山東煙臺招遠(yuǎn)北部，萊州灣海域碧波蕩漾。

離海岸不遠(yuǎn)的海面上，一片片深藍(lán)色的光伏板鱗次櫛比，在陽光下閃爍著耀眼光芒。

這里是中國廣核集團(tuán)有限公司煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目場區(qū)。5月27日，該項目實現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電。76萬塊海上光伏組件組成的光伏陣列，將源源不斷的綠色電能通過16回35千伏集電線路接入220千伏陸上升壓站，進(jìn)而并入電網(wǎng)，再送往千家萬戶。

這是我國首個全容量并網(wǎng)發(fā)電的樁基固定式海上光伏項目。該項目應(yīng)用了我國自主研發(fā)的雙面雙玻海上光伏組件等一系列創(chuàng)新產(chǎn)品，并形成了可復(fù)制的海上光伏項目施工成套工藝體系，為海上光伏項目建設(shè)及運(yùn)維提供了經(jīng)驗，對我國海上光伏規(guī)模化發(fā)展具有重要意義。

年發(fā)電量可滿足40萬戶家庭需求，減排量相當(dāng)于植樹造林1562公頃

從高空俯瞰，中廣核煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目就像一塊鑲嵌在蔚藍(lán)海面上巨大的深藍(lán)色寶石。

該項目總用海面積512.7公頃，相當(dāng)于國家體育場“鳥巢”占地面積的25倍。項目與海岸之間，最近的距離為2公里，最遠(yuǎn)為6.2公里。

記者了解到，該項目交流側(cè)額定容量為400兆瓦，預(yù)計年平均發(fā)電量6.94億千瓦時，可滿足約40萬戶家庭一年的用電需求。

生態(tài)效益同樣顯著。中國廣核新能源控股有限公司黨委書記、董事長張志武說，一年近7億千瓦時的發(fā)電量可等效減少標(biāo)煤消耗約20.87萬噸，減排二氧化碳約53.58萬噸，相當(dāng)于植樹造林1562公頃。

在海岸上遠(yuǎn)眺中廣核煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目，深藍(lán)色的光伏組件連綿鋪展，直至海天相接處。乘船駛近,光伏板的“腿”進(jìn)入眼簾——4400多根鋼管樁深深扎根海底，發(fā)揮著關(guān)鍵支撐作用。

“海上光伏是光伏產(chǎn)業(yè)的新業(yè)態(tài)。從與海岸線之間的距離來說，主要分為潮間帶、近海、深遠(yuǎn)海等海上光伏電站;從結(jié)構(gòu)形式上來說，目前主要分為樁基固定式和漂浮式兩大類。”中廣核煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目經(jīng)理付紅星向記者介紹，所謂樁基固定式，就是通過大型打樁設(shè)備將鋼管樁或預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁打入海底土層，形成支撐結(jié)構(gòu)，再安裝光伏支架。與漂浮式相比，樁基固定式的主要特點(diǎn)在于無需錨鏈系統(tǒng)，抗臺風(fēng)、洋流沖擊能力更強(qiáng)，適合海況復(fù)雜區(qū)域，但對水深、地質(zhì)條件要求更高。

中廣核煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目采用的便是近海樁基固定式。國內(nèi)同類項目平均水深多為3至8米，而該項目場區(qū)水深8.5米至11米，是山東省首批競配的10個海上光伏項目中水深最深的。其全容量并網(wǎng)發(fā)電，成功驗證了樁基固定式海上光伏項目的可行性路徑。

據(jù)了解，山東省正堅持全域統(tǒng)籌、海陸并進(jìn)，加快推進(jìn)大型清潔能源基地建設(shè)，全力打造能源綠色低碳轉(zhuǎn)型示范區(qū)。作為山東省能源領(lǐng)域經(jīng)略海洋、向海圖強(qiáng)的又一實踐，中廣核煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目全容量并網(wǎng)發(fā)電，將有力推動區(qū)域能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。

對比陸上光伏，在海上發(fā)展光伏項目具有多項優(yōu)勢。付紅星解釋：“海域光照強(qiáng)度高，年等效利用小時數(shù)比陸上高5%至10%，而且不占用土地資源，適合土地資源緊張的沿海地區(qū)。光伏陣列還可為魚類、貝類等海洋生物提供庇護(hù)場所，具有良好的生態(tài)環(huán)境效益。”

