“渔光互补”促绿色发展

展茂磊

1521271989012**** 山东 济南 250000

摘要：近年来光伏发电技术快速发展，成为具有大规模开发和商业化发展前景的新能源发电方式，也是光伏发电应用领域的投资热点。海南省分行支持的琼中湾岭渔光互补光伏发电项目，采用“上层光伏发电、下层水产养殖”新模式，在缓解当地用电困难同时，发展现代渔业养殖，促进地区可持续发展。

关键词：渔光互补；光伏发电工程

引言

“渔光互补”是将养殖渔业与光伏发电产业结合起来，将光伏发电站的组件阵列立体布设在渔区水面的上方，从而实现下方鱼虾养殖、上方光伏发电的融合产业模式，在提高空间资源与自然资源利用率的同时，构建出“渔光互补”的特色景观。渔光互补光伏发电站项目是安徽省庐江县扶贫工程的重要落脚点，本文主要介绍分宜渔光互补光伏发电站设计与施工关键技术。

1渔光互补

农场如果有湖泊、河流、池塘，还可以采取渔光互补的方式，水上发电、水下养殖。水面上方有光伏板的遮挡，养殖周期还可以延长，减少夏季鱼虾被晒死的概率。渔光互补的好处：给当地的渔民带来额外的光伏发电收益，解决发电问题。减少水面植物光合作用，提高水质；降低水面温度，减少水分蒸发。所以，农场不仅可以安装光伏，而且应用的模式还不少，不仅有农场自身的产品收益，还能带来发电产生的收益，可谓是好处多多。

2水上漂浮式光伏电站的发展现状

水上漂浮式光伏电站技术在国外发展得较早，目前已有一些成功案例，比如美国、英国、日本、印度、韩国、新加坡、澳大利亚等国家均建设了水上漂浮式光伏电站，但规模均较小。此类光伏电站主要布置在面积较小的内陆水域之上，采用“浮筒漂浮、组件以小倾角排列”的设计方案，逆变箱等配套设施布置于岸边。由于水上漂浮式光伏电站的技术水平相对较为落后，限制了大规模水上漂浮式光伏发电行业的发展。与国外相比，我国水上漂浮式光伏电站起步较晚，自2015年开始才有小规模示范项目在北京、安徽、山东等地开工建设，主要包括组件以最佳倾角排列和组件以小倾角排列2种方案。已建成的水上漂浮式光伏电站示范项目布置在较小的水域水面上，水深较浅，配套设施布置于岸边，不受水体影响。目前，国内水上漂浮式光伏电站的设计方案主要有“浮体+支架”和“一体化浮筒”2种，目前国内外对于水上漂浮式光伏电站关键技术问题的分析较为欠缺，如水上漂浮系统的受力与耐久性分析、水下锚固系统的设计与分析、电站的运维方式及环境协调等。由于水上漂浮式光伏电站的设计缺乏可依据的现行标准和规范，导致其建设质量和安全运行维护等问题难以保证。但水上漂浮式光伏电站具有其独特的优势，其能与我国丰富的水资源环境相结合，可为新能源行业的可持续发展提供支持。

3系统方案设计

3.1光伏系统的组件选择

基于我国相关部门《光伏制造行业规范条件》《光伏发电站接入电力系统技术规定》等文件要求，渔光互补发电站光伏系统电池组件的光电转化效率、衰减率、使用寿命等性能参数存在一定最低限制，见表１。在符合相关文件要求的基础上，还需结合我国市场当前的电池组件规格以及分宜县渔光互补发电工程的实际条件进行具体选择，以３０～７０ＭＷｐ为宜。

3.2光伏系统电池阵列的运行设计

现阶段，光伏发电站建设中常用的电池阵列运行方式主要有自动跟踪式、倾角周期调节式、固定式三种。自动跟踪式还可细化分为“单轴跟踪”与“双轴跟踪”两类。自动跟踪式光伏发电站主要依靠一个或两个旋转轴实现太阳方向的自动跟踪，以确保最大限度地获取太阳能源。根据既往经验，单轴跟踪式电池阵列可将光伏发电站的发电量级提升２０％左右，双轴跟踪式电池阵列则更高，通常在３５％以上。倾角周期调节式电池阵列主要以季度为周期，进行被动化的倾向调节，以符合一年中当地太阳辐射的变化规律，达到优质化的能源转化效果，具体的发电提升量为５％左右。固定式电池阵列相对传统和简单，其主要根据发电站区域的整体条件，选择出最佳的辐射角度与装设位置，进而实现固定化、稳定性的功能运行。

