中國儲能網訊：位于湖北省棗陽市熊集鎮(zhèn)南3公里處的熊河水庫，承雨面積為314.5平方公里，總庫容2.45億立方米，這里優(yōu)質的水資源環(huán)境，孕育了湖北省首座水面漂浮式光伏電站。
目前，首座水面漂浮式光伏電站已經并網試運行一年多，開拓了農村小水電發(fā)展新途徑，實現了資源充分利用，減少了投資成本，拓寬了水庫產業(yè)，盤活了水庫資產，開創(chuàng)了水庫管理發(fā)展的新思路，發(fā)揮了人員、設備的最大效益，為社會奉獻了清潔綠色、持續(xù)穩(wěn)定的可再生電能。這些成功的、有益的探索，將助推和引領國家新能源的發(fā)展模式。
并網發(fā)電，彰顯效益
記者了解到，經湖北省水利廳批準，由湖北省水利廳農電處主導，由湖北省地方水電公司、長江勘測規(guī)劃設計研究院、襄陽市熊河水庫管理處共同發(fā)起，出資新組建湖北方水光伏發(fā)電有限公司，負責“湖北省首座水面漂浮式光伏電站”試點項目的籌備建設和運行管理。
2015年10月20日，試點項目正式開工建設，總裝機容量1200千瓦、占地占水面積約23畝，設計年平均上網電量120.96萬千瓦時，年等效滿負荷運行1008小時。2016年2月4日完成安裝調試，通過棗陽市供電公司驗收，并網發(fā)電，步入試運行階段。
湖北方水光伏發(fā)電有限公司執(zhí)行董事鄭輝對本報記者表示，試點項目規(guī)模雖小，但注重消化吸收國內外水面光伏發(fā)電建設的新技術、新工藝、新材料，通過自主研發(fā)、創(chuàng)新設計出具有自主知識產權的水面漂浮式基礎專利產品作為支撐。目前，試點項目采用了“陸地光伏支架基礎、雙船體浮筒基礎、竹排漂浮式基礎和跟蹤式浮筒漂浮式基礎”四種形式完全不同的光伏發(fā)電單元，實現了傳統(tǒng)陸地、水面漂浮、竹排基礎和水面逐日跟蹤四種類型的有機結合，通過試驗運行和對比分析，全方位、立體式探索水面漂浮式光伏發(fā)電技術。
中國水力發(fā)電工程學會副秘書長張博庭在接受本報記者采訪時表示，目前水面光伏在國內處于起步階段，前不久青海電網連續(xù)7天使用清潔能源供電，龍羊峽水光互補電站發(fā)揮了極為重要的作用，龍羊峽水光互補電站雖說是利用空地建設，但與水面光伏相比更占地方。另外，由于太陽光反射點多，做到水面逐日跟蹤難度大、造價高，湖北省首座水面漂浮式光伏電站做到水面逐日跟蹤，可以大大提高光電利用效率，水面光伏電站前景廣闊。
長江勘測規(guī)劃設計研究有限公司高級工程師朱宜飛說，小水電和光伏電站的互補性非常強，兩者結合可以達到“1+1大于2”的效果。利用水電的快速調節(jié)性，可以將光伏的不穩(wěn)定電源調控成相對穩(wěn)定的電源，從而提高供電質量，在電網的裝機容量上，提高了光伏發(fā)電的滲透率。
記者了解到，試點項目執(zhí)行1元/千瓦的光伏標桿電價，湖北省按現行政策規(guī)定，至“十三五”末，可領取0.1元/千瓦的補助，試點項目電價可達1.1元/千瓦。經初步測算，年上網電量約120萬千瓦時，年售電收入預計為132萬元。自2016年2月4日并網以來，截至2017年6月底，累計運行發(fā)電190余萬千瓦時，減少二氧化碳排放約114噸，經濟效益和生態(tài)效益同時彰顯。
湖北方水光伏發(fā)電有限公司經理喬連財介紹，水面漂浮式光伏電站與水電站智慧結合，通過統(tǒng)一的綜合平臺，進行遠程監(jiān)控和綜合調度，實現光能與水能優(yōu)勢互補，達到保護生態(tài)、節(jié)約資源、提高電能質量的目的。
自主設計，技術領先
長江勘測規(guī)劃設計研究有限公司高級工程師喻飛介紹，通過支撐扶梯，可以增加或者降低光伏板的高度來改變光伏水電組件的傾角，適應不同區(qū)域以提高發(fā)電量。
