日本加東市水上百萬光伏電站項目解析

OFweek太陽能光伏網訊：日本兵庫縣中部的加東市稻米種植區，有很多相鄰的蓄水池(圖1)，都是用來為加東市屋度地區的稻田等供水的。

圖1：三個蓄水池上都漂浮著太陽能電池板

右上方水池的太陽能電池板為「加東市屋度光伏電站」的水上部分，中間兩個水池的電池板為「加東市屋度大池光伏電站」(出處：日本COMSYS)

在其中三個相連般的水池上漂浮著太陽能電池板，是所有電池板全部都在水面上的「加東市屋度大池光伏電站(Sun Lakes屋度加東)」(輸出功率約為2MW)，和地面和水上各一部分部分的「加東市屋度光伏電站(Sun Factory Kawata加東)」(約1.3MW)的水上部分(輸出功率為71.5kW)，由從事通信基礎設施等業務的日本COMSYS開發。

三個水池均由當地的屋度自治會管理，系租賃該自治會的水面設置了發電設備。

最初是在地面設置型旁邊「追加」的水上型

最先開發的是「加東市屋度光伏電站」的水上部分(圖2)。發電的收購價格為36日元/kWh(不含稅)，已於2015年3月投入運轉。

圖2：跨地面和水面的加東市屋度光伏電站

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BP)

浮體架台為他喜龍制

大池上漂浮著5768張、輸出功率為1.442MW的太陽能電池板，更池上漂浮著2268張、567kW的太陽能電池板(圖3)。大池的水上面積約為1.84萬平方米，更池約為7300平方米。

圖3：兩個水池上共計漂浮著8036張電池板

約2MW的加東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BP)

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

電池板採用韓國現代重工業生產的多晶硅型(250W/張)。日本COMSYS在水上安裝時，非常重視防潮等應對措施和保修。據稱，現代重工業的產品在這些方面具有出色的性能。PCS採用了東芝三菱電機產業系統(TMEIC)的產品(輸出功率為500kW的機型)。

投資額約為6億日元，以32日元/kWh(不含稅)的收購價格向關西電力售電。對於發電功率，要求功率因數控制達到最大限度，即85%。

用來使太陽能電池板漂浮在水面上的構件——浮體式架台採用了他喜龍工程公司(大阪市北區)的產品。

鋁支柱與樹脂「浮標」相組合

他喜龍浮體式架台的構造是，縱橫嵌入了軌道一樣細長的鋁支柱，並安裝了起到「浮標」作用的樹脂中空構件。與地面設置型架台一樣，將太陽能電池板固定在傾斜至設置角的構件上(圖4)。

圖4：將鋁架台以樹脂浮體浮在水面的構造

加東市屋度大池光伏電站施工時的情形。與地面設置型架台相同，將太陽能電池板固定在傾斜至設置角的構件上(出處：日本COMSYS)

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

相較於法國Ciel Terre生產的浮體式架台幾乎全部用樹脂構件構成，該電站的浮體式架台似乎是以與現有鋁架台相似的構造，用樹脂構件漂浮在了水面上。對鋁材進行了高防腐蝕加工，樹脂採用了重量輕、抗紫外線和防腐蝕性強的高密度聚乙烯。

使用了抗老化性和抗腐蝕性出色的材料，不僅長期可靠性出色，而且即便受到風吹和水流的衝擊也不會發生嚴重傾斜。

關於浮體式架台的保修，廠家保修5年，之後有償保修15年。保修期內，他喜龍的相關人員每年會進行一次目視檢查。

因水和風具有冷卻效果，夏季的發電量増加

因樹脂構件以一定間隔安裝在鋁支柱上，設置場所的水面不會大部分為樹脂構件所覆蓋，水面留有空間。因此，對水池的影響相對較小。

另外，用來拴住浮體式架台的錨栓打在水池周圍的岸邊(圖5)。這與打在池底時相比，錨栓的施工成本較低。但稱，因為要打在堤壩上，所以需要得到水池所有者和管理者的理解。

圖5：錨栓打在岸上。可以看出，浮體式架台被風一吹，鋼纜就會拉緊(出處：日經BP)

因錨栓固定在岸邊，浮體式架台連接的「島」在風吹或者水流的衝擊下，容易在水面上移動。但是，連接錨栓和浮體式架台的鋼纜最大限度地拉緊時，反而會向相反的方向移動，因此即便相同方向的風及水流一直持續，浮體式架台的「島」也會向不同方向搖晃漂浮。

圖6：最後排的電池板後面是「防風板」防止電池板被大風吹起(出處：日經BP)

將水上作業最小化以提高施工效率

兩個水池之間有一處寬敞而平坦的場地。組裝浮體式架台時也用到了這個地方。這裡也是安裝PCS和併網設備的地方。

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

圖7：先在地面上組成單元，再用起重機放到水面上

加東市屋度大池光伏電站施工時的情形(出處：日本COMSYS)

由於在水上作業的最小化，所以實現了效率較高的施工。工期只有2015年7月～12月的約5個月。據稱構成簡單，組裝也很簡單。

此次的百萬瓦級光伏電站，是以一個單元支撐了9張太陽能電池板。嵌入了12個起「浮標」作用的樹脂中空構件。

COMSYS今後打算由此次的經驗，把嵌入的樹脂中空構件數量由12個減少到8個，並以一個單元支撐9張電池板。

COMSYS認為，由於可降低每個單元的成本，因此即便電力收購價格降至20～25日元/kWh(不含稅)，也能開拓有效益的發電業務及EPC服務項目。