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光伏开启新赛道：向海而生
2024-02-29
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近年来，我国光伏装机容量不绝攀升，2023年光伏工业延续了强劲的增长势头，凭据国家能源局正式宣布2023年全国电力工业统计数据显示，当年光伏新增装机同比增速高达55.2%，增量为216.88GW，大幅度逾越了此前的历史纪录，这一数字不但相当于2019-2022年海内新增装机量的总和，也有望凌驾当年度全球其他国家和地区增量总和。光伏发电累计装机容量约610GW，正式逾越水电约420GW的装机规模，成为全国装机量第二大电源形式，在电力能源结构中的职位进一步攀升。
从内陆到沙漠再到滩涂，连续的高速增长使得陆上可再生能源利用空间已变得十分有限，陆上面积趋于饱和，过度过量开发也会造成土地占用、自然资源太过消耗和情况压力等问题。在陆地资源有限的情况下，大海作为光伏另一应用场景，被认为是未来生长的主流偏向之一，众多电站开发企业便将目光转向了海洋清洁能源。
01、什么是海上光伏？优势在哪里？
海上光伏的前身即为“水上光伏”，是指在水塘、中小型湖泊、水库、蓄水池、采煤塌陷区形成的湖泊等水面上建立的光伏发电站。凭据其基础类型差别，水面光伏电站主要有桩基牢固式和漂浮式两种建设形式。而光伏电站具体接纳哪种类型通常由水深来决定，即在水深小于即是3米的浅水区，可接纳桩基牢固式；在水深大于3米的深水区，径流稳定、水位变革一般小于6米时，可接纳漂浮式。由于不占用土地资源，可减少水量蒸发，又兼顾渔业养殖等特点，近年来“水上光伏”受到广泛关注，并在湖泊、河流、滩涂、近海等多种场景下获得乐成应用。特别是建在水面较为开阔区域的光伏电站，可制止其他物体的阴影对光伏组件发电带来的倒运影响，水面的光反射率也远大于地面和山地外貌的反射率。并且水面具有冷却作用，能有效降低光伏组件的温度损耗，“水上光伏”系统的整体发电量比同等条件下的屋顶或地面光伏发电系统要横跨15%左右。
水面光伏随着挡浪墙、围堰施工等工程技术计划的革新和提升，光伏电站“向海而生”也就自然水到渠成。
漂浮式光伏装置主体结构运行情况
海上光伏是一种全新的海洋能源利用和资源开发方法。海上情况差别于陆地，在同等光照条件下，海面开阔，无遮挡物，日照时间长、辐射量高等优势使得海上光伏项目的光照利用效率更高，海上光伏电站发电量显著提升。我国海岸线绵长，近海海域辽阔，沿海地区太阳能资源富厚，日照时间较长，太阳能可被更充分的利用。有专家指出，我国大陆海岸线总长度凌驾1.8万公里，理论上可开发海上光伏项目的海洋面积能抵达约71万平方公里，可装置海上光伏超百GW。大力生长海洋新能源将成为我国能源结构转型的重要战略支撑。同时，海上光伏的消纳市场也是经济体量大、生长速度快、用能需求高的东南部沿海地带，海上光伏项目的规�；⒒蚪睾５厍哪茉垂┯μ峁┬碌纳に悸酚肼肪�。
02、海上光伏的生长历程
在世界规模来说，海上光伏也并非新鲜事。早在2017年，海洋能源公司（Oceans of Energy）便在荷兰海岸15公里处牵头开展“Zon on Zee”项目，设计并搭建了一组漂浮式海上光电系统，该系统仅仅使用了荷兰北海5%的海域，便可满足荷兰一半的能源需求。
