日本兵庫(kù)縣中部的加?xùn)|市稻米種植區(qū)，有很多相鄰的蓄水池(圖1)，都是用來(lái)為加?xùn)|市屋度地區(qū)的稻田等供水的。




右上方水池的太陽(yáng)能電池板為“加?xùn)|市屋度光伏電站”的水上部分，中間兩個(gè)水池的電池板為“加?xùn)|市屋度大池光伏電站”(出處：日本COMSYS)

在其中三個(gè)相連般的水池上漂浮著太陽(yáng)能電池板，是所有電池板全部都在水面上的“加?xùn)|市屋度大池光伏電站(Sun Lakes屋度加?xùn)|)”(輸出功率約為2MW)，和地面和水上各一部分部分的“加?xùn)|市屋度光伏電站(Sun Factory Kawata加?xùn)|)”(約1.3MW)的水上部分(輸出功率為71.5kW)，由從事通信基礎(chǔ)設(shè)施等業(yè)務(wù)的日本COMSYS開(kāi)發(fā)。

三個(gè)水池均由當(dāng)?shù)氐奈荻茸灾螘?huì)管理，系租賃該自治會(huì)的水面設(shè)置了發(fā)電設(shè)備。

最初是在地面設(shè)置型旁邊“追加”的水上型

最先開(kāi)發(fā)的是“加?xùn)|市屋度光伏電站”的水上部分(圖2)。發(fā)電的收購(gòu)價(jià)格為36日元/kWh(不含稅)，已于2015年3月投入運(yùn)轉(zhuǎn)。



紅葉和電池板倒映在池中。輸出功率約為1.3MW，其中水上部分為71.5kW(出處：上圖為日本COMSYS，下圖為日經(jīng)BP)

浮體架臺(tái)為他喜龍制

大池上漂浮著5768張、輸出功率為1.442MW的太陽(yáng)能電池板，更池上漂浮著2268張、567kW的太陽(yáng)能電池板(圖3)。大池的水上面積約為1.84萬(wàn)平方米，更池約為7300平方米。


約2MW的加?xùn)|市屋度大池光伏電站，大池中漂浮著5768張、更池中漂浮著2268張電池板(出處：上圖為日本COMSYS，下圖為日經(jīng)BP)

電池板設(shè)置容量為2.009MW，光伏逆變器(PCS)的額定輸出功率為1.5MW。

電池板采用韓國(guó)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的多晶硅型(250W/張)。日本COMSYS在水上安裝時(shí)，非常重視防潮等應(yīng)對(duì)措施和保修。據(jù)稱，現(xiàn)代重工業(yè)的產(chǎn)品在這些方面具有出色的性能。PCS采用了東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)(TMEIC)的產(chǎn)品(輸出功率為500kW的機(jī)型)。

投資額約為6億日元，以32日元/kWh(不含稅)的收購(gòu)價(jià)格向關(guān)西電力售電。對(duì)于發(fā)電功率，要求功率因數(shù)控制達(dá)到最大限度，即85%。

用來(lái)使太陽(yáng)能電池板漂浮在水面上的構(gòu)件——浮體式架臺(tái)采用了他喜龍工程公司(大阪市北區(qū))的產(chǎn)品。

鋁支柱與樹(shù)脂“浮標(biāo)”相組合

他喜龍浮體式架臺(tái)的構(gòu)造是，縱橫嵌入了軌道一樣細(xì)長(zhǎng)的鋁支柱，并安裝了起到“浮標(biāo)”作用的樹(shù)脂中空構(gòu)件。與地面設(shè)置型架臺(tái)一樣，將太陽(yáng)能電池板固定在傾斜至設(shè)置角的構(gòu)件上(圖4)。




加?xùn)|市屋度大池光伏電站施工時(shí)的情形。與地面設(shè)置型架臺(tái)相同，將太陽(yáng)能電池板固定在傾斜至設(shè)置角的構(gòu)件上(出處：日本COMSYS)