據了解，從技術應用角度來看，水面漂浮式光伏發(fā)電和水力發(fā)電互補技術有幾個特點：第一是充分利用水電站已有設施和輸電線路，減少投資成本；第二是充分利用水電站現有水面、灘涂以及屋頂等資源，水面漂浮式光伏電站可以減少對耕地、林地等土地資源的占用。投資成本雖然降低了，但產生的效益卻得到增加；第三個技術特點便是水光互補發(fā)電促進穩(wěn)定性較差的光伏發(fā)電電量為電網消納，并保持日內水量平衡，盡可能追求水電站以及光伏電站發(fā)電效益的最大化。
“打個比方，當日內光伏發(fā)電出力大而系統(tǒng)需求小時，水電站可減少出力，進行水庫蓄水；在系統(tǒng)需求大而光伏發(fā)電出力小時，水庫放水發(fā)電，這個時候水電光電同時送出，以滿足電力系統(tǒng)需求?！编嵼x解釋，以具有自主知識產權的水面漂浮式基礎專利產品作為支撐的水光互補發(fā)電智慧應用技術，可通過統(tǒng)一的綜合平臺進行遠程監(jiān)控和綜合調度。
據悉，該試點項目在遠程監(jiān)控主站內添加自帶有VPN組網功能的路由器和安裝有電站通道管理終端后臺主機一套。該系統(tǒng)可提供綜合全面的運行狀態(tài)監(jiān)測、運行告警的通知、數據查詢分析、設備運行管理，為水電站提供智能互補方案。
從經濟效益來看，共用水電站已有設備，水光互補發(fā)電提高了設備的使用率，降低了投資建設成本；從營運方面講，水光互補優(yōu)化資源配置，提高了供電質量，減少電網旋轉備用容量，提高了電網的安全性穩(wěn)定性。此外，水面光伏電站還對水電站具有輔助調峰的作用，它打破了電網對光伏容量的限制。
據了解，水面漂浮式光伏發(fā)電試點項目的自主創(chuàng)新，擺脫了依靠國外引進的高成本設備，填補了國內水面漂浮式光伏發(fā)電技術的空白，目前水光互補發(fā)電技術也得到了能源、水利、電力等主管部門的肯定和認可。2017年4月，水光智慧互補發(fā)電技術成功入選《第十四屆國際水利先進技術（產品）推介會推薦技術（產品）名錄》。
起步初期，期待規(guī)范
湖北省積極探索水面漂浮式光伏發(fā)電與水力發(fā)電智慧互補技術應用極具引領意義。
記者從湖北水利廳了解到，湖北省境內面積100畝以上的湖泊共有728個，水面總面積300萬畝；湖北省大中型水庫電站53座，水電裝機355.59萬千瓦，水面總面積約80萬畝，大部分水庫電站具備開發(fā)水面光伏的條件。
從全國來看，我國湖泊眾多，總面積8萬多平方公里，面積1000平方米以上的湖泊有2700多個，建設水面光伏的條件得天獨厚。
不過，水面光伏尚屬起步初期，目前尚無歸口管理單位，“規(guī)劃、審批、許可、建設、驗收等，更無相應的規(guī)劃規(guī)程可循，因此建議明確行業(yè)主管部門并頒布相應的管理辦法?！编嵼x對記者表示，另外，水面浮式基礎使用期限有待驗證，水面光伏電站設計的生命周期為25年，浮式基礎必須具有良好的抗腐蝕性能、低密度、抗凍脹、抗風浪等特性與之匹配，試點項目浮筒基礎選用的PE材料，經專業(yè)測算，其抗紫外線、抗應變及抗老化只能滿足15年左右的周期，浮式基礎的經濟性與耐用性有待進一步驗證。
張博庭建議，水面光伏建設選址上要避免在飲用水源區(qū)、風景名勝區(qū)等區(qū)域，盡可能選在面積較大、徑流穩(wěn)定、風速低、光照條件好、開發(fā)條件較好、無大規(guī)模航運、非生態(tài)敏感區(qū)等水域。
一位不愿具名的業(yè)內專家和張博庭觀點一致，他認為，“開發(fā)水面光伏項目時，首要任務是保護好水體”。水光互補宜采用“先易后難，先小后大”的發(fā)展思路。在水位變幅較小的中小型水電站水庫，建設容量較小的分布式水上光伏發(fā)電項目，通過水庫電站調節(jié)，實現水光互補，提高枯期出力和電能質量。
鄭輝建議，由水利部主導開展水面光伏資源普查，摸清可建規(guī)模和地區(qū)分布，以保護水生態(tài)和水環(huán)境安全為前提，會同國家能源局編制水面光伏發(fā)電專項“領跑者計劃”。
“相關部門盡早組織編寫水面光伏發(fā)電技術規(guī)范規(guī)程，進一步明確可建的范圍、占用水面比例、浮體架臺力學參數、浮式基礎的材質材料選用、水面光伏傾角設計、并網條件等?！编嵼x表示。