全球规模内已有60多个国家和地区正在积极推进漂浮式光伏电站生长进程，其中凌驾35个国家和地区拥有凌驾350个漂浮式光伏电站。作为光伏大国，我国沿海省份如山东、江苏、浙江、辽宁、广东等也都在海上光伏进行积极结构，开展了自己的海上光伏项目。但我国已建成的海上光伏电站均为规模较小的实验电站，尚无单体规模较大（凌驾10万KW）的集中式海上电站。直到2023年10月，国华HG14海上光伏1000MW项目正式开工，该项目位于东营垦利区，致力于打造全国首个桩基牢固式海上光伏项目样板工程，也是全球首个进入实施阶段的GW级大容量海上光伏项目。场址水深1至4米，中心离岸距离8公里，将选用550瓦单晶硅光伏组件，总计236.6万块，并配套建设一座220千伏的升压站，接纳分块发电、集中并网的计划。项目建成后，每年可以发电16.52亿千瓦时满足约55万户家庭一年的用电需求，替代标煤约50.38万吨，减少二氧化碳排放134.47万吨。
目前国际规模内的海上光伏电站仍处于示范或预商业化阶段，虽然已有多个国家开展了相关探索并针对性的进行了技术研发，但目前仍在突破瓶颈阶段。而我国海上光伏产颐魅正迎来跨越生长的要害期，但由于目前还处于起步阶段，一定面临诸多问题和困难。
03、海上光伏面临的挑战
与海上风电的蓬勃生长逻辑差别，各方对海上光伏大面积铺开的态度更为慎重。
（01）庞大的服役情况
南方海域的大风波、台风，北方海域的海冰，高盐雾、高湿、温度变革频繁等都意味着海上光伏的前期事情相比地面电站更为严苛。从设备技术角度来看，海洋风暴、海冰、鸟粪+其他生物附着、盐雾腐化等给组件带来了与陆地上完全差别的威胁，不但组件整体对海上情况抗腐化性和密封性的要求更高，现有支撑结构的耐久性和稳定性面临运行期内严苛的海洋情况也有待考证。
（02）综合本钱经济性的制约
一系列的困难，拉高了海上光伏电站的建设本钱。业内有设计院通过对通例地面电站与海上电站投资比照发明，装置相同型号组件的前提下，海上光伏组件装置、支架装置以及桩基础的单瓦整天职别要比地面电站横跨约0.05元、0.636元、0.679元，综合特别本钱横跨1.365元/瓦以上。而据国际可再生能源机构测算，海上光伏电站的建设本钱比陆上光伏电站要横跨5%-12%左右。这其中，漂浮式光伏电站的造价更高，有业内人士曾透露，漂浮式光伏电站的原质料本钱比通例光伏高10%-30%。从整个行业而言，单位投资本钱是目前制约海上光伏生长的最大障碍。
（03）建设及运营标准待完善
海上光伏无论是前期的建设开发照旧后期的运维，都比陆上光伏电站推进难度要大许多。工程设计、施工、后期运维等环节行业标准仍有待完善。中国光伏行业协会一经在2019年宣布并实施了《水上光伏发电系统用浮体技术要求和测试要领》《水上光伏发电系统设计规范》和《漂浮式光伏发电系统验收规范》等3项标准，2019年10月1日起正式实施了《水上光伏系统用浮体技术要求和测试要领》(NB/T10187—2019)。但海上情况与普通水上情况相差甚远，目前行业协会也正在体例《漂浮式水上光伏发电锚固系统设计规范》历程中。别的，由水电总院、西勘院、华勘院配合立项的国家标准有《海上光伏发电工程技术导则》《海上光伏发电工程可行性研究报告体例规程》《海上光伏发电工程计划报告体例规程》《海上光伏组件支承结构设计规范》《海上光伏电站工程勘察规范》《海上光伏发电工程勘测规范》《漂浮式光伏支撑系统技术规程》等。
海上光伏充满了想象力的开发前景正吸引越来越多的入局者。随着技术障碍、本钱难题的逐步突破，海上光伏将成为时机无限的细分应用场景，为双碳目标告竣孝敬力量。
参考文献
《海上光伏用海及海洋情况危害挑战》--- 自然资源部国家海洋技术中心海洋能生长中心副主任崔琳
《海上光伏生长前景、开发明状、面临挑战以及推进思路分享》--- 中国光伏行业协会
《海上光伏“集结号”：躁动的野望和待解的难题》--- 中原能源网
《海上光伏生长现状及注意要点》--- 晶科科技谭奇特
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