漂浮電站愈演愈熱 如何拷問(wèn)浮體25年？

8月8日，上海SNEC展會(huì)發(fā)來(lái)捷報(bào)：陽(yáng)光電源水面光伏系統(tǒng)全球應(yīng)用突破1GW，成為全球首個(gè)GW級(jí)水面光伏系統(tǒng)供應(yīng)商;

- 8月13日，國(guó)家電投EPC總承包建設(shè)+調(diào)試的馬來(lái)西亞首個(gè)水面漂浮光伏項(xiàng)目-雪蘭莪州10兆瓦漂浮光伏項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電;

- 8月18日根據(jù)25年的購(gòu)電協(xié)議，新加坡開(kāi)始在Tengeh水庫(kù)建造60兆瓦水面漂浮光伏項(xiàng)目;

2019年還停留在紙面預(yù)測(cè)的漂浮光伏熱情，如今真的已經(jīng)浮出水面。

1. 水面漂浮光伏歷史

2007年，全球首個(gè)水上漂浮式光伏電站在日本愛(ài)知縣建成，此后2008年底意大利安裝了全球第二套漂浮式光伏系統(tǒng)。法國(guó)、意大利、韓國(guó)、西班牙和美國(guó)之后也開(kāi)展了小規(guī)模試驗(yàn)研究和演示。第一個(gè)商業(yè)化水面光伏裝置是2008年美國(guó)加州一水庫(kù)175kwp系統(tǒng)。

從2014年到2018年，全球漂浮式光伏裝機(jī)量增長(zhǎng)了100倍。

2016年3月，信義光能在中國(guó)首次建成了大規(guī)模的水上漂浮式光伏電站-淮南采煤塌陷區(qū)20MW漁光互補(bǔ)光伏。此后，三峽集團(tuán)、陽(yáng)光電源等陸續(xù)將淮南領(lǐng)跑者示范基地建成了全球最大規(guī)模的水上漂浮光伏電站。

到??2019年底，全球漂浮光伏電站安裝量超過(guò)2.4吉瓦，中國(guó)和日本成為全球水上漂浮光伏應(yīng)用最多的國(guó)家，而陽(yáng)光電源的水上漂浮光伏系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)已超過(guò)1GW。

2020年8月，俄羅斯水電生產(chǎn)商Rushydro完成了該公司位于俄羅斯遠(yuǎn)東阿穆?tīng)栔莸貐^(qū)的水力發(fā)電廠所在地的一座52.5KW浮動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電廠的建設(shè);

2020年7月，西班牙首個(gè)1.125 MW漂浮式太陽(yáng)能裝置并網(wǎng)全部選用雙面雙玻光伏組件;

2020年7月，突尼斯國(guó)營(yíng)公用事業(yè)加納國(guó)家電力公司(STEG)計(jì)劃在首都突尼斯湖建設(shè)200kW浮動(dòng)式光伏電站;

2019年3月，南非首個(gè)漂浮式60kW光伏項(xiàng)目安裝在西開(kāi)普省弗蘭舒克外一個(gè)水果農(nóng)場(chǎng)旁的水庫(kù);

2017年9月，荷蘭首次在鹿特丹港口區(qū)安裝了一個(gè)試驗(yàn)性漂浮光伏系統(tǒng);

我國(guó)第一座規(guī)模漂浮光伏電站是河北臨西縣一期30兆瓦地面光伏電站中的8兆瓦水面漂浮光伏系統(tǒng)，于2015年7月完成并網(wǎng)。蕪湖三山8.5兆瓦水上漂浮電站項(xiàng)目也于2015年8月開(kāi)始并網(wǎng)發(fā)電。淮南采煤塌陷區(qū)20兆瓦水上漂浮電站項(xiàng)目也于2016年3月底實(shí)現(xiàn)15兆瓦的并網(wǎng)發(fā)電。

……

根據(jù)Credence Research在3月份發(fā)布的報(bào)告，2016年浮動(dòng)太陽(yáng)能電池板市場(chǎng)的價(jià)值為15.0億美元，預(yù)計(jì)到2022年將達(dá)到15.8億美元，從2016年到2022年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為113.9%。今后五年，年度裝機(jī)量將每年增長(zhǎng)22%以上。

正帆科技董事長(zhǎng)俞東雷在上市儀式講話中表示：“未來(lái)，正帆科技將進(jìn)一步依托技術(shù)、品牌、渠道等綜合優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步推進(jìn)高純工藝介質(zhì)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的深度研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。通過(guò)本次IPO，公司將進(jìn)一步提高自主研發(fā)能力與核心產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。做好產(chǎn)品，強(qiáng)化優(yōu)勢(shì)，回報(bào)投資人是企業(yè)經(jīng)營(yíng)者的天職。上市意味著新的起點(diǎn)，更意味著任重道遠(yuǎn)。我們將竭盡全力，堅(jiān)守誠(chéng)信，規(guī)范運(yùn)營(yíng)，以卓越的業(yè)績(jī)回報(bào)廣大投資者。”

2. 水面漂浮光伏的挑戰(zhàn)

水面漂浮光伏的最大挑戰(zhàn)不在于水面，關(guān)于高熱、高濕下的抗PID等解決方案早已成熟;

水面漂浮光伏的最大挑戰(zhàn)不在于光伏，光伏產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性、可靠性已日趨完善;

水面漂浮光伏的最大挑戰(zhàn)是在于漂浮，如何讓光伏產(chǎn)品漂浮起來(lái)并不難，難的是如何讓光伏產(chǎn)品漂浮25年!!

