1、,领跑者项目水面电站浮体 的设计与制造,诺斯曼能源科技(北京)股份有限公司2017年8月12日,2016年10月18日发布公示确定9家企业中标12个项目,两淮采煤沉陷区 国家先进技术光伏示范基地,2016年9月30日发布公示确定6家企业中标6个项目,另外一个平台项目,共500MW,济宁采煤沉陷区光伏领跑技术基地,1.华能微山100MW,2.晶科微山100MW,3.华电汶上100MW,4.阳光微山50MW,5.协鑫微山50MW,6.三峡汶上50MW,7.中晟(北控)微山50MW,除了山东新泰、山西芮城两个领跑者基地目前进展较快之外,其他基地或多或少的存在着项目推进困难的问题。济宁光伏领跑者基地9
2、30并网或基本无望 光伏門调查(2017/7/24),水面迟迟无法清理 升压站及外线方案的改变 界限不清,领跑者前期基地规划的问题,技术问题,漂浮式大规模应用案列缺乏 浮体的安全性和耐久性 电气设备的选型 阵列的优化排布 大幅度水位变化的锚固技术 沉陷区升压站的建造技术 ,本项目设计基本风压为0.36kN/m2,基本雪压为0.28kN/m2,场区标高为20m30m。场区50年一遇高洪水位为37.0m,数据来源济宁微山*领跑者基地水面光伏电站项目(100MW)招标文件, 在25年使用周期内,浮体系统需能适应以下环境条件: a) 水面浪高不低于1m; b) 水流速度不低于1m/s; c) 风力载荷
3、不低于11级; d) 使用环境温度范围超过-30到60; e) 雪载荷不低于70DaN/m2(等于700N/m2); f) 适应水位变化超过1m; ,数据来源安徽省两淮采矿沉陷区国家先进技术光伏示范基地淮南*142.21MW水面光伏电站工程招标文件,济宁,两淮,漂浮式电站设计主要关注的气候、水文条件风速、风压 影响浮力、连接、锚固设计。风速相当于911级,基本风压为0.36kPa0.70kPa,属烈风暴风,可拔起树,损坏建筑物(11级陆上少有) 雪荷载 影响浮力、支架设计 流速、浪高 影响锚固、连接、高度设计。水面浪高不低于1m,水流速度不低于1m/s 水位变化 影响锚固设计。适应水位变化超过
4、1m7.4m 气温 主要考虑最低温度,冻胀对浮体的影响。,淮南某领跑者项目阵列排布,浮筒排布:128x172块 容量:5.9MW,浮筒排布:112x98块 容量:2.96MW,浮筒排布:56x98块 容量:1.48MW,过道,过道,过道,过道,微山某领跑者项目阵列排布,过道,过道,浮筒排布:46x128、90x64块 容量:1.66MW,2017SNEC,据不完全统计,约18家浮体厂家参展,主流:采用HDPE(改性高密度聚乙烯)制作,普通高密度聚乙烯的老化问题,塑料在加工和使用过程中,在其内部残留微量催化剂(金属离子)、外部光热等环境因素诱导下,易被氧气氧化,高分子的碳长链被交联、截断而发生降
5、解老化,表现为强度下降、老化、脆裂、发黄。作用机理是,诱发产生高活性自由基,与碳链反应产生的结果是又生成新的碳链自由基,构成新一轮循环(循环一),结果是新的自由基不断产生,即构成链增长阶段。链增长阶段产生的高活性自由基和过氧化物,经过一系列链转移反应,产生大量的高活性自由基,整个反应构成循环。在氧气环境下,循环一为主要,一旦生成过氧化物,则引发循环二。,选择合适的高密度聚乙烯并对其耐候、增韧改性,最终确保在25年时限内,材料的基本性能如拉伸强度和拉伸延伸率以及冲击强度能满足长达25年使用要求,改性高密度聚乙烯的抗老化核心技术,本项目主要采用高效光屏蔽剂,吸光助剂和合金共混的物理防护法和长效高低
