多元?jiǎng)?chuàng)新，在渤海上“集光”
8月26日，秦皇島市昌黎海域，河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目現(xiàn)場，51個(gè)光伏網(wǎng)架已安裝完成。打樁船、吊裝船、運(yùn)輸船、拖輪等近30艘大小船只在海面上穿梭，船上的技術(shù)人員、工人正在合作安裝第52個(gè)光伏網(wǎng)架。
作為我省首個(gè)海上光伏項(xiàng)目，該項(xiàng)目已進(jìn)入大規(guī)模施工階段，建成后年均發(fā)電量可達(dá)7.7億千瓦時(shí)，可節(jié)約標(biāo)煤23.1萬噸，減排二氧化碳69.5萬噸、二氧化硫2587噸、氮氧化物2670噸、煙塵3125噸，對減輕環(huán)境污染、推動(dòng)區(qū)域能源結(jié)構(gòu)向清潔化轉(zhuǎn)型作用顯著。
8月26日，在河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目現(xiàn)場，新的光伏網(wǎng)架剛剛完成安裝。 河北日報(bào)記者 孫也達(dá)攝
用科技創(chuàng)新解決建設(shè)難題
8月26日，記者在項(xiàng)目施工現(xiàn)場看見，施工人員在進(jìn)行打樁作業(yè)前，首先利用大型吊裝設(shè)備將一個(gè)形似桌子的鋼架緩緩吊入海中，隨后通過特殊的固定裝置將其固定在海底。
仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)鋼架的四角還帶有圓環(huán)。工人們小心翼翼地將四根鋼管樁分別穿過鋼架四角的圓環(huán)，再借助專業(yè)的打樁設(shè)備將鋼管樁夯入海底。
“四角獨(dú)特的圓環(huán)設(shè)計(jì)正是后續(xù)施工的關(guān)鍵，這是我們發(fā)明的精準(zhǔn)沉樁工藝。”該項(xiàng)目技術(shù)主管車增杰說，這個(gè)項(xiàng)目用于固定光伏板網(wǎng)架的鋼管樁數(shù)量多，更為關(guān)鍵的是，沉樁的相對精度控制有著極為嚴(yán)格的要求，4個(gè)鋼樁之間的誤差不能大于15厘米。這一精度標(biāo)準(zhǔn)在陸地上實(shí)現(xiàn)已非易事，在復(fù)雜多變的海上環(huán)境中，更是對施工技術(shù)提出了巨大挑戰(zhàn)。
為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)過無數(shù)次的研究與實(shí)驗(yàn)，研發(fā)了一種形似桌子的新型吸力筒式穩(wěn)樁平臺。車增杰解釋，該平臺獨(dú)立于施工船之外，受風(fēng)浪涌影響較小，可利用吸力筒結(jié)構(gòu)調(diào)整平臺的水平度，采用四個(gè)抱樁器控制四根鋼管樁的相對精度，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)樁平臺一次安放施打四根鋼管樁。“平臺內(nèi)部還搭載北斗定位系統(tǒng)，通過精準(zhǔn)定位，誤差可以控制在10厘米內(nèi)，施工精度得到顯著提升。”他說。
先固定穩(wěn)樁平臺，再打樁，多了一道工序，會影響施工進(jìn)度嗎?
“反而提高了施工速度。”車增杰說，如果不使用穩(wěn)樁平臺，在每次進(jìn)行打樁作業(yè)前，都需要對打樁位置進(jìn)行一次單獨(dú)的定位操作。而在海上復(fù)雜的環(huán)境中，定位工作容易受到風(fēng)浪、水流等因素的干擾，一旦定位不準(zhǔn)，就需要重新進(jìn)行調(diào)整，這不僅會耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力，還會嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。而有了穩(wěn)樁平臺之后，只需要在平臺安放時(shí)進(jìn)行一次精準(zhǔn)定位，后續(xù)的打樁作業(yè)就可以基于這個(gè)已定位好的平臺順利開展，無需再進(jìn)行重復(fù)定位，從而大幅節(jié)省了定位時(shí)間，提高了整體施工效率。
記者看到，項(xiàng)目所用的光伏網(wǎng)架單個(gè)長68米、寬38.4米，面積相當(dāng)于6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場大小，光伏網(wǎng)架與鋼管樁連接處的對接面積不足1平方米。
“光伏網(wǎng)架的吊裝工作，不僅要克服風(fēng)的影響，還要克服浪和涌的干擾。”車增杰介紹，項(xiàng)目施工團(tuán)隊(duì)為此使用“1主+4次”的吊裝設(shè)備，在主起吊設(shè)備確定好吊裝高度和角度后，下方的4個(gè)次吊裝設(shè)備分別進(jìn)行微調(diào)，確保吊裝精準(zhǔn)度。
“海上吊裝影響因素多，所以吊裝窗口期相對較短。”車增杰說，為確保每個(gè)窗口期能高效率工作，項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了光伏網(wǎng)架疊裝運(yùn)輸工藝。在每艘光伏網(wǎng)架運(yùn)輸船上，當(dāng)下層網(wǎng)架固定后，通過雙插銷將疊拼工裝固定于運(yùn)輸船甲板，上層網(wǎng)架再固定于工裝上，實(shí)現(xiàn)一次運(yùn)輸3個(gè)網(wǎng)架，避免出現(xiàn)吊裝窗口期無光伏網(wǎng)架可用的局面。
與陸上光伏項(xiàng)目不同，海上光伏項(xiàng)目要面對海洋高鹽霧環(huán)境對設(shè)備的侵蝕，項(xiàng)目中所使用的光伏板需通過技術(shù)創(chuàng)新適應(yīng)海中環(huán)境。
