全國首個(gè)海上浮式光伏實(shí)證基地投運

在煙臺高新區的四十里海灣，一座橙紅色的半潛式海上平臺矗立其中，略微生銹的柱體上附著(zhù)著(zhù)密密麻麻的藤壺。這是我國首個(gè)100%自主設計的深水半潛式平臺，其前身是服務(wù)海洋油氣開(kāi)發(fā)的海上生活平臺，后跨越大半個(gè)地球從巴西歸來(lái)，參與國家海上風(fēng)電的開(kāi)發(fā)，于2023年9月開(kāi)始駐扎于此，聽(tīng)風(fēng)吟、迎浪舞。

現在，它是全國首個(gè)海上浮式光伏實(shí)證基地的中心平臺，旨在探尋一條專(zhuān)業(yè)路徑，推動(dòng)光伏發(fā)電從陸地走向海洋、走向深遠海。

實(shí)證基地，“證”什么?

根據《山東省海上光伏建設工程行動(dòng)方案》，“十四五”期間，山東共規劃海上光伏容量4260萬(wàn)千瓦，其中漂浮式光伏容量接近3000萬(wàn)千瓦。

“未來(lái)海上發(fā)電的主場(chǎng)景還是‘風(fēng)光同場(chǎng)’，即海上風(fēng)電與海上光伏相結合。‘風(fēng)光同場(chǎng)’海域水深較深，需采用漂浮式光伏發(fā)電平臺，但目前全球在該領(lǐng)域缺乏行業(yè)標準和技術(shù)方案。”中集集光海洋科技(煙臺)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中集集光”)總經(jīng)理潘細錄表示。

海洋環(huán)境潮濕、溫差大;鹽分高，易腐蝕;海洋生物附著(zhù)堆積，運維困難……在這樣的環(huán)境下，即便陸地光伏產(chǎn)業(yè)已形成較為成熟的體系，卻無(wú)法直接應用到海上。由中集集光與國家光伏質(zhì)檢中心共同建造的海上浮式光伏實(shí)證基地，應運而生。

實(shí)證基地，“證”什么?

對海上漂浮式光伏發(fā)電平臺特有的漂浮式浮體、系泊系統進(jìn)行實(shí)證，尋找海上惡劣的自然條件下光伏發(fā)電平臺穩固“安家”的方案，是實(shí)證基地的首要目的。

在海上浮式光伏實(shí)證基地中心平臺的甲板上，整齊排列著(zhù)尺寸、材質(zhì)各異的各類(lèi)光伏組件，旁邊有企業(yè)標識。這是實(shí)證基地要回答的第二類(lèi)問(wèn)題：什么樣的光伏產(chǎn)品適合海洋環(huán)境?

第三類(lèi)，新材料在海上能發(fā)揮多大作用?“目前很多復合材料都具有強防腐性、輕重量、低‘碳足跡’的特點(diǎn)，但這些優(yōu)勢在陸地光伏上并不明顯。實(shí)證基地可以對這些新材料在海洋環(huán)境中的表現進(jìn)行檢驗測驗。”中集來(lái)福士戰略研發(fā)中心海上光伏技術(shù)經(jīng)理李德江說(shuō)。

整個(gè)海上漂浮式光伏發(fā)電平臺搭建完成后，還需要探索出一條海上光伏全生命周期的運營(yíng)維護之路。第四類(lèi)實(shí)證將解答這一問(wèn)題，包括如何清洗鳥(niǎo)糞、如何更換距海面4.5米高的損壞電器組件等。

不久前，海上浮式光伏實(shí)證基地正式揭牌投入運營(yíng)。“海上光伏是一片待開(kāi)發(fā)的廣闊藍海，是一個(gè)新的萬(wàn)億級龐大市場(chǎng)，行業(yè)亟須掌握可靠安全的技術(shù)方案，建立一套科學(xué)規范的標準，一個(gè)可持續發(fā)展的模式，一個(gè)合作共贏(yíng)的秩序。”中集來(lái)福士總裁王建中表示。

以“首個(gè)”為起點(diǎn)，邁向深遠海

站在海上浮式光伏實(shí)證基地的中心平臺上向南望去，4個(gè)浮體組成的巨大光伏板，在海面上隨著(zhù)波浪輕輕起伏，熠熠生輝。

這是全國首個(gè)自主知識產(chǎn)權半潛式海上漂浮式光伏發(fā)電平臺(鋼塑結構)，也是全國首個(gè)該領(lǐng)域的示范項目，裝機總容量達400千瓦，總凈甲板面積約1900平方米，相當于4個(gè)籃球場(chǎng)大小。該平臺可滿(mǎn)足在浪高6.5米、風(fēng)速34米/秒、4.6米潮差的開(kāi)闊性海域安全運行。

