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【解析】水面光伏電站有哪些優(yōu)越性？
近年來，水面光伏發(fā)電作為光伏發(fā)電的新形式，受到廣泛關(guān)注。水面光伏電站是指在水塘、魚蟹塘、湖泊、水蓄池等水上建立的光伏電站，具有不占用土地資源，可就近消納等優(yōu)勢。
我國水資源豐富，湖泊、水庫眾多，發(fā)展水上光伏電站具有不占用林地耕地資源、減少水量蒸發(fā)、水面反射會提高發(fā)電量等優(yōu)勢。截至2012年底統(tǒng)計(jì)中國有8.6萬座水庫，總庫容6924*108立方米，全國水庫水面總面積25619千公頃，即3842.9萬畝(截至1996年10月31日)。中國湖泊資源總面積9.1萬km2，面積1千平方米以上的有2700多個(gè)，發(fā)展水面光伏電站條件充裕，具備大規(guī)模發(fā)展水面光伏電站的先決條件。
本文將通過實(shí)例解析水面光伏的優(yōu)越性、影響水面光伏的主要技術(shù)，哪些技術(shù)特點(diǎn)對水面光伏發(fā)電影響微乎其微，最后介紹一下水面光伏主要設(shè)備的技術(shù)選型要點(diǎn)。
河北臨西縣一期30MW地面光伏電站中的8MW水面漂浮光伏系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用了江蘇朗禾農(nóng)光聚合科技有限公司的整個(gè)水面光伏系統(tǒng)，裝機(jī)容量為8MWP。整個(gè)項(xiàng)目全部選用1MW集成式光伏電站系統(tǒng)解決方案，采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)、集中控制方案，將系統(tǒng)分成8個(gè)并網(wǎng)發(fā)電單元，分別經(jīng)直流匯流箱、逆變器升壓后匯接至光伏電站最終實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。本項(xiàng)目所采用的是支架是水面漂浮型的，通過岸邊的鎖鏈進(jìn)行固定，不受水位高低的影響。因此在蓄水期和排洪期不會對水庫造成阻礙也不會影響其自身的發(fā)電。在工程上不論是安裝太陽能電池板的角度，還是每排浮島電池板的間距，都充分考慮了漁業(yè)養(yǎng)殖的要求，做到不影響水庫內(nèi)蝦、魚類的生長。本項(xiàng)目工程還特意采用了可移動式拼接構(gòu)件，可以隨時(shí)靈活的移動區(qū)域，為漁業(yè)養(yǎng)殖帶來更多的模式。該水庫的養(yǎng)殖模式采取光伏新能源與漁業(yè)養(yǎng)殖相結(jié)合進(jìn)行綜合開發(fā)，形成“上可發(fā)電、下可養(yǎng)魚”的發(fā)電模式，實(shí)現(xiàn)了漁業(yè)增產(chǎn)和節(jié)能減排兩不誤。
數(shù)據(jù)分析2015年12月時(shí)間：29天測試內(nèi)容：電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)一致且距離接近A逆變器(水面)：裝機(jī)容量：660kW發(fā)電量：4.752萬kWhB逆變器(地面)：裝機(jī)容量：685kW發(fā)電量：4.662萬kWh發(fā)電量提高5.8%！日本兔分享兵庫縣北播磨縣民局于2014年4月～2015年3月期間在小野市凈谷町的凈谷新池水面上，就輸出功率為40kW的浮體式光伏發(fā)電設(shè)備實(shí)施了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。本項(xiàng)目主要是浮體式光伏發(fā)電形式，分別以兩種方式各設(shè)置了20kW(電池板80張)發(fā)電設(shè)備。第一種是用鋼絲將浮體式架臺系泊于陸地，以10度的角度設(shè)置電池板。第二種是以沉到池底的重物系泊浮體式架臺，以20度角度設(shè)置。還在浮體架臺的中央部分分別設(shè)置一臺噴水器，驗(yàn)證了灑水效果。