為了讓組件漂浮在水面，行業(yè)一般采用浮筒、浮箱等作為承載。對(duì)浮體材料最大的挑戰(zhàn)是耐水性和耐候性。

-耐水性：既然是在水面上承載光伏產(chǎn)品，就必須承受水環(huán)境的侵蝕。耐水性本身對(duì)各種材料都是一種考驗(yàn)，水面漂浮光伏的浮體還要考慮到各種不同的水環(huán)境，包括溫度、水中的離子雜質(zhì)等。金屬材料貌似結(jié)實(shí)，但跟水在一起壽命就大打折扣。因此無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)性還是從耐腐蝕的角度，大多數(shù)浮體方案選擇的都是高分子材料，甚至寧愿選擇水泥浮箱也不用金屬。

-耐候性：浮體顧名思義不僅在水中，還有部分露出水面，露出水面的部分就必須考慮耐候性，包括耐紫外線、耐高溫、水汽。耐候性是高分子浮體材料使用壽命的最大挑戰(zhàn)。

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外水面漂浮光伏電站建設(shè)的情況，電站浮力系統(tǒng)技術(shù)方案主要有如下兩類(lèi)：

1、HDPE(高密度聚乙烯)浮體方案：本方案所有浮力、結(jié)構(gòu)受力均由HDPE浮體提供和承載;

2、浮體+鋼構(gòu)方案：本方案由浮體提供浮力，結(jié)構(gòu)受力均使用鋼支架構(gòu)件受力;

相比混凝土材質(zhì)浮體的脆性易損，體積龐大、難加工等特點(diǎn)，PP聚丙烯材質(zhì)的低溫冷脆，非中空吹塑級(jí)材料，不易加工等特點(diǎn)，不銹鋼材質(zhì)浮體的成本高昂、薄壁不銹鋼易銹穿、安裝難度高等特點(diǎn)，高密度聚乙烯是目前最好解決水陸連接問(wèn)題的產(chǎn)品。

聚乙烯浮體具有良好的性能和合理的價(jià)格，相同情況下，光伏面板、逆變器等價(jià)格一定，使用聚乙烯浮體架臺(tái)成本約為鋼支架成本的1/4。此外，它對(duì)環(huán)境無(wú)害，而且基本不用維護(hù)。不管是深水淺水，動(dòng)水靜水，咸水淡水，凍水熱水，凈水污水，幾乎只要是有水的地方，浮體都可以物盡其用。浮體組成的各類(lèi)產(chǎn)品具有變化無(wú)窮、自由組合成各式形狀，簡(jiǎn)單且快速的安裝和拆卸，對(duì)環(huán)境無(wú)害，輕巧、穩(wěn)定和安全，100%免維護(hù)等特點(diǎn)。

但不管高密度聚乙烯如何好，作為一種高分子材料產(chǎn)品，任何人都會(huì)懷疑其耐候性及使用壽命。通常耐候性最好的材料是含氟類(lèi)材料，比如背板用的PVF、PVDF等，但價(jià)格是繞不過(guò)去的檻。如果是HDPE，能滿(mǎn)足光伏行業(yè)通行的25年要求嗎?

如果水面漂浮式光伏電站的使用壽命因浮體而達(dá)不到25年，中途更換1-2次甚至更多次的浮筒，其后果是不堪設(shè)想的，不但更換浮體麻煩程度非常大，并且成本費(fèi)用單瓦造價(jià)將會(huì)高達(dá)6元以上。這必然是電站投資方不可能承受的損失。它會(huì)成倍的延長(zhǎng)光伏電站的回收期，更可能億元投資全部打水漂。

3. 水面漂浮，亟需實(shí)證

關(guān)于浮體材料的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)的有識(shí)之士已經(jīng)在著手制定。但無(wú)論何種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最終都要經(jīng)受戶(hù)外實(shí)際應(yīng)用的檢驗(yàn)，因此作為最貼近戶(hù)外應(yīng)用的戶(hù)外實(shí)證試驗(yàn)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)也急需相關(guān)部門(mén)盡快討論。中國(guó)有海南高溫高濕及海洋環(huán)境，有拉薩高原高紫外環(huán)境，有海拉爾極寒環(huán)境，開(kāi)展浮體材料的戶(hù)外實(shí)證應(yīng)用，對(duì)于中國(guó)水面漂浮解決方案走向世界，對(duì)于中國(guó)認(rèn)證機(jī)構(gòu)為全球水面漂浮應(yīng)用提供技術(shù)支持，或?qū)⒂兄匾饬x。