龍海軍 中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)國(guó)際工程有限公司

一、項(xiàng)目背景

水面漂浮光伏是指建設(shè)于水域表面的光伏電站，常見(jiàn)于水塘、小型湖泊、水庫(kù)、蓄水池等之上，主要由光伏面板、匯流箱、逆變?cè)O(shè)備、變壓器、集電線路、支架等組成。

光伏電站建設(shè)于水面之上，不占用陸地，特別是工農(nóng)業(yè)用地，在一定程度上節(jié)省了用地支出，減少了電站開(kāi)發(fā)費(fèi)用；提高發(fā)電量，水體對(duì)光伏組起著冷卻的作用，在一定程度上可以降低組件表面溫度，間接提高發(fā)電量，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，水面的冷卻效果，光伏組件發(fā)電量可增加10%～15%；運(yùn)維清洗相對(duì)簡(jiǎn)單，水面光伏電站可以減少灰塵對(duì)組件的遮擋，即便有部分灰塵但清洗簡(jiǎn)單，另外水中的電站不會(huì)出現(xiàn)人為損壞，動(dòng)物破壞的問(wèn)題；減少了水分的蒸發(fā)，抑制水中藻類(lèi)的繁殖，對(duì)于水質(zhì)的提高有較大幫助，很好的保護(hù)了環(huán)境。

水面光伏對(duì)比傳統(tǒng)的地面光伏，具有建設(shè)成本低、施工工期短、發(fā)電效率高、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，得到了世界各國(guó)，特備是水域資源廣闊，陸地資源緊張的國(guó)家的大力推崇。

印尼政府為了使該國(guó)的電力結(jié)構(gòu)更環(huán)保，更經(jīng)濟(jì)，更多元化，推出了多個(gè)水面漂浮光伏項(xiàng)目，向全世界公開(kāi)招標(biāo)IPP投資人。本文就其中一個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)方案經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行過(guò)了對(duì)比分析。

二、工程內(nèi)容

本項(xiàng)目擬建設(shè)直流發(fā)電功率185MWd c，交流輸出功率145MWac的水面漂浮光伏電站。光伏組件擬采用400W和430W組件，安裝在約700,000塊漂浮板上，占地總面積為175-190公頃。光伏支架擬采用固定支架，最佳支撐角度為5°，漂浮于水面。本項(xiàng)目水域中心深度大于100m，水位變化約為12m。

三、方案關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)比及其經(jīng)濟(jì)性分析

本項(xiàng)目技術(shù)方案中，技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性關(guān)聯(lián)度較大的，對(duì)方案選擇影響較大的關(guān)鍵點(diǎn)主要是集電線路設(shè)計(jì)、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)和錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（一）集電線路設(shè)計(jì)

集電線路是光伏電站的重要組成部分，通?？刹捎勉~芯光伏電纜和鋁芯電纜，兩種方案都能滿足功能和性能要求。采用銅芯電纜損耗小，成本高；采用鋁芯電纜損耗大，成本低。由于電纜在大型光伏項(xiàng)目中的使用量非常大，針對(duì)本項(xiàng)目，采用鋁芯電纜比采用銅芯電纜可以節(jié)省項(xiàng)目投資550萬(wàn)美元，對(duì)提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)非常重要。

（二）無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)

光伏電站項(xiàng)目運(yùn)行的負(fù)荷多為感性負(fù)荷。大量存在的感性負(fù)荷，不僅造成系統(tǒng)功率因數(shù)過(guò)低，生產(chǎn)效率降低，企業(yè)電能費(fèi)用支出增加，還會(huì)引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)影響帶載設(shè)備的安全運(yùn)行，給企業(yè)帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本項(xiàng)目業(yè)主要求功率因數(shù)在-0.85至0.9可調(diào)。因此，需要通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)提高功率因數(shù)，保證電能質(zhì)量和電網(wǎng)安全。

目前國(guó)內(nèi)采用加裝無(wú)功發(fā)生器（Static VAR Generator,簡(jiǎn)稱(chēng)SVG）方案的比較多，但是很多專(zhuān)家和工程技術(shù)人員總結(jié)了工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)后提出了光伏并網(wǎng)逆變器的進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?，也得到較多的應(yīng)用。

本項(xiàng)目就加裝SVG和使用逆變器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，分別制定了技術(shù)方案，經(jīng)過(guò)對(duì)其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，使用逆變器比使用SVG能夠節(jié)省項(xiàng)目建設(shè)資金162萬(wàn)美元。

（三）錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目水域最深處約100米，水位變化約12米，水下地形起伏變化較大，常規(guī)的錨固方式，如重力拋錨和水下樁錨的方式很難在本項(xiàng)目中應(yīng)用，如專(zhuān)門(mén)特殊定制錨固系統(tǒng)成本將大幅增加，同時(shí)技術(shù)成熟性也不能得到保證。為此考慮采用固定纜繩的方式，即采用若干大纜繩在水面形成網(wǎng)狀錨固網(wǎng)，并牽拉至岸上錨固，浮島則通過(guò)密集的小纜繩連接至錨固網(wǎng)上，這一方案能夠大幅節(jié)省成本，使項(xiàng)目具備經(jīng)濟(jì)可行性。錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下圖所示：

錨固系統(tǒng)示意圖

四、總結(jié)

基于當(dāng)前社會(huì)的工業(yè)技術(shù)和裝備制造水平，結(jié)合本項(xiàng)目地質(zhì)水文數(shù)據(jù)和項(xiàng)目技術(shù)要求，經(jīng)過(guò)對(duì)技術(shù)方案中幾個(gè)核心關(guān)鍵點(diǎn)的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)本項(xiàng)目集電線路采用鋁芯電纜，無(wú)功補(bǔ)償采用逆變器裝置，錨固采用岸上固定纜繩的固定方式在技術(shù)上是可行的，并且具有較好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。