3.3逆变器的选择

在光伏发电站的运行结构中，逆变器主要负责直流电能与交流电能的有效转换。在此基础上，由于分宜渔光互补光伏发电站需要进行并网运行，故对逆变器提出进一步的技术要求：（1）可根据太阳光的输入时间与采集量级，完成并网逆变器系统与电池阵列的自动启闭。（2）逆变器必须保有输出正弦波的技术功能。（3）在日照条件波动较大的情况下，仍具有稳定优质的运行质量。（4）在并入电力网络的同时，亦可实现光伏发电系统的独立运行，以此实现区域内电能资源的持续供给。

4水上漂浮式光伏电站的适用范围

由于水上漂浮式光伏电站漂浮于水面，因此其会受到水域内流速、洪峰、水位变幅及风力作用的影响。一般情况下，水上漂浮式光伏电站适用于水流速度<2m>、设计高水位与设计低水位落差较小(<10m)、具有一定死水位(≥0.5m)的水域。湖泊、水库和坑塘较适合水上漂浮式光伏电站的开发；而对于水流流速较大或可能发生较大洪峰流量的河流，不适于开发此类电站。若高、低水位落差过大，将明显增加水下锚固系统的成本和施工难度；而低水位水深过浅则会导致漂浮浮筒搁浅从而被破坏。

5分析及展望

其中光伏大棚、光伏农业温室是热点研究方向。与现有的农业温室（大棚）结合，确实很难见到收益，棚顶的光伏板可能是下面的蔬菜的几十倍造价，大棚内种的东西反而成了陪衬。在我国台湾、河北、山东（寿光）等地确实有一些实践项目取得了不错的成果。从农业的角度分析，植物并不需要在有太阳的时候都照到太阳，一般照几个小时就够满足生长需要的光合作用，另外大棚并不一定盖在棚顶上挡住农作物，追光系统等结构能够使大棚内的植物在一天之内得到一定时间的照射要求。另外，可在大棚内种植厌光植物，如蘑菇，也是一种选择。现在推行“分布式”项目追求发电量，最终效作者简介：武焕涛(1997-)，男，汉族，河南周口人，本科，研究方向：应用物理学。益更好。就像BIPV(光伏建筑一体化)，考虑的不只光伏幕墙等光伏产品。建筑设计、美观程度也需要考虑。光伏大棚也不但需要考虑棚顶的光伏电站，同时还需要棚内种的东西、大棚结构，农作物的销路等问题。另外，光伏与农业的配合也将不仅局限于大棚。国内光伏电站的发展终将受在可铺设电池板的空间场地制约如用于地面电站的荒坡、滩涂、用于分布式项目的屋顶。虽然理论上可铺设面积是很大的，但是受制施工成本、接入点距离、产权问题、土地性质，屋顶的承重，屋顶下工程的运营能力、交电费能力，优质的项目地非常有限。但是“光伏+现代农业”的模式也有如下的刚性需求的推动：生态农业、食品安全为高端农作物的种植与销路带来了机会。我们也在大超市里看到有部分区域卖比别的菜贵三四倍的有机蔬菜，可见也有人买。农民如果可以用自己仅有的资产，土地来养活自己家人并且还略有富余，也能推动社会进步。此外，光伏发电是未来十年新能源发展和应用的主力，随着人类对绿色能源的需求进一步扩大，光伏发电会推动大批光伏产业相关的企业诞生，并能提供大量的就业岗位。目前各地高校也有专门的专业培养相关人才，物理技术在农业的发展上越来越成熟，行业发展成熟指日可待。

结束语

[1]张天保,王武.大型渔光互补光伏电站在无光伏区监控时的运行分析[J].低碳世界,2018(09):79-80.

[2]王鹏,王浩军,薛桂庭.浅谈渔光互补光伏发电项目工程总承包项目技术要点分析[J].中国战略新兴产业,2018(40):80.

[3]辛硕,李志攀,张统,刘磊.“渔光互补”项目的应用及效益分析[J].科技经济导刊,2018,26(21):138.

[4]武威.浙江某地区渔光互补发电工程研究[D].华北电力大学,2018.

[5],渔光互补光伏发电建造关键技术的研发和应用.广东省,广东水电二局股份有限公司,2018-02-03.