性，但在時間上可以分期進(jìn)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(jì)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(jìn)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(diǎn)

一般情況下，水深不超過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(yuǎn)，這就要求投資者從原理上對設(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(jī)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(diǎn)。

董曉青說：“我們也在期待著，就是一些無機(jī)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(jī)構(gòu)進(jìn)行模擬分析復(fù)核設(shè)計的合理性，保證浮筒的材料達(dá)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(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(yùn)維風(fēng)險。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，因此水面項目應(yīng)選擇耐候性強(qiáng)且運(yùn)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)方面需要優(yōu)化和研究。“我認(rèn)為需要改進(jìn)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(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。