位于寒冷氣候條件下的浮式光伏系統(tǒng)在氣溫降到冰點后會發(fā)生什么情況？電站如何應(yīng)對這些不利的氣候條件？會面臨什么樣的風(fēng)險？我們在陽光電源水面光伏系統(tǒng)解決方案部經(jīng)理Kane Wang的幫助下，嘗試解答這些問題。

中國逆變器制造商陽光電源旗下的陽光電源水面光伏在位于中國東北地區(qū)黑龍江省巴彥縣的水面上建造了一個500千瓦的浮式光伏陣列，那里的冬季溫度可以達(dá)到零下20攝氏度。這個發(fā)電站覆蓋了約90%的湖泊水面，公司專家向我們解釋了光伏系統(tǒng)在冰凍時期的情況。

陽光電源水面光伏系統(tǒng)解決方案部經(jīng)理Kane Wang告訴《光伏》雜志，“每年11月到3月，湖面會結(jié)冰四個月左右。在湖水結(jié)冰期間，整個光伏陣列都會被凍結(jié)?！?

Kane Wang指出，冰層在較厚的地方可能出現(xiàn)擠壓和抬升，所以要把浮動光伏系統(tǒng)固定在冰層表面。在極寒地區(qū)，通常要在溫度達(dá)到冰點之前安裝錨固結(jié)構(gòu)。他解釋說，“如果在特殊情況下需要在冰凍期安裝錨固系統(tǒng)，則要首先實施相應(yīng)的破冰計劃，并在施工前將冰清除。同時在錨固系統(tǒng)的設(shè)計方案中也要考慮浮冰和浮霜對浮式陣列的影響?！?

在采用混凝土樁或重力錨作為水下錨固材料時，還應(yīng)考慮混凝土的抗凍性。如果是采用岸上錨固方式，則必須考慮凍結(jié)對錨具的擠壓和漂浮效應(yīng)。這些都與非冰凍地區(qū)使用的錨固系統(tǒng)不同。

Kane Wang還強調(diào)，極寒地區(qū)往往伴隨著高雪荷載，這就需要使用特殊的錨固材料，施工效率相對較慢，工程造價也比傳統(tǒng)的浮式光伏項目高?！澳敲磳Ω∈较到y(tǒng)的技術(shù)要求就更重要了，”他補充道，“比如，在設(shè)計時應(yīng)考慮較大的浮重比，并可根據(jù)各地區(qū)的雪荷載差異靈活調(diào)整浮體?！彼赋觯◇w數(shù)量可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐难┖奢d進(jìn)行增減，實現(xiàn)單位面積浮力可調(diào)，從而達(dá)到最佳的系統(tǒng)成本。

陽光電源水面光伏表示其產(chǎn)品符合極寒和冰凍地區(qū)的關(guān)鍵要求。該經(jīng)理說道，“產(chǎn)品材料需要能夠抵抗極端低溫，這樣才不會發(fā)生脆裂或斷裂。結(jié)構(gòu)設(shè)計還需要考慮到凍脹的影響。”這意味著整個陣列結(jié)構(gòu)需要有足夠強度來抵抗凍結(jié)，并需要通過一系列的凍結(jié)試驗和溫度循環(huán)試驗加以驗證。

選用的構(gòu)件還必須具備抵抗高雪荷載的能力，還必須考慮足夠的安全浮力。Kane Wang說，“最后，在錨固系統(tǒng)方面，需要考慮浮冰對陣列的沖擊載荷以及冰凍期錨固施工的安全性，并采取臨時錨固措施來確保浮式光伏系統(tǒng)不會出現(xiàn)故障和事故損壞。”

此外，他還特別指出，冰凍期的低氣溫將提高浮式動系統(tǒng)的發(fā)電量。該發(fā)電站于2018年投產(chǎn)，占據(jù)的水面面積約為5000平方米，它依靠陽光電源功率范圍為60到80千瓦的逆變器，以及由一家未透露的制造商提供的功率輸出在275到315瓦之間的太陽能組件。