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阳光浮体科技吴昊:漂浮电站系统解决方案助力平价上网

发布时间:2019-06-26 02:03 来源:未知 编辑:admin

  北极星太阳能光伏网讯:3月29日,由中国可再生能源学会联合特变电工新疆新能源股份有限公司举办,以风光并举·共创平价为主题的2019年度电成本最优高峰论坛在西安拉开帷幕。

  “据世界银行统计,截止到2018年9月,漂浮电站建设总建设规模在1.1GW,据我们统计,实际上应该超过这个规模,整体发展可以看到,从2009年才有一个实验性的漂浮电站。2014年发展非常缓慢,2015年以后呈现爆发性增长,2015年全球达到65MW,2016年达到132MW。”阳光浮体科技有限公司系统解决方案部总监吴昊在“PAT2019年爱光伏一生一世,十年特许权,阳光平价路——光伏先进技术研讨会”发表了重要讲话。北极星太阳能光伏网、一起光伏APP对大会进行全程直播。

  阳光浮体科技有限公司系统解决方案部总监吴昊主题分享《漂浮电站系统解决方案助力平价上网》。

  阳光浮体科技有限公司是阳光电源的全资子公司,传承集团22年光伏行业的技术研发及生产经验,致力于成为全球技术领先的浮体及飘浮系统的供应商。公司在淮南有一个年生产800MW的生产基地,在大陆、台湾以及东南亚都有合作工厂,基本上产能可以辐射全球。另外公司的生产也是将SAP+MES生产管理系统引进浮体生产行业,另外像现在的浮体材料是非常关键,公司非常注重来料检测,建立一个完善的材料的检测实验室,可以完成所有材料的来料检测,研发团队目前拥有硕士、博士专家团队大概四十余人,包括结构设计团队,海洋工程团队以及材料专家团队,团队目前在一起工作大概三年,已经申请了专利,关于浮体及浮体的系统解决方案专利大概有30余篇。

  最早一批浮体主要建设在一些小型的闲置水域,主要是一些实验性和探索性,后来逐渐拓展到水库以及景观湖泊,目前大型的浮体水电站都达到百兆瓦级,通过技术进步,目前污水处理池、极寒区域、高台风区域目前也有浮体电站的实质的案例。

  浮体电站和地面电站比较有一些特殊的优点:第一优点是节约资源;第二个优点是提高发电量;第三个优点是施工非常便捷,飘浮电站是模块化建设,没有大规模的施工,对工人技能要求也不是非常高,施工周期非常短;第四个优点是保护水体,在水面上铺设一定比例的漂浮电站,可以有效的减少水体的蒸发,抑制藻类生长;第五个优点是运维方便。

  下面我们看看来自世界银行的统计,他们将全球适合潜在建设漂浮电站的水资源做了梳理,在水资源比较丰富的,主要是亚洲、北美洲以及非洲,它们潜在的水域面积超过10万平方公里,适合建设副电站项目水域亚洲和北美洲比较多,差不多有两千多个水域,这些水域如果开发利用1%来建设漂浮电站,这个容量可以达到400GW,这是非常庞大的数字,如果开发到5%,可达到2000GW,是非常巨大的。据世界银行统计,截止到2018年9月,漂浮电站建设总建设规模在1.1GW,据我们统计,实际上应该超过这个规模,整体发展可以看到,从2009年才有一个实验性的漂浮电站。2014年发展非常缓慢,2015年以后呈现爆发性增长,2015年全球达到65MW,2016年达到132MW。

  下面看一下,漂浮电站的发电量的提高,从一些公开可查的报道来看,在日本的电站,他们发电量数据相较于地面发电站提高14%到15%左右,韩国有一些漂浮电站,他们数据大概在11%到12%,新加坡太阳能研究院做了各种形式的漂浮电站,得出结论也是类似,大概在10%左右。鄱阳电站全年平均值大概是达到11%,顾桥电站达到13%。整体来看,分析它提高的因素,首要因素是降低组件表面的温度。去年夏天,我们在相同的户外的条件下,测试组件表面温度,水面电站比地面电站温度降低大概在30%左右。第二个,它的飘拂电站的布局紧凑,组件轻巧,适配比地面小很多,另外水面灰尘少,浮体有很好的光线反射作用,可以提高发电量有很好的作用。

  以往我们和客户介绍漂浮电站,重点想介绍系统的可靠性,现在我们有这么多实质的电站以后,可靠性不是最关键的,最关键是怎么来给客户算账,之前介绍漂浮的时候,客户知道初始投资比地面电站高以后,都有些打退堂鼓,确实是这样,就EPC成本来看,漂浮电站比地面电站成本要高一些,土地成本漂浮电站比地面电站稍微便宜,大概资金在450元/每年左右,地面大概600元/亩/年。我们认为漂浮电站投资不能看初始投资,还要看它的发电成本。按照发电量5%来测算,浮体成本是1元/W的时候,地面电站成本比漂浮电站高0.33元,如果按照10%算的话,漂浮电站已经低于地面电站,如果是和渔光互补式的水面电站比,桩长超过7米左右,这就是一个分界线,做漂浮电站会更加划算。

