在SMM主办的2023SMM国际光伏产业峰会-组件市场分析与应用场景论坛上,山东力诺光伏高科技有限公司高级工程师&技术部长仲伟佳表示,在国家大力推进“碳达峰”和“碳中和”的大背景下,光伏、风电行业快速发展。光能(陆光、海光),陆上光伏正在市场化、规模化开发,海上光伏开发前景规模巨大但仅仅处于尝试性科研开发阶段而尚待探索。
未来可以规模化、市场化开发的可再生零碳能源有水能、陆上风能、近浅海风能、光能。除了已经下结论可规模化市场化开发的水能、风能、陆上光伏以外,最值得研究的目标能源是海上清洁能源。
——海上光伏发展背景
海上光伏是一种全新的海洋能源利用和资源开发方式。
海岸线长、近海海域辽阔、没有遮挡物、日照时间长等为太阳能海上光伏提供新的路径。
——海上光伏的相关政策
截止目前,山东、浙江、江苏、福建、天津等地都有涉及海上光伏相关政策发布。
——海上光伏项目进展
山东:进展较快的为HG30、HG14、HG32、HG34地块,中广核HG30项目已全面启动,计划2023年并网;国华HG14海上光伏1GW已完成可行性研究评审;山东发展HG32和国电投HG34已完成固定桩基系统方案实证;
江苏:启东百万千瓦、国华如东百万千瓦和中核田湾百万千瓦已纳入国家第三批大型光伏基地,其中中核田湾已完成项目EPC招标;
浙江:2023年4月,华润电力开展了浙江省温州市100MW海上光伏项目的监理服务招标;
福建:国能集团沙县富口镇30MW,三峡集团东山杏陈180MW,中广核宁德核电200MW进入试点项目名单;
天津:国家能源集团龙源海晶盐光互补580MW项目并网发电。
——海上光伏优势与挑战
优势:大型光伏项目对土地面积需求较高,利用广阔的海洋空间,将“发电站”从陆地搬到海上,成为了优秀的解决方案。相比于陆地的光伏系统,海上光伏的优势在于:(1)不需要土地资源;(2)为太阳在海面上完全没有遮盖,被利用的更加充分;(3)水的冷却效应,可以提升光伏板的发电效率。
挑战:与水面光伏不同,海上光伏的环境要更为严苛。
①首先,海水水体的波浪频率及振幅要比湖水水体大得多,且风力等级高的多,甚至要面临台风、瞬间阵风超过10级以上的情况。
②其次,海水的腐蚀性远高于淡水,对光伏电站的几乎所有材料提出了更高的耐酸碱、耐湿热、耐氧化等要求。
③最后,海上光伏一般距离岸边或并网点距离较远,输电线路及建设安装要比一般陆上光伏项目较为复杂。
产品特点
为应对上述海上光伏的挑战,研发产品需具备以下特点:
关注方向
基于上述产品特点,产品结构及原材料搭配说明:
玻璃无疑为最佳的光伏材料选择,但在严酷的海洋环境下,依然会受到环境的腐蚀,采用双层镀膜玻璃是目前最佳的解决玻璃抗腐蚀的方案。
单层镀膜玻璃存在水汽侵蚀现象,水汽透过膜层到玻璃使其水解,Na+、Ga+、Mg+离子及原硅酸逐步脱离,以及原硅酸脱水产生的无定型SiO2等系列反应导致了玻璃的侵蚀,结果是导致玻璃的透光率收到严重影响(原减反膜的失效、H4SiO4的生成)。
双层镀膜,两次相消干涉,增加透光率;拥有更可靠的盐雾性能,更低的透光率衰减;
稳定封装材料:强化胶膜,不易水解
EVA:乙烯-醋酸乙烯共聚物;
POE:乙烯-烯烃共聚物;
EVA在潮湿环境中分解,产生移动的乙酸,与玻璃中Na盐反应产生Na离子,并在电池片表面富集,造成电池输出功率下降及组件寿命衰减,且乙酸可对电池结构造成腐蚀,尤其N型产品。
POE资历不含醋酸乙烯,不存在生成醋酸的可能性,整体呈现中性。且透水率仅为EVA的10%左右。
POE化学键更加稳定,不易断裂,减少组件黄变、脱层等影响,从而保证组件产品的发电输出。
聚氨酯复合材料边框
接线盒
灌胶接线盒,防护等级IP68
更可靠、合理的结构设计;
拉拔力增强30%;
金属件一体式避免接触类不良,保证接触电阻<0.3mΩ;
贴合注塑件,增强防水性能;
采用防老化脱落设计,确保螺母更牢靠稳固;
盒体与连接器均满足IP68防水防尘等级(TUV测试)。
硅胶
高阻水硅胶
相比于常规硅胶,阻水硅胶具有极低的水汽透过率;
可靠性方面通过加速老化、DH1000等测试,均未发生异常;
协同合作
联合起草海上光伏组件标准
联合CQC和国电投共同起草《海上光伏用光伏组件性能评价技术规范》,填补行业空白。
针对海上光伏电站特点,对盐雾腐蚀、动态机械载荷、低温动态机械载荷、电势诱导衰减等方面定制了专项加严测试要求,已通过实践检验。
该标准已与2023年1月13日在中国标准化协会立项,7月14日发布了征求意见稿。