浅析海上漂浮式光伏影响因素及其应对方法

海上漂浮式光伏应用环境条件-引自十四五重点研发计划“近海漂浮式光伏发电关键技术及核心部件”的考核指标：

1、正常运行适用海况：浪高不大于2.5米，流速不大于1m/s，水深不大于25米;

2、锚固系统极限抗风浪能力(设计值)：浪高不大于5米，风速不大于30m/s);

国家科学技术部在今年3月发布的《“十四五”国家重点研发计划“可再生能源技术”重点专项》中明确将“近海漂浮式光伏发电关键技术及核心部件”列为十四五重点研发计划。由此可知：现有的水面漂浮系统难以应用于近海光伏项目，需要在浮体、组件、锚固及系泊等全方面做出相应的改进革新，以适应海上漂浮式光伏的发展。

组件应对方法：

与系统端相结合，不同的安装方式对组件有不同需求;

开发相应的海上光伏组件，在常规组件的基础上做针对性加强加严测试;

海洋相比水面而言，组件时刻受风振影响，电池片间的应力更为复杂，对焊带工艺要求更高;

开发相应密封性、耐腐蚀性更强的接线盒。

浮体企业应对方法：

研发或选用组合合适的高性能聚合物浮体材料，以应对海洋应用场景;

加强耳板连接处的承载能力，同时做相应的疲劳分析;

单个浮体及连接部位按照极限工况进行浮体的浮力及强度分析，同时利用有限元软件优化浮体结构受力，并进行相应的锚固节点设计;

浮体阵列通过有限元分析软件，分析风浪流等耦合作用下整体的稳定性，确定相应的浮体阵列方案;

采用新式的浮体布置方式，考虑将浮体间的力转给贯穿式系泊缆或外围加强浮体承担。

锚固系泊系统企业应对方法：

借鉴已有海洋平台及水面漂浮工程的经验，运用飞速发展的三维有限元计算软件，采用适宜的边界条件，合理的计算假定去优化设计。

整体系统企业应对方法：

①削弱外部影响：

Ø运用CFD仿真，得到光伏阵列相对准确的体型系数、遮蔽系数以及方向系数的分布规律，从而计算不同工况下光伏阵列的总体风载荷，以计算方阵受力，避免取值不准、过大过小等;

Ø在海岸填土或滩涂区域内，考虑设置防风林等以削弱风的影响;

②加强自身抵抗：

Ø在方阵外围考虑设置防浪加强浮箱，减轻浪对组件端的拍击作用;

Ø光伏组件考虑不同的结构布置形式，同时选用不同的复合膜，在保证发电效率的基础上，加强防紫外，阻水汽等措施;

③转移结构受力：

Ø浮体方阵布置考虑间隙布置，整个方阵间给波浪留有传递空间，避免浮体连接处因应力过大而破坏;

Ø采用全新漂浮结构，将原先由浮体间连接所传的力，转移给部分加强浮体、内部支撑结构或者由贯穿式的系泊缆去承担。