水面漂浮电站设计及案例介绍V1.0(晶科电力20160227)1.pptx

1、领跑者计划之水面光伏建设动态领跑者计划之水面光伏建设动态晶科电力设计院晶科电力设计院 院长院长 弓传河弓传河 漂浮电站的发展2009-2011英国、美国等工程师提出漂浮电站设想，并尝试2012-2014日本为代表的漂浮式光伏电站2015-2016中国为代表的漂浮电站各种技术路线的尝试2017-济宁、两淮领跑者项目，采煤沉陷区水域综合治理。标准化、大容量漂浮式光伏电站概述/漂浮电站的发展气候条件1.雪荷载2.风荷载3.温度作用环境条件1.自然光照2.大气环境3.温湿度变化4.酸雨水域条件1.水域土地合规性。2.水域建设条件。3.工业废弃物4.应力冲击（流、浪）漂浮式光伏电站概述/应用场景分析4晶

2、科电力济宁微山100MW水上漂浮电站56龙岗片区项目安装容量100MW，场内主要水面，水深28米.7场址原貌8场址原貌码头浮筒+钢结构浮管+钢支架玻璃钢支架+金属支架连接浮体大浮箱+钢结构支架浮体一体化结构纯浮体结构结构体系：1、纯浮体；2、浮体+支架；受力特征：1、柔性连接；2、刚性连接；组件倾角：1、大倾角；2、适度倾角；漂浮式光伏电站概述/主流漂浮电站型式漂浮式光伏电站概述/浮体产品材料选型材料名称材料名称混凝土混凝土不不锈钢PP聚丙聚丙烯高密度聚乙高密度聚乙烯（HDPE）力学性能抗压强度高、抗拉强度低抗拉、抗压强度均较高低温时变脆，抗冲击强度较差比强度高、韧性高、耐疲劳性好，低温韧性好

3、稳定性碳化、碱骨料反应，冻融循环氯化物引起开裂，硫化物应力腐蚀PP材料有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。但对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力优异的化学稳定性，耐盐酸、氢氟酸、氢氧化钠等各种化学物质，耐老化性稍差（可通过改性提高性能）物理性能密度较大、硬度高密度大、密度小、无毒、无臭、无味密度小，无毒、无味、绝缘介电强度高加工性能不能加工复杂造型冲压成型更多采用注塑成型吹塑成型，易加工混凝土材料自重大，在工厂预制效率低下。遇碱会产生碱骨料反应产生破坏，可加工性差，无法做出复杂造型；不锈钢密度大，价格昂贵，做浮体时通常厚度为0.6mm左右，并且采用冲压成型不可避免产生

4、微裂纹形成点蚀；聚丙烯难于采用大中空吹塑工艺加工，采用注塑工艺不能形成致密的封闭中空浮筒；高密度聚乙烯易采用吹塑工艺加工成型，化学性质稳定，添加炭黑可有效屏蔽紫外线。光氧、热氧稳定剂可有效增加高密度聚乙烯的耐候性。1112131415161718192021222324漂浮电站设计/总图及方阵布局1、总图标准发电单元极端天气条件下，方阵间最大位移时确保不产生碰撞；逆变升压浮台集中布置在两个发电单元之间，共用一条运维通道，提高水面利用率，降低成本；综合考虑地形情况，优先采用大方阵，在局部使用小方阵，互为补充；2、方阵布局方阵内部布局节省直流电缆；温度变形可自由释放；水动力计算确定最大尺度；波浪力

5、作用下连接节点疲劳分析；漂浮电站关键技术分析/漂浮方阵的设计原则综合考虑地形情况，优先采用3MW大方阵，在局部使用小方阵，互为补充，使整体布局模块化；汇流箱由两列集中排放、安装，采用IP67专业防水技术，杜绝设备进水短路隐患；逆变升压浮台集中布置在两个发电单元之间，共用一条运维通道；减少直流电缆敷设距离逆变器、变压器一体设备，就近汇流升压、减少线损与成本；标准化单元施工更加便捷就近升压、系统效率更高漂浮电站关键技术分析/电气配套的标准化设计水上专用汇流箱：防护等级可达到IP67防护专为水上光伏设计侧面进出线，方便现场电缆敷设漂浮电站比地面电站的方阵设计更加紧凑，水面更加平整，所以选取2.5MW

