纪振双: 大规模开发海上光伏需要理清和解决的问题

12 10月 2023

2023-10-12 09:09

《山东省海上光伏建设工程行动方案》发布后，海上光伏被热议。近期，随着山东省首批竞配项目陆续进入开工建设阶段，海上光伏再度成为热点。北京鉴衡认证中心副主任纪振双认为，总体看：海上光伏仍处于场景开发和技术定型阶段。本文从更宽视角，探讨性地提出了海上光伏需要理清和破解的问题。

一、海上光伏应用场景和系统形式

根据显在及潜在应用场景和系统形式，图1-1给出了海上光伏（含海岛）应用场景和系统形式分类（示例）。

围绕海上光伏的应用场景和系统形式，先要理清以下2个问题：

1、大规模开发海上光伏的必要性及优先顺序

图1-1所列不同场景和系统形式的海上光伏，在满足现实需求、开发难度和经济性方面，存在明显差异，站在行业角度，先要理清开发建设各类海上光伏的现实意义，以及技术上的可行性和经济上的合理性。以“并网”和“离网”两类形式的电站为例，站在国家角度，在海岛及其周边或海上平台建设准微网性质的独立系统更具现实意义，而大规模开发和建设近海并网型光伏还存在许多需要研究和探讨的问题。

我国在安排金太阳示范工程项目时，即安排了少量海岛光伏项目，受限于当时的技术条件，曾出现过这样那样的问题。随着技术进步，目前已具备建设光储或光储柴独立运行并满足一定范围内用电需求的技术条件。另外，近些年，我国加大了海岛及海洋经济的开发和建设力度，此类场景下，开发和建设海上光伏，除具备经济性，社会效益更为明显。

2、与应用场景适配的系统形式及技术成熟度

相较于陆上光伏，海上光伏的建设和运营环境更为复杂，需要针对不同场景下的运行环境及设计约束条件，研究开发与之适配、技术上可行、经济上合理的工程建设和运管方案。目前，图1—1所示的各类场景和系统形式，某些类型海上光伏的建设方案已相对成熟；某些类形的海上光伏尚处在方案研究、论证和小规模实证阶段，尚不具备大规模开发应用的技术条件。

总之，站在国家及产业长远发展的角度，海上光伏要充分考虑现实需要及技术上的可行性和经济上的合理性，条件不成熟时，不宜盲目、大范围地开发和应用，否则会带来一系列问题。

二、海上光伏的系统构成及其建设和运营过程

图2-1为陆上并网型光伏发电站典型系统构成。

根据海上光伏的运行环境，围绕电站系统构成，与陆上光伏相比，需要理清以下问题，

1）需要增减的系统构成或要素。如，是否需要增加：消（避）浪设施、防止海生物积聚措施或清理设施、海上救援设施；

2）结构形式或运行方式存在明显差异的系统构成。如：组件支撑结构及设备平台，线缆布设方式，消防系统；

3）功能强化或性能提升的系统构件。如，设备支撑结构，通讯系统。

图2-2为陆上光伏发电站典型建设和运营过程。

根据海上光伏的建设和运营条件，围绕图2-2所示过程，与陆上光伏相比，需要理清以下问题，

1）需要增减的过程及要素。以前期准备为例，围绕图2-3所示因素，在站址条件调查和评估，以及行政许可和审批方面，需要增减和调整的内容。

2）作业方式发生显著变化的过程。例如，工程施工、设备吊（安）装、设备检修和维护。

与陆上光伏相比，海上光伏建设和运营过程的作业方法存在明显差异，需要参照海洋工程的建设方式和要求，开展海上光伏的建设和运管。另外，由于海上光伏设计和施工难度加大，对从业单位专业能力及其他方面的要求会显著提高。

三、海上光伏发电设备

图3-1为光伏发电设备概览。

海洋环境中的物理和化学特征与大陆有明显差异，设备选型中应特别注意环境适应方面要求确定和满足，包括不同海洋环境下的特定要求。与陆上光伏相比，围绕图3-1所示过程，需要理清和破解以下问题，

1）电气一次设备在承载、防腐、绝缘耐热和其他方面性能要求，以及安装方式上的差异。以组件为例，目前，业界将注意力放在防腐及海洋环境下耐老化性能研究上，重点并不突出，实际应用中，第一位需要考虑的应是组件的结构安全，特别是抗风压/吹、耐冲击性能方面；另外，对布置于溅浪区的组件，还应考虑满足抗浪击/拍（见图3-2）方面的结构和性能要求。