
近日,必(bì)維(wéi)(Bureau Veritas)已向荷蘭-挪(nuó)威可再生能源公(gōng)司SolarDuck頒發了全球首個漂浮式海上光伏技術原型認(rèn)證,用於其0.5兆瓦的Merganser試點平台。
Merganser項目由六個相互連(lián)接的平台組成,旨在承受(shòu)具有挑戰性的海上條件(jiàn),包括大浪(làng)、強風和腐蝕性環境。
必(bì)維根據規則和標準對原型進行了細致的評估,涵蓋了浮動結構、係泊係統、穩定(dìng)性(xìng)分析、材料和電氣(qì)安全係(xì)統等(děng)各(gè)個方麵。
隨(suí)著海洋可再生能源技(jì)術的不斷發展和創新,漂浮式光伏(fú)電站作(zuò)為一種前沿技術(shù)備(bèi)受矚目。然而,從海洋工程經濟性的角度來看(kàn),海上光伏能否真正實現商業化,還麵(miàn)臨諸多挑戰。
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海上光伏發展現狀

相比於傳統的陸地(dì)光伏項目,海上(shàng)光伏發電將太陽能電池板搬到了廣闊(kuò)的(de)海洋上,打破了陸(lù)地上的空間限製,讓太陽能電池板可以盡情吸收陽光的能(néng)量。
在海(hǎi)洋上,陽(yáng)光無遮擋,日照時間更長,而且海麵反射的光線也(yě)有助於提高光伏板的發(fā)電效率。據統計,海上光伏發電(diàn)的發電量比陸地光伏發電高出5%到10%不等(děng),這是一(yī)個相當可觀的增幅。
目前,海上光伏電站主要分為樁基固定式和漂(piāo)浮式兩大類。
樁基固定式適用於水深小(xiǎo)於5米的海域,而水深達到(dào)5米以上的海域則可以采用(yòng)漂浮式的(de)布局(jú)。
這種多樣化的(de)布局方式使得海(hǎi)上光伏項目可以適應不(bú)同水深的(de)海(hǎi)域,增加了其在海洋工程中的靈活性。
02
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海上光伏的優勢

首先,海上光伏最大的(de)優勢是充分利用(yòng)水(shuǐ)域麵積,避免了對土地資(zī)源的占用。尤其對於土地資源緊(jǐn)缺的地區而言,海上光伏項目具有(yǒu)著無可比擬的重要意義。海洋(yáng)廣(guǎng)闊的水(shuǐ)域成為了(le)光伏板的理想“床”,為光(guāng)伏發電(diàn)提供(gòng)了廣闊的發展空間。
其次,海水具有良好的冷卻(què)效應,能夠有效降(jiàng)低光伏組件的工作溫度,從而提高發電效率。
相比於陸地光伏項目,海上光(guāng)伏在能源生(shēng)產(chǎn)效率上具備(bèi)著顯著的(de)優勢。這種天然的(de)冷卻機製不僅可以延長光伏組(zǔ)件的使用(yòng)壽(shòu)命(mìng),還能夠減輕光伏係統的熱(rè)量(liàng)損(sǔn)失(shī),進一步提升了光伏發電的經濟效益。
03
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商業(yè)應(yīng)用的難點

1. “底座”成本較高
海上光伏的“底座(zuò)”是指支撐光伏板的結構,它的成本較高是(shì)海上光伏商業化的一個重要(yào)難點。
與(yǔ)陸地光伏相比,無(wú)論是淺水的樁基固定式還是深水的漂浮式,“底座”都需要(yào)更(gèng)加堅固和穩(wěn)固,以(yǐ)應對(duì)海上惡劣環境的挑戰。
由於海上(shàng)光伏電站需要承受台風、巨浪等極端天氣條件(jiàn),其“底座”的設(shè)計與生產成本(běn)較高,這(zhè)直接影響了海上光伏項目的投資回報率。
降低(dī)“底座”成本,將是海上光伏產(chǎn)業持續創新的方(fāng)向之一。
可以設想,與傳統的海上油氣和海上風電的導(dǎo)管架或鋼樁底座不同,未(wèi)來,海(hǎi)上光伏的(de)“底座”將采用輕(qīng)質材料和模塊化結構,來提高建(jiàn)造效率和降(jiàng)低成本。
同時(shí),采用先進的工程技術和智能(néng)監控係統也可(kě)以增強“底座”的(de)穩定(dìng)性,減少維(wéi)護成本,從而提升海上光伏項目的商業競(jìng)爭力。
2. 海上(shàng)安裝成本高
海上光伏通常是在(zài)陸地或碼頭進行組裝或預製。預製完成後,需要使(shǐ)用專用的運輸駁船將其運輸到安裝現場,這個過程就是投入了(le)運輸成本。
而在海上(shàng)的安裝過程(chéng)中,固定式海上光(guāng)伏需要在海底(dǐ)進行打樁作業。
這一過程需要利用浮吊船和打樁錘等工具,進行複雜的操作和精確的(de)測量。雖然可能不需要大型浮吊船,但小型浮吊船的船天(tiān)費用也是(shì)一(yī)筆(bǐ)不小的成(chéng)本。