數(shù)據(jù)分析(1)在設(shè)置角度的發(fā)電量比較中，5～8月10度的電池板發(fā)電量較高，其他月份則是20度的電池板發(fā)電量高。其結(jié)果反映了項(xiàng)目所在地夏季實(shí)際太陽高度角所對應(yīng)的最佳傾角。(2)不同的系泊方法對于對強(qiáng)風(fēng)和水位變動的追蹤性、穩(wěn)定性和發(fā)電量沒有顯著差異。(3)與以相同角度在建筑物屋頂上設(shè)置的太陽能電池板相比，發(fā)電量增加14%。(4)在有否灑水的發(fā)電量比較中，實(shí)驗(yàn)的9月11日和12日(從正午開始5小時(shí))兩天，都是灑水的10度電池板發(fā)電量較高。
水面光伏能顯著提高光伏電站發(fā)電量通過上述案列分析可見，水面光伏可顯著提高光伏電站的發(fā)電量。其主要原因可歸結(jié)于水域比熱比陸地大得多，因此當(dāng)水陸接受到相同的太陽熱量時(shí)，水體的氣溫變化必將小于陸地，而且太陽輻射可透入較深的水層，水體的亂流混合作用較強(qiáng)，使得水體吸收到的太陽輻射相對均勻地分布于上下各層次。這就大大緩和了氣溫的日變化和月變化，使得項(xiàng)目所在地夏季溫度明顯要低于陸地溫度，從組件電壓溫度系數(shù)可以明顯發(fā)現(xiàn)相對較低的溫度可以獲得更多的發(fā)電量。
另一個(gè)可影響發(fā)電量且容易被忽視的因素是來自水體表面的反射輻射。我們知道太陽輻射可分為直接輻射和散射輻射，這些輻射會經(jīng)過水體表面形成反射被太陽能板二次吸收。反射輻射量在太陽總輻射一定的情況下由反射率決定，反射率越大則反射輻射量越大。
哪些技術(shù)特點(diǎn)不影響發(fā)電
通過上述實(shí)例以及其他水面光伏實(shí)際運(yùn)行發(fā)電情況表明，以下技術(shù)特點(diǎn)對發(fā)電量影響不大，不能顯著的提高或降低整體電站的發(fā)電量水平，所以我們在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)只需要結(jié)合實(shí)際情況，從便于施工以及經(jīng)濟(jì)效益方面的角度考慮即可：
水面光伏的樁基礎(chǔ)形式(樁柱式和漂浮式)對發(fā)電量影響不大。
水面光伏是否選用最佳傾角對發(fā)電量影響不大。因?yàn)榻Y(jié)合我國的實(shí)際情況，我國水上光伏主要集中在中東部、南部地區(qū)、兩淮流域等地區(qū)，最佳傾斜角度偏低，最佳傾角25°左右與浮筒傾角12°相比，角度對于水面電站發(fā)電量的影響約為1.5%左右。而25°光伏傾角占用水面面積則會增加。
水上光伏主要設(shè)備推薦組件和逆變器
雙玻組件脫穎而出水上光伏項(xiàng)目的特殊環(huán)境使其對光伏組件有著嚴(yán)格的要求，而采用玻璃材質(zhì)制成的雙玻組件憑借其抗潮濕，抗PID等特性，成為了水上光伏的最佳選擇。在IEC、PID等重點(diǎn)觀測濕度的測試項(xiàng)目中，雙玻組件的功率衰減要遠(yuǎn)小于普通組件。傳統(tǒng)組件的背板采用的是有機(jī)復(fù)合材料，易受自然環(huán)境因子的侵蝕，而雙玻組件背板采用強(qiáng)化玻璃，光線照射下也不會產(chǎn)生黃變，并且玻璃本身硬度高，不易受風(fēng)沙的磨損，也不會被酸、堿、鹽、霧、水汽等因素侵蝕，基本接近零透水率，無鋁邊框、抗PID、耐腐蝕這些特點(diǎn)都使雙玻組件更加與水面光伏特殊性契合，在與傳統(tǒng)組件的較量中脫穎而出。
逆變器主要看防水等級宜采用IP65防護(hù)等級。對于水域情況復(fù)雜，建議采用更高IP67防護(hù)等級。
