水面漂浮光伏發(fā)電的施工技術(shù)探討

王杰 王成志

浙江華業(yè)電力工程股份有限公司 浙江寧波 315800

光伏發(fā)電是我國新能源開發(fā)中的重要技術(shù)之一，目前大多為以地面作為發(fā)電站的平臺基礎(chǔ)。但是光伏發(fā)電站的施工建設(shè)往往需要較大的占地面積，而我國建設(shè)用地資源稀缺，嚴(yán)重制約了光伏發(fā)電的發(fā)展。在此背景下發(fā)展出了以水面作為基臺的漂浮式光伏發(fā)電組件，其一般包括光伏組件、浮架以及相關(guān)變電設(shè)備和電纜線路等。與傳統(tǒng)光伏電站相比，其不僅可以有效減少對土地資源的消耗，而且可以提高發(fā)電量，對于生態(tài)環(huán)境治理也具有重要的作用。因此施工單位應(yīng)加強(qiáng)對水面漂浮光伏發(fā)電施工技術(shù)的研究，以提高施工質(zhì)量和效率。

1 某水面漂浮光伏發(fā)電工程概況

大唐華銀益陽北港長河100MW 漁光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目位于湖南省益陽市沅江市泗湖山鎮(zhèn)北港長河水域。水域面積約2200 畝，為東西走向的長條狀水域。平均水深1．5-3 米，個別最深處達(dá)4 米，水位一年的波動變化在1．2 米以內(nèi)。項(xiàng)目總規(guī)劃租用水面約2200畝，規(guī)劃裝機(jī)容量121．992MWp/100MWaC。本項(xiàng)目對光伏發(fā)電與環(huán)境保護(hù)的有機(jī)結(jié)合具有重要的意義，因此施工單位應(yīng)準(zhǔn)確掌握各項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)，保證施工的質(zhì)量效率。

2 水面漂浮光伏發(fā)電施工技術(shù)分析

2.1 水面漂浮光伏發(fā)電站浮體架臺施工技術(shù)要點(diǎn)

水面漂浮光伏發(fā)電站通常需要以浮體架臺作為平臺基礎(chǔ)，因此浮體架臺的施工質(zhì)量將對光伏電站各項(xiàng)功能是否能夠正常發(fā)揮產(chǎn)生重要的影響。比較常見的浮體架臺主要包括三種類型，在施工時應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的浮力系統(tǒng)[1]。在安裝浮體架臺施工時，既可以在岸邊完成浮體架臺的拼接作業(yè)后在水上進(jìn)行其他相關(guān)設(shè)備的安裝，也可以采用直接在岸邊完成所有浮體組件的安裝施工后再整體入水的施工方式。以整體入水方式為例，在施工時應(yīng)根據(jù)其具體的容量面積進(jìn)行組裝單元的劃分，且應(yīng)合理控制每平方米的附載以及所需浮筒的數(shù)量，為后續(xù)浮體組裝以及吊運(yùn)施工創(chuàng)造便利條件。因水面漂浮光伏的特殊性，在連接支架和型鋼施工時應(yīng)選擇不銹鋼螺栓加彈簧墊圈，以確保連接緊固可靠、使用生命周期變長。在近岸側(cè)應(yīng)選擇活動鉸接裝置連接連接桿以及浮體，使其能夠串聯(lián)連接在岸邊。在施工時也可以采用纜繩錨固方式進(jìn)行連接。在固定浮體平臺施工時，施工單位可以采用打樁錨固方式，并應(yīng)選擇具有較高防腐性能的材料作為錨固樁，以確保固定牢固可靠。

2.2 水面漂浮光伏發(fā)電站光伏組件施工技術(shù)要點(diǎn)

在安裝光伏組件施工時，施工人員應(yīng)準(zhǔn)確控制安裝孔位置。為確保光伏組件均勻受力，施工人員應(yīng)合理控制組件規(guī)格，通常組件在其水平方向上的投影長度應(yīng)略小于其寬度，且應(yīng)根據(jù)組件的長度來確定浮體的具體尺寸。在開箱后應(yīng)及時將光伏組件安裝就位形成光伏陣列，且應(yīng)盡快完成匯流箱與光伏陣列的接入作業(yè)，以防止進(jìn)入水汽，對連接的可靠性以及光伏陣列運(yùn)行的安全性產(chǎn)生不利的影響。在安裝施工過程中嚴(yán)禁在有載條件下將電氣連接斷開，且要確保連接裝置整潔干燥，以確保其運(yùn)行穩(wěn)定安全，防止發(fā)生觸電或者電弧等問題。在安裝光伏組件時，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求并結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況準(zhǔn)確控制水平面與光伏組件之間的傾角角度，以提高光伏組件的輸出功率，并為后期的管理維護(hù)創(chuàng)造便利。

