十余年間，漂浮式光伏完成了從飽受質(zhì)疑的“邊緣技術(shù)”到已然進(jìn)化為一種高效的光伏應(yīng)用形式被市場認(rèn)可，在全球多國的湖泊、水庫乃至近岸海域落地生根。尤其，在陸地資源緊缺，海上光伏市場蓄勢待發(fā)的當(dāng)下，漂浮式光伏市場即將迎來規(guī)模化增長的重要契機。
全球市場需求激增，漂浮式光伏成能源轉(zhuǎn)型新選擇
當(dāng)前，光伏裝機量的迅猛增長與土地資源日趨緊張之間的矛盾，逐漸成為制約行業(yè)發(fā)展的核心瓶頸。為突破這一桎梏，光伏應(yīng)用場景不斷向山地、荒漠、水面、海洋等非常規(guī)區(qū)域延伸，其中，漂浮式光伏的技術(shù)突破與規(guī)模化應(yīng)用，精準(zhǔn)契合了當(dāng)下能源發(fā)展的迫切需求。
與傳統(tǒng)的地面光伏相比、漂浮式光伏將目光投向了采煤沉陷區(qū)、電廠冷卻水池、污水廠水池、灌溉水庫、魚塘等水域，無需占用寶貴的陸地資源；與樁基式水上光伏相比，漂浮式光伏適應(yīng)范圍更廣，受地域和水域條件的限制更小，且在水深區(qū)域較樁基式更具經(jīng)濟(jì)性，同時，其兼具漁業(yè)養(yǎng)殖、水污染治理及水質(zhì)改善等附加價值，使其在全球范圍快速獲得認(rèn)可。
不僅如此，漂浮式光伏在發(fā)電效率層面的表現(xiàn)同樣亮眼。根據(jù)國際上的通用數(shù)據(jù)顯示，水上光伏發(fā)電量比地面光伏要高出5%～8%，這源于水面對光伏組件的天然冷卻作用，且漂浮式光伏浮體設(shè)計可縮短板體與水面距離，較樁基式對光伏組件冷卻效果更好。這意味著，在同等裝機規(guī)模下，漂浮式光伏能產(chǎn)出更多清潔電力。
更為關(guān)鍵的是，近年來漂浮式光伏成本的降低，為其規(guī)模化推廣奠定了堅實基礎(chǔ)。早期，因技術(shù)不成熟、浮體依賴進(jìn)口等因素，漂浮式光伏支架每瓦成本高達(dá)3元以上，但隨著技術(shù)的迭代成熟，浮體錨固支架系統(tǒng)造價每瓦成本已經(jīng)低于0.5元，在某些水深較大的區(qū)域，其成本甚至低于需要打樁的地面電站，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢進(jìn)一步顯現(xiàn)。
效率與成本的雙重優(yōu)化，讓漂浮式光伏從“可選項”變成了“優(yōu)選項”，使其在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)愈發(fā)強勁的增長勢頭。據(jù)伍德麥肯茲（WoodMackenzie）《2024漂浮式光伏市場概況》報告顯示，全球漂浮式光伏裝機容量持續(xù)增長，預(yù)計到2033年將增長至77GW。
在歐洲，意大利、荷蘭等國相繼啟動大規(guī)模漂浮式光伏發(fā)電項目建設(shè)，計劃裝機規(guī)模超百兆瓦，歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會認(rèn)為，歐洲漂浮式光伏發(fā)展前景向好，有望成為全球第二大漂浮式光伏市場。
在美洲，墨西哥、智利、巴西已啟動大規(guī)模的漂浮式光伏項目建設(shè)。美國在新澤西州、佛羅里達(dá)州等地也建設(shè)了多個漂浮式光伏項目，而且美國國家可再生能源實驗室（NREL）的研究表明，美國全國水庫的漂浮式光伏電力容量可增長861GW-1042GW，水庫上的漂浮組件潛在發(fā)電量高達(dá)1476TWh。
在亞洲，馬來西亞政府將漂浮式光伏納入國家能源轉(zhuǎn)型計劃；印尼更是加快審批流程、完善電價補貼機制，并鼓勵外資和本地企業(yè)參與漂浮式光伏項目的競標(biāo)與實施，而且根據(jù)印尼能源和礦產(chǎn)資源部數(shù)據(jù)顯示，該國可建設(shè)漂浮式光伏發(fā)電項目的水庫和湖泊多達(dá)257個，潛在裝機容量達(dá)14.7GW。
安全、壽命、環(huán)保！漂浮式光伏仍面臨多重挑戰(zhàn)
如果說市場需求是漂浮式光伏發(fā)展的外在推力，那么技術(shù)創(chuàng)新則是支撐其進(jìn)階的內(nèi)在引擎。
一直以來，漂浮式光伏作為光伏領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品，其浮體系統(tǒng)歷經(jīng)多次升級迭代，項目的設(shè)計、建設(shè)也已積累起相當(dāng)豐富的實踐經(jīng)驗，但不容忽視的是項目開發(fā)過程中仍面臨安全性、耐候性與環(huán)境友好性等多重挑戰(zhàn)。
印尼巴淡島水上項目
首先，對于漂浮式光伏電站而言，浮體材料與支架的性能直接決定了電站能否達(dá)到25年的設(shè)計使用壽命。據(jù)了解，傳統(tǒng)漂浮式光伏浮體采用HDPE材料，主流工藝是吹塑成型，但這類材料及工藝存在明顯短板：一旦浮筒出現(xiàn)微小破損，就可能導(dǎo)致整個浮筒漏水下沉；且在戶外環(huán)境中，受紫外線照射、氧化等因素影響，塑料易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，部分工程塑料浮體長期處于陽光下，生命周期甚至達(dá)不到10年。
