建設漂浮太陽(yáng)能發(fā)電站 - 你需要知道的幾個(gè)點(diǎn)

時(shí)間:2023年10月25日 16:18:16 點(diǎn)擊次數:1454來(lái)源:原創(chuàng )

由于遮擋、障礙物、屋頂年齡以及有限的空間等問(wèn)題,并非所有的屋頂都適合安裝太陽(yáng)能電池板,通常這樣的問(wèn)題會(huì )使業(yè)主尋找其他適合安裝光伏的地方。與傳統的太陽(yáng)能陣列不同,漂浮太陽(yáng)能系統是安裝在水面上,無(wú)需占用其它地面空間。本文邁貝特跟大家講下建設漂浮太陽(yáng)能發(fā)電站我們需要知道的一些點(diǎn)。

水上漂浮太陽(yáng)能發(fā)電站

一、什么是漂浮光伏發(fā)電?

這種對生態(tài)友好的電力發(fā)電方法融合了海洋和可再生能源技術(shù)。太陽(yáng)能模塊被設計成可以漂浮在水面上,如大壩或水庫,通過(guò)水下電纜將電力傳輸到傳輸塔。這些面板被設計成防塵、無(wú)鉛、高度抵抗濕氣,并且可防水。

漂浮光伏系統與其它地面光伏有許多共同之處,主要區別在于它們是安裝在水面上,從而避免了對土地的需求。通常,即使在土地遼闊、資源豐富的國家,靠近主要能源消費城市和工業(yè)區的地區可能沒(méi)有可用的土地,或者成本可能過(guò)高。在這種情況下,漂浮光伏系統是一個(gè)吸引人的解決方案,因為它們不受土地可用性的限制。特別是在土地限制無(wú)法進(jìn)行能源發(fā)電的地方,漂浮太陽(yáng)能安裝提供了一個(gè)有效的發(fā)電途徑。

二、漂浮太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)

1、土地保護

地面安裝的太陽(yáng)能電池板通常需要占用寶貴的土地資源。相比之下,漂浮光伏提供了一種不占用土地空間的解決方案,比如安裝在未使用的水域:湖泊、水庫或池塘等地方。這樣可以讓原本計劃建地面電站的土地供其他用途使用。此外,將太陽(yáng)能電池板安裝在水體上避免了需要砍伐樹(shù)木,從而保護了環(huán)境。

2、利用閑置水面

漂浮光伏可以應用于各種水體,很好的增加了這些空間的利用,同時(shí)減輕了對池塘或湖泊生態(tài)系統的不利影響。選擇在人造水體上建設還帶來(lái)了與現有發(fā)電廠(chǎng)輕松集成的優(yōu)勢,促進(jìn)了簡(jiǎn)單性和協(xié)同效應。

3、有益于環(huán)境

水體的冷卻效果提高了光伏模塊的性能,同時(shí)也減少了水體的蒸發(fā),這在干旱易發(fā)區域是一個(gè)關(guān)鍵因素。此外,水面上太陽(yáng)能板的存在減少了淡水體中藻類(lèi)繁殖的發(fā)生,否則這可能會(huì )導致在飲用水源中發(fā)現時(shí)出現健康問(wèn)題,或導致水生植物和動(dòng)物的死亡。而利用漂浮太陽(yáng)能板獲取清潔能源有助于減少對化石燃料發(fā)電的依賴(lài),從而降低溫室氣體排放。

4、提高太陽(yáng)能電池板效率

盡管太陽(yáng)能電池板即使在較高溫度下也表現良好,但效率隨時(shí)間推移而降低。不斷升高的溫度反過(guò)來(lái)影響了電池板的效率。然而,水可以對水面上的光伏板起到冷卻作用,從而提高它們的效率。

三、漂浮太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)的設計考慮因素

1、錨固系統

在漂浮光伏發(fā)電廠(chǎng)中,錨固系統是必不可少的,用于穩定波動(dòng)的水位,將整個(gè)陣列固定在特定位置,確保漂浮太陽(yáng)能陣列保持在與期望位置合理距離的范圍內,并減輕由風(fēng)、浪和水流等環(huán)境力量引起的太陽(yáng)能陣列的位移。

