继三峡集团2018年5月建成150MW全球最大水上漂浮光伏电站后，华能德州丁庄水库320兆瓦项目于2021年12月30日全容量顺利并网，再次刷新全球纪录。八千亩的湖面上，有60多万块蓝色光伏板，相当于800多个标准足球场！

　　

　　（12月30日，华能德州丁庄水库光伏项目二期全容量并网发电）

　　

　　就在12月27日，山东省海洋局刚刚印发《关于推进光伏发电海域使用立体确权的指导意见（征求意见稿）》，鼓励各市因地制宜探索利用已确权的养殖用海、盐田用海区域，科学布局光伏发电项目。提高海域资源利用效率、支持海上光伏发电产业发展。

　　

　　从地面到水面，光伏进军海洋的号角已经吹响！

　　

　　一、水上光伏——助力光伏突破土地限制

　　

　　光伏电站从地面生长发展而来，而后有的“登”上千家万户的屋顶，也有的下到田间地头，与农业结合，形成优势互补的农光一体化模式。

　　

　　而近几年，随着土地矛盾的日益突出和“双碳”任务的达成紧迫，光伏电站开始向水上迈进。

　　

　　水上光伏项目主要就是利用水面建设光伏电站，怎么建呢？目前有两种最常见的形式——漂浮式和桩基固定式。

　　

　　桩基固定式简单来说就是在水面打桩，然后架设光伏电站，与集中式、屋顶上光伏异曲同工。但这种形式只能应用于小型水面，对于像海洋这样的宽阔水面而言，桩基固定式水上光伏成本过高。

　　

　　（桩基固定式水上光伏项目）

　　

　　相比而言，漂浮式光伏的发展前景则更为广阔。

　　

　　漂浮式水上光伏电站，利用水上机台将光伏组件漂浮在水面进行发电。除了不占用土地资源，还具有多项建设优势：

　　

　　（漂浮式水上光伏电站）

　　

　　(1)减少水面蒸发和藻类繁殖：将太阳能电池板覆盖在水面上，可减少水面蒸发量，抑制水中藻类繁殖，有利于水资源的保护。

　　

　　(2)提高发电量：光伏组件温度降低可提高转换效率，而水上光伏项目通过自然水冷却或主动水冷却系统进行降温，可提高8%~10%的组件效率。

　　

　　(3)带来旅游效益：辽阔的水面上整齐排列的光伏组件，可以作为一项具有特色的景点，成为该区域的一道景观，带来旅游效益。

　　

　　（4）方便运营维护：光伏电站建立在水中，可以减少灰尘对组件的污染，且方便组件清洗。同时由于没有陆上固定式基础，安装和拆卸也相对容易。

　　

　　（5）易实现储能。和水体的结合意味着可以设计有效的储能方式。

　　

　　诸多优势使得漂浮式成为目前水上光伏电站的主要形式。

　　

　　2007年，全球第一套水上光伏电站诞生于日本爱知县，就是采用的漂浮光伏系统；

　　

　　2016年，中国第二批领跑者项目中，水面光伏多为漂浮式，装机容量世界第一。其中，三峡新能源安徽淮南150MW水面漂浮光伏项目一跃成为当时全球最大的水面漂浮光伏电站，总装机容量约150兆瓦。

　　

　　2019年，全球已安装的漂浮式光伏容量超过2.4GW，中国成为全球最大浮体生产方和漂浮电站建设方。

　　

　　二、海上光伏——机遇与挑战并存

　　

　　江河湖海，最大的水面莫过于大海。未来，水上光伏的主要应用场景自然将是海上光伏。

　　

　　一方面，全球海域面积宽广，开发的空间相当可观；另一方面，海上日照充足且无遮挡，布局光伏有天然的环境优势。

　　

　　不过浙江大学海洋学院赵西增教授表示，“光伏下海很有必要，但要注意电站对极端恶劣天气的适应性、结构安全性以及产业的规范性等一系列问题。”

　　

　　的确，与其他水上类光伏相比，海上光伏发展面临诸多“拦路虎”，首当其冲的就是安全问题。

　　

　　不同于稳定的陆地环境，海上环境复杂恶劣，时刻给光伏电站安全和寿命带来“极限挑战”。比如，在海水日复一日的冲蚀下，浮体或固定桩是否会腐蚀老化？支架是否会沉降？逆变器金属部件是否会遭到腐蚀？鸟粪、垃圾、水生物是否会造成光伏板污损？另外还要考虑到在海上和近海滩涂施工难度较大、风险较高等问题。

　　