我國海域遼闊，海岸線漫長。據(jù)測算，我國可安裝海上光伏的海域面積約71萬平方公里，單體海上光伏項目更具備規(guī)模化優(yōu)勢。發(fā)展海上光伏，前景廣闊。當(dāng)前，在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，在國家政策扶持下，海上光伏已成為沿海省市能源轉(zhuǎn)型的重要賽道。

三大創(chuàng)新應(yīng)用大顯身手，應(yīng)對復(fù)雜海洋環(huán)境挑戰(zhàn)

在海上建設(shè)光伏項目，首先要直面復(fù)雜多變的海洋環(huán)境。

“海洋環(huán)境具有高鹽霧、高濕度、高風(fēng)載、高洋流沖擊等特性，在海洋惡劣環(huán)境下，常規(guī)組件和支架鋼結(jié)構(gòu)的壽命周期將大幅縮短。”中廣核煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目副經(jīng)理回世翔說，海上光伏項目對組件的材料防腐、結(jié)構(gòu)特性、系統(tǒng)穩(wěn)定性等要求較高。

對于中廣核煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目團(tuán)隊來說，在解決普遍性問題之外，還有多個難關(guān)要闖。

“該項目水深較深，建設(shè)難度大。”回世翔解釋道，“在深水區(qū)打樁，易受洋流、潮汐影響，樁頂標(biāo)高、樁體垂直度控制難度大。而且，深水區(qū)意味著所需樁基也相對較長、入泥更深，打樁設(shè)備的性能面臨更嚴(yán)峻考驗。”

“建設(shè)難度大”還體現(xiàn)在多個方面——

施工環(huán)境惡劣。該項目所處的萊州灣海域，年均6級以上大風(fēng)天數(shù)超100天。同時，受當(dāng)?shù)貪O業(yè)養(yǎng)殖等因素影響，海上有效作業(yè)窗口期為陸上項目的40%。

施工工藝復(fù)雜。該項目采用的是“陸上拼裝+海上整體吊裝”模式，尺寸為69.3米*37.3米的單套光伏支架單元需要在陸地上完成拼裝后運(yùn)輸至海上，再精準(zhǔn)對接吊裝。

作業(yè)流水化要求高。從陸上拼裝到海上吊裝，有十幾道工序需要無縫銜接、流水化作業(yè)，任何延誤都會導(dǎo)致整體工期延后。

此外，光伏支架配套材料產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，也會影響支架拼裝進(jìn)度。

中廣核堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，聯(lián)合高校、科研機(jī)構(gòu)等，推進(jìn)設(shè)計創(chuàng)新、材料創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、裝備創(chuàng)新，攻克海上光伏建設(shè)難題。中國廣核新能源控股有限公司黨委副書記、總經(jīng)理李光明介紹，項目團(tuán)隊在光伏組件研發(fā)應(yīng)用、支架單元技術(shù)設(shè)計以及海上打樁等方面，打造了三大創(chuàng)新應(yīng)用。

針對項目所在海域環(huán)境特性，中廣核聯(lián)合有關(guān)企業(yè)研發(fā)了國內(nèi)首批適應(yīng)海洋環(huán)境的單晶硅異質(zhì)結(jié)N型雙面雙玻組件。通過該型組件的研發(fā)和應(yīng)用，中廣核取得了7項專利，對海上光伏組件技術(shù)進(jìn)步起到了推動作用。

在支架單元技術(shù)設(shè)計方面，項目團(tuán)隊采用了行業(yè)首創(chuàng)的“大跨度螺栓球鋼網(wǎng)架+螺旋變徑鋼管樁”技術(shù)方案。項目共有121個發(fā)電單元，每個發(fā)電單元則由6至8套光伏支架單元組成。這一技術(shù)方案的應(yīng)用，打造了光伏支撐“超級支架”。

據(jù)付紅星介紹，單套光伏支架單元可承重約120噸，可承載裝機(jī)容量590千瓦，其面積相當(dāng)于6個標(biāo)準(zhǔn)籃球場大小。無論是承載裝機(jī)容量還是支架尺寸，均為國內(nèi)光伏行業(yè)之最。項目團(tuán)隊通過開展數(shù)值風(fēng)洞模擬、測壓風(fēng)洞試驗等設(shè)計安全性復(fù)核，保證了支架單元穩(wěn)定安全。此外，光伏支架在海上光伏行業(yè)首次應(yīng)用了聚脲等防腐材料，采用三層防腐體系提高防腐性能。