6、大容量的集装箱式高压逆变器：逆变器和变压器的转换效率均99%逆变器和变压器之间铜排连接，低压交流电缆损耗降低0.1%布局紧凑，一体式吊装，既节省浮台空间，又便于安装，有利于逆变升压船的水平调节。集中式逆变升压一体化方案优势集装箱式高压逆变升压一体机水上专用汇流箱漂浮电站关键技术分析/电气配套的标准化设计 逆变升压浮台的作用在于承载集装箱体，主要由主甲板和浮体方阵两大模块构成，具有制作难度小、使用寿命长、易维护保养的特点。该平台长约为10米，宽约为6米，配有人行悬梯和定位锚固装置。逆变升压浮台安装方案漂浮电站关键技术分析/逆变升压浮船29电池组件选型30序号序号效率效率损失失项目目修正系数修正系

7、数电站平均瞬站平均瞬时总效率效率1太阳入射角损失97%83.05%2辐射强度损失99%3阴影损失99%4温度损失98%5组件质量损失99%6组件串并联不匹配损失98%7直流电缆线损99%8并网逆变器效率损失98%9变压器效率损失97%10交流电缆线损98%11其它其它损失（故障失（故障检修停机等）修停机等）98.8%系统设计系统设计目前，漂浮电站设计较为粗狂，系统方案也相对保守，导致造价居高不下；随着部分电站投入运行，相关运行数据得以积累，对漂浮电站优化设计和改进有利于降低系统造价；对超大浮台的软件仿真、半实物仿真、理论分析等不断加强，精细化设计可以进一步降低漂浮系统造价；新材料、新方案的出现

8、也有利于系统造价的降低。浮体成本不断下降浮体成本不断下降20152016201720201.91.61.40.8浮体成本不断下降漂浮电站可持续之路/浮体成本趋势编号因素传统地面电站系统效率（%）漂浮电站系统效率（%）备注0倾角面辐照量增益106.4104.8小倾角方案对传统最佳倾角方案，倾角面辐照量减少1.6%1阴影损失97.598.4小倾角方案对传统电站综合效率提升0.4%，比最佳倾角漂浮电站提升2.2%2IAM相对透射率损失97.096.53弱光损失99.399.6采用单晶PEC双玻组件，弱光性能好，抗PID衰减，综合效率提升0.3%4灰尘遮挡损失9798.5本方案水面和陆地温度差异的发电

9、量提升3%，在水面的上灰尘比较小，采用与环境更和谐的驱鸟措施，减少鸟粪引起热斑的影响，相对陆地电站，发电量提升1.5%。5温度损失91946组件特性损失100.7100.7采用正公差PERC单晶组件，发电量提升大约0.7%。同时漂浮电站倾角小、间距小、电缆导致组件失配大大减少，同时通过采用不同线径的方式来选择电缆，发电量提升0.1%。7组串失配损失9999.18直流电缆损耗98.799漂浮电站的倾角小，间距小，布局紧凑，直流电缆长度大大减少，同时汇流箱输出电缆提升一个规格，采用95mm2铜电缆代替70mm2铜电缆，发电量损耗减少0.3%。9逆变器系统效率98.698.7高效逆变器综合效率提升0

10、.1%10低压交流损耗99.499.5集装箱式逆变器，交流铜排短，综合效率提升0.1%11箱变损耗9899大容量变压器每瓦的负载损耗、空载损耗更小考虑系统夜间损耗，综合效率提升1%12系统故障率因素9999.6智能光伏云自动化运维，综合效率提升0.6%发电量百分比82.587.8本方案发电量百分比提升5%，非PR值，PR值需去掉0项漂浮电站方案较传统地面光伏电站，发电量提升漂浮电站方案较传统地面光伏电站，发电量提升5%5%以上以上漂浮电站可持续之路/漂浮电站的发电量优势总结西部地区远离负荷中心，弃光现象日益严重东部地区土地资源稀缺我国中东部地区鱼塘、湖泊、海滨滩涂资源丰富水上漂浮光伏电站能够综合利用土地，提高了单位面积土地的经济价值，促进了我国环境保护和生态建设的发展。