水面漂浮的架台和上面安装的光伏 电池板,因周边的浮体式架台被吹翻,有152块(41.8kW)电池板损伤。“很可能是水位超出设计水位,锚固系统拉坏了,导致倾覆。”
9月8日,据日经BP社报道,日本埼玉县川岛町约7.55MW的水上光伏电站,在8月22日认为是9号台风引起的强风和大浪中受损。水面漂浮的架台和上面安装的光伏电池板,因周边的浮体式架台被吹翻,有152块(41.8kW)电池板受损。
西侧边缘被强风和大浪吹翻(摄影:日经BP社)
受灾的光伏电站利用川岛町土地改良区管理的农业用蓄水池“梅之木古冻蓄水池”水面建设,于2015年10月26日开始并网发电。项目采用的浮体式架台为法国天地公司(Ciel Terre International)制造。
Ciel Terre的浮体式架台采用耐紫外线和腐蚀的高密度聚乙烯制造,在法国有使用5年以上的使用经历。日本不断增加的水上光伏电站也纷纷采用。
日本气象厅公布的数据显示,川岛町所在的埼玉县南部8月22日下午3~4点,因9号台风影响最大瞬间风速超过了20m/秒(8级大风)。强风从西北、西北偏西和西部方向吹来,因此水上光伏电站西侧的边缘部分被强风和大浪打翻,架台整个翻倒。
超出浮体架台边缘部分的电池板翻倒(出处:日经BP)
关于电池板受损的原因,运营出资商之一的Smart Energy认为,“我们设想由于电站的水位比浮体式架台厂商的设计标准高出1m多,上下波动更剧烈,这时再受横风吹袭,就成了像翻船那样的状态”。
河北能源工程设计公司商长征表示,初步设想,可能是台风带来的雨水,导致湖水水面升高,锚固系统没有预留足够的长度,浮体被拉去水中,导致浮体的连接耳环断裂,没有了锚固系统的固定,边上的组件比较容易受风倾覆。主要原因是水位上升,耳环拉断。
Ciel Terre相关专业人士表示,通常周边部都要连接不安装太阳能 电池板的空架台。此次被强风吹翻的浮体式架台的边缘部分没有连接这种空架台,电池板超出了浮体式架台。因此,还有观点指出,这可能会导致电池板容易被风从背后掀翻。
我国台风登陆较为频繁的几个省份是广东省、福建省、浙江省、海南省、以及中国台湾地区等。在7-9月的盛夏季节,台风路径更往北、往西偏移,中国从广西到辽宁的沿海省份在此季节都有可能遭受台风侵袭;在6月和10月的过渡季节,台风主要在东径125度以东海面上转向北上,西行路径较偏北,在北纬15-20度之间,少数可登陆广东和台湾、福建、浙江。
所以,这些区域的水面光伏设计,需要着重考虑风荷载情况。在水面光伏项目的设计时,商长征建议采用浮体+支架的漂浮系统方式,浮体仅提供浮力,较大的水平力由支架来承担,能抵抗非常强的水平力。
对于锚固系统,商长征表示,要采用更加可靠的锚固桩,并且锚绳长度的选取根据最低枯水位,最高洪水位和常水位的最大值,漂浮系统在水面上始终处于动态平衡状态,不存在水位升高拉入水中的问题。