2.3 水面漂浮光伏發(fā)電站敷設(shè)電纜施工技術(shù)要點(diǎn)

在敷設(shè)電纜施工時，應(yīng)沿浮體進(jìn)行各類電纜設(shè)施的敷設(shè)作業(yè)，并應(yīng)在電纜上設(shè)置好護(hù)線管。在固定電纜支架時，應(yīng)首先安裝螺栓，并在設(shè)置好支架、平墊以及彈墊后，再將螺母緊固，以防止電纜出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。

2.4 水面漂浮光伏發(fā)電站匯流箱安裝施工技術(shù)要點(diǎn)

在安裝匯流箱施工時，施工人員應(yīng)首先將電纜以及匯流箱支架固定在浮臺上，并將電纜敷設(shè)到位，之后再在固定支架上進(jìn)行匯流箱的安裝施工。安裝時可以根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的安裝工藝，并利用匯流箱掛耳將在其支架平面上固定牢固。

2.5 水面漂浮光伏發(fā)電站逆變升壓單元施工技術(shù)要點(diǎn)

在安裝箱逆變一體機(jī)施工時，施工單位應(yīng)首先將其箱逆變一體機(jī)吊裝到事先組裝好的箱逆變鋼結(jié)構(gòu)浮船平臺上，吊裝時應(yīng)注意保持平穩(wěn)。當(dāng)箱逆變一體機(jī)就位后應(yīng)通過對浮臺的調(diào)整完成找平作業(yè)，并在浮臺連接位置將箱逆變升壓箱焊接牢固，同時還要做好焊點(diǎn)的防腐處理工作。完成上述作業(yè)后，施工單位應(yīng)利用牽引船牽引逆變升壓單元達(dá)到指定位置，并要將其錨固在事先打好的錨固樁上面，且要確保連接可靠。最后利用電纜浮橋接入相關(guān)電纜，完成逆變升壓單位的安裝施工。

2.6 水面漂浮光伏發(fā)電站接地處理施工技術(shù)要點(diǎn)

防雷接地保護(hù)是水面漂浮光伏發(fā)電站施工中的重要環(huán)節(jié)。施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的接地方式。例如在近岸側(cè)可以選擇外引接地極工藝進(jìn)行接地處理，而在水側(cè)則可以采用水下就近接地方式。在水面漂浮平臺上，由于組件以及匯流箱等都需要進(jìn)行接地防雷處理，因此可以通過設(shè)置鍍鋅鋼絞線的方式連接光伏陣列內(nèi)各相關(guān)設(shè)備電位，從而構(gòu)成一個接地水平環(huán)網(wǎng)，以便于各相關(guān)設(shè)備的接近接地處理，接地環(huán)網(wǎng)并應(yīng)按設(shè)計圖紙配置水下垂體，以確保接地可靠。因一個方陣浮體面積較大，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況分割成多個接地網(wǎng)。在箱逆變一體機(jī)及高壓電纜接地上，一體機(jī)外殼與鋼結(jié)構(gòu)浮船平臺需保證電氣通路，利用鍍鋅鋼絞線自然懸垂于水底于垂體連接。高壓電纜的金屬套應(yīng)在電纜線路兩終端和接頭等部位實(shí)施直接接地，或者一端保護(hù)接地。

3 結(jié)語

漂浮式光伏是一種新形式的土地綜合利用方式，對于保護(hù)環(huán)境以及清潔能源的開發(fā)利用均具有重要的意義。該光伏電站建成后，光伏組件下面可正常進(jìn)行漁業(yè)養(yǎng)殖，形成在立體空間上的漁光互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了漁業(yè)與光伏發(fā)電的有機(jī)結(jié)合，極大的提高了湖泊的整體利用率。同時，通過水上發(fā)電等項(xiàng)目的綜合開發(fā)，也可以使逐年劣化的水質(zhì)得以自然凈化，從而改善水體水質(zhì)，在不改變土地屬性的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生清潔電力，擴(kuò)大供電可再生能源比例，創(chuàng)造更大的社會、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保效益。