2、錨固設計

在確定錨固系統的設計方案時(shí),對環(huán)境數據預估的準確性是至關(guān)重要的。例如,如果設計考慮了最大風(fēng)速為30米/秒,而實(shí)際最大風(fēng)速達到40米/秒,就存在諸多組件(包括浮體、連接件、繩和錨)隨時(shí)間增加有劣化的風(fēng)險。

3、浮橋/漂浮結構

固定太陽(yáng)能板的漂浮組件包括高密度聚乙烯(HDPE)浮體,浮筒需要通過(guò)一系列嚴格的測試,包括Hunt密封性測試、老化測試、紫外線(xiàn)測試,以及德國技術(shù)監督協(xié)會(huì )(TUV)風(fēng)洞測試等。鋁合金支架也應該簡(jiǎn)化將太陽(yáng)能模塊安裝到主浮體上的過(guò)程,從而節省勞動(dòng)時(shí)間和成本。此外,這些浮體的服務(wù)壽命為25年,對于尋求長(cháng)期解決方案的人來(lái)說(shuō),是一項不錯的投資。

4、主浮體設計要素

為主浮體選擇的材料必須滿(mǎn)足幾個(gè)標準。首先,它應該是完全可回收且無(wú)毒的,并且有良好的抗紫外線(xiàn)、堿和海水的能力,以確保耐用性。適應庫水位的波動(dòng)至關(guān)重要,以便在需要時(shí)進(jìn)行容易的調整。整體結構應能夠承受極端溫度波動(dòng),范圍從-60°C到80°C。最后,材料具有長(cháng)壽命是至關(guān)重要的,理想情況下具有25年的水下耐用能力。

5、逆變器的安裝

與標準太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)相似,匯流箱可以將太陽(yáng)能光伏模塊產(chǎn)生的直流電輸送到逆變器,其中將其轉換為交流電。根據需要可以選擇使用中央逆變器或多個(gè)串聯(lián)逆變器。根據陣列的規模及其與岸邊的接近程度,逆變器可以位于一個(gè)獨立的漂浮平臺上或在陸地上。對于較小容量的漂浮太陽(yáng)能系統,逆變器通常位于太陽(yáng)能陣列附近的陸地上。

6、電纜布線(xiàn)

在漂浮光伏發(fā)電廠(chǎng)中進(jìn)行電纜管理和布線(xiàn)的任務(wù)需要仔細規劃。與其它地面光伏項目不同,由于風(fēng)荷載和水位的變化會(huì )使漂浮平臺移動(dòng),漂浮太陽(yáng)能系統會(huì )遇到不同長(cháng)度的電纜。為了應對漂浮平臺的移動(dòng),提供額外電纜長(cháng)度(以松弛的形式)是絕對必要的。忽略這個(gè)方面可能會(huì )導致電纜長(cháng)度不足,使電纜在張力下有斷裂的風(fēng)險。除了長(cháng)度,電纜尺寸的確定還取決于電纜的電壓、電流和損耗參數。

漂浮太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)的組成結構

四、漂浮太陽(yáng)能系統面臨哪些挑戰?

1、安裝成本

目前,與正常的地面光伏支架系統相比,漂浮光伏系統的安裝成本較高。主要原因是這些系統需要大量浮筒、支架和額外的錨定設備。然而,行業(yè)專(zhuān)家預測,隨著(zhù)漂浮光伏系統的普及和在更大規模的實(shí)施,預計成本會(huì )變得更有競爭力。

2、腐蝕及相關(guān)挑戰

由于位于水上,這些裝置更容易受到腐蝕等損害。水體是潮濕的環(huán)境,浮筒需要能夠承受此類(lèi)環(huán)境的材料。這不僅涉及到金屬組件,還延伸到電線(xiàn)、粘合劑和密封劑,它們也必須對這些條件具有抵抗力。當考慮在像海洋這樣的高度腐蝕性的鹽水體中的安裝時(shí),挑戰更大。

3、飲用水安全

在水庫等飲用水源的地方,用于構建漂浮太陽(yáng)能電站的材料必須無(wú)污染。在這方面的任何疏忽都可能帶來(lái)嚴重的后果。這種情況也強調了需要制定新的標準和測試方法,以確保在此類(lèi)情境中漂浮光伏系統的安全性和效能。

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