隨著漂浮光伏領域變得更加成熟，大型項目被建設在多種水體中，這帶來了一系列的施工挑戰。那么，使用什么樣的最新技術才能推動這一領域快速增長?

直至最近，漂浮光伏(FPV)技術才在全球范圍內出現;在過去五年中，FPV開始主要在亞洲地區蓬勃發展。考慮到加速可再生能源部署的必要性，歐洲地區一直在增加安裝量，包括大型項目(GW規模)開發和主要處于研發階段的海上FPV在內，FPV仍被視為一項尚未發揮全部潛力的新生技術。

在不到十年的時間里，這種技術一直在通過反復試驗不斷發展和改進。其中，錨固和系泊系統是其核心。然而，與大多數新技術一樣，人們有必要制定標準，確保參與漂浮光伏的公司不會在不同的方向上徘徊。制定最佳實踐的建議有助于加速項目的改進。

隨著項目規模的擴大，錨固和系泊系統需要進行優化

大型漂浮光伏電站規模迅速增長

質量保證公司DNV的風能和漂浮光伏業務負責人Tore Hordvik表示，僅僅幾年前，大多數漂浮光伏項目的規模都還較小，而現在我們看到的是，項目規模迅速增長，GW規模的項目預計在幾年內就可以實現。

"供應商正變得越來越專業化，經濟體、整條供應鏈、制造、安裝，一切都變得更加高效，這推動了成本下行，項目規模也更容易擴大。"

DNV一直致力于實施FPV項目的推薦實踐(DNV-RP-0584)。DNV于2021年提出的推薦實踐為FPV電站的全生命周期提供了一套全面的要求、建議和指南。

Hordvik補充表示：“我們看到那些制造浮體，錨固和系泊系統的開發商，尤其是技術開發商，一直都在非常積極的根據推薦實踐來驗證他們的技術。

如果缺乏準則或標準，業主、投資方、保險公司或政府機構會難以確定一個項目的質量狀況以及質量標準。此外，推薦實踐有助于概述FPV應符合的標準，這會讓浮體、錨固和系泊系統開發商努力使它們的技術符合DNV文件的要求。”

這項工作仍在進行當中，為此，DNV最近與20多個行業伙伴啟動了兩個業內聯合項目，"這么做的目的是更進一步，實際定義設計標準，而不僅僅是推薦實踐，"Hordvik表示，這使項目能夠根據DNV的設計標準進行認證。

對于一項尚處于起步階段的技術，錯誤和失敗可能會繼續出現，而當錯誤和失敗發生時，它們是學習和改進項目施工和技術的重要工具。

"如果我們能夠從過去的失敗中吸取經驗，改進程序和指導方針，那么我們就可以從這些事件中學到一些東西。我們現在和這個行業就是這樣做的。”

Hordvik表示，在設計階段需要考慮的一個重要步驟是項目完工后的運營和維護，工人如何能夠在組件周圍走動，同時確保在乘船到達漂浮平臺時會有通道， "從設計開始的生命周期階段，制造、安裝和運行需要齊頭并進。"

頭部公司引領，FPV新技術方案多樣化

陽光Sungrow FPV的區域總監Sophie Luo表示，隨著漂浮光伏項目的系泊和錨固應用變得越來越多樣化，解決方案也變得越來越復雜。

"在漂浮光伏發展初期[五年前]，我們使用的最普通的系泊或錨固繩是由鋼鏈制成的。但是，由于應用場景的多樣性，我們開始推薦使用含有部分聚酯彈性材料的系泊繩。根據不同項目的條件，它的適應性更加出色。”

德國開發商BayWa r.e.的漂浮光伏產品管理主管Michele Tagliapietra表示， BayWa r.e.通常會與同樣受信賴的供應商合作，而不會把自己 "鎖定"在某個特定項目的單一供應商或分包商上。

在漂浮光伏領域，BayWa r.e.與Zimmermann PV-Stahlbau公司展開合作以更好的優化技術、降低成本、提高穩定性，使系統適合更惡劣的環境。

Tagliapietra補充表示，公司對其最近項目的改進措施之一是使用可以承載更多組件的船只。我們從現在開始要為變電站安裝一個新的漂浮體結構，我們希望項目取得新進展，這正是一個例子。

然而，隨著項目越來越大，這種技術不一定需要與小型項目有多大區別，主要在于優化錨固和系泊。

Tagliapietra表示：“除了錨固設備的更高負載外，項目規模越大，你的性能優化和降本的空間就越大，更大的項目并不一定意味著更長的安裝時間。”

BayWa r.e.建造的首批FPV項目之一位于荷蘭的Weperpolder，耗時一個月建成，容量為2MW，公司目前最大的Sellingen漂浮光伏項目也位于荷蘭，耗時兩個月建成，裝機容量為41.4MW。

"安裝時間和成本之間不是一個線性關系。對于Sellingen項目來說，通過更大的安裝平臺、優化的裝配流程和更多的人員參與，我們設法大大減少了安裝時間，降低了安裝成本，雖然這種減少并不是以一種成正比的方式發生。"他補充說，減少在現場花費的時間、調動成本，尋找適合項目安裝的時間窗口和天氣條件，這些做法都可以節省資金。

Hordvik稱，對于較大的項目，需要考慮的一個方面是要謹慎對待錨固和系泊載荷，因為系統會更大，因而風區面積也更大。他的解決方案是為大型項目制作大量纜繩，而不是大型錨固和系泊系統。

"當涉及到大型結構時，錨固和系泊是關鍵。"

除了施工技術和開發商正在研究的技術之外，另一個研究領域是漂浮光伏項目對環境的影響。由于這項技術仍然是最新的，因而圍繞FPV電站對水的長期影響的知識仍然匱乏，許多公司正在展開研究。

