漂浮支架将水体变成理想的太阳能场所

漂浮太阳能项目正在美国扩大规模，虽然该技术刚刚在美国兴起，不一定进入未知水域。漂浮太阳能支架已在国际上单体达到近100兆瓦的项目上应用，使用塑料吹塑成浮体作为支架、系泊装置，该装置适用于现有的海洋工业，以及地面安装太阳能项目中的锚固件。

美国的安装要求与国际规则不同，但将面板固定到位的结构部件是相同的，并且经过测试可承受这些海洋环境的因素。事实上，水体对太阳能电池阵列带来很多好处，包括内置温度控制。

Ciel & Terre 美洲销售和营销总监 Chris Bartle 说：“当你的面板温度更低时，它们的运行效率更高，因此你可以从中获得更多的发电量。” “水资源管理人员喜欢 [漂浮太阳能电池阵列]，因为当阻挡光线时，就可以防止藻类生长和防止水体蒸发。在加利福尼亚州、得克萨斯州和西南部等长期干旱的地方，水很宝贵，所以盖上那些开放的水库，你会在那里获得双重利益。”

国际漂浮太阳能组件制造商 Ciel & Terre 将这些水上阵列的布局与商业屋顶项目进行了比较。但是，安装过程不同于业内其他任何过程。

拴牢太阳能电池板岛

漂浮太阳能项目通常安装在人造水体上，例如水处理设施、水电大坝、采石场和水库，因为它们可能受到污染并且水上活动很少。安装的第一步是固定将连接到漂浮太阳能电池阵列的锚和系泊缆。

系泊设备要么被引导到岸边，要么沉入水体底部。该选择取决于阵列的位置以及水的周长和深度。如果水太深，则可以将系泊设备运行到海岸线。如果它更浅并且项目所有者更喜欢将阵列放置在离岸更远的地方，那么系泊可以连接到水下锚。或者阵列可以结合使用水下锚固和海岸线锚固。

与地面安装以及在某些情况下商业屋顶太阳能非常相似，漂浮项目可以使用穿透式或压载式锚固。锚定的选择通常来自给定项目的许可机构。在某些情况下，由于受污染的土壤或覆盖表面的内衬，无法穿透湖床，在这些情况下会使用加重压载物。否则，使用地脚螺钉或螺旋桩等穿透式锚具效果很好。

“锚点本身与用于任何其他类型的地面锚定应用的锚点相同，类似于手机信号塔或天线，”Bartle 说。

漂浮太阳能项目通常安装在人造水体上，例如水处理厂和采石场。

由于在水上工作对太阳能承包商来说是新领域，因此需要聘请获得 OSHA 认证的船长以及潜水员或钻机来安装和检查锚。

与陆基太阳能电池阵列不同，漂浮项目的系泊缆必须具有一定的内在弹性或松弛度以预测水流运动。锚和系泊设备是为了将阵列固定在适当的位置，但水是不断流动的。河流注入的水体会有水流，风会引起波浪，水位会因蒸发和降水而上升和下降，筑坝的水库会被排干或填满，水会结冰和解冻。

“在某些情况下，对于水坝，它可能会上下 落差达到100英尺，因此我们必须有非常复杂的锚固组件来适应这种情况，”Bartle 说。

系泊缆绳的特点因制造商而异。Ciel & Terre 生产定制系泊设备以满足项目需求和连接到岸边的抛物线。SEAFLEX 是一家为码头行业服务了 40 年的国际系泊设备制造商，其系泊设备使用的弹性橡胶可拉伸至 30 英尺，并且在未拉伸时保持绷紧。

一旦锚定好，浮标就会连接到系泊绳的末端，等待成组的漂浮太阳能电池板。

“这是水体所有者、EPC 承包商、锚固 [分包商]、电气系统所有者和我们共同决定什么是最好的锚点，”Bartle 说。

组装岛

安装锚和系泊线后，在岸上组装浮体排。中空浮子串联连接，并在每排面板之间使用辅助浮子，作为维护通道的走道。

“你正在将面板组装到支架上，然后将支架组装到浮子上，然后将浮子组装到彼此身上，所有这些都在岸上进行，”Bartle 说。

他把这个过程比作用乐高积木或 Erector 套装搭建东西。Ciel & Terre 漂浮太阳能平台由HDPE高密度聚乙烯制成，采用吹塑工艺制造，与制造食品和饮料容器的工艺相同。皮划艇、浮标和码头也由相同的塑料制成。

“这不是一种新材料——它是一种新的材料应用，”Bartle 说。“但它允许产品在冷热温度下存在，因此它可以膨胀和收缩而不会失效。”

Ciel & Terre 的 Hydrelio漂浮太阳能系列包括 air 1280 浮筒。每个漂浮物以 5 或 12° 倾斜度安装一个太阳能电池板。以前的型号具有内置倾斜功能，但 aiR 使用金属支架和导轨来提供可变的面板角度。Ciel & Terre 浮体可以根据风荷载组装成一排或两排配置，包括东西方向。

漂浮太阳能项目的各个部分在岸上组装，投入水中，然后用船拉到锚点。

有必要建造坡道以将浮标引导到水中，尤其是在海岸线陡峭的情况下。组装好一组浮筒后，将其放入水中并系在船上。然后将块拉出到系泊绳并连接，重复该过程直到组装整个阵列。

“还有一个完整的其他安全和监管部分，我们在地面安装或屋顶上没有那么多。你可以步行去上班，”RETTEW 可再生能源和能源生产市场负责人 Jason Wert 说。“这里有点不同。我们尽量在岸上做很多工作。你正试图尽量减少你正在做的水上工作量。”

RETTEW 是一家工程公司，在东海岸设计并建造了三个漂浮太阳能项目，最近在新泽西州米尔本完成了一个近9MW的漂浮阵列的建设。它在 Sayreville 的第一个漂浮太阳能项目是4.4MW，Wert 说 RETTEW 已经在初步规划大约10倍于这个规模的系统。

美国漂浮太阳能正在兴起，但其定价仍不及市场上其他支架解决方案的竞争力。Ciel & Terre 的 Bartle 估计，漂浮太阳能项目的成本比类似规模的地面安装系统高10%到15%。

“现实是它比地面安装更昂贵。如果你正在做大规模的太阳能，在中西部的农田上很难击败单轴跟踪器，”Wert 说。“我们认为漂浮太阳能是一种非常好的应用，因为 [地面安装] 不是一种合适的技术。”

雇用船长和潜水员等额外服务会增加项目成本，而太阳能浮标在运输过程中比其他类型的支架占用更多空间，这也增加了成本。

然而，对于没有足够屋顶或土地空间的客户来说，漂浮太阳能仍然具有独特的价值。NREL 2018 年的一项研究称，美国有超过 24,000个水体适合漂浮太阳能项目，其中27%的水体可以提供全国10% 的电力。

它可能不是每个项目的首选，但在某些应用中，漂浮太阳能将是最佳选择。

“我告诉 EPC 的是，将漂浮太阳能视为工具箱中的另一种工具，让您的客户使用可再生能源，”Bartle 说。“我们并没有试图从任何其他太阳能产品那里夺取任何市场份额。这只是开发人员和 EPC 感到兴奋的互补产品线。这是一个新的领域。”