漂浮式水面光伏电站设计思路及案例分析2017.08.12.pptx

漂浮式水面光伏电站要点及案例分析1商长征 Tel：13331391120六、水面漂浮电站设计案例分享二、水面漂浮光伏电站前期要点三、水面漂浮光伏电站设计要点四、水面漂浮光伏电站施工要点五、水面漂浮光伏电站运维要点一、两淮水面漂浮电站进展目 录23两淮水面漂浮电站进展情况一l两淮领跑者水面漂浮项目一览表序号项目名称项目所在 地沉陷水面面积（ 亩）建设规模（兆 瓦） 淮北市2601濉溪县韩村镇采煤沉陷区光伏发电项目濉溪县40001002濉溪县南坪镇采煤沉陷区光伏发电项目濉溪县2500603濉溪县刘桥镇采煤沉陷区光伏发电项目濉溪县1300504杜集区朔里镇采煤沉陷区光伏发电项目杜集区160050宿州市1705埇桥区采煤沉陷区北杨寨水面光伏电站项目埇桥区1300506埇桥区采煤沉陷区祁县水面光伏电站项目埇桥区2000507埇桥区采煤沉陷区朱仙庄水面光伏电站项目埇桥区210070亳州市1008蒙城县许疃镇采煤沉陷区水面光伏电站项目蒙城县160050阜阳市1209颍上县古城镇采煤沉陷区水面光伏电站项目颍上县8000120淮南市40010凤台县新集镇国投新集一矿采煤沉陷区水面光伏电站项目凤台县300010011凤台县顾桥镇顾桥矿采煤沉陷区水面光伏电站项目凤台县600015012潘集区泥河镇潘一矿采煤沉陷区水面光伏电站项目潘集区50001504两淮水面漂浮电站进展情况一进展：项目推进困难，大部分项目930实现全额并网基本无望。

存在的主要问题：1、前期规划设计中未能详细落实土地情况，导致项目实施时出现大量地块调整2、项目位于煤矿沉陷区，绝大部分区域尚未稳沉或沉陷后水深过大/过小，导致工程设计、施工难度增加，增加了项目成本3、两淮项目的升压站建设进度快于光伏厂区建设进度，光伏厂区建设缓慢主要受浮体产能有限、水面清理困难等限制，有的项目浮体供应不及时或尚未到场，有的项目阻工严重，影响施工进度4、部分设计院对于水面漂浮电站的设计经验不足，导致方案迟迟不能确定，过于保守，施工难度加大，间接影响了施工进度l项目进展情况5水面漂浮光伏电站前期要点二光伏项目选址：是综合考虑光照、电力送出、设计、施工、投资、回报等 领跑者项目尤其需要确定漂浮电站的可利用水面的面积及建设条件可用于水面光伏电站建设的土地性质未利用地河流湖泊滩涂农业 用地坑塘 水面养殖 水面可调 整养 殖水 面l选址6水面漂浮光伏电站前期要点二前期设计所需资料： 1、厂区红线：确定水面范围，落实水面租赁情况 2、地形图：场址范围内比例尺不小于1：500的地形图测量图包含地形 图、水面外形图、水底地形图、水面标高等 3、岩土勘察资料：光伏发电工程站址区工程地质初步勘察资料（含水质 分析、水、土壤腐蚀性分析等）。

4、水文资料：当地河流分布情况及历年洪水情况、场址处50年一遇最高 洪（潮）水位，水位变化情况等收集场址相连河道水文资料，调查分析 河道各种水源可供水量和取水可靠性，并进行场址水源条件和极端水位分 析评估 5、接入系统资料：已取得的接入电力系统设计及审查批复意见，以及本 工程接入变电站的相关电气资料 以上资料直接影响到项目的可行性、经济性和后期能否顺利实施的关键前 期文件l前期设计7水面漂浮光伏电站设计要点三水面漂浮光 伏电站系统 构成漂浮系统锚固系统设计需经过比选，考虑25年的 使用寿命，选择满足要求的漂 浮系统，并且设计应充分考虑 电站运维检修的便利和成本配重锚固系统专用锚具锚固系统桩锚固系统敷设系统接地系统光伏阵列漂浮系统电气设备漂浮系统锚固系统需根据水文资料及沉 陷报告，设置相应的适应水位 变化的措施桩锚固系统是一 种经济、安全可靠的一种锚固 系统交、直流电缆敷设集电线路敷设交、直流电缆敷设在漂浮系统 上能方便施工和检修；集电线 路敷设应设置相应的适应水位 变化的措施光伏阵列接地系统电气设备接地系统水面漂浮部分的接地引下线应 设置相应的适应水位变化的措 施选取合理的接地装置开关站或升压站及送出线路8水面漂浮光伏电站设计要点三l 漂浮系统建设形式漂浮式 （水深＞5m）浮管式浮箱式HDPE浮管+支架薄壁钢管+管内填 充物+外防腐涂料+ 外防腐橡胶+支架HDPE标准浮箱HDPE浮箱+支架高强复合混凝土浮 箱+支架不锈钢管+管内填 充物+支架不锈钢浮箱+支架9l各种漂浮系统的优缺点比较浮管式漂浮光伏系统统名称适用范围不适用范围优点缺点建设形式浮管 式漂 浮光 伏系 统广泛适用 于水深较 深，塌陷 区，具有 防渗层的 水库等水 域。

最低枯水位 时，光伏阵 列下水深小 于0.5m时， 不能采用此 系统造价较低 ，浮管结 构受力合 理组件可 按照最佳 倾角布 置连接节点多 ，施工困难 ，检修难度 较大结构 稳定性较 差水面漂浮光伏电站设计要点三标标准浮箱式漂浮光伏系统统名称适用范 围不适用范围优点缺点建设形式标准 浮箱 式漂 浮光 伏系 统广泛适用 于水深较 深，塌陷 区，具有 防渗层的 水库等水 域最低枯水位 时，光伏阵 列下水深小 于0.5m时， 不能采用此 系统模块化，轻量， 无支架，连接节 点少，施工方便 ，工期较短，采 用耳环连接，能 较好的适应水面 波动的影响造价最高，浮箱 连接耳环是其薄 弱环节，需经过 计算并采取加强 措施，HDPE材 料的耐久性需进 一步提升组件 不能实现最佳倾 角HDPE浮箱+支架式漂浮光伏系统统名称适用范围不适用范围优点缺点建设形式HDP E浮 箱+ 支架 式漂 浮光 伏系 统广泛适用 于水深较 深，塌陷 区，具有 防渗层的 水库等水 域最低枯水位 时，光伏阵 列下水深小 于0.5m时， 不能采用此 系统造价较低， 结构合理； 浮箱仅作为 浮体，提供 浮力，较大 的水平力由 金属支架承 担。

构造措 施的采用， 更适应水面 环境连接节点多 ，施工难度 较大 HDPE材料 的耐久性需 进一步的提 升结构稳 定性较差备注：浮箱+支架形式较标准浮箱形式受力更合理，可有效解决节点强度低的问题但是浮箱 +支架形式的漂浮系统设计过程中需考虑波浪对漂浮系统的影响，合理设置构造连接措施10水面漂浮光伏电站设计要点三l各种漂浮系统的优缺点比较高强复合混凝土浮箱漂浮系统名称适用范围不适用范围优点缺点建设形式高强 复合 混凝 土浮 箱漂 浮系 统广泛适用于 水深较深， 塌陷区，具 有防渗层的 水库等水 域地势平 坦的无水滩 涂也适用湖底地势起 伏较大，最 低枯水位时 ，光伏阵列 下水深小于 0.7m时，不 能采用此系 统浮箱耐久性 极高，造价 较低，结构 合理；构造 措施的采用 ，更适应水 面环境可 实现任意倾 角结构稳 定性强浮箱自重大备注：高强复合混凝土浮箱+支架形式较标准浮箱形式受力更合理，有效解决浮箱耐久性差、 节点强度低的问题该系统设计过程中考虑波浪对漂浮系统的影响，设置相应构造连接措 施11水面漂浮光伏电站设计要点三l各种漂浮系统的优缺点比较12名称基础础或浮体的每 瓦造价 （元/w）支架的每瓦造价 （元/w）水面光伏阵阵列基础础及 支架的总总造价（元 /W）水面架高式光伏支架（ 10m桩长 ）0.70 0.30 1.00 浮管式漂浮光伏系统0.80 0.501.30 标准浮箱式漂浮光伏系统1.40 0.00 1.40 HDPE浮箱+支架式漂浮光 伏系统0.850.451.30高强复合混凝土浮箱+支 架式漂浮光伏系统0.850.40 1.25l各种漂浮系统的经济性比较水面漂浮光伏电站设计要点三Ø 水面漂浮的光伏电站，若水面尺寸较大或 塌陷区内，建议采用漂浮式电气设备平 台。

Ø 漂浮式电气设备平台可分为浮箱式钢结构 平台、预制混凝土漂浮平台等Ø 设计设备漂浮平台时，需计算最不利工况 下的承载力、倾覆力、连接锚固力、吊装 验算等，并考虑其耐久性和经济性水面漂浮光伏电站设计要点三l电气设备漂浮系统的设计13水面漂浮光伏电站设计要点三l锚固系统的设计Ø锚固系统是“水面漂浮电站”设计的难点，也是漂浮系统、敷设系统、接地系统能否可靠工作的关键点Ø锚固系统可分为配重锚固、专用锚锚固和桩锚固Ø光伏阵列组装完成后，拖移至合适位置，进行初步的定位，待调整完好后再与锚固系统连接14Ø光伏阵列在风荷载、水流、波浪等的作用下，产生较大的水平力，配重锚固、专用锚锚固提供的锚固力较小，需要设置的锚固点数量较多采用桩锚固的方式，可以提供更强的锚固力，减少锚固数量Ø沉陷区也能够采用锚固桩的方式，但是有防水层的水域，不能采用水面漂浮光伏电站设计要点三l锚固系统的设计Ø普通的混凝土配重锚固方式锚固力较小；专用锚造价较高；锚固桩锚固的方式，受水深、沉陷情况及施工工期的影响较大Ø针对水面漂浮电站锚固系统，我院发明了一种预制钢筋混凝土锚，能够提供较强的锚固力，造价较低且施工速度快15Ø光伏阵列区的直流、交流电缆宜通过浮箱固定，设置桥架的方式。

Ø高压交流线缆敷设优先采用浮体上敷设方式，其次选用水下敷设方式，设计时应确保后期维护的便利性；线缆设计时应根据水位的变化充分考虑线缆长度的余量；此外还应根据水域的自然环境来确定电缆护套的材料水面漂浮光伏电站设计要点三l敷设系统的设计16水面漂浮光伏电站设计要点三l接地系统的设计17Ø对保护接地、工作接地和过电压保护接地采用一个总的接地网其接地装置的接地电阻值要求不大于4ΩØ水面漂浮电站接地非常重要，要根据不同的水面情况和组件选型等因素综合确定Ø水面漂浮部分的接地引下线应设置适应水位变化的措施及预留冗余Ø 漂浮电站的环境多为高温、高湿，甚至盐雾环 境 Ø 设备器件失效率高,设备应尽量减少易损件的使 用，减少运维巡检困难 Ø IP67防护等级 Ø 在水面光伏电站，工作人员在水中作业，在抑 制PID效应同时，需要防止人员触电风险，保 障人生安全具有残余电流检测RCD及电路切 断功能Ø 若采用组串式逆变器，无需单独设置电气设备 漂浮漂浮平台，造价能降低一部分，组串式逆 变器建议采用立式安装若采用集中式逆变器 ，需要与箱变一起设置单独的漂浮平台 Ø 建议箱变采用欧式干变l设备的选型设计水面漂浮光伏电站设计要点三1819l水面光伏电站漂浮系统的施工水面漂浮光伏电站施工要点四Ø浮管式漂浮光伏系统施工Ø每MW3272根浮管，浮管数量多，连接杆件及节点多，施工困难，施工速度慢。

Ø施工无需机械设备，人工搬运安装，施工时需注意保护好浮管和钢构件的防腐层20l水面光伏电站漂浮系统的施工水面漂浮光伏电站施工要点四Ø标准浮箱式漂浮光伏系统Ø每MW主浮体3740个，走道浮体5781个，浮箱数量多，节点多，但施工连接方便，施工速度较快Ø施工无需机械设备，人工搬运安装，施工时需注意保护好浮箱，防止浮箱的破坏Ø组件的防雷接地连接施工复杂，锚固系统连接点需采取加强处理21l水面光伏电站漂浮系统的施工水面漂浮光伏电站施工要点四ØHDPE浮箱+支架式漂浮光伏系统Ø每MW需要3652个浮箱，浮箱数量相对较少，但连接节点较多，施工速度较慢Ø施工无需机械设备，人工搬运安装，施工时需注意保护好浮箱，防止浮箱的破坏，保护钢构件的防腐层Ø每个小的发电单元间的拼接较为困难22l水面光伏电站漂浮系统的施工水面漂浮光伏电站施工要点四Ø高强复合混凝土浮箱+支架式漂浮光伏系统Ø每MW需要340个浮箱，浮箱数量少，连接节点少，施工速度快Ø施工时需机械设备将浮箱吊入水中，栈桥与浮箱配合岸边施工，施工方便Ø浮箱自重大，稳定性好，施工人员立于浮箱上安装23l水面光伏电站漂浮系统的施工水面漂浮光伏电站施工要点四Ø电气设备漂浮平台的施工Ø电气设备漂浮平台的施工，平台及电气设备的自重较大，岸边水深所限，需根据现场条件选择合适吨位和吊装半径的起重机械。

Ø施工时需注意保护好漂浮平台，避免出现碰撞及防腐层破坏水面漂浮光伏电站运维要点五Ø水面光伏电站的运维是否方便，是否存在大量的浮箱更换和修复是重大的问题漂浮方案确定时要充分考虑Ø水面架高式光伏电站面临运维检修困难的问题24水面漂浮光伏电站。