以葡萄牙電力公司EDP Produção為例，它甚至研究了在葡萄牙的一些最新項目中減少碳足跡的問題，例如其在Alqueva的5MW FPV電站。公司混合了用于浮體的塑料(通常由高密度聚乙烯HDPE制成)與軟木。

EDP的創新總監Paulo Pinto表示：“在這個浮體的制造過程中，我們實現了30%的軟木比例，公司正在考慮在未來項目中采用這種軟木材料，實現減排。”

同時，BayWa r.e.致力于漂浮光伏電站的環境影響研究，公司在荷蘭在運項目中開展研究活動以了解FPV安裝后的水體反應。到目前為止，結果是相當積極的，沒有發現對水質、水的成分、水溫和水中物種產生負面影響。

許多開發商詢問Sungrow FPV是否有可能混合他們的項目(無論是水電、風電還是儲能)，主要是與水電項目混合。

Pinto表示，EDP建造的Alqueva漂浮光伏項目是混合項目，它與大壩中的水電站相連并包括了1MW/2MWh的電池儲能。去年，在葡萄牙舉行的以FPV為中心的最新太陽能招標中，雖然負報價創下記錄，但展示了使用不同技術開發的混合可再生能源項目的潛力。

與Sungrow FPV合作的開發商普遍關注的另一個問題是漂浮平臺的壽命及其可靠性，由于這是一項新興技術，浮體要能夠抵御長達25年的不同作業條件。

不幸的是，過去幾年的技術改進并沒有帶來平準化度電成本(LCOE)的下降，這主要是由于結構和材料的原因。

Tagliapietra補充表示，對于BayWa r.e.來說，另一方面，更大的項目、技術改進和規模經濟可以降低漂浮光伏項目的每kWp成本，但是最終，材料價格的上漲加上較高的通貨膨脹率會對整體系統成本產生負面影響。

"這些因素基本上抵消了我們為優化成本和布局而采取的技術改進措施。"

多樣化水體的影響

漂浮結構的系泊和錨固方式根據水體的不同而不同。根據Hordvik的說法，這是項目啟動前的一個主要考慮因素，大多數漂浮裝置都很靈活，可以在更多的水體中使用。需要為每個項目量身定制并優化錨固和系泊系統。波高和風速都是會影響錨固和系泊選擇的因素。

根據Pinto的說法，在大壩里建設FPV的情況是不一樣的，例如，水位波動會更劇烈。Hordvik表示：“風險更多是與你的項目的位置有關，而不是規模。”

Tagliapietra認為測深，也就是水深的測量，是對系泊系統的設計和施工影響最大的水體參數。"真正發生改變的是錨固的方式，怎樣鉤住系泊線。如果水底存在特定類型的粘土、沙子或巖石，就會改變需要使用的錨的類型。" Hordvik稱，根據錨固類型的不同，系統安裝方式會出現很大變化。

在開發錨固解決方案的同時，BayWa r.e. 還旨在為每個特定的水體找到解決方案。為了實現更高的效率，BayWa r.e.不僅著眼于技術層面，還關注新的安裝技術。

Luo表示，水的酸度也需要考慮在內。以咸水為例，需要考慮未來25年的防腐情況對漂浮平臺產生的影響。為了彌補這個問題，在酸性較高的水域，Sungrow FPV已將系泊繩索從鋼鏈材料改為聚合物材料。

海上漂浮電站潛力與前景

至于FPV的下一步，據Hordvik稱，海上漂浮光伏項目目前仍處于研發階段，已有數個水上試點項目。這些項目都位于荷蘭，由Oceans of Energy公司和Solar Duck公司開發。還有幾個項目正處于詳細設計階段。

Hordvik補充表示，為了使海上漂浮光伏可行，目前正在進行計算機數值模擬測試與開發，用于確定如何加固結構，以及可以使用什么樣的錨固和系泊解決方案。

"海上漂浮光伏電站吸引人們的地方在于，他們看到了海上風電共址項目的潛力，很多大公司都在真正關注這個問題。"

每個風力渦輪機之間需要有一定的距離，漂浮光伏可以加入這些空曠的空間，從而提升項目裝機容量。像荷蘭這樣的國家已經開始要求記錄海上風電項目建設所需區域的使用情況。

“這就是這種大型海上風電企業對漂浮光伏如此感興趣的一部分原因。事實上，因為有這么大的面積，把漂浮光伏放在中間，你就可以顯著提升風電站容量。”

據Hordvik稱，項目共址的另一個好處是，共享基礎設施和電力會有助于降低離岸FPV的成本。此外，目前海上FPV作為一個獨立項目是非常昂貴的，因為必須要使它的結構比在有遮蔽的湖泊中的結構更堅固。

他表示："我們相信，與海上風電共址可以成為海上漂浮光伏的第一塊商業墊腳石，一個獨立的海上FPV需要補貼才能具備商業可行性。”

如果說到目前為止，亞洲一直是漂浮光伏裝機容量乃至技術發展的主要驅動力量，那么歐洲正在通過海上FPV項目及其研發處于這一領域的領導地位。這與大多數大型海上風電開發商都位于歐洲分不開，這些開發商也一直是資助海上漂浮光伏研究的關鍵力量。

隨著海上漂浮項目研究的推進和潛力的不斷提升，越來越多的國家致力于增加可再生能源容量，為需要安裝太陽能光伏的場地提供便利條件，因而漂浮光伏有望實現整體加速增長。

"這是一項智能技術，我們已經做了很多初步測試。現在，我們已經準備好擴大規模并加以改進，越來越多的人正在睜大眼睛，看到漂浮光伏的潛力。"