近日，中国能建中南院总承包的北湖污水处理厂分布式光伏电站项目并网发电。北湖污水处理厂分布式光伏发电项目位于武汉市青山区北湖污水处理厂区内，总容量为23.7兆瓦（峰值），总覆盖面积约11.5万平方米，是国内最大的污水处理厂分布式光伏发电项目。项目分别在北湖污水处理厂内现有的部分建筑物屋顶、水池上布置光伏组件，其中二沉池、生物池上方的组件支架采用预应力柔性支架，安装容量为23.1兆瓦（峰值），钢立柱高度为8米，最大连续跨度为730米，最大单跨跨度为59.3米，为目前全国柔性支架体系中最大单跨跨度。项目并网发电后，在25年运营期内每年可提供约2200万度的绿色清洁电能，并将全部用于北湖污水处理厂生产用电，节约发电燃煤约8000吨，相当于减少二氧化碳排放量约2万吨，减污降碳成效显著。近年来，我国提出鼓励污水处理企业综合利用场地空间，对外合作开发光伏发电。2021年6月，武汉三镇实业控股股份有限公司旗下的武汉市城市排水发展有限公司与中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司达成协议，共建北湖污水处理厂光伏发电项目。北湖污水处理厂位于武汉市洪山区腾飞大道与八吉府大街交会处东侧，是国内一次性建成规模最大的污水处理厂。如今，半个武昌城的污水每天都通过埋深超过40米的大东湖深隧奔向北湖污水处理厂进行深度处理。然而，污水处理的繁忙同样意味着巨大的电力消耗。
同时，北湖污水处理厂抽水深度深、处理量大，在污水处理的直接生产成本中，电能消耗占30%以上，因此光伏发电便成了不二首选。有助于污水处理厂摆脱对传统电力的长期依赖，不仅给污水处理厂的基础设施送去绿色电力，还可实现大气环境和水环境污染减排的双赢，可谓一举多得。污水处理厂有着大面积的水处理水池，且年均耗电量比较大，光伏发电项目利用污水处理厂的屋顶、沉淀池、生化池等处，在其上方加装光伏板，有着得天独厚的空间优势；其次，污水处理厂上方的光伏板能够遮挡直射水池的阳光，有效抑制了池内原本要经常清理的绿藻生长。作为国内一次性建成规模最大的污水处理厂，同时也是武汉市主城区首个开展分布式光伏项目的污水处理厂，似“领头雁”一般的存在，但在施工过程中，并非都是一帆风顺的。
今年4月，武汉发布了大风蓝色预警，这对施工工作无疑是一种挑战。得知消息后，项目团队未雨绸缪，连夜施工加装稳定系统，给光伏板做好加固等防范应对工作，最终，安稳地度过了这一“大风大雨”之时。与此同时，由于湖污水处理厂内大型处理池较多，仅二次沉淀池直径就达50多米。池面大跨度铺设光伏板是此次项目的难点之一。为此，该项目采用钢结构与预应力钢索系统组合支架结构，通过对钢索施加预应力使得其获得刚度，并通过纵向稳定系统将各行连成一个整体，共同抵御风振影响。其中二次沉淀池区域的钢索单跨跨度达59.3米，为目前全国预应力钢索光伏支架体系的最大单跨跨度。通过张拉副索可有效调节大跨度带来的挠度问题，使得光伏发电站兼具安全性与美观性。
新的安装方法使建设造价低于传统钢结构支架30%至50%，承重能力则提高30%以上，施工周期缩短40%至50%，管桩数量节约90%以上，钢材用量节约30%至50%，大幅降低建筑能耗。北湖污水处理厂此次采用“屋顶光伏+池面大跨越柔性支架光伏”的形式，光伏板总面积达18.5万平方米，是国内最大的污水处理厂分布式光伏发电项目。近年来，随着国家双碳政策的出台，诸多企业紧随其后，积极探索，寻求新时代的能源经济模式。国务院曾在去年4月明确提出鼓励污水处理企业综合利用场地空间，采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目的指导意见。因此，在“双碳”目标下，作为耗能大户的污水处理厂的节能降耗也被提上日程。为了提高污水处理效率及水质，越来越多的污水厂开始探索光伏发电的模式同时光伏发电成本持续降低，加之污水处理厂空间庞大的天然优势，污水处理厂的主要处理单元，如初沉池、曝气池、二沉池拥有较大的表面空间，厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶也能安装光伏电池组件，因此具备在污水处理厂实施光伏发电系统的基本硬件条件。如今，武汉北湖污水处理厂54000块光伏板全部安装到位，且并网发电，相关负责人介绍，安装在北湖污水厂的光伏板，总面积达到18万平方米。其中，屋面光伏装机规模约1.46016兆瓦，占地约1.5万平方米，大跨越柔性支架光伏装机规模约22.26744兆瓦，占地约16.67万平方米，总建设规模约23.7276兆瓦，项目全寿命周期为25年。
据测算，北湖污水处理厂光伏发电项目并网发电后，在25年运营期内，每年可提供绿色清洁电能约2200万千瓦时，占厂区用电总量的20%。这些电能将全部用于北湖污水处理厂生产用电，每年因此可节约发电燃煤约8000吨，相当于减少二氧化碳排放量约2万吨，减污降碳成效显著。该项目利用 “水务+光伏”的天然优势，进一步降低污水厂用电成本，促进类似光伏项目的可持续发展，未来可逐步在水务系统中复制推广，大力践行绿色发展的理念。
来源：中国能建、光伏储能网；环保工程师（仅供分享交流不作商业用途，版权归原作者和原作者出处。如有侵权，请在后台留言，我们会第一时间删除处理）
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