水面漂浮光伏发电的施工技术探讨

王杰 王成志

浙江华业电力工程股份有限公司 浙江宁波 315800

光伏发电是我国新能源开发中的重要技术之一，目前大多为以地面作为发电站的平台基础。但是光伏发电站的施工建设往往需要较大的占地面积，而我国建设用地资源稀缺，严重制约了光伏发电的发展。在此背景下发展出了以水面作为基台的漂浮式光伏发电组件，其一般包括光伏组件、浮架以及相关变电设备和电缆线路等。与传统光伏电站相比，其不仅可以有效减少对土地资源的消耗，而且可以提高发电量，对于生态环境治理也具有重要的作用。因此施工单位应加强对水面漂浮光伏发电施工技术的研究，以提高施工质量和效率。

1 某水面漂浮光伏发电工程概况

大唐华银益阳北港长河100MW 渔光互补光伏发电项目位于湖南省益阳市沅江市泗湖山镇北港长河水域。水域面积约2200 亩，为东西走向的长条状水域。平均水深1．5-3 米，个别最深处达4 米，水位一年的波动变化在1．2 米以内。项目总规划租用水面约2200亩，规划装机容量121．992MWp/100MWaC。本项目对光伏发电与环境保护的有机结合具有重要的意义，因此施工单位应准确掌握各项施工技术要点，保证施工的质量效率。

2 水面漂浮光伏发电施工技术分析

2.1 水面漂浮光伏发电站浮体架台施工技术要点

水面漂浮光伏发电站通常需要以浮体架台作为平台基础，因此浮体架台的施工质量将对光伏电站各项功能是否能够正常发挥产生重要的影响。比较常见的浮体架台主要包括三种类型，在施工时应根据工程项目的实际情况选择相应的浮力系统[1]。在安装浮体架台施工时，既可以在岸边完成浮体架台的拼接作业后在水上进行其他相关设备的安装，也可以采用直接在岸边完成所有浮体组件的安装施工后再整体入水的施工方式。以整体入水方式为例，在施工时应根据其具体的容量面积进行组装单元的划分，且应合理控制每平方米的附载以及所需浮筒的数量，为后续浮体组装以及吊运施工创造便利条件。因水面漂浮光伏的特殊性，在连接支架和型钢施工时应选择不锈钢螺栓加弹簧垫圈，以确保连接紧固可靠、使用生命周期变长。在近岸侧应选择活动铰接装置连接连接杆以及浮体，使其能够串联连接在岸边。在施工时也可以采用缆绳锚固方式进行连接。在固定浮体平台施工时，施工单位可以采用打桩锚固方式，并应选择具有较高防腐性能的材料作为锚固桩，以确保固定牢固可靠。

2.2 水面漂浮光伏发电站光伏组件施工技术要点

在安装光伏组件施工时，施工人员应准确控制安装孔位置。为确保光伏组件均匀受力，施工人员应合理控制组件规格，通常组件在其水平方向上的投影长度应略小于其宽度，且应根据组件的长度来确定浮体的具体尺寸。在开箱后应及时将光伏组件安装就位形成光伏阵列，且应尽快完成汇流箱与光伏阵列的接入作业，以防止进入水汽，对连接的可靠性以及光伏阵列运行的安全性产生不利的影响。在安装施工过程中严禁在有载条件下将电气连接断开，且要确保连接装置整洁干燥，以确保其运行稳定安全，防止发生触电或者电弧等问题。在安装光伏组件时，施工人员应严格按照设计要求并结合施工现场的实际情况准确控制水平面与光伏组件之间的倾角角度，以提高光伏组件的输出功率，并为后期的管理维护创造便利。

2.3 水面漂浮光伏发电站敷设电缆施工技术要点

在敷设电缆施工时，应沿浮体进行各类电缆设施的敷设作业，并应在电缆上设置好护线管。在固定电缆支架时，应首先安装螺栓，并在设置好支架、平垫以及弹垫后，再将螺母紧固，以防止电缆出现晃动现象。

2.4 水面漂浮光伏发电站汇流箱安装施工技术要点

在安装汇流箱施工时，施工人员应首先将电缆以及汇流箱支架固定在浮台上，并将电缆敷设到位，之后再在固定支架上进行汇流箱的安装施工。安装时可以根据施工现场的实际情况选择相应的安装工艺，并利用汇流箱挂耳将在其支架平面上固定牢固。

2.5 水面漂浮光伏发电站逆变升压单元施工技术要点

在安装箱逆变一体机施工时，施工单位应首先将其箱逆变一体机吊装到事先组装好的箱逆变钢结构浮船平台上，吊装时应注意保持平稳。当箱逆变一体机就位后应通过对浮台的调整完成找平作业，并在浮台连接位置将箱逆变升压箱焊接牢固，同时还要做好焊点的防腐处理工作。完成上述作业后，施工单位应利用牵引船牵引逆变升压单元达到指定位置，并要将其锚固在事先打好的锚固桩上面，且要确保连接可靠。最后利用电缆浮桥接入相关电缆，完成逆变升压单位的安装施工。

2.6 水面漂浮光伏发电站接地处理施工技术要点

防雷接地保护是水面漂浮光伏发电站施工中的重要环节。施工单位应根据现场的实际情况选择相应的接地方式。例如在近岸侧可以选择外引接地极工艺进行接地处理，而在水侧则可以采用水下就近接地方式。在水面漂浮平台上，由于组件以及汇流箱等都需要进行接地防雷处理，因此可以通过设置镀锌钢绞线的方式连接光伏阵列内各相关设备电位，从而构成一个接地水平环网，以便于各相关设备的接近接地处理，接地环网并应按设计图纸配置水下垂体，以确保接地可靠。因一个方阵浮体面积较大，可根据现场实际情况分割成多个接地网。在箱逆变一体机及高压电缆接地上，一体机外壳与钢结构浮船平台需保证电气通路，利用镀锌钢绞线自然悬垂于水底于垂体连接。高压电缆的金属套应在电缆线路两终端和接头等部位实施直接接地，或者一端保护接地。

3 结语

漂浮式光伏是一种新形式的土地综合利用方式，对于保护环境以及清洁能源的开发利用均具有重要的意义。该光伏电站建成后，光伏组件下面可正常进行渔业养殖，形成在立体空间上的渔光互补，实现了渔业与光伏发电的有机结合，极大的提高了湖泊的整体利用率。同时，通过水上发电等项目的综合开发，也可以使逐年劣化的水质得以自然净化，从而改善水体水质，在不改变土地属性的基础上，产生清洁电力，扩大供电可再生能源比例，创造更大的社会、经济以及环保效益。