[科普中國]-漂浮式光伏

近年來，隨著路面光伏電站的大量增加，可用于安裝建設(shè)的土地資源出現(xiàn)了嚴(yán)重短缺現(xiàn)象，制約了該類電站的進(jìn)一步發(fā)展。與此同時(shí)，光伏技術(shù)的另一分支——漂浮式電站走進(jìn)了人們的視野。

與傳統(tǒng)光伏電站相比，漂浮式光伏是將光伏發(fā)電組件安裝在水面漂浮體上，除不占用土地資源、有利于人們生產(chǎn)生活之外，水體對光伏組件及電纜的冷卻也可有效提高發(fā)電效率。漂浮式光伏電站還能減少水量蒸發(fā)、抑制藻類生長，對水產(chǎn)養(yǎng)殖和日常漁獲有益無害。

2017年，在安徽省淮南市潘集區(qū)田集鄉(xiāng)劉龍社區(qū)建設(shè)了總占地達(dá)1393畝的全球首個(gè)漂浮式光伏電站。作為世界首個(gè)漂浮式光伏，其面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)就是一“動(dòng)”一“濕”。

“動(dòng)”指的是風(fēng)浪流模擬計(jì)算。由于漂浮式光伏發(fā)電組件處于水面之上，不同于常規(guī)光伏的恒定靜止?fàn)顟B(tài)，須對每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電單元進(jìn)行詳細(xì)的風(fēng)浪流模擬計(jì)算，為錨固系統(tǒng)及浮體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，以保證漂浮方陣的安全；其中，漂浮方陣自適應(yīng)水位錨固系統(tǒng)，采用地錨樁加帶護(hù)套鋼繩與附體方陣邊緣加強(qiáng)件連接，每個(gè)方陣每隔6米左右設(shè)置錨固點(diǎn)，纜繩留住余量以保障受力均勻、安全可靠，達(dá)到“動(dòng)”和“靜”的最佳耦合。

“濕”指的是對水上項(xiàng)目雙玻組件、N型電池組件與抗PID常規(guī)非玻璃背板組件長期在潮濕環(huán)境中的可靠性對比，以及對發(fā)電量的影響進(jìn)行驗(yàn)證，對浮體材料耐久性的驗(yàn)證等，以保證漂浮電站設(shè)計(jì)25年壽期安全，并為后續(xù)項(xiàng)目提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

漂浮電站可建設(shè)在多種水體之上，無論是天然湖泊、人工水庫還是采煤沉陷區(qū)、污水處理廠，只要有一定量的水域即可進(jìn)行設(shè)備安裝。而當(dāng)漂浮電站遇到后者時(shí)，不僅能夠讓“廢水”再生成為全新的電站載體，同時(shí)也可以最大限度地發(fā)揮漂浮光伏的自清潔能力，通過覆蓋水面降低蒸發(fā)量、抑制水中微生物的成長進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)的凈化。漂浮光伏電站可以充分利用水冷作用解決路面光伏電站遭遇的降溫難題，同時(shí)由于水域上空無遮擋，受光充分，漂浮電站預(yù)計(jì)可以提高大約5%發(fā)電效率。

經(jīng)過多年建設(shè)發(fā)展，緊張的土地資源以及周邊環(huán)境的影響使得路面光伏布局受到了極大限制，即使可以通過開發(fā)荒漠與山地進(jìn)行一定程度的拓展，但仍屬于治標(biāo)不治本。隨著漂浮光伏技術(shù)的發(fā)展，這種新式電站無需與居民搶奪寶貴的土地，而是轉(zhuǎn)向更為廣闊的水域空間，與路面形成優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)多元共贏。

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