編輯單位：廣州德立游艇碼頭工程有限公司

編輯日期：2016-10-31

       在兵庫縣加西市的逆池水面上建設的約2.3MW“兵庫加西市逆池水上百萬光伏電站”開始了運轉(zhuǎn)。這是全球最大規(guī)模的水上設置型百萬光伏電站。

       發(fā)電站從6月11日開始向關(guān)西電力售電。年間發(fā)電量預計約為2680MWh，相當于約820戶普通家庭的用電量。發(fā)電運營商為京瓷和東京盛世利租賃合資設立的SPC（特殊目的公司）京瓷TCL太陽能（東京都千代田區(qū)）。京瓷TCL太陽能從事地面、大規(guī)模建筑物的屋頂以及蓄水池和水庫等水面上的百萬光伏電站開發(fā)。規(guī)模僅次于逆池的水上設置型百萬光伏電站，是京瓷TCL太陽能在兵庫縣加東市運營的項目，輸出功率約為1.7MW。今后還計劃在千葉縣市原市的山倉水庫開發(fā)約13.4MW的水上百萬光伏電站。
       可再生能源電力固定價格收購制度（FIT）開始實施后，日本的百萬光伏電站開發(fā)加速，適合開展光伏發(fā)電業(yè)務，而且并網(wǎng)條件良好的業(yè)務用地逐漸減少。
       在這種情況下，利用蓄水池和水庫開發(fā)的水上設置型百萬光伏電站逐漸受到關(guān)注。
       日本全年的降水量變化比較大，全國建有大量提供農(nóng)業(yè)用水的蓄水池、儲存工業(yè)用水的水庫，以及河流的水量增加到一定程度以上時使用的調(diào)節(jié)池等。
       這些水池和水庫歸地方政府及當?shù)氐淖灾螆F體等所有。將水面出租給光伏發(fā)電運營商，可以削減每年的維護管理費用。因為在出租期間內(nèi)，光伏發(fā)電運營商會負責大部分的維護和管理工作。而且還能從光伏發(fā)電運營商手中收取以前無法想象的租金。對光伏發(fā)電運營商來說，與租賃土地相比，水面的租金相對較低，便于提高業(yè)務效率。無需平整和除草，可抑制水草異常生長京瓷就水上設置型百萬光伏電站的好處強調(diào)了三點：

       第一，沒有在地面設置時不可避免的建設時整地及運營時除草等成本增加因素。
       第二，池水具有冷卻太陽能電池板的效果。據(jù)稱因池水的冷卻效果，電池板的溫度若降低1℃，輸出功率可增加0.5％。結(jié)晶硅型太陽能電池板具有高溫時發(fā)電損失會增大，轉(zhuǎn)換效率會降低的特性。若設置在水面上，則由水的冷卻效果，在夏季高溫時與地面和屋頂上設置的太陽能電池板相比，可以降低發(fā)電損失。
       第三是對水池的好處。水面上覆蓋了太陽能電池板，可以減少池水的蒸發(fā)量。據(jù)稱還有可抑制藻類等水草異常生長的效果。

       在逆池，有望抑制菱等水草生長的效果。施工前割掉了這類水草，但保留了蓮等具備觀賞性的水生植物。以工序和施工方法的高效化降低成本是關(guān)鍵逆池擔負著為栽培水稻和小麥的耕地提供農(nóng)業(yè)用水的任務。大約1300年來一直為附近的農(nóng)田供水。目前有144戶農(nóng)家的耕地要依賴逆池的水。水面的面積約為8萬m2，在蓄水池中屬于比較大的，其中約三分之一鋪設了太陽能電池板。發(fā)電站的EPC（設計、采購及施工）服務由京瓷集團的工程公司京瓷信息系統(tǒng)（京都市）負責。
       京瓷信息系統(tǒng)表示，在水上作構(gòu)造物的施工除了光伏發(fā)電系統(tǒng)以外幾乎沒有先例。與地面上的施工不同，目前尚未確立高效率施工的設備和方法，需要今后不斷積累經(jīng)驗。與在地面上設置相比，很難大量使用重型機械等進行高效率施工。需要潛水或者在船上的作業(yè)也很多。
這些都是人海戰(zhàn)術(shù)施工方法，會導致施工費用增加。并且，在船上等作業(yè)時，還要在腳下一直搖擺不定的情況下確保安全性。
一道工序所需的時間也比在地上設置時要長。通過提高這些工序和作業(yè)的效率來降低成本是關(guān)鍵。另外，還不能動蓄水池的堤壩。因為堤壩可能會受損。同樣，也不能采用可能會損壞水池本身功能的施工方法。在不損壞水池功能的前提下鋪設太陽能電池板，是水上設置型百萬光伏電站的基本原則。并且，此次水池的所有者還提出了讓發(fā)電站盡量融入周圍景觀的要求。水池周圍綠意盎然，春天是賞櫻花的知名景點。

       水池周圍綠意盎然，春天是賞櫻花的知名景點。左邊的水池上漂浮著電池板。潛水員潛到水下固定錨栓，利用浮臺設置電池板施工時將太陽能電池板和接線盒浮在水面上，將集電箱、光伏逆變器（PCS）和并網(wǎng)設備設置在池邊的地面上。
       太陽能電池板和接線盒利用樹脂制浮臺設置在水池上。浮臺是類似于竹筏的樹脂制部件，起著地上設置時使用的基礎(chǔ)和架臺的作用。

       浮臺載著太陽能電池板和接線盒浮在水面，不會因水面的波動和大風而大幅移動。水池的水位發(fā)生變化時，太陽能電池板也不能過于傾斜。浮臺縱橫連接，呈平面狀漂浮。而且，還像停泊中的船那樣，用錨栓在池底固定，以確保移動幅度不超過一定的范圍以上。首先固定錨栓。潛水員潛入池底，按照GPS（全球定位系統(tǒng)）和地面的指示，在池底提前設計好的位置固定錨栓。錨栓和浮臺利用鋼絲連接。將鋼絲連接到錨栓上，然后系到浮標上。潛水員參與普通施工的情況很少見，重點是，首先要保證找到能執(zhí)行這種作業(yè)的潛水員。
怎樣保證作業(yè)場地？
       其次，利用浮臺，使太陽能電池板和接線盒浮在水池上。要提高這一步驟的效率，有效的方法是，盡可能多地在地面上作業(yè)，來減少船上作業(yè)。
       船上作業(yè)不僅工作效率低于地面，而且設備或配件萬一掉入水中的話，就必須潛入水中打撈。水池常常環(huán)繞著道路，而且不能動堤壩。由于平坦的地方有限，因此需要設法在不傷及堤壩的情況下保證作業(yè)場地。如何保證足夠的作業(yè)場地在很大程度上左右著施工效率。逆池電站是京瓷通信系統(tǒng)的第三個水上百萬光伏電站施工項目。前兩個項目都是在加西市隔壁的加東市實施的。根據(jù)前兩個項目的經(jīng)驗，京瓷通信系統(tǒng)使用單管和木板在堤壩水面附近搭建了作業(yè)場地。逆池電站與加東市的項目相比，腳手架的面積擴大到了約兩倍，達到約48m2，從而提高了效率。
       逆池電站在作業(yè)場地上將28個浮臺連接起來，在固定好太陽能電池板之后，用船運送到指定位置（圖6）。以兩個組串（太陽能電池板串聯(lián)在一起的單位）為一組進行水上運輸。

       連起來運送的浮臺數(shù)越多，水上運送次數(shù)就會越少，但船舶行進的速度也會越慢?？紤]到三者的平衡，京瓷通信系統(tǒng)稱每次運送28個浮臺為佳。
       雖然也可以使用大船來增加每次的搬運量，但使用一定規(guī)模的船舶時，必須配置擁有小型船舶駕照的作業(yè)人員。與可在一定程度上計算作業(yè)量的地面安裝項目相比，水上作業(yè)很難作“每天投入幾名工人才能安裝多少塊太陽能電池板”這種估計。京瓷通信系統(tǒng)制定了周密的臨時計劃，從而避免了工期大幅延遲。
       經(jīng)過這些努力，京瓷通信系統(tǒng)終于將9072塊京瓷太陽能電池板浮在了水面上。從最初的加東市項目開始，浮臺就一直使用法國CielTerreInternational公司的產(chǎn)品。逆池百萬光伏電站安裝了日本企業(yè)獲得CielTerre的授權(quán)而制造的產(chǎn)品。太陽能電池板的尺寸差異可以使用浮臺附帶的金屬件來調(diào)節(jié)。京瓷TCL太陽能認為，因今后預定開發(fā)多座水上百萬光伏電站，通過改進電池板的固定方法，提高效率和降低成本尚有余地。
       為了便于使用卷揚機，采用直線型布線。從浮在水面上的接線盒一直伸向地面上集電盒的浮臺上的布線，極力地敷設成直線狀，從而提高了作業(yè)效率。原因是，要有效利用可使用旋轉(zhuǎn)鼓輪卷繞送電線纜來鋪設的卷揚機，直線型布線方式最為合適。送電線纜集中于各列浮臺的端部。最長鋪設距離為400m。從浮臺東端到設有集電盒的地面之間，有些地方的送電線纜套上了樹脂管漂浮在水面上。
       據(jù)稱，這證明了樹脂管內(nèi)已完全密閉。如果密閉不好的話，水就會進入樹脂管內(nèi)，因重量增加而沉入水中。送電線纜被樹脂包覆并絕緣，因此接觸水以后，可能會導致樹脂劣化，從而損害絕緣性。
        在易于設置的水池上，可高效施工在水上的施工不是在船上就是在浮臺上，作業(yè)時會搖晃，與地面安裝相比，在冬季天氣寒冷時，施工人員的身體溫度會降低，消耗增大，去廁所的頻率也會增加，這些影響都需要考慮。

       今后，京瓷通信系統(tǒng)將利用三個水上安裝型百萬光伏電站的經(jīng)驗，爭取在施工時實現(xiàn)更高的作業(yè)效率和質(zhì)量。雖然看起來是一樣的水池，但有的適合在水上安裝太陽能電池板池，有的卻不適合。比如，不同水深和水底的形狀。
       據(jù)稱，水深要適度，不能太淺也不能太深。逆池光伏電站的水深為3～4.6m，比較適合安裝太陽能電池板。水深基本一定、水底凹凸不平的地方較少、水位不變的水池適合安裝太陽能電池板。
       與地面安裝施工相比，水上施工容易給人以工期很長的印象，但普通的地面2MW電站需要約5個月的工期，而約為2.3MW的逆池電站花了6個月的時間，工期上并不比地面項目遜色。
       據(jù)稱費用基本與地面安裝項目相同。雖然設備購買費用比較高，但因沒有建造費用，因此二者基本相同。運營及維護（O&M）方面，雖然不需要除草費用，但需要乘坐船舶來檢測，因此難度會增加。