下海，已經(jīng)成為我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的新選擇。今年以來(lái)，江蘇、福建、浙江、天津等沿海省市陸續(xù)公布發(fā)展海上光伏發(fā)電項(xiàng)目規(guī)劃。此外，山東已經(jīng)啟動(dòng)相關(guān)示范項(xiàng)目建設(shè)工作。光伏產(chǎn)業(yè)正在構(gòu)筑“電從海上來(lái)”的發(fā)展新格局。
不過(guò)，截至目前，我國(guó)海上光伏項(xiàng)目建設(shè)施工還處于技術(shù)探索期。“單體規(guī)模較大的集中式海上光伏發(fā)電站多為近海灘涂電站，而已建成的樁基固定式海上光伏發(fā)電站為規(guī)模較小的實(shí)證電站。”中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院工程建設(shè)公司副總經(jīng)理張艷日前在第二屆海上新能源發(fā)展論壇上表示，“海上光伏項(xiàng)目涉及因素較多，潮汐、波浪、海流等都會(huì)對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生影響。因此，方案的技術(shù)可靠性十分重要。”
組件性能要求大大提升
中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)劉譯陽(yáng)指出：“與陸地項(xiàng)目相比，海上項(xiàng)目條件更加嚴(yán)苛，高鹽霧、高濕環(huán)境對(duì)設(shè)備影響很大，設(shè)備安全性確實(shí)面臨很多挑戰(zhàn)。產(chǎn)業(yè)只有解決了設(shè)備可靠性的問(wèn)題才能迎來(lái)藍(lán)海發(fā)展態(tài)勢(shì)。”
“安裝場(chǎng)景轉(zhuǎn)換到海上，就面臨基樁和發(fā)電防腐的問(wèn)題。海洋環(huán)境對(duì)設(shè)備抗風(fēng)、抗冰、耐濕潤(rùn)、耐鹽霧腐蝕都提出了更高要求。”中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司海工室副主任張寶峰說(shuō)，“從電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性出發(fā)，我們必須探索新的安全標(biāo)準(zhǔn)，提升系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性。”
為此，產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)正在研發(fā)對(duì)海洋環(huán)境耐受度更高的材料。據(jù)天合光能股份有限公司組件研發(fā)負(fù)責(zé)人王樂(lè)介紹，光伏組件零部件優(yōu)化非常關(guān)鍵。比如，組件會(huì)選用雙鍍膜玻璃，相對(duì)于單鍍膜玻璃，組件的透射率會(huì)更高，同時(shí)可以防止高濕環(huán)境下組件受到腐蝕，出現(xiàn)“彩虹斑”的情況。
王樂(lè)補(bǔ)充說(shuō)：“和陸上不同的是，海上大風(fēng)天氣頻繁，在風(fēng)浪綜合作用下，光伏電站的錨固和系泊考驗(yàn)大大增加。此前，組件很少有承受強(qiáng)風(fēng)作用的性能，而在海洋環(huán)境下，抗風(fēng)能力對(duì)組件來(lái)說(shuō)必不可少。為此，我們引入了風(fēng)洞測(cè)試，希望在前期不斷優(yōu)化組件性能。”
施工設(shè)備便捷性待增強(qiáng)
山東省是我國(guó)海上光伏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的先行者。截至目前，山東省已經(jīng)完成首批海上光伏項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)性配置工作，各家企業(yè)開(kāi)展項(xiàng)目前期工作，對(duì)不同規(guī)格的組件、支架、基樁等進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)。同期進(jìn)行的還有項(xiàng)目工程類(lèi)實(shí)踐。
光伏入海，需要改變的不僅是發(fā)電設(shè)備，工程設(shè)備也有待進(jìn)化。山東海上光伏項(xiàng)目選址主要在潮間帶以外的海域，水深6至8米，甚至更深。施工的便捷性將成為海上光伏項(xiàng)目今后能否長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
張艷列舉了海上光伏項(xiàng)目工程作業(yè)的三大難題：一是潮汐對(duì)施工的影響。海上施工船機(jī)設(shè)備穩(wěn)定性差，施工適量精度控制難度大。二是施工組織難度大。海上裝機(jī)較密集，施工船機(jī)設(shè)備和運(yùn)輸機(jī)移位空間有限，對(duì)施工空間組織精度要求較高。三是施工人員管理難度大。海上光伏體量大、施工人員多，監(jiān)督管理較為困難，需要數(shù)字化、全方位的管理。
基于上述難題，張艷提出，海上光伏項(xiàng)目施工首先要最大限度減少海上工作量，以陸地拼裝、海上模塊化整體吊裝為思路，形成梯隊(duì)式流水作業(yè)?？蓢L試采取整體吊裝思路，陸上拼裝、海上整體吊裝。
不過(guò)，值得注意的是，這種施工方法經(jīng)驗(yàn)不多，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求高。隨著海上光伏項(xiàng)目逐漸啟動(dòng)，越來(lái)越多的企業(yè)已經(jīng)推出了模塊化產(chǎn)品，同時(shí)通過(guò)目前掌握的情況改造打樁船等施工設(shè)備，助推相關(guān)技術(shù)進(jìn)步。
運(yùn)維還需智能設(shè)備支撐
在張寶峰看來(lái)，受海洋環(huán)境影響，海上光伏項(xiàng)目對(duì)設(shè)備的高要求不僅體現(xiàn)在發(fā)電設(shè)備和工程施工上，還不能忽視運(yùn)維。“海上光伏項(xiàng)目運(yùn)維難度很大，除了組件發(fā)生故障需要更換以外，海鳥(niǎo)糞便等也會(huì)產(chǎn)生大量組件清洗需求。”
張艷表示：“產(chǎn)業(yè)期待海上智能設(shè)備的創(chuàng)新。截至目前，我們還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)用于海上光伏項(xiàng)目運(yùn)維的設(shè)備?，F(xiàn)在大多數(shù)用的是內(nèi)河湖泊施工設(shè)備，體量小，不適合海上施工。針對(duì)海上光伏項(xiàng)目，這些設(shè)備經(jīng)濟(jì)適用性不足。我們研發(fā)了專(zhuān)門(mén)用于海上光伏項(xiàng)目的打樁船和相關(guān)新產(chǎn)品。”
中國(guó)電建華東院新能源工程院數(shù)字能源事業(yè)部副總經(jīng)理何正旭則認(rèn)為，海上光伏項(xiàng)目運(yùn)維還需要智能化、數(shù)字化產(chǎn)品來(lái)支撐。“海上光伏項(xiàng)目通常規(guī)模較大，組件數(shù)量高達(dá)數(shù)百萬(wàn)個(gè)，考慮到出海作業(yè)難度大、成本高，安全監(jiān)管難度非常大。遠(yuǎn)程監(jiān)控需求也十分迫切。運(yùn)用數(shù)字智能設(shè)備后，不管是監(jiān)控組件，還是監(jiān)管工作人員，都可以實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)管。我們?nèi)诤?G、衛(wèi)星通信等技術(shù)，搭建了覆蓋全場(chǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合人員定位、無(wú)人機(jī)、無(wú)人船、AI視頻監(jiān)控等智能裝備，打造了天眼、海眼、人眼三位一體的智能實(shí)景感知系統(tǒng)，從而構(gòu)建出光伏電站數(shù)字孿生體，為海上光伏安全監(jiān)管奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”