電池板因是固定在傾斜至設(shè)置角的構(gòu)件上，故設(shè)置角可在5～20度之間選擇。此次選擇了20度的設(shè)置角。

相較于法國(guó)Ciel Terre生產(chǎn)的浮體式架臺(tái)幾乎全部用樹(shù)脂構(gòu)件構(gòu)成，該電站的浮體式架臺(tái)似乎是以與現(xiàn)有鋁架臺(tái)相似的構(gòu)造，用樹(shù)脂構(gòu)件漂浮在了水面上。對(duì)鋁材進(jìn)行了高防腐蝕加工，樹(shù)脂采用了重量輕、抗紫外線和防腐蝕性強(qiáng)的高密度聚乙烯。

使用了抗老化性和抗腐蝕性出色的材料，不僅長(zhǎng)期可靠性出色，而且即便受到風(fēng)吹和水流的沖擊也不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重傾斜。

關(guān)于浮體式架臺(tái)的保修，廠家保修5年，之后有償保修15年。保修期內(nèi)，他喜龍的相關(guān)人員每年會(huì)進(jìn)行一次目視檢查。

因水和風(fēng)具有冷卻效果，夏季的發(fā)電量増加

因樹(shù)脂構(gòu)件以一定間隔安裝在鋁支柱上，設(shè)置場(chǎng)所的水面不會(huì)大部分為樹(shù)脂構(gòu)件所覆蓋，水面留有空間。因此，對(duì)水池的影響相對(duì)較小。

另外，用來(lái)拴住浮體式架臺(tái)的錨栓打在水池周圍的岸邊(圖5)。這與打在池底時(shí)相比，錨栓的施工成本較低。但稱，因?yàn)橐蛟诘虊紊希孕枰玫剿厮姓吆凸芾碚叩睦斫狻?br />



因錨栓固定在岸邊，浮體式架臺(tái)連接的“島”在風(fēng)吹或者水流的沖擊下，容易在水面上移動(dòng)。但是，連接錨栓和浮體式架臺(tái)的鋼纜最大限度地拉緊時(shí)，反而會(huì)向相反的方向移動(dòng)，因此即便相同方向的風(fēng)及水流一直持續(xù)，浮體式架臺(tái)的“島”也會(huì)向不同方向搖晃漂浮。


將水上作業(yè)最小化以提高施工效率

兩個(gè)水池之間有一處寬敞而平坦的場(chǎng)地。組裝浮體式架臺(tái)時(shí)也用到了這個(gè)地方。這里也是安裝PCS和并網(wǎng)設(shè)備的地方。

他喜龍的浮體式架臺(tái)，需要在地面上將多張電池板固定組成單元，再用起重機(jī)吊起放在水面上的設(shè)置位置(圖7)。因此，組裝這種浮體式架臺(tái)及安放起重機(jī)需要一個(gè)寬敞的場(chǎng)地。


由于在水上作業(yè)的最小化，所以實(shí)現(xiàn)了效率較高的施工。工期只有2015年7月～12月的約5個(gè)月。據(jù)稱構(gòu)成簡(jiǎn)單，組裝也很簡(jiǎn)單。

此次的百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站，是以一個(gè)單元支撐了9張?zhí)?yáng)能電池板。嵌入了12個(gè)起“浮標(biāo)”作用的樹(shù)脂中空構(gòu)件。

COMSYS今后打算由此次的經(jīng)驗(yàn)，把嵌入的樹(shù)脂中空構(gòu)件數(shù)量由12個(gè)減少到8個(gè)，并以一個(gè)單元支撐9張電池板。

COMSYS認(rèn)為，由于可降低每個(gè)單元的成本，因此即便電力收購(gòu)價(jià)格降至20～25日元/kWh(不含稅)，也能開(kāi)拓有效益的發(fā)電業(yè)務(wù)及EPC服務(wù)項(xiàng)目。