  漂浮电站在水面运行方面自然环境是非常复杂的,包括环境的影响因素,还有一些臭氧、光氧、热氧、疲劳老化,环境应力开裂,水质包括溶氧、有害化学介质、微生物、PH值,工业废弃物,比较复杂。用的材料是高密度聚乙烯,它的特点是韧性好,耐疲劳性好,低温韧性好,优异的化学稳定性。

  目前我们配方经过改良以后,相当于25年辐照1400GWH的辐照剂量可以达到75%左右。

  在水面使用漂浮浮体,一个好的材料要有这样几个特点。第一个是环境友好型,第二个是寿命长(25年),第三是高品质,第四个是耐候浮体材料。环境友好是按照水质检测标准来检测。寿命长是通过光氧老化以及湿热老化,我们一共会对材料做超过十五项的材料性能检测。

  这个是我们的浮体产品,左上角是我们的主浮体,组件安装浮体,左下角是过道浮体,和主浮体联结在一起形成一个通道,右上角是连接浮体,下面是一个汇流箱浮体,主要是安装电器设备,这样的话,组装在一起成为一个漂浮方阵,这是非常经典的设计。

  每一个产品设计采用不同的系统排步方式,会形成不同的系统方案,在国内大部分地区,纬度大概在20度以上的地区,会采用单片横排12度倾角的方式,在东南亚地区采用双连排和三联牌,倾角5度,可以降低成本,同时基础支架设计的形式好处是针对不同地区,倾角会调整,从5度到15度进行调整,这样支架是需要重新开模的。

  浮体产品也是通过权威的第三方检测来确认它的质量,目前行业内还没有发布浮体标准,我们目前正在制定相应的标准,相应的指标和我们目前所采用的第三方检测指标都是一致的,包括风洞测试、硬度测试、高低温测试十多项检测都是经过权威的第三方认证。

  下面说一下锚固系统的设计,锚固系统设计第一步是确认环境输入,包括水体地形、水深、水位变化,风、浪、流,确定这些之后,可以做基本设计以及详细设计,这些做好以后再进行迭代,然后再优化,形成最终的锚固系统设计方案。

  锚固系统有一些设计的原则,现在目前达成的方案越来越多,首先是缆绳互相之间不能接触,采用海洋工程的一些分析方案确保缆绳不能接触;第二个是不同的缆绳受力均匀度要一致;方阵与方阵之间要预留一个足够的距离;方阵与岸边也要预留一个安全距离;选择适中的漂移范围以节约缆绳和水域面积;一个锚固点配两根缆绳。

  锚固方式,第一种是重力锚,重力锚特点是施工简单、适用性强,但所需锚块数量较多,成本较高。另外像水深特别大的地方,采用重力锚的时候,还可以采用一些平衡浮球,可以防止缆绳把边缘浮体拉入网中。

  下面看桩锚,水深在15米以下,特点是成本较低,大规模的机械化作业,稳定性好,同时抗水平力比较大。

  岸锚在一些非常小的项目,岸边地形比较规则的情况下,在地面操作,施工比较方便,运维检修也是非常方便。同时这些锚固方式还可以形成组合,像桩锚与重力锚的组合,岸锚与重力锚的组合,岸锚与桩锚的组合。主要要根据具体情况来确定。

  运维:漂浮电站的运维和地面电站有些区别,主要是包括运维码头、运维船只,还有方阵运维通道,以及浮船的运维通道。

  日常的内部巡检,所有方阵四周的锚固件的巡检,内部浮体巡检,方阵内部组件固定筹建,内部电缆通道巡检,直流电缆水面漂浮装置巡检,逆变漂浮船巡检。

  这些是大型的漂浮电站,大部分建在采煤区,目前这些挑战逐步实现了,第一个是采煤深陷区,当时的挑战是地基,适应水位变化的锚固,整体得益于这些大型电站的建设,目前浮体电站已经超过400MW;

  第二个案例介绍,极寒区的电站,我们在日本福岛装机容量达到0.16MW,我们把浮体牵回来检测,材料结构都是完好如初,证明浮体在极寒冰冻区域使用是完全没有问题的,去年在黑龙江巴彦也建了浮体电站;

  第三个挑战,台风地区,那时候也是不确定,在台湾高雄、台湾台南都建设这样的项目,高雄这个项目是再一个污水处理厂,装机容量1.2MW,台南装机3.1MW,目前都是完好无损。泰国游乐场装了一个300KW的项目,台中装了一个1.9MW的项目,以前客户总会问我们,你们的浮体在干的地方能不能行,虽然我们自己清楚是可以的,也没有案例说明,现在在台湾台中有这样一个很好的案例说明,在干涸地区也是可以建设漂浮电站的。

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