“光伏板如果不能適應(yīng)高鹽度環(huán)境，后期發(fā)電能力衰減是很嚴(yán)重的。”車增杰說，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和光伏板生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)一起，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，最終研制出一種抗腐蝕的聚氨酯邊框，替代鋁邊框，用于保護(hù)光伏板。在后期發(fā)電時(shí)，邊框、玻璃、封裝材料之間不會形成漏電流，聚氨酯邊框的使用讓光伏板的防PID(潛在誘導(dǎo)衰減)和防漏電流性能顯著提升，可確保25年使用壽命內(nèi)發(fā)電效率衰減不超過15%。
6月11日，在河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目現(xiàn)場，技術(shù)人員正在確定吊裝方案細(xì)節(jié)。 華電秦皇島新能源有限公司供圖
記者手記
“首創(chuàng)”為海上光伏建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)
目前，我國絕大部分光伏板的最大輸出功率在550瓦至650瓦之間，而河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目中，70%光伏板的最大輸出功率為710瓦。新型光伏板實(shí)驗(yàn)成功后，將有利于我省海上光伏項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)一步減少用海面積，提高用海效率。
不僅如此，記者在采訪中了解到，該項(xiàng)目中的精準(zhǔn)沉樁工藝、光伏網(wǎng)架疊裝運(yùn)輸工藝、110千伏集電線路技術(shù)等或?yàn)槿珖讋?chuàng)，或?yàn)楦倪M(jìn)方式。
從技術(shù)創(chuàng)新維度來看，這些“首創(chuàng)”構(gòu)建了一套“問題導(dǎo)向—技術(shù)攻關(guān)—成果落地”的完整創(chuàng)新鏈條。
在海上光伏這一新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，由于缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)過程中必然會遇到各種新的問題和挑戰(zhàn)。對此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過主動(dòng)創(chuàng)新，不僅成功解決了這些問題，還實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，加速了行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的完善與升級。
從產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)的角度出發(fā)，該項(xiàng)目的創(chuàng)新成果還具有一定的輻射帶動(dòng)效應(yīng)，能夠?qū)ο嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生積極影響。
以項(xiàng)目中研發(fā)的抗腐蝕聚氨酯邊框?yàn)槔?，為了解決海洋高鹽霧環(huán)境對光伏板的侵蝕問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與光伏板生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)展開深度合作，共同研發(fā)出具有優(yōu)異抗腐蝕性能的聚氨酯邊框。這種新型邊框的研發(fā)成功，不僅為該項(xiàng)目提供了符合要求的光伏板配件，還為光伏板生產(chǎn)企業(yè)帶來了新的技術(shù)和產(chǎn)品，提升了自身產(chǎn)品的競爭力，拓展了市場份額。同時(shí)，新產(chǎn)品的研發(fā)還將帶動(dòng)相關(guān)原材料產(chǎn)業(yè)、加工制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成一條以海上光伏項(xiàng)目為核心的產(chǎn)業(yè)鏈條，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
更深遠(yuǎn)的影響是，項(xiàng)目的創(chuàng)新不僅有利于我省海上光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，更有利于相關(guān)企業(yè)走出去。該項(xiàng)目中的創(chuàng)新成果，不僅適用于我國海上光伏項(xiàng)目，還可以根據(jù)不同國家和地區(qū)的海洋環(huán)境、氣候條件等實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化，應(yīng)用于全球其他國家和地區(qū)的海上光伏項(xiàng)目建設(shè)中。相關(guān)企業(yè)可以憑借這些創(chuàng)新技術(shù)和項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，積極參與國際海上光伏項(xiàng)目的競爭與合作，將河北的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)推向世界。
在我省首個(gè)海上光伏項(xiàng)目中，應(yīng)用如此多的“首創(chuàng)”建設(shè)方式，無疑是因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的生動(dòng)實(shí)踐。
