光伏+應用創新樣本!昔日的「採煤沉陷區」變成今天的「水上發電站」

光伏+应用创新样本!昔日的“采煤沉陷区”变成今天的“水上发电站”

8月16日,安徽省淮南市潘集區泥河鎮劉龍村的水塘邊,面對記者,村民李金超的臉上露出了笑容。

在他身旁的就是國家電投目前最大的水面漂浮式光伏電站,也是目前全國乃至全世界建成投產的最大漂浮式光伏電站——國家電投安徽淮南潘陽漂浮式光伏項目。

光伏+应用创新样本!昔日的“采煤沉陷区”变成今天的“水上发电站”

李金超之所以很高興,是因為昔日的“採煤沉陷區”變成了今天的“水上發電站”,環境變好了,水裡可以養魚、家禽了,村民實現了就業,日常收入也增加了。目前,李金超的妻子也在這個電站工作。

李金超笑著說:“這座光伏電站在建設時,我在這裡工作的工資為每個月5000多元。現在,我是這座光伏電站的運維工,每個月也有4000元左右的收入。”

據國家電投吉林電力股份有限公司華東新能源公司總經理王浩介紹,不僅如此,這一水面漂浮式光伏電站還具有其他良好的經濟效益、生態效益和社會效益。

光伏+应用创新样本!昔日的“采煤沉陷区”变成今天的“水上发电站”

經濟效益:該項目在25年運營期內,可為當地提供123868萬kWh綠色能源,年均可研收益率13.68%,經濟效益可觀。建設單位注重能源與生態的和諧共生,使該項目成為當地一道靚麗的旅遊景點。該區域還能進行家禽養殖,並拉動當地第三產業的發展。此外,水體對光伏組件及電纜的冷卻也可有效提高發電效率和發電量。

生態效益:在治理沉陷區水域的同時,水面漂浮式光伏電站還能有效利用該區域的土地空間。與傳統光伏電站相比,漂浮式光伏電站將光伏發電組件安裝在水面漂浮體上,具有不佔用土地資源、減少水量蒸發、抑制藻類生長的作用。

社會效益:與燃煤電廠對比,該項目在25年運營期內節省標煤410004噸,減少二氧化碳排放1221936噸,減少二氧化硫排放30750噸,減少碳粉塵排放278803噸。

光伏+应用创新样本!昔日的“采煤沉陷区”变成今天的“水上发电站”

可以說,安徽淮南潘陽漂浮式光伏項目是吉電股份“北穩西征南擴”的清潔能源戰略佈局中的重要一環。

這一項目由吉電股份與陽光電源股份有限公司合作開發建設,被國家電投中央研究院確定為水面光伏設備可靠性、性能對比、浮臺承載能力和使用壽命等課題研究的試驗基地。

當然了,選擇在潘一礦礦區的腹地建設水面漂浮式光伏電站也有其特定的背景。在吉電股份總經理助理曹樂凡看來,主要是“因地因時”。

因地制宜

淮南,位於安徽省中北部,是“中國能源之都”,也是“華東工業糧倉”。

豐富的煤炭資源讓淮南因煤而生,也因煤而死。隨著煤炭開採的推移,一片片塌陷湖從陸地升起,表面互不相連,一度成為困擾當地發展的一大難題。在夏季的某一天,這些塌陷湖前呼後應連成大片水域,最終土地長埋於水底。有媒體報道,到2020年,在淮南,塌陷湖面積將相當於100個西湖。

怎麼辦?也許只有新能源可以讓淮南重生。其中,光伏正照亮這座資源型城市的轉型之路。

從用地上來看,淮南豐富的採煤沉陷區水面可以作為光伏用地,既不佔用良田,又能充分發揮限制水面效益。

光伏+应用创新样本!昔日的“采煤沉陷区”变成今天的“水上发电站”

此外,淮南市潘集區的骨幹電網架構已經形成,境內有2個220kv變壓站和1000kv特高壓輸電線路,農村電網改造也已經完成,具有良好的接入條件。

更重要的是,潘集煤化工園區、淮南大數據中心等都是耗電大戶,與淮南毗鄰的合肥也是用電大市,能夠很好地解決電力消納的問題。

另外,據瞭解,該區域的水深達10多米,很難採用水泥樁的方式鋪設光伏板,成本也高。

基於這些條件,水面漂浮電站是最佳選擇。同傳統樁基式水面光伏項目相比,漂浮式光伏項目的最大特點是將光伏組件、匯流箱、箱逆變置於水面浮體上,具有不佔用土地資源、發電效率高、節約水資源等特點。