針對這些問題，業(yè)界積極探索新材料、新工藝的應(yīng)用路徑，并涌現(xiàn)出諸多創(chuàng)新解決方案，其中，同景新能源的方案最為典型且具有代表性。
作為國內(nèi)較早投身水面光伏設(shè)備研發(fā)和技術(shù)研究的企業(yè)，同景新能源創(chuàng)新性地采用EPS泡沫與鋁鎂合金的復(fù)合結(jié)構(gòu)：內(nèi)部實心填充設(shè)計從根本上杜絕了漏水失效風(fēng)險，保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行；外部鋁鎂合金材質(zhì)則徹底攻克了傳統(tǒng)材料的老化難題，有效抵御戶外復(fù)雜環(huán)境侵蝕；更重要的是，EPS泡沫與鋁鎂合金均為經(jīng)過長期驗證的高性能工程材料，其卓越的耐久性可輕松滿足25年設(shè)計壽命要求，為水面漂浮電站的長效運營提供了堅實保障。
而且在與浮體結(jié)合緊密的支架材料選擇上，同景新能源在強度、耐久性與成本之間找到了平衡點，優(yōu)先選用鍍鋅鋁鎂材料。這種材料不僅能提供可靠的強度支撐，保障支架的穩(wěn)定性，還可出具25年的質(zhì)保承諾，同時成本也較為適中，實現(xiàn)了性能與經(jīng)濟(jì)性的雙重優(yōu)化。
除了浮體材料層面外，傳統(tǒng)漂浮式光伏系統(tǒng)還面臨兩大挑戰(zhàn)：一是在部分氣候多變區(qū)域，強風(fēng)、水流高頻沖擊易致產(chǎn)品連接點失效；二是在對于水文條件復(fù)雜、水位落差較大的水域，水流持續(xù)沖刷會削弱錨固基礎(chǔ)承載力，嚴(yán)重影響方陣穩(wěn)定性。
為確保產(chǎn)品的安全性及穩(wěn)定性，同景新能源在連接點設(shè)計上，方陣采用框架結(jié)構(gòu)剛?cè)峤Y(jié)合的連接方式形成子陣；支架節(jié)點用銷軸進(jìn)行軟連接；在錨固系統(tǒng)設(shè)計上，將錨鏈與水平面夾角控制在30°以內(nèi)，確保水位升降時錨鏈長度變化最小，同時保證錨爪抓地力最大化，錨鏈以懸鏈線形式連接，始終處于張緊狀態(tài)，使光伏方陣受四周拉力平衡。
這樣設(shè)計一方面可以避免應(yīng)力集中和減弱波浪對方陣的沖擊的同時維持單獨一個支架的完整性，另一方面可以避免組件受到外力產(chǎn)生斷裂和損傷，和支架出現(xiàn)嚴(yán)重變形的現(xiàn)象，而且無論枯水期、半枯水期還是豐水期，都可以保障支架產(chǎn)品都能穩(wěn)固屹立于河床，適應(yīng)10m的水位漲幅。
此外，由于漂浮式光伏位于水面，安裝與運維工作往往耗時費力，人工成本居高不下。針對這一痛點，同景新能源積極采取優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計、簡化作業(yè)流程等舉措，力求實現(xiàn)成本節(jié)約。在安裝上，其采用“地面預(yù)裝+水中拼接”模式，先在地面完成支架安裝，再推入水中，通過拖船移動后用銷軸連接，最后固定錨鏈。這種方式較傳統(tǒng)水上逐件安裝大幅縮短工期。運維上，同景支架在方陣南北方向設(shè)置通道，東西向交錯布局，運維人員可輕松到達(dá)每個點位，而且運維通道與電纜橋架相結(jié)合，節(jié)省空間的同時便于線纜檢查。
值得一提的是，水面光伏項目對水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識尤為突出，尤其在開發(fā)大型湖泊、水庫等生態(tài)系統(tǒng)敏感的水體時，需嚴(yán)格遵循可持續(xù)發(fā)展基本原則。為此，同景新能源在環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)苛：其水面漂浮支架系統(tǒng)所采用的浮筒、支架、錨固系統(tǒng)等材料均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，且浮筒、支架等配套材料均通過第三方專業(yè)檢測。
為驗證產(chǎn)品對環(huán)境真實反饋，2021年同景新能源曾邀請第三方檢測機構(gòu)TUV萊茵對當(dāng)時已經(jīng)并網(wǎng)三年的廣西右江魚梁庫區(qū)里拉溝30MWp水面漂浮式項目水域水質(zhì)檢測樣品進(jìn)行抽取檢測，檢測結(jié)果顯示：未發(fā)現(xiàn)石化物及重金屬殘留，充分印證了其漂浮支架在環(huán)保性能上的卓越表現(xiàn)，也因此贏得了海內(nèi)外客戶的廣泛認(rèn)，不少地處飲用水源區(qū)，對水質(zhì)保護(hù)有著極高要求的項目，比如印尼巴淡島10MWp漂浮項目，業(yè)主多方考察與嚴(yán)格篩選，最終選擇了同景新能源。
