01
4個站點總?cè)萘考s為140兆瓦
阿賀野市位于新瀉市的南部,是一個自然豐饒的地區(qū),名為阿賀野川的清澈溪流流經(jīng)此地,該市的名字就來源于此。還有以天鵝聞名的瓢湖、以及因新瀉的到來而聞名的兵庫湖、五頭山和五頭溫泉度假村。
利用該市豐富的水資源進行水稻種植是一個關(guān)鍵產(chǎn)業(yè),但隨著去年年底四座巨型太陽能發(fā)電廠開始運行,該市已成為該縣最大的太陽能發(fā)電中心。除了最初由縣級企業(yè)機構(gòu)在該市工業(yè)園區(qū)運營的23兆瓦巨型太陽能發(fā)電廠外,民營企業(yè)已經(jīng)建成了四個發(fā)電廠,使該市運營的巨型太陽能發(fā)電廠的輸出總量達到近140兆瓦。
民營企業(yè)運營的4個大型太陽能發(fā)電站中,阿賀野巨型太陽能聯(lián)合有限責(zé)任公司是大室和大日巨型太陽能發(fā)電廠的運營商,出資該公司的包括三菱研究所(MRI)、東京世紀、京瓷、Lexport(川崎市)和四電工程有限公司(高松市)
大室巨型太陽能發(fā)電廠
輸出功率約為32.9兆瓦
大日巨型太陽能發(fā)電廠
輸出功率約為13.3兆瓦
大室巨型太陽能發(fā)電廠的太陽能電池板輸出功率約為32.9兆瓦,并網(wǎng)輸出量約為26兆瓦,而大日巨型太陽能發(fā)電廠的電池板輸出量功率為13.3兆瓦,并網(wǎng)輸出量約為9.8兆瓦,兩個站點的總輸出功率約為46兆瓦。預(yù)計首年年發(fā)電量約4800萬千瓦時,這相當(dāng)于約15500個普通家庭的電力輸出。
這兩個地點都是根據(jù)不同的項目批準(zhǔn)單獨并網(wǎng),但均由阿賀野巨型太陽能聯(lián)合有限責(zé)任公司并行建造。因此,這兩地的設(shè)備均來自同一個廠商,太陽能電池板由京瓷制造,功率調(diào)節(jié)器(PCS)由東芝三菱電機工業(yè)系統(tǒng)公司(TMEIC)制造;EPC(工程、采購和施工)服務(wù)由四電工程有限公司提供,該公司還負責(zé)完工后的O&M(運營和維護)工作。
京瓷太陽能電池板
東芝三菱制造的功率調(diào)節(jié)器(PCS)
02
為巨大降雪量所做的準(zhǔn)備
新泄縣通常與深雪聯(lián)系在一起,但新泄市和阿賀野市是該縣相對無雪的地區(qū),這是因為它們位于佐渡島的對岸??h里在建設(shè)時作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的垂直覆雪量(雪負荷)在阿賀野市是1.2-1.4米,這只是湯澤鎮(zhèn)和魚沼市垂直雪負荷的一半,后者超過3米。即便如此,1.4米的降雪對建筑物來說仍然是一個巨大的負荷。在大室和大日巨型太陽能發(fā)電廠,支架被設(shè)計成足以承受1.4米的降雪并仍保有足夠的余量。
支架設(shè)計成能抵御1.4米的降雪量
地基采用了H-CP方法,即把稱為H型PC樁的混凝土柱子打入地下。混凝土材料具有較高的抗雪載荷的抗壓強度,與圓形相比,H形截面具有與地面的周向摩擦力更大的優(yōu)勢。
在這兩個電站,尺寸為20厘米×22厘米見方的H型PC樁被打到地面以下3-4米,鋼梁的橫梁被直接固定在地面以上的突出部分。一根斜向構(gòu)件以20°的角度穿過它,并將太陽能電池板連接到它上面,形成一個陣列。
采用“H-CP法”,將混凝土樁打入地下
太陽能面板到地面的安裝高度被設(shè)定為1.4米,這是縣里規(guī)定的垂直積雪深度;確保陣列與陣列之間有2.5米的間距,以便使用小型重型機械進行除雪工作。
03
太陽能電池板特殊的固定方式
此外,太陽能電池板是通過用螺釘從背面將面板框架直接固定在對角線材料上來安裝的。這也考慮了由于雪引起的沉降載荷導(dǎo)致面板脫落和墜落的風(fēng)險。另外,在陣列的屋檐上安裝了加固零件,以防止損壞面板框架。
太陽能電池板從背面擰入固定
加固材料附著在陣列的頂端,以備降雪
太陽能電池板常見的固定方式有兩種:用金屬配件從上方固定電池板框架,另一種是用螺絲將電池板背面的框架直接固定在底座上。許多工地上都使用了從上方固定的方式,因為這樣可以同時固定兩塊板,而且可以從頂部進行操作,價格十分低廉,適用場景也較為豐富。然而,如果框架因積雪而變形,面板很容易脫落。
在施工期間和電池板安裝后的兩個寒冬里,整個陣列被幾十厘米的雪覆蓋,但這沒有造成任何影響。當(dāng)陣列下的雪與面板上的雪相連時,積雪融化過程將面板框架向下拉,使其容易受損,但由于前述針對積雪的特殊的固定方式,并沒有造成不利影響,也證明這類設(shè)計似乎十分有效。
整個陣列被雪覆蓋的情況
積雪消融,陣列受到沉降載荷但并未損壞
04
將“思考與行動”付諸實踐
出資阿賀野巨型太陽能聯(lián)合有限責(zé)任公司的五家公司各司其職,合作共贏。三菱研究所(MRI)負責(zé)整個項目的管理和開發(fā)咨詢,以及開始運營后的資產(chǎn)管理工作。東京世紀公司負責(zé)融資,Lexport公司負責(zé)設(shè)備認證和商業(yè)計劃審批,京瓷公司負責(zé)太陽能電池板的供應(yīng),四電工程有限公司負責(zé)電廠的設(shè)計和建設(shè),以及項目期間的維護和管理。
三菱綜合研究所將“Think & Act”(思考與實踐)作為其經(jīng)營戰(zhàn)略,作為頂級智庫,旨在支持國家政府、地方當(dāng)局和公司,不僅通過基于研究和分析的“計劃和建議”,而且通過現(xiàn)場“實踐”來積累經(jīng)驗和技術(shù)。投資巨型太陽能項目和提供運營服務(wù)是這種“實踐”的一部分。
這背后是公司主攻的能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在從火力發(fā)電等集中型發(fā)電向可再生能源為代表的分散型發(fā)電轉(zhuǎn)變。在火力發(fā)電領(lǐng)域,需要解決的問題僅僅是資源和燃料生產(chǎn)等上游領(lǐng)域的調(diào)查研究結(jié)果,但當(dāng)涉及到可再生能源項目時,下游領(lǐng)域的實踐經(jīng)驗,如發(fā)電設(shè)施的運行和與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的聯(lián)系,以及根據(jù)這些經(jīng)驗提出的解決方案,就變得不可或缺了。
原標(biāo)題:阿賀野市成為大型太陽能集群地