5月30日，在由上海有色网（SMM）主办的CLNB2024（第九届）中国国际新能源产业博览会——光伏发电系统供应链论坛上，中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司新能源工程院副总工程师楼巍分享了海上光伏设计要点分析及案例分享。其从海上光伏发展背景、海上光伏设计要点以及海上光伏案例分享等角度进行了详细地阐述。
海上光伏发展背景
海上光伏发展背景
碳达峰、碳中和：以风电和光伏为代表的新能源产业将成为新蓝海。
海上光伏解决了用地和消纳的困难：我国大陆海岸线长1.8万公里，按照理论研究，可安装海上光伏的海域面积约为71万平方公里。按照1/1000的比例估算，可安装海上光伏装机规模超过100GW。
海上光伏规划设计的背景
其从江苏、山东以及浙江等对海上光伏规划设计的背景进行了介绍。
以山东为例，山东省《海上光伏建设工程行动方案》指出：布局“环渤海”“沿黄海”两大千万千瓦级海上光伏基地，规划总规模4200万千瓦。以东营、烟台、威海、青岛等地浅海海域为重点，采用渔光互补、多能互补等模式，加快桩基固定式项目开发，开工规模300万千瓦以上，建成并网150万千瓦左右。重点结合海上风电场址布局，启动多种场景漂浮式光伏示范，打造“风光同场”一体化开发模式。
海上光伏优势：海上光伏发电工程从陆地搬到了海上，因海上水面开阔没有遮挡物，日照较长且利用充分，具有可显著提升发电量、土地占用少、易与其它产业相结合等特点。推动海上光伏开发建设有利于沿海省份突破土地约束，拓展新能源发展空间，对优化调整省内能源结构、推进海洋强省建设以及助力经济社会绿色低碳高质量发展有重要意义。
海上光伏储量：我国大陆海岸线长1.8万公里，按照理论研究，可安装海上光伏的海域面积约为71万平方公里。按照1/1000的比例估算，可安装海上光伏装机规模超过100GW。
快速发展阶段：2020～2022年，我国陆续出台海上光伏产业相关政策，加快创新“光伏+”模式，推进光伏发电多元布局。今年以来，山东、浙江等东南沿海省份正在大力推动海上光伏的发展，并出台了具体细则。除了分布式、大基地，海上正成为光伏应用的重要场景和争夺重点。
海上光伏设计要点
其从全国层面以及地方层面对光伏发电有关的政策进行了介绍。
海上光伏产业尚处于初级阶段，明显制约其规模化、产业化发展，存在技术或研究的挑战如下：
►挑战1
结构耐久性问题：着重考虑解决高温、高湿、高盐雾引发的问题；需考虑满足抗PID能力，耐湿热、盐雾腐蚀性能和粘结力的稳定性。
结构稳定性问题：对台风、巨浪、强风暴潮等极端灾害下作用机理认识有待提高。
结构可靠性问题：海上光伏支撑结构疲劳破坏机理不明确；螺栓孔、连接件失效机理和破坏模式不明确。
需思考如何承受25年运行期内严苛的海洋环境！
►挑战2
钢桩经济性问题：PHC混凝土管桩长度受限，不适应较深海域；钢桩防腐和海上施工造价高。
结构安全性问题：海上浮冰、强波浪、强风协同作用；支撑结构经济性和安全性需要兼顾。
安装及运维便利性问题：离岸较远区域，安装及运维难度大；若采用钢拉索柔性支架，长期易松弛，运维安全性偏低；海上场景特殊性，绝缘故障频发。
海上固定式和漂浮式结构系统亟待突破！
结构安全为高质量海上光伏电站的基础。
♦场景特点：海上环境复杂多变，台风、海浪、浮冰等易造成光伏场站结构性损坏。
♦选型建议：兼顾造价成本的情况下，选择结构可靠的系统。
1.钢桩相比混凝土管桩具有更好的抗弯抗裂能力，目前的市场环境，钢桩的适应性更强。
2.推荐采用大跨度光伏支架方案，大大降低了方案的总用钢量，减少了方案的桩体数量及打桩成本。
其还对施工与运维便利性为海上光伏电站重中之重的场景特点和选型建议进行了介绍。
►挑战3
防腐及防护能力是海光场景最核心的安全痛点之一
水面场景的复杂性，给光伏系统电气安全带来一系列风险
场景特点：由于海洋环境变化，易造成接线松动、端子虚接，导致过温起火，影响系统安全。
选型建议：
逆变器、箱变等电气设备应能够：1.实时监控接线端子处温度，并适时进行告警及保护；2.在出现电气设备短路等故障时，交流、直流侧应均可实现快速自动分断保护。
►不足4
数据采集：采集设备抗腐蚀、防水等要求高；数据采集量大，类型多，对数据清洗、预处理的要求高，数据治理不充分。
海上光伏无人化、可视化、智能化的要求更高且亟需解决！
数据分析：数据停留在展示阶段，挖掘难度大，数据价值未显现。
海上特色：海上光伏数字化研究，特别是海洋环境对设备和运行研究基本处于空白。
海上光伏案例分享
其对国华HG14海上光伏1000MW项目是山东省2022年度桩基固定式海上光伏项目、中电建即墨HG37海上光伏项目是山东省2022年度桩基固定式海上光伏项目、国家能源集团龙源浙江温岭100MW潮光互补智能光伏发电项目等案例进行分享。
结束语
乘海上光伏发展浪潮，打造优质精品工程。
统筹推进海上光伏规模化、集约化、协同化发展。
打造技术先进、特色鲜明、智慧融合的海上光伏技术。
