光伏也能实现“水上漂”?没错,日前,随着安徽阜阳南部风光储大基地水面漂浮式光伏电站(以下简称“阜阳水面光伏电站”),这座全国单体规模最大的水面漂浮式光伏电站实现全容量并网,这看似不能实现的目标也成为现实,只见一万三千余亩的水面上波光潋滟,纵横有序的光伏阵列随着水波上下起伏,在阳光下熠熠生辉,源源不断地输出清洁电能。
据介绍,阜阳水面光伏电站是安徽阜阳南部120万千瓦风光储基地项目(以下简称“阜阳基地项目”)的子项目之一,近120万块光伏组件在采煤沉陷区的闲置水面上,构成了65万千瓦的庞大光伏矩阵,每年超7亿千瓦时的清洁电能源源不断地从这里产出。
从“百亿江淮粮仓”到“清洁能源大基地”
阜阳,承东启西、接南连北,一头系着“中原粮仓”,另一头则扎进了中国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一——长三角城市群。
阜阳用不足全国0.5%的耕地,生产出近1%的粮食,自2008年以来,粮食产量连续16年超过百亿斤,成为名副其实的“百亿江淮粮仓”。
担得起粮食安全的重任,也扛得动经济发展的担子。长三角地区作为中国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一,用不到4%的国土面积,创造了全国近1/4的经济总量和超过1/3的进出口总额,在中国式现代化建设大局和国内国际双循环体系中的战略地位举足轻重。
长三角的经济发展,离不开稳定的电力支撑。用电量是经济运行的“晴雨表”与“风向标”,作为长三角城市群之一的阜阳担起了能源供应重任。
阜阳基地项目作为长三角地区首个新能源大型风光基地项目,拉开了新能源基地化开发的序幕,全面投产后每年可向长三角地区供应约20亿千瓦时清洁电能。
阜阳新能源大开发也带来当地新能源产业的大发展。“阜阳最有基础、条件和潜力的新兴产业就是新能源,目前阜阳已聚集了一定数量的新能源上下游企业,能够在新一轮新能源产业发展中乘势而上、开辟新局。”安徽省能源集团总经理李明表示。
2022年,阜阳新能源和节能环保产业的规模以上工业产值(即年主营业务收入在2000万元及以上的工业企业产值)达到1090亿元,成为该市首个千亿级产业集群。据阜阳市统计局数据显示,2023年前三季度,全市“四上”企业新能源发电量同比增长11.7%,发电量增幅较上半年提高1.2个百分点,新能源发电量持续增长。
《阜阳市“十四五”能源发展规划》指出,要积极发展光伏和风电,积极开发利用太阳能。合理利用阜阳市采煤沉陷区、废弃土地、农业大棚、滩涂、鱼塘等资源,发展农光互补和渔光互补项目,打造三峡能源安徽阜阳南部120万千瓦风光电项目光伏基地……
有基础、有优势,有计划、有前景,在新能源产业发展的赛道上,阜阳正阔步向前。
采煤沉陷区的“困”与“纾”
“华东的煤,一半在安徽”,安徽省是华东地区重要的产煤和供煤省份之一,煤炭资源丰富,产量位居华东地区首位。
据《阜阳市矿产资源总体规划(2021年-2025年)》显示,阜阳的煤炭产量在安徽省居第四位,是安徽省重要的产煤区,其目前的煤炭资源保有量近50亿吨。
随着煤炭不断开采,采煤沉陷区逐渐形成,长年累月的降水及地下渗水,一个个沉陷区变成了一个个“湖泊”。
采煤沉陷区的治理成为摆在阜阳面前的一道难题。“发展水面光伏能够合理地利用闲置水面资源,还可以改善生态环境,同时创造新的经济增长点,无疑是解决采煤沉陷区问题的一个优质方案。”三峡能源安徽分公司副总经理程大利说。
2016年,三峡集团积极参与“安徽省两淮采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地项目”。2017年,当期单体规模最大的水面漂浮式光伏电站——三峡能源安徽淮南15万千瓦水面漂浮式光伏项目(以下简称“淮南项目”)并网发电,并在此后的几年内实现了生态效益、社会效益、经济效益“三丰收”,为后续水面光伏电站的开发建设积累下可借鉴的经验。
程大利介绍,阜阳水面光伏电站充分吸取了淮南项目的经验,用“水面光伏+沉陷区治理”的方式,盘活了一万三千亩的“死水”。曾经“满目疮痍”的黑臭水体消失了,变成了如今当地一道亮丽的风景线。
同时,阜阳水面光伏电站积极吸纳本地劳动力就业,“在项目建设过程中,我们会优先安排当地劳动力,帮助周边农民就地务工。”三峡能源东部建设管理部项目经理胡乐超表示,“项目建成投产后,日常维护和组件清洗等工作还能提供大量的劳动岗位,也为当地农民带来持续稳定的工作和收益。”
曾经荒凉的采煤沉陷区,因为有了“因地制宜”的新产业,不仅找到了新的经济增长点,还实现了生态修复,将“包袱”变为了财富,使这片土地重新焕发出了生机。
一池水的科技“蝶变”
在淮南项目,有一片单独开辟出来的水域,这是一块5兆瓦规模的特殊组件试验田。
“这片试验田就像一个赛场,各种类型的组件在这里进行同台竞技,我们通过实证对比和应用,研究不同类型的组件在实际运行环境中的可靠性,从中遴选出最适合水面光伏项目的组件,为后续项目开发及行业技术发展提供助力。”淮南项目现场值班员蔡德旺对记者说。
6年的时间过去,“全国单体规模最大”的接力棒如今已交到了阜阳水面光伏电站的“手”中。
阜阳水面光伏电站充分汲取了淮南项目经验,全部采用双面双玻组件,其组件背面也可以利用水面反射光进行发电,相较于单面单玻组件,不仅组件的发电转换效率提升约24%,同时耐紫外线、耐水汽、耐尘能力更佳,更适合在水上“漂”。
不仅是光伏组件,阜阳水面光伏电站所采用的逆变器在性能方面也有了全面的提升。6年前的淮南项目,15万千瓦装机容量,配备了2014台单机容量50千瓦或60千瓦的逆变器。而今天65万千瓦装机的阜阳项目配备了2002台单机容量300千瓦的逆变器,单台逆变器的输出功率整整提升了6倍,在项目总装机提升4倍有余的情况下,逆变器的数量却不增反降。
阜阳水面光伏电站的运维场站内,一个奇特的“箱子”摆在围墙旁边,格外引人注目。
“这是一个无人机库,在阜阳水面光伏电站,我们配备了两套这种先进的无人机智慧巡检系统,能够实现巡检过程全自动,全程无需人工干预。”三峡能源安徽分公司场站经理吕嘉奖边展示边说。
阜阳水面光伏电站是全国单体规模最大、综合利用采煤沉陷区闲置水面最大的漂浮式光伏项目。“如果靠人力,一次完整的厂区巡检需要10个人花费1个月才能完成。”吕嘉奖说,“用两台无人机巡检系统来负责巡检工作,只需要7天就可以完成。”
一套智慧巡检系统,解决了传统光伏巡检的痛点,提升了工作效率,保障了工作安全,技术进步带来的效果是清晰可见的,阜阳水面光伏电站的单位装机所需运维人员仅为原来的1/4,真正实现了智慧场站“少人值守”。