建设漂浮太阳能发电站 - 你需要知道的几个点

时间:2023年10月25日 16:18:16 点击次数:333来源:原创

由于遮挡、障碍物、屋顶年龄以及有限的空间等问题,并非所有的屋顶都适合安装太阳能电池板,通常这样的问题会使业主寻找其他适合安装光伏的地方。与传统的太阳能阵列不同,漂浮太阳能系统是安装在水面上,无需占用其它地面空间。本文迈贝特跟大家讲下建设漂浮太阳能发电站我们需要知道的一些点。

水上漂浮太阳能发电站

一、什么是漂浮光伏发电?

这种对生态友好的电力发电方法融合了海洋和可再生能源技术。太阳能模块被设计成可以漂浮在水面上,如大坝或水库,通过水下电缆将电力传输到传输塔。这些面板被设计成防尘、无铅、高度抵抗湿气,并且可防水。

漂浮光伏系统与其它地面光伏有许多共同之处,主要区别在于它们是安装在水面上,从而避免了对土地的需求。通常,即使在土地辽阔、资源丰富的国家,靠近主要能源消费城市和工业区的地区可能没有可用的土地,或者成本可能过高。在这种情况下,漂浮光伏系统是一个吸引人的解决方案,因为它们不受土地可用性的限制。特别是在土地限制无法进行能源发电的地方,漂浮太阳能安装提供了一个有效的发电途径。

二、漂浮太阳能发电厂的优点

1、土地保护

地面安装的太阳能电池板通常需要占用宝贵的土地资源。相比之下,漂浮光伏提供了一种不占用土地空间的解决方案,比如安装在未使用的水域:湖泊、水库或池塘等地方。这样可以让原本计划建地面电站的土地供其他用途使用。此外,将太阳能电池板安装在水体上避免了需要砍伐树木,从而保护了环境。

2、利用闲置水面

漂浮光伏可以应用于各种水体,很好的增加了这些空间的利用,同时减轻了对池塘或湖泊生态系统的不利影响。选择在人造水体上建设还带来了与现有发电厂轻松集成的优势,促进了简单性和协同效应。

3、有益于环境

水体的冷却效果提高了光伏模块的性能,同时也减少了水体的蒸发,这在干旱易发区域是一个关键因素。此外,水面上太阳能板的存在减少了淡水体中藻类繁殖的发生,否则这可能会导致在饮用水源中发现时出现健康问题,或导致水生植物和动物的死亡。而利用漂浮太阳能板获取清洁能源有助于减少对化石燃料发电的依赖,从而降低温室气体排放。

4、提高太阳能电池板效率

尽管太阳能电池板即使在较高温度下也表现良好,但效率随时间推移而降低。不断升高的温度反过来影响了电池板的效率。然而,水可以对水面上的光伏板起到冷却作用,从而提高它们的效率。

三、漂浮太阳能发电厂的设计考虑因素

1、锚固系统

在漂浮光伏发电厂中,锚固系统是必不可少的,用于稳定波动的水位,将整个阵列固定在特定位置,确保漂浮太阳能阵列保持在与期望位置合理距离的范围内,并减轻由风、浪和水流等环境力量引起的太阳能阵列的位移。

2、锚固设计

在确定锚固系统的设计方案时,对环境数据预估的准确性是至关重要的。例如,如果设计考虑了最大风速为30米/秒,而实际最大风速达到40米/秒,就存在诸多组件(包括浮体、连接件、绳和锚)随时间增加有劣化的风险。

3、浮桥/漂浮结构

固定太阳能板的漂浮组件包括高密度聚乙烯(HDPE)浮体,浮筒需要通过一系列严格的测试,包括Hunt密封性测试、老化测试、紫外线测试,以及德国技术监督协会(TUV)风洞测试等。铝合金支架也应该简化将太阳能模块安装到主浮体上的过程,从而节省劳动时间和成本。此外,这些浮体的服务寿命为25年,对于寻求长期解决方案的人来说,是一项不错的投资。

4、主浮体设计要素

为主浮体选择的材料必须满足几个标准。首先,它应该是完全可回收且无毒的,并且有良好的抗紫外线、碱和海水的能力,以确保耐用性。适应库水位的波动至关重要,以便在需要时进行容易的调整。整体结构应能够承受极端温度波动,范围从-60°C到80°C。最后,材料具有长寿命是至关重要的,理想情况下具有25年的水下耐用能力。

5、逆变器的安装

与标准太阳能发电厂相似,汇流箱可以将太阳能光伏模块产生的直流电输送到逆变器,其中将其转换为交流电。根据需要可以选择使用中央逆变器或多个串联逆变器。根据阵列的规模及其与岸边的接近程度,逆变器可以位于一个独立的漂浮平台上或在陆地上。对于较小容量的漂浮太阳能系统,逆变器通常位于太阳能阵列附近的陆地上。

6、电缆布线

在漂浮光伏发电厂中进行电缆管理和布线的任务需要仔细规划。与其它地面光伏项目不同,由于风荷载和水位的变化会使漂浮平台移动,漂浮太阳能系统会遇到不同长度的电缆。为了应对漂浮平台的移动,提供额外电缆长度(以松弛的形式)是绝对必要的。忽略这个方面可能会导致电缆长度不足,使电缆在张力下有断裂的风险。除了长度,电缆尺寸的确定还取决于电缆的电压、电流和损耗参数。

漂浮太阳能发电厂的组成结构

四、漂浮太阳能系统面临哪些挑战?

1、安装成本

目前,与正常的地面光伏支架系统相比,漂浮光伏系统的安装成本较高。主要原因是这些系统需要大量浮筒、支架和额外的锚定设备。然而,行业专家预测,随着漂浮光伏系统的普及和在更大规模的实施,预计成本会变得更有竞争力。

2、腐蚀及相关挑战

由于位于水上,这些装置更容易受到腐蚀等损害。水体是潮湿的环境,浮筒需要能够承受此类环境的材料。这不仅涉及到金属组件,还延伸到电线、粘合剂和密封剂,它们也必须对这些条件具有抵抗力。当考虑在像海洋这样的高度腐蚀性的盐水体中的安装时,挑战更大。

3、饮用水安全

在水库等饮用水源的地方,用于构建漂浮太阳能电站的材料必须无污染。在这方面的任何疏忽都可能带来严重的后果。这种情况也强调了需要制定新的标准和测试方法,以确保在此类情境中漂浮光伏系统的安全性和效能。

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