“目前該平臺已平安度過(guò)多次10級以上大風(fēng)，其中還有幾次12級大風(fēng)。設計階段就考慮了極端、惡劣的天氣環(huán)境，確保平臺能在各種條件下正常運行。”李德江說(shuō)，煙臺今冬的暴雪對光伏平臺影響不大，因為設計初期就設置了“補充浮力”，以應對暴雪可能帶來(lái)的積雪壓力。

作為“全國首個(gè)”，該平臺只是海上光伏實(shí)證的第一步。第二代海上漂浮式光伏發(fā)電平臺“集光朝陽(yáng)號”將于今年春天下海，不僅對材質(zhì)、結構進(jìn)行了優(yōu)化，還將增加人工維修通道，以實(shí)現平臺的清潔維護、組件更換等。

中心平臺的西南側，有一個(gè)方正的紅色浮式平臺，這是全球首個(gè)竹基復合材料海上漂浮式光伏發(fā)電平臺“集林一號”。

作為“負碳產(chǎn)品”的竹子，經(jīng)由竹纏繞工藝被加工成漂浮式光伏平臺的用材。“竹基復合材料如果能實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，會(huì )大大降低漂浮式光伏發(fā)電平臺的材料成本。”潘細錄說(shuō)，“集林一號”于2023年10月安裝到位，目前已經(jīng)過(guò)了2個(gè)多月的實(shí)證。

海上光伏的實(shí)證結果逐漸明朗，“風(fēng)光同場(chǎng)”的畫(huà)面也隨之清晰。資料顯示，海上風(fēng)電光伏融合發(fā)電場(chǎng)的年產(chǎn)量，是獨立電場(chǎng)均值的7-10倍，且可以共用海纜和升壓站，實(shí)現對海纜的保護。

新能源發(fā)電最大的挑戰即巨大的波動(dòng)性，會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生較大負面影響。國家光伏質(zhì)檢中心副主任朱曉崗介紹，“風(fēng)光同場(chǎng)”能實(shí)現發(fā)電效率互補，實(shí)現全年、全天候穩定均衡的新能源發(fā)電。當光伏走向深遠海，澎湃的海洋綠色動(dòng)能也將持續而穩定地涌向陸地。

海上光伏，不只發(fā)電

目前，海上浮式光伏實(shí)證基地在煙臺高新區有1000畝科研用海，以新能源開(kāi)發(fā)為主體，同時(shí)探索漁光互補、海洋文旅。從“縱切剖面圖”來(lái)看，海底養參、水體養魚(yú)、水上文旅、空中發(fā)電的融合開(kāi)發(fā)將在此展開(kāi)。

在海底，利用海床進(jìn)行底播養殖。“為了優(yōu)化養殖環(huán)境，漁民通常會(huì )放置漁礁。在實(shí)證基地，技術(shù)人員將漂浮式光伏發(fā)電平臺的錨設計成漁礁材質(zhì)，既能固定發(fā)電平臺，又能與底播養殖實(shí)現良好結合。”中集來(lái)福士戰略研發(fā)中心海上新能源項目經(jīng)理高西健告訴記者。

在海水中，中心平臺的底部柱體之間將在今年春天圍上漁網(wǎng)，實(shí)現養魚(yú)、垂釣等。目前實(shí)證基地已在復合新材料光伏支架實(shí)證平臺下安置了6個(gè)網(wǎng)箱，以供休閑垂釣和魚(yú)類(lèi)養殖。

“中心平臺由海上生活平臺改造而成，面積超過(guò)13個(gè)籃球場(chǎng)，可以容納500多人。”潘細錄說(shuō)，平臺有著(zhù)巨大的海洋文旅潛能。此外，實(shí)證基地的研學(xué)價(jià)值也在被逐漸發(fā)掘，已有學(xué)校在與實(shí)證基地洽談海上夏令營(yíng)項目。

目前，實(shí)證基地已安裝的海上光伏發(fā)電能力為600千瓦，每年可發(fā)72萬(wàn)度電，用作海上基地平臺的生活和工作用電以及電動(dòng)船用電，實(shí)現海上新能源發(fā)電就地消納。

海上光伏發(fā)電還可以在模塊化電池中儲能以及光伏制氫。“我們正在推進(jìn)海上光伏制氫、氫+碳捕捉二氧化碳制甲醇等‘海上能源島’示范項目，并與一些企業(yè)共同研發(fā)氫燃料電池船舶，已于去年7月下海試航成功。”高西健說(shuō)。

走向深遠海，海上浮式光伏實(shí)證基地，將有更多可能。

(見(jiàn)習記者 邢金鈺 通訊員 郭 健)