在施工工藝方面，項目團(tuán)隊研究形成了“多管樁高精度同步定位”等深水區(qū)樁基施工工藝，提高了施工效率和安全性。另外，項目團(tuán)隊還研發(fā)建造了全國首臺(套)海上光伏智能高效打樁裝備——“電建海裝001號”新型打樁船。對比傳統(tǒng)海上打樁船，該船沉樁效率提升了5倍，施工成本降低50%以上。

構(gòu)建成套工藝體系，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游發(fā)展

海上施工難，那就把它搬到陸上來。中廣核新能源山東公司董事長姜通海說：“能在陸上完成的工序，絕不放在海上，最大限度地將海上施工轉(zhuǎn)為陸上施工。”

據(jù)介紹，項目團(tuán)隊創(chuàng)新提出支架單元陸上流水拼裝、碼頭15度傾角翻轉(zhuǎn)落駁、海上整體運(yùn)輸安裝等關(guān)鍵技術(shù)方案，研發(fā)制造了大跨度支架單元空中翻轉(zhuǎn)裝置、同頻滑移電動平車、自升式樁頂作業(yè)平臺等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心施工裝備。這些為支架單元高效、穩(wěn)定、安全安裝提供了全方位保障。

“中廣核在該項目建設(shè)中形成了海上光伏項目施工的成套工藝體系，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)輸出、施工模式創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同機(jī)制等方面，為全國同類型海上光伏項目積累了系統(tǒng)性的實踐經(jīng)驗。”回世翔介紹，其中，該項目形成的5項企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已納入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定計劃，中廣核正在牽頭組織起草1項海上光伏方面的國家標(biāo)準(zhǔn)。該項目所采用的深水區(qū)樁基施工工藝、大跨度支架設(shè)計方案、“陸上拼裝+海上整體吊裝”模式，可將海上作業(yè)量減少60%、工期縮短30%，目前這一施工模式已在多個項目中復(fù)制應(yīng)用。

該項目還承擔(dān)多項重點(diǎn)科技創(chuàng)新研發(fā)，眼下已取得專利70余項，其中發(fā)明專利30余項，已發(fā)表SCI論文4篇。這些成果的交流共享、推廣應(yīng)用，將有力帶動材料制造、裝備制造、施工服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈上下游發(fā)展，為海上光伏產(chǎn)業(yè)注入更多推動力。

項目要正常穩(wěn)定運(yùn)行，離不開一批配套設(shè)施。中廣核煙臺招遠(yuǎn)400兆瓦海上光伏項目海工管理高級經(jīng)理楊磊介紹，該項目配套建有一座陸上升壓站、一座海上光伏智能建造中心、一套環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、一套安全監(jiān)測系統(tǒng)。其中環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)部署了水質(zhì)監(jiān)測、鳥類監(jiān)測設(shè)施。該項目從設(shè)計之初即融入全生命周期綠色理念，體現(xiàn)在該系統(tǒng)上，便是可實時監(jiān)控項目對海洋生態(tài)的影響。

既綠色，又智能。項目團(tuán)隊打造了智能運(yùn)維檢修平臺，結(jié)合運(yùn)維船及運(yùn)維機(jī)器人，實現(xiàn)海上光伏的智能化運(yùn)維。楊磊介紹，項目日常運(yùn)維采用“空—海—底”立體巡檢模式。空中，無人機(jī)每周全覆蓋巡檢，運(yùn)用人工智能識別組件隱裂、積鹽等缺陷，準(zhǔn)確率可達(dá)95%;海面，運(yùn)維船定期巡檢支架外觀、海纜路由;海底，水下機(jī)器人定期檢測樁基腐蝕情況，結(jié)合超聲波測厚技術(shù)，提前預(yù)警結(jié)構(gòu)風(fēng)險。

付紅星認(rèn)為，不遠(yuǎn)的未來，樁基固定式、漂浮式、半潛式等多種技術(shù)路線并行，“光伏+漁業(yè)”“光伏+制氫”等多種模式互相融合，更綠色更智能將成為海上光伏發(fā)展趨勢。而海上光伏的規(guī)模化開發(fā)，有利于相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速集聚，進(jìn)一步推動海洋能資源規(guī)模化利用，推動海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

向海而行，逐日追光;向海而興，向海圖強(qiáng)。