光伏，是將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。長期以來，受制于技術(shù)難題，大型光伏項(xiàng)目對土地需求較高。近日，在杭州舉辦的“發(fā)展海洋新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)論壇”公布了一項(xiàng)神奇的發(fā)明——我國科學(xué)家把“發(fā)電站”從陸地搬到了海上，大大節(jié)約了土地資源。
浙江省高新技術(shù)企業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副理事長王宏理認(rèn)為，浙江陸域面積小，海域資源豐富，海面光伏可以有效利用浙江省的地域優(yōu)勢；其次，海洋光伏因其天然的環(huán)境優(yōu)勢，日照較長，不會(huì)像陸地一樣發(fā)生遮擋，可以顯著提升發(fā)電量，大力發(fā)展海洋新能源將成為我省能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐。
目前，在海南一片海域，由上千張光伏板組成的大型浮體，在多類支架的支撐下，任憑海浪拍打，牢牢釘在海面上。
“通過聯(lián)合南京水利科學(xué)研究院以及中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，我們對水動(dòng)力要素、波浪沖擊性、支架穩(wěn)定性以及不同的錨固方式等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)最大浪高在1.61米時(shí)，浮體在整個(gè)試驗(yàn)過程中結(jié)構(gòu)還比較穩(wěn)定。”中能眾誠新能源科技有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理張曉鳴說。
張曉鳴介紹，水面光伏主要有樁基固定式和漂浮式兩種應(yīng)用形式，各有其適用的場景，但就從發(fā)展前景而言，漂浮式正在成為光伏地面集中式與屋頂分布式之后的第三發(fā)展支柱，“漂浮式光伏電站具有不占用土地，發(fā)電量相對較高，且不破壞水域環(huán)境的特性，預(yù)計(jì)未來5年全球市場規(guī)模將達(dá)到60GW以上。”
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，如何保證沖擊光伏系統(tǒng)的海浪低于1.6米，成為保障光伏系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要前提。中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院港航所副所長張虎平說：“漂浮光伏在內(nèi)陸水域的波浪一般較小，受外荷載的影響不大，但外海波浪一般較大，尤其是在臺(tái)風(fēng)環(huán)境下，這就需要在光伏系統(tǒng)外側(cè)進(jìn)行一個(gè)消浪設(shè)施防護(hù)的措施。通過數(shù)學(xué)模型的預(yù)測與物理模型的印證后，采用生態(tài)友好型的樁基透空式結(jié)構(gòu)，可以將波高明顯控制在1.5米以下，另外在后方采用透空式的縱橫梁結(jié)構(gòu)也可以達(dá)到消浪的效果。從整體而言，光伏海上漂浮電站疊加消浪設(shè)置后，其成本可以控制在5元／瓦左右，還是有一定競爭力的。”
南京水利科學(xué)研究院王興剛博士詳細(xì)介紹了整個(gè)海上光伏浮體系泊系統(tǒng)試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)過程以及試驗(yàn)要素。他告訴記者，自試驗(yàn)開始以來，團(tuán)隊(duì)先后記錄對比了潮位、風(fēng)速、波高的最大值以及平均值，并對浮體的縱蕩、橫蕩以及垂蕩、系泊纜力等作了相關(guān)分析。“通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光伏浮體的垂蕩運(yùn)動(dòng)相對大一點(diǎn)，水平運(yùn)動(dòng)相對小一點(diǎn)，這對后續(xù)進(jìn)一步優(yōu)化系泊系統(tǒng)及浮體結(jié)構(gòu)提供了非常重要的理論依據(jù)。”
“光伏下海很有必要，但要注意整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)安全性、面對極端惡劣天氣的適應(yīng)性以及產(chǎn)業(yè)的規(guī)范性等一系列問題。我國能邁出海上光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一步非常不容易，很多實(shí)質(zhì)性的問題仍待解決。”浙江大學(xué)海洋學(xué)院副教授趙西增教授說，希望有更多的高校，更多的科研院所、更多的企業(yè)參與進(jìn)去，讓海洋光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展下去。
據(jù)了解，該項(xiàng)目是首個(gè)以研究近海領(lǐng)域水面漂浮式光伏電站系統(tǒng)應(yīng)用的試驗(yàn)項(xiàng)目，為海內(nèi)外灘涂以及近海多種應(yīng)用場景下的水面光伏系統(tǒng)解決方案找到了原始的數(shù)據(jù)支撐，為后續(xù)近海漂浮式電站的建設(shè)帶來了開創(chuàng)性的影響。“我們預(yù)計(jì)在明年會(huì)小規(guī)模建設(shè)并網(wǎng)型海洋漂浮光伏電站，以期早日用中能浮體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對近海光伏項(xiàng)目的探索。”張曉鳴說。
公開資料顯示，我國大陸海岸線總長度達(dá)1.8萬公里，可利用海域面積超過300萬平方公里。5至50米水深100米高度的海上可開發(fā)風(fēng)資源儲(chǔ)量達(dá)5億千瓦，海洋面積約71萬平方公里，理論可安裝海上光伏近7億千瓦。