6、温抗氧剂,聚合物性抗紫外稳定剂、抗疲劳剂以及自主发明的紫外活化增韧体系,提升材料的抗老化和加工性能,目标,措施,和塑料老化测试的相关标准,13大项,近40本标准 只能用各种不同的试验条件去模拟,除非用自然光照射,第三方测试抗紫外老化,实际光照条件:模拟山东、安徽、河北等地区光照条件,平均总辐射为550X104KJ/m2和2700小时年日照时间。紫外辐射宽波段(10nm400nm)约25%,即17W/m2,在340nm窄波段约0.14W/m2 第三方测试条件-GB16422.3-2014:以6.7W/m2340nm连续紫外光照,黑体温度:60,相当于48倍的辐射强度。,25年实际日照时间为675
7、00小时,340nm紫外总辐射强度约9450J/m2,以6.7W/m2340nm辐射功率,需要1400小时高强度辐照,第三方测试抗紫外老化,未改性HDPE材料:约500小时材料性能变劣;经过1400小时老化为脆性材料。 改性HDPE材料:经过高强度紫外辐射老化后,材料的平均力学性能基本不改变或略有提升,测试内容紫外老化测试; 双85老化测试; 湿冻测试; 灼热丝750度测试; 阻燃(HB或V-0测试); 红外扫描测试 低温冷冻强度冲击测试; 有毒有害物质析出测试; 水汽透过率测试 材料寿命评估测试,TUV检测认证,热老化测试及材料寿命评估,根据测试结果,采用阿列纽斯方程计算,材料在85环境条件
8、下的理论寿命为283125个小时,约32年。,单体式 主流,整体式,浮体连接柔度与强度得到兼顾,经国家太阳能光伏产品质量监督检验中心检测:单个连接点的承载力达到近20kN,浮体与浮体之间采用双耳连接,TUV疲劳测试表明:浮体耳板经过大小为900N荷载100000次循环作用后完好无损。,等高设计使得自重均一且能提供均衡浮力,增强了浮体在水中的稳定性,提高了浮力/体积比; 更适合吹塑工艺,保证壁厚均匀; 节省运输成本; 表面有凹槽、中间开孔起到加肋作用,进一步提高浮块的刚度与强度,确保电池板的安全。,浮体拼接示意,等高+模数化设计 可实现灵活拼接,多用途使用,浮体拼接示意,浮体各种扩展拼接应用形式
9、,与其它浮体同模数设计,可在阵列内灵活拼装; 下部凸台设计,提高电缆敷设面,避免被水浸泡; 排水设计,无积水; 盖板设计,可行走,避辐射。,用于电缆的固定,根据不同的情况,采用相应浮体敷设电缆。支架采用镀锌钢材制作,电缆通过绑扎、抱箍或是电缆夹具固定在支架上。,副浮体,主浮体,用于电器设备的安装,立放式,平放式,汇流箱安装用支架与浮体连接件,组件安装方式,铝合金支架:防腐,25年品质 支架扣合式设计,安装轻巧方便!中空支撑,透风,减少水汽聚积,最大限度减少PID的发生,降温,增加发电量可适应不同安装角度的需要,组件安装方式,组件安装结构实体风洞测试,60m/s风速相当于17级风,组件安装方式,
10、主流,宿州工厂实景,占地面积3万余m2,年生产能力达300MW.,组件安装方式,工厂内景 集中上料系统、自动冷却、通风系统、铝型材自动切割、物料自动传输带、质检体系,检测、认证情况,浮体从材料到结构,均经过了最严格的检测, 通过了TUV、LTI和国家太阳能光伏产品质量监督检验中心的权威检测!,TUV检测认证,LTI检测认证,国家光伏质检中心检测认证,组件安装方式,螺栓连接强度测试,T型件强度测试,对边强度测试,斜边强度测试,落锤冲击测试,跌落测试,浮力测试,气密性测试,组件安装方式,亟待解决的问题 建立统一的标准,规范浮体的设计与加工 塑料原材料、改性剂的牌号、性能 材料老化测试的条件、失效判定标准 浮体测试的内容和方法 浮体构造设计 加工工艺要求,THANK YOU,