漂(piāo)浮式海上光(guāng)伏(fú)的安裝過程更(gèng)複雜。
漂(piāo)浮式(shì)的光伏板(bǎn)在碼頭預製好以後,需要使用大型運輸駁船將其運輸到指定位置。而後,通過係泊係統或錨鏈(liàn)將(jiāng)其固定。
係泊係統的海(hǎi)洋工程成本相(xiàng)當高昂,同時還要考慮海上環境因素的(de)影響,如風浪、海流等(děng)。這增加(jiā)了施工的難度和複雜性,與海(hǎi)上油氣和海上風電的(de)施工難度相比毫不遜色。

此外,海(hǎi)上光伏的安裝還需要進行光伏板之間和光伏板與陸(lù)地電網之間的電氣連接(jiē)。
這需(xū)要(yào)專業的鋪纜船進行施工作業,鋪設海纜的(de)成本同樣高昂。因此,海上光伏項目的安裝(zhuāng)成(chéng)本很高,直(zhí)接影響著其商(shāng)業(yè)化運營的盈利能力。
3. 後期(qī)運維成本高
海上光伏項目在投入使用後,麵臨著(zhe)日常的運維管理工作。與陸地光伏相比,海(hǎi)上光伏的後期運維成本更高(gāo),主要體現在以下幾個方麵。
首先,海上光伏項目的運維(wéi)管理需要船舶和碼頭等基(jī)礎設施(shī)的支持(chí)。
由於光伏板的布(bù)置在海上,需要專業的船舶進行巡檢和維護作業。而陸地(dì)光伏則可以直接利用陸路交(jiāo)通工具,成本相對(duì)較低。

其次,海上環境(jìng)條件複雜多變(biàn),運維管理需要考慮海上氣候因素的影響。
如海風、海浪、鹽霧等因素對設備的損耗和腐蝕具有一定的影響,需要(yào)定期進行檢修和維護。這些海上環境因素是陸地光伏所不具備(bèi)的,增加了海上光(guāng)伏項目的運維難度和成本。
此外,海上光伏項(xiàng)目中使用的設備和材料往往需要具備更(gèng)高的防水、防腐蝕性能,以應對海水侵蝕和海洋環境(jìng)的挑戰(zhàn)。這些(xiē)特殊的設備和材料成本較高,也間接增加了後期運維的成本。
04
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解決及優化方案

1. 優化海上安裝體係
設計合理的海上安裝體係,包括安裝船、起重設備、安裝(zhuāng)工具等,以提(tí)高效率和安全(quán)性,降低施工成本。通過(guò)優化設備配置、提高(gāo)自動(dòng)化程度和減(jiǎn)少人工介入,可以降低人力成本並提高安裝效率。
2. 應用先進施工技術
引入先進的(de)施工(gōng)技術,如遠程監控、自動化控製、三維成像等,提高安裝過程的精度和效率,降低人力和時間成本。同時,采(cǎi)用模擬仿真技(jì)術進行施工方案(àn)優化,提(tí)高施工質量。
3. 優化材料選擇
在海上安裝施工過程中,選擇符合海洋環境要求的(de)材料,提高耐腐蝕性能和長(zhǎng)期穩定性,降低維(wéi)護成本。同時,實施材料節約政策,減少浪費,提高資源利用效率(lǜ),降低成本。
4. 新型設備研發與應(yīng)用
針對(duì)海上安裝(zhuāng)中的特殊環境和需求,研發適用於海洋工(gōng)程的新型設備和工具,提高施(shī)工效率和質量,降低運營成本。通過定製化設備和工具,提高適用性(xìng),降低維護費(fèi)用。
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結語

在探討海上光伏能否實現(xiàn)盈利的同時,我們必須認識到這(zhè)一新興領域所麵臨的(de)挑戰和機遇。
盡管海上光伏項目在商業(yè)化路徑上麵臨諸多困難,如高成(chéng)本、複雜的安裝(zhuāng)和運維需求等,但隨著技術的不斷進步和創新,我們可以看到光明的前景。
隨著全球(qiú)對清潔能源的需求不(bú)斷增長,海上光伏作為一(yī)種新興的可再生能源形式(shì),具有巨大的市場(chǎng)潛力。
其優勢在於充分利用水(shuǐ)域麵積、海水冷卻效應以及靈活多樣的布局方式(shì),使其在海洋工程中(zhōng)具備獨特的競爭優勢。
解決海(hǎi)上光伏商(shāng)業化的關鍵在於降低成本、提高效率,這需要工程技(jì)術、材料科學和運營管理等多方(fāng)麵的努力。
通過優化安裝體係、應用先進施工技術(shù)、選擇耐腐(fǔ)蝕材料以及研發新型設備,我們可以有效(xiào)降低海上(shàng)光伏項目的(de)投資和運營成本,提升其商業競爭力。
隨著技術的不斷(duàn)成熟和市場的逐步擴大,相信海上光伏將會逐(zhú)漸成為清潔能源領(lǐng)域的重要組成部(bù)分,為海洋工程和(hé)可持續發(fā)展注入新的活力。
海洋工程公司應該深入研究和布(bù)局海上光伏市(shì)場,因為海上光伏產業(yè)有可能成為未來新的市場增長點。
原創 柴亞光 光看世(shì)界