央企两淮领跑者基地未中标 却把漂浮光伏技术贡献给行业

由于发展时间比较晚，漂浮方案目前尚未成熟，浮筒使用寿命能否维持20年成为业内最大的担心。但电站建设在即，时间紧促，于是一家央企（以下用“国伏”代替）的光伏部门副总经理李阳（化名）在过去两个月内带队考察了中国已建成的四个具有典型示范意义的水面漂浮光伏电站，还走访了主要的浮筒厂家进行技术交流。

李阳所在的团队已经完成了漂浮光伏电站的大量技术细节确定，但国伏却没有中标两淮的领跑者基地，他们希望将积累的技术经验与行业分享，推动中国水面光伏的发展。

10月份，国伏的水面电站漂浮浮筒采购结果公示，江浙地区的一家氟材料企业中标，这是水面电站中浮筒产品在国内的首次大规模招标。而随着济宁、两淮领跑者基地招标完成，各中标企业也将展开浮筒及水面光伏电站建设方案的选择。其中，浮筒产品的质量以及使用寿命、漂浮式电站建设的工程造价以及发电量与收益等无疑是市场h关注的重点。

浮筒的市场现状

经过多个项目的试验，浮筒已经成为水面漂浮光伏电站浮体材料选择的业内共识，此前也有项目尝试用浮管，但效果并不理想。李阳表示，目前国内可以提供浮筒的厂家大大小小十几家，而国内大部分的浮筒厂家多是码头产品等水上用品的生产厂家转型而来。

对光伏企业来说，浮筒能否拥有25年的寿命是他们最关心的问题，而浮筒企业也几乎无法承诺其产品能稳定使用25年。由于浮筒厂家进入光伏市场较短，关于电站使用的浮筒无论是产品标准的制定还是第三方的认证也几乎都是空白。

据了解，目前市场上的浮筒产品以普通的高分子聚合物——高密度聚乙烯（HDPE）为主，这种材料的优点是刚性、韧性以及机械强度、化学稳定性、电绝缘、耐磨性等方面表现优良，而缺点在于耐老化性较差。

事实上，影响浮筒寿命的关键便在于耐老化性能，HDPE最大的致命缺点在于无法抗紫外线老化。李阳在了解了浮筒在耐老化、耐光照的测试情况后，表示当前的浮筒产品并不适用于光伏电站的建设。

为解决这一问题，李阳与其公司的技术团队一起去寻找解决方案，他们首先想到的是组件的背板也需要具备耐老化、耐紫外的相似性能。于是，李阳邀请了多家背板制造企业进行交流。含氟材料在抗紫外、耐老化方面表现优异，在光伏积累了25年背板经验的杜邦于是成为了国伏进行深度技术交流的合作伙伴。

材料的选择及价格

含氟树脂性能特点

根据杜邦的背板思路来设计的浮筒方案需要两至三层的材料构成，最外面一层是厚度为几十微米的氟膜层来保障浮筒的使用寿命，中间则是HDPF等高分子聚合物以满足浮筒所需的力学性能。在这种设计下，浮筒的抗紫外线、抗腐蚀以及抗老化性能从理论上得到保障。

据介绍，氟膜材料与HDPE材料为不相容材料，在加工过程中可迁移到PE材料表面，从而在材料表面形成一层致密的保护膜，与背板材料中保护PET原理相似，原理简单，材料成本低廉。但加工复杂，工艺特殊，设备需要用特殊设计或增加层结构去弥补这一不足。

多层结构光伏水上浮箱

上述方案虽然具备理论可行性，但最重要的一点在于能否顺应当前电站建设成本下降的趋势。按照上述思路设计的产品成本约在2.5-3元/瓦左右，而这将大大增加电站的建设成本。

除此之外，杜邦还提供了另外一种思路，即在能被阳光照射到的地方贴上一层氟膜胶带，但李阳认为即使采纳该建议来做，那么氟膜在运维时也会产生损坏，无法真正保证电站的长久寿命。

由此，该公司在与相关背板厂家、氟膜材料厂家等进行了沟通，在对于材料标准以及设计思路进行了透彻的了解与研究之后，决定进行公开招标。在标书中明确了所有的材料要求以及各种试验数据，以期通过市场的力量来探索一种符合光伏电站建设要求的浮筒产品。

标书要求，第一，浮筒材质采用安全环保的高分子复合材料；第二，浮筒及连接件等构件的韧性、强度能经受自然环境变化和低温侵蚀。浮筒及其配件需满足浮力要求、抗风要求、抗雪压要求、抗震要求、耐腐蚀性要求、安全性要求、通用性要求、快速安装要求，并提供成本最小化的设计方案。浮筒壁厚不小于3.5mm；第三，浮筒材料需具有优异的抗紫外线性能，浮筒表层抗紫外层厚度≥0.1mm，紫外线阻隔率≥99%，紫外线总辐量承受能力≥1100kwh等。

除此之外，标书中还对浮筒的阻燃、回收、承载等做了具体规定，并要求出具第三方试验报告，包括浮筒的低温落锤测试、紫外线老化测试、HAST加速老化测试以及高低的循环加速老化测试、救援测试、有毒有害物质吸出测试等。

出于对成本控制的测算，标书中要求产品的使用寿命至少保证15年，20年以上则可得满分。

国伏的水面漂浮式电站浮筒招标最后的中标价格为1.8元/瓦左右，这也基本与目前浮筒的市场价格相吻合，但由于标书中对产品的性能、质量、设计方式以及材料做了明确的规定，理论上说，此次中标的浮筒将更好的符合光伏电站的建设要求。