　　今年7月，荷兰海洋能源公司（Oceans of Energy）对外宣布，其位于北海的海上光伏项目通过了18个月的严峻考验，在这期间组件经历了各种强烈的风暴，没有产生任何问题。

　　

　　（荷兰海洋能源公司（Oceans of Energy）北海海上光伏项目）

　　

　　这是很难得的。要知道，北海可是世界上最汹涌的海区之一，波浪最高可以达到13米高，平时浪高为9—10米，漂浮式海上光伏系统就在这样恶劣的海况下运行了一年半的时间，证明了海上建设光伏的可行性。

　　

　　今年12月17日正式并网发电的华能清港光伏电站，则为开发近海滩涂光伏项目提供了“抄作业”的模板。

　　

　　华能清港光伏电站是全国第一座潮间带全渔光互补生态光伏电站，1800亩的滩涂上，24万余块单晶硅光伏组件整齐排列，在阳光照耀下闪闪发亮......整个项目装机容量达130兆瓦，并新建一座110千伏海上升压站，总投资5.94亿元光伏。

　　

　　（全国第一座潮间带全渔光互补生态光伏电站——华能清港光伏电站）

　　

　　“抄作业”的重点在于施工。在滩涂地质中施工，就像“豆腐上面插筷子”，而在滩涂潮间带上建光伏，在此之前是几乎不可能的事情。

　　

　　滩涂海潮间带每天经历两次潮涨潮落，受潮水涨落、风急浪高、淤泥沉降等多重条件制约，有效作业时间短，材料运输困难，施工难度极大。

　　

　　针对项目特点，华能玉环电厂创造性提出生态围堰海上升压建设方案，根据滩涂黏土属性，以分区块围堰蓄水，分部实施的方法，达到全天候施工的条件；采用透水预制PHC管桩基础，抱箍支模体系等，将升压站与光伏区有机融合，首次将升压送出平台建在海上。

　　

　　但海上光伏项目具体怎么开展，不只要考虑如何施工，还要考虑到技术难点。

　　

　　在海上光伏技术这一块，阳光水面光伏可谓当之无愧的排头兵。截至今年6月，阳光水面光伏系统全球累计应用已经超过1.4GW，是名副其实的全球水面光伏领军企业。

　　

　　（阳光水面光伏助力阿联酋首个水面漂浮电站离网发电）

　　

　　12月2日，阳光水面光伏科技有限公司总经理李翔，在采访时谈到水上光伏的技术壁垒问题：“我们对材料、风浪流耦合等都有一些技术或研究，也都有相应的应用。比如，漂浮的形式是很多的，目前我们用中空的浮体形式，主要是考虑材料（HDPE）在防腐蚀、耐环开、抗UV和成本等方面具有很好的优势。漂浮系统的真正关键在于锚固设计、项目经验等，在这些方面我们有很大优势，所以有一个隐藏的壁垒。”

　　

　　他表示：我们的技术储备包括相关人才的储备还是比较丰富的，也做好了充分的准备，对于近海漂浮光伏我们还是比较有信心的。

　　

　　（全球最大的饮用水库漂浮电站采用阳光水面光伏整体方案）

　　

　　三、我国发展海上光伏的优势与前景

　　

　　我国大陆海岸线长1.8万公里，包括渤海、黄海、东海和南海的近海总面积470多万平方公里，理论上可发展海上光伏的海洋面积约为71万平方公里，按照千分之一的比例转化，可安装海上光伏71GW。这是我们的自然优势。

　　

　　目前，中国是全球最大的浮体生产方和浮式电站建设方。且继三峡集团2018年5月建成150MW全球最大水上漂浮光伏电站后，华能德州丁庄水库320兆瓦项目再次刷新全球纪录，这是我们的经验优势。

　　

　　阳光水面光伏等优质光伏企业基于长期的技术创新与丰富的经验积累，不断建成实验和实地项目，进一步推动水面漂浮光伏技术的发展，这是我们的力量优势。

　　

　　

　　

　　浙江、山东等省份相继出台鼓励发展海上光伏发电产业的相关文件（浙江省发展改革委《关于促进浙江省新能源高质量发展的实施意见（修改稿）》），以及我国双碳宏伟目标的提出，赋予了我国发展海上光伏的独特政策优势。

　　

　　目前，海上光伏只有少量建设，大部分还在未来计划的畅想中，相信未来随着各地政策的相继出台和相关技术的创新进步，国内海上光伏行业或将迎来一波发展高峰，为我国发展绿色电力、实现碳减排做出巨大贡献。