王浩介紹說,該地區平均日照輻射總量約4640MJ/m2,平均日照時數約2592小時,25年運營期年均利用小時數1012.88小時。該項目總佔地約1393畝,備案容量40MW,分為17個發電單元,包含一個水上漂浮式光伏發電研發試驗基地(2MW)。截至2018年7月末,累計發電量5570.67萬千瓦時。

光伏+应用创新样本!昔日的“采煤沉陷区”变成今天的“水上发电站”

因時而異

現實有需要,也要看當時的技術條件是否具備。

在建設安徽淮南潘陽漂浮式光伏項目時,國家電投應用了一系列新技術。王浩說起這些來,如數家珍。

一、浮體材料持久耐用

浮體的材料性能是漂浮電站安全及耐久性的重要保證。該項目的浮體由陽光電源浮體工廠專利技術為水面電站設計的浮體,生產材料為超長耐候改性HDPE材料,設計使用壽命可達25年以上,匹配場站設計壽命。

二、標準發電單元大方陣選型與驗證

小傾角設計方案。在綜合考慮傾角、組件間距及水面應用效率等各方面條件下,水面項目傾角對於發電量的影響較小,且角度較大時會導致間距的增加及方陣抗風能力的降低,而間距的增大又會導致浮體成本的大幅度提高。經過對比分析,本項目選用小傾角方案,所有組件的排布角度為12度,在保證發電效率的同時,確保了經濟性及安全性。

合理建立運維通道。該項目標準發電單元東西方向約170m,南北方向約168m。綜合考慮到漂浮電站安裝、運維、經濟性、合理性等系統需求,發電單元設置有兩路放置匯流箱的通道,直流電纜和光伏專用電纜分層敷設。設置有網格化設計的運維通道,運維人員可便利的到達需要運維的區域。

風浪流模擬計算。對於每個標準發電單元進行詳細的風浪流模擬計算,為設計錨固系統及浮體結構的設計提供依據,保證漂浮方陣的安全運行要求。

三、漂浮方陣自適應水位錨固系統

採用地錨樁加帶護套鋼繩與附體方陣邊緣加強件連接,每個方陣每隔6m左右設置錨固點,纜繩留住餘量以保障受力均勻安全可靠。

四、逆變升壓浮臺提高穩定性

逆變升壓浮臺整體均採用船用鋼板建造,甲板等連接均採用螺栓連接方式,方便運輸及現場安裝;採用先進的五層海船塗裝工藝,耐腐蝕強,滿足25年壽命要求。逆變升壓浮臺設置有五個壓載浮箱,可通過注水、抽水等方式來方便調節浮臺平衡,提高浮臺穩定性。

五、高可靠接地系統確保設備安全

明敷水平接地母線作為整個電站的均壓帶。採用70mm2鍍銅鋼絞線作為明敷接地母線沿匯流箱浮體佈置,電站中的匯流箱及其他用電設備通過引下線連接至接地母線。使整個電站達到電位均衡的目的。使用水下接地裝置將異常電流導入水體,達到降低接地電阻的目的。同時,針對水面光伏項目具有溼度大、太陽輻射強、水位變化多樣的特點,本項目水下接地裝置重點提高了抗腐蝕、抗老化、耐鹽鹼的特性,並且長度靈活可調,確保了設備安全。

王浩評價說,目前水面漂浮光伏電站在我國處於起步階段。安徽淮南潘陽漂浮式光伏項目的建成投產,將昔日的“採煤沉陷區”變成今天的“水上發電站”,為兩淮採煤沉陷區國家先進技術光伏示範基地建設積累了重要經驗,同時為以後漂浮電站在國內推廣提供科學的理論基礎和成熟的技術解決方案。

據瞭解,吉電股份把風能、太陽能作為引領企業轉型發展的“車之兩輪、鳥之雙翼”。目前,其產業結構已經由傳統火電向以風電、光伏為主的新能源產業延伸,發展佈局已經從吉林省拓至北京、上海、天津、安徽、江西、陝西、雲南、甘肅、青海、新疆、廣西、廣東等23個省市自治區,新能源總裝機容量256萬千瓦,佔公司總裝機容量38%,比“十二五”翻一番,形成吉林、華東、西北、江西4個區域新能源基地,建設了長春、合肥、九江3個區域生產運營中心,面向全國的新能源發展格局已初步形成。


分享到:


相關文章: