吴维武：水面光伏技术及发展探讨

2月15日，由索比光伏网主办的2023“光能杯”跨年分享会暨2022第十届光伏行业颁奖盛典，在苏州市苏州园区香格里拉大酒店(苏州工业园区协鑫广场)隆重举办。

阳光水面光伏副总经理吴维武出席了本届“光能杯”跨年分享会分论坛——创新分享会，并作主题为《水面光伏技术及发展探讨》的分享。

吴维武谈到，关于水面光伏技术，主要包括一下几方面：

一是材料方面，要求高耐候性，拓展应用工况，提升材料使用寿命，增加收益周期;轻量化设计，拓展应用工况，提升材料使用寿命，增加收益周期;PCR材料的应用既保障基本性能，又提高材料利用率，降低碳排放。

二是结构设计方面，形成了高收益、高体验、运维的便捷性、可靠性的结构设计。比如说，整个产品和系统开发按照IPD流程推动进行，采用结构拓扑优化科学的设计方法，引入跨行业技术，实现低成本创新。

三是系统集成方面，既要支撑组件，还要支撑线缆、组串式逆变器、集中式逆变器。

下文为现场致辞实录整理:

非常感谢索比给我的机会让我在这里给大家介绍一下水面光伏技术和发展的情况，我更多的想给大家做一个水面光伏基本的介绍，因为一些技术主要涉及一些材料、结构、力学等等相关的，跟传统电力行业或者电力技术差别比较大。

报告分三方面，一是水面光伏发展现状，更多的想展示水面光伏作为特殊的应用场景是什么样的东西。二是关键技术及发展探讨，三是结合项目案例对水面光伏应用场景做一个介绍。

讲到水面光伏，更多人印象中就是右边这种打桩的，实际上在国内2016年就开始大规模应用国内漂浮式的水面光伏，我们主要就是专注于这方面的系统研究，飘浮式水面光伏有它的优势，一是收益，水面光伏更贴近水面，增益更高，这个也得到了国内外科研机构的证实，我们也是在前些年收集了实证的数据，在国内电站上5%-10%的收益是有的。二是环境友好，减少水分蒸发，抑制蓝藻生长。三是市场潜力大由“内陆水域”向“近海”发展，由单“光”向“风、狼、氢、光”复合发展。

水面光伏发展现状，有一些系统的组成，浮管漂浮方案第一个就是以浮管来支撑的;中间这个是浮体杆件漂浮方案;右边那个是纯浮体漂浮方案。各种方案都有独特的特点和优势、劣势，我就不展开细讲了。

这个是阳光水面纯浮体的产品和系统的展示，这个是杆件浮体的展示，这个是对大组件的适配也非常好。

下面讲一下水面光伏理念以来的装机和未来市场的预测，2021年全球的装机量是3.4GW，我们是占了一半的份额，2022年是4GW，我们是2GW。

这个是全球未来市场空间的预测，4TW一点也不奇怪，地球上我们可以看到绝大部分的面积都是水。30GW数据也是很保守的，从2021-2022年我们提供的解决方案容量每年超过了30GW，未来到2023年装机量远远不止30GW，我们每年设计的容量都超过了30GW。

这个也是我们过去六七年在水面光伏有130余项专利，也感谢王博士给我们IEC标准立项的机会，这个工作正在推进当中。

这是阳光水面光伏专注于水面漂浮式光伏，在细分领域处于是一个相对有优势的地位。

下面介绍一下相关的关键技术和发展情况。我刚才讲了水面光伏的技术有几方面，材料方面主要是材料的高耐候性，我们采用高分子材料，有耐候的问题，要提高材料的使用寿命，增加收益周期，这也是大家比较关注的问题。二是轻量化设计进一步降低材料的用量，达到降本的目的我们开始研究微发泡的技术。三是PCR材料应用，简单讲是一种回收料，但是不同的是要通过权威机构的认证，有证书材料的认证，进一步降低整个碳排放，这个在欧洲东南亚国家已经开始有这样的要求，我们也在做这方面的研究工作。

结构设计方面，我们形成了一些设计理念，从高收益、高体验、运维的便捷性、可靠性去做结构设计，比如说整个产品和系统开发按照IPD流程推动进行，我们也采用了一些结构拓扑优化科学的设计方法，我们还引入了跨行业技术，实现低成本创新。

系统集成方面，左上角这张图是展示了水面光伏系统的组成，相对来说比较复杂，既要支撑组件，还要支撑线缆、组串式逆变器、集中式逆变器。整个系统对组件的适配和逆变器的失陪也是我们系统必须要满足的，现在组件逆变器的规格型号太多了。

为了将来从内陆水域走向近海，我们在海洋防腐防污也做了研究，解决方案来讲，渔光互补方案也做了研究，兼顾上面发电，下面养鱼，有很多鱼类、贝类不需要太多阳光，我们可以实现上面发电，下面养鱼的系统功能，预计今年在福建会有300兆的项目应用。

还有近海光伏的解决方案，从去年山东把话题炒得非常热，我们两年前已经开始了相关的研究。

技术路线分两大类，一是借鉴海洋里面的钢结构做很多概念方案的研究和评估。刚才讲到近海方案，我们也有不同的技术路线，基于强结构的抗风浪能力的，还有另外一种技术路线是基于内陆水域系统，在光伏区外面设立浮式的技术路线，我们都在研究。因为这个话题比较热，我们内部关于近海也有我们的规划，分为三类，一是风浪在1.5米以内的滩涂等等区域，我们现有的内陆水面光伏系统可以直接应用;二是风浪在1.5-3米的范围，讲的扛浪的都可以用，在风浪超过3米以上的区域，我们认为是不具备可行性的，去年在山东有一些试点的项目，不到一个月时间都有这样的结果了。

刚才讲了各种各样的应用场景，最重要的场景就是锚固系统，就是保证我们的光伏方阵在稳定的定位和运行的系统，这个系统的设计是非常重要的，相关的因素比较多，载荷来讲有风载荷，水面还有波浪、近海流的问题。我们在载荷计算方面投入了大量的精力，从风洞实验到仿真，就是计算大方阵做到几百米乘几百米的计算。

这是波浪和流的计算，最后得出这些风浪流之后我们做耦合时的仿真分析，得到受力情况做相应的设计。为了节省设计的时间，我们开发了相应的设计软件，这是我们内部研究的成果，锚固系统也做了相应的时间，得到了一些数据，锚固的基础设计也非常重要。

在可靠性方面，整个系统是在相对比较恶劣的环境，相比地面固定的场景，我们漂浮在水面给人感觉不安全的感觉，我们花了大量的精力，从各个维度做了大量的测试，这些测试都是标准化、流程化的固化下来了。

这个是风载荷的计算，各种各样的手段，能想到的能做的基本上都做了。关于冰载荷的问题，这都是非常复杂的应用场景。

通过我们200多个项目的案例，我说其中的一部分做一个展示，这个更重要，让大家感受到水面光伏是什么样的应用场景，这个项目做成了是什么样的情况。这些照片的质量非常高，200个项目分布在各种各样的水域，什么类型的水域都有覆盖，水库、河流、池塘、工业水殖等等都覆盖了。这是列了大一些的项目，山东德州的320MWp的，还有泰国58.5MWp的，在广西贵港的20MWp等等。

这个是我们跟打桩做了对比，这是我们阳光新能源的自己的项目，我们漂浮的比打桩的发电量高，这个数据是非常真实的。

这个是在台湾做的180MWp的，在近海的滩涂，每天涨落潮的，展示的照片刚好是落潮的时候，整个电站是趴在滩涂上的。

这个是新加坡饮用水源的水库上，有四个大的水库，这是其中之一，这个也是相当不容易，能够在饮用水上面做光伏，这个在国内应该是不可能的。

最后展示一下我们最近正在交付的印尼的192兆瓦的项目，这个项目是非常特殊的，水库水深是94米，整个水底的剖面像一个锅一样的，我们设计的时候非常困难，整个项目是13个大的方阵，占地面积是2.45公顷。

这个是锚固性设计，项目难度大，总共请了五家第三方机构对我们的设计方案审核，我们是提供全部漂浮系统的设备和设计，承担设计责任的。

我的报告就到这里，谢谢大家!

致敬时代 拥抱变革