光伏板水上漂：10年水上太阳能电站发展大起底！

                 长按左侧二维码，关注我们

即可免费查询各地太阳能资源情况

光伏板水上漂：10年水上太阳能电站发展大起底！

1. 引言

太阳能光伏诞生伊始是为了让卫星好好的在天上飞；后来光伏降本了，上量了，民用化了，主流的应用场景变到了陆地。可土地毕竟是立国之本啊，耕地不能占，林地不能占，优质的屋顶又那么少。随着光伏体量的增加，光伏用地是越来越少，成本是越来越高了。光伏发展到现今，土地的成本是一个光伏立项考量的重中之重，光伏系统的成本倒成了次要因素。然而最不可藐视的就是广大光伏人的智慧，所谓的聪明才智那都是逼出来——上天不行，陆地不行，那就搞到水上去，地球上百分之七十的面积都是水，不是么！水库上、鱼塘上，都可以建光伏电站。有了这个想法就有人开始研究，开始试运行，开始产业化。做着做着人们发现，不仅仅是用地问题解决了，光伏电站还可以减少水库蓄水的蒸发（有研究认为水库蓄水40%都因蒸发浪费掉了），减少水藻繁殖，好处多着呢。而且水作为天然的蓄热体，对组件有自然的冷却作用，进而提升太阳能电池的转换效率。有研究发现，同样的组件系统，在水上的可以比陆地上的多发电5%以上。一般认为2007年建造的位于日本爱知县的20 kW项目是第一个正经意义的水上光伏系统，距今正好10年。借水上光伏的10周年，兔子来一个水上光伏大起底，跟各位兔子朋友聊一聊光伏板是怎么练就一身水上漂功夫的！

（新加坡太阳能研究所设计的浮箱光伏电站）

2. 发展简史

一般认为霓虹国爱知县的20kW项目是第一个水上光伏电站。 光伏的设计方乃是大名鼎鼎的National Institute of Advanced Industrial Science and Technology （AIST，日本产业技术综合研究所）。而目的正是为了比较水体降温对光伏系统的影响。浮体使用的是聚苯乙烯的夹板。这个电站启用了定时给组件浇水来降温和除尘除鸟粪的技术。

（五花八门的水上光伏系统。此图和本文的一些材料来源于Trapani, Progress in Photovoltaics, 2015）

一般认为第一个商用水上光伏系统是2008年美国Far Niente葡萄酒庄的175 kW系统。非常搞笑的是，之所以这个系统不建在陆地上而是在水潭上面，是因为舍不得用陆地光伏系统占据极具价值的种葡萄的土地，尽管水上光伏系统在当时造价非常高昂。兔子禁不住大笑——不用靠“路条“来约束，不用靠“建设用地”来限制，这才是真正的由市场经济来避免“侵占耕地”！Far Niente庄园用的浮体方案为Thompson Technology Industries (TTi) 的Floatovoltaic的浮筒技术，演化到现在已经是一种非常流行的技术方案了。组件的倾角也是发电最优化的倾角。

2009年意大利Bubano的500 kW水上光伏电站则是第一个并网享受上网电价补贴的系统。浮体方案是空心的聚乙烯浮箱，演化到现在则是另一种主流的技术方案。浮箱与浮箱之间用金属插销连接，使得整体具有一定的“弹性”，可以适应水位变化的时候的凹型水面。

2011年意大利Petra Winery（是的，又是一个葡萄园）的200 kW系统使用了SCINTEC追光系统，这在当时又是一个创举。浮体采用的是浮筒方案，使得最佳倾角和追光得以实现。SCINTEC显然是一个有情怀的公司，在另一个系统中居然还引入了聚光方案。他们还开发了只有PVC没有金属支架的系统。下文还要提到更多。

(SCINTEC的聚光水上光伏系统)

到2013年的时候，水上光伏电站单体已经达到12 MW的量级了，在法国的Piolenc。设计方案是Ciel et Terre提供的。他们家的HYDRELIO技术，今天已经几乎成为光伏标准浮箱技术的代名词了。

（Ciel et Terre的HYDRELIO浮箱）

论技术创新的情怀，就不得不再次提到SCINTEC，他们在2010年还搞出来一个“浮潜“系统，专门针对开放水域的离岸系统。把组件沉下去那么一点点就可以不怕浪打了，还可以顺便给组件去去火，一举多得。

（SCINTEC的半潜系统）

3. 主流技术比较

各路技术各显神通，十年大浪淘沙，淘出来的技术大致有三类：

（1）架高式光伏系统。不用说了，打桩就是这么简单、粗暴、可靠。只要水深不超过5米就好使。施工造价最便宜。至于运维吗，主要靠船。没法牢固打桩的地方也不实用，自然不用说了。 

（打桩的水上光伏电站）

（2）浮管式漂浮系统。价格便宜仅次于架高式光伏系统，适用于深水区，受力合理比较结实，而且可以按组件优化倾角布局。缺点是连接点比较多，需要接受波浪的考验，施工麻烦，对材料防腐蚀的要求也比较高。

（3）标准浮箱漂浮系统。优点就在于“标准“二字，高度模块化，质量稳定，施工简单快捷，梆梆梆完事，耳环连接受水面波动影响较小。缺点是造价高昂，几乎是水上光伏系统里面最贵的，而且不能将组件放在最佳倾角上。

（4）浮箱+支架漂浮系统。可看做（2）和（3）的折中方案，取长补短。浮箱一直以来也算是研究的热点。河北能源工程设计有限公司开发的高强复合混凝土浮箱（HSCC-FB），采用高强钢筋混凝土和复合漂浮材料组合而成，兼具高强度耐久轻质的特点，是这个领域的亮点创新。

结语

2017是水面光伏发电系统的第十个年头了，受光伏用地紧缺，渔光互补、多能互补扶持，双玻光伏组件大流行的几方面综合影响，兔子认为水面光伏发电系统会在近期实现大爆发，水上光伏的时代已经来临了！！

本文为PV兔子原创作品，非原文转载请添加管理员微信号pvtools_solar为好友，或直接扫描下方二维码添加兔子君好友，申请修改编辑授权。欢迎大家转载，谢谢您的喜爱和支持呦！

微信：pvtools_solar

兔子君

扫一扫上面的二维码，加我微信

更多精彩内容尽在PV兔子

订阅PV兔子微信

请

点击右上角“查看公众号”点击关注

请

搜索“PV兔子”点击关注

PVtools

公众号ID：PV兔子

长按识别二维码关注我们