高效抗PID的设备选型

在电站建设成本逐渐降低的大趋势下，水面漂浮式电站虽然在模式上有所创新，但这并不意味着可以无限抬高其成本。所以，从组件、逆变器等主要设备选型方面都需要尽可能的考虑高效产品。

李阳介绍，首先组件方面将会优选选择单晶290瓦的高效产品，同时要求必须使用KPK背板。其次，由于水面漂浮式电站的特殊性，逆变器主要选择组串式。根据上述要求，从该公司集采的价格来看，这两大主要设备的价格共计约为3.66元/瓦左右。

这也与河北能源工程设计有限公司总经理董晓青的建议不谋而合，日前光伏們发布的水面光伏系列文章中董晓青曾表示，“水面漂浮式电站，在设备选型上应更加注重产品的发电效率。一般情况下，河北能源工程设计有限公司建议电站开发商采用两种形式的组件，第一是高效单晶组件，但边框、背板等需要使用防PID的材料；第二是双玻组件，其本身的抗腐蚀性较好，也要注意组件的封装问题。在逆变器选型上，董晓青建议使用组串式逆变器或者箱变一体机型，首先，小机型防腐等级较高。其次，在以往的工程中汇流箱等设备发生问题的频率较高，使用组串式或者箱变一体将更方便后期的运维管理。”

取经：模仿海上石油钻井平台设计浮台

在设备选型中，之所以采用组串式逆变器，简单来说，“太大了没地方放”。水面光伏不同于地面电站，随处都有可以放置设备的地块。在漂浮式电站中，组串式逆变器由于体积小，抗腐蚀能力较强，可以像组件一样直接安置于浮筒之上。

除了逆变器，变压器也是需要仔细考虑的设备之一，变压器无法像逆变器一样使用组串式的进行体积与重量的分离。而变压器是不可能放置于地面上的，由输电损耗会导致系统效率的下降。虽然浮筒也可以在水面上通过组装等方式变大变强，但将重量动辄达几顿的变压器放置于浮筒上，李阳认为这显然并不是长久的办法。

关于打桩式平台，李阳的团队也考虑过这种形式，但是由于打桩的深度无法考量，水面深度并不能代表打桩的深度。“打桩是沉下去的，水深5米，打桩的深度到100米都有可能，再加上混凝土平台的搭建，成本达一两百万都有可能”。

经过调研，参考海上风电以及海上石油钻井平台的经验，李阳考虑将变压器放置在类似于船的原理设计的钢制平台上。李阳介绍道，通过与专业造船厂的交流，从技术角度来说，产品的设计完全没有问题。虽然可能增加成本，但李阳认为，可以将附近的变压器都放置在一起，一个平台大约可以放置2-3台器，综合计算成本也可以接受。最重要的一点是，变压器是高压设备，采用钢制船式浮台也是从安全性、稳定性以及耐腐蚀性等进行综合考量的。

组件排布与成本控制

在发电量的角度考虑，为了尽量减少紫外线对于浮筒的照射以延长其使用寿命，李阳决定不使用支架，直接将组件安装在浮筒之上。同时，将漂浮式电站的组件排列角度尽可能调低，约为10度左右，以减少太阳光直接对浮筒的照射强度及时间，相应的组件将无法按照最佳倾角进行布置。

不过，据测算，由于组件贴近水面的降温作用提高的发电量基本可以抵消由于倾角过低而导致的发电量损失。除了保护浮筒，小倾角的设计在抗风性能等方面效果也更好一些。

为了做好成本控制，李阳在组件的排布方式上也费尽了心思。一般来说，像普通地面电站，出于运维等需求，组件的排列都会在每两排之间留出通道，以方面后期的运维管理。

漂浮式电站的特点之一在于即使运维通道中不安装组件，也是需要安装浮筒的，而运维通道的增多相应的也将增加电站的建设成本。所以，李阳认为在漂浮式电站中可以设计新的排布方式，即每隔3-4排组件作为一个阵列，留出一个运维通道。

这样，最外面两排的运维工作可以直接进行，由于漂浮式电站建设在水面，清扫等工作相对来说频率较低，如果需要更换问题组件，那么可以拆除最外面一排的一块组件来进行更换。根据李阳多年来的经验，运维中发生需要拆换组件问题的概率非常低。据测算，上述的排列方式可以节约将近20%的浮筒投资额。

除了主要设备以及组件排布之外，漂浮式电站一方面由于组件直接安装在浮筒上，可以节省支架的成本约为0.3元/瓦，另一方面，水面光伏在施工中减少了土建等环节，使得水上EPC的价格可以控制在约1.5元/瓦左右。

按照领跑者的标准，将管理费以及公摊等费用综合算入，根据李阳的分析，两淮领跑者漂浮式电站会比同地区的地面电站建设成本高1元/瓦左右。而央企所特有的融资优势在这方面也将为其加分。

光伏电站25年的生命周期无论是从国家补贴还是企业自身的收益率来测算都是至关重要的一环，漂浮式电站作为新的建设模式，从设备选型到建设经验都处在探索阶段。

“总投资上百亿的光伏电站，不是说着玩的，不可能因为选用不合格的产品说废就废掉了。”这是李阳及其团队为漂浮式电站东奔西走，四处调研的动力之一，也是央企的社会责任所在。而当前的光伏电站市场，或许更加需要这种尽职尽责而又努力认真的企业与团队。

虽然国伏没有中标两淮的领跑者基地，但他們的水面光伏电站投资不会停止。