农业光伏or光伏农业(下)——渔光互补
相对光伏大棚,渔光互补有一定的优势。首先,鱼塘、滩涂等地域基本不能种植作物、跟农业不产生冲突所以土地性质不敏感。其次,光伏大棚的光伏与植物争夺阳光资源,光伏直接影响植物生长的“大环境”。而渔光互补影响的是局部的“小环境”。第三,渔光互补的投资比农业大棚小,一个达到基本要求的连栋大棚投资约为400-500元每平方米。(不含光伏部分)而渔光互补项目,只有桩基部分投资相对地面电站较大。本文就渔光互补项目自身特点,简述渔光互补项目对环境的影响、经济可行性、以及技术方面的应该注意的问题。
1.光照对水产类的影响
结果表明:凡纳滨对虾在金卤灯照明的条件下生长最快,在日光灯的连续照明下生长最慢 ,在其他的光照条件下与黑暗对照的情况下其生长没有显著差异。其中,金卤灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率比日光灯连续照明时要快55.89%。
但高功率白炽灯照明条件下凡纳滨对虾的生长速度稍快于剩余各处理。低功率白炽灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率略低于黑暗对照,即使延长光照时间也未见显著的改善。在具昼夜节律日光灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率稍高于黑暗对照,但延长日光灯照明的时间反而显著降低了凡纳滨对虾的生长速度。出现上述情况可能与作为光源的各种灯具的光谱范围、光色、光强等属性有关。日光灯的光谱通常包含有紫外线的成份,可能是对虾生长较慢的原因之一。金卤灯的光谱含有较多近红外线成份,更接近于太阳光线,这可能是金卤灯更适宜于生物生长的原因。
光伏影响光照,但是光照对水产品的影响远比对绿色植物的小。主要原因是水产生物的自主性高于植物,鱼虾可以自主的迁移到光照较好的地方。综上我们可以得出推论,光伏对水产品是有影响的,但影响有限。
2 农光、渔光互补对比
农光互补项目受到大棚结构的影响占地面积相对变化较大,江苏宿迁地区连栋大棚使用普通组件1MW面积约为20亩。如果使用透光双玻组件或者透光薄膜组件,1MW占地面积可以达到38-40亩。
在同样的地区鱼塘占地面积相对较小,靠宿迁较近盐城地区的渔光项目1MW占地面积约为17亩。除了桩基高于普通的地面电站,其他设计要素和地面电站没有差别。
渔光项目安装在水面上,对桩基有特殊的要求。一般会依据《10G409预应力混凝土管桩》图册进行设计。要求施工过程中以标高控制为准,要求底部桩端全截面进入池塘底不小于3m. 上部桩端高出设计洪水位不小于0.4m。
鱼塘越深桩基的成本越高,例如鱼塘水深3米,桩基高度至少需要6.4米。边长300mm的方形桩基含人工大约每米100元,直径300mm的空心圆桩大约70元每米。支架跟地面电站使用的没有太大差异。
根据下图所示,1MW单元需要740根左右桩基。支架部分使用Q235b钢材按照0.4元/w的市场均价计算。1MW渔光项目的桩基+支架成本大致约84万(6米桩基)。按照连栋大棚1MW占地20亩,每平米400元计算。(含:浮法玻璃、遮阳帘、通风系统、加湿系统等)成本约532万。即使用最简易形式连栋大棚成本也在250万左右。
按照10MW的容量进行财务建模。假设不含支架与桩基其他设备的成本相同并按照6.5元/W计算;太阳能年均日照小时取1400h;系统效率相同取75%。
渔光项目支架与桩基项目成本换算为0.8元/W;农光项目支架与桩基成本换算为2.5元/W;系统运维费用100万/年;银行贷款利率6%;电价1元/kwh。
同时江苏省地区农业用地租金600-1000元/亩/年;鱼塘租金800-1200亩/年。差距约200元/亩/年,25年土地使用费用差距很小。
财务评价指标汇总表(渔光项目)
4.3 金属支架和接地网
江苏、山东、浙江等分布着大量面积不等的盐田,利用地下卤水进行“井滩晒盐”高盐分的土壤对金属有强腐蚀性。盐田场地水质对混凝土结构具有强腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋具有强腐蚀性。地下水水位以上的场地土壤对混凝土结构具有弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋及具有强腐蚀性。
在支架系统的选择上应采取:预应力混凝土管桩采用抗硫酸盐硅酸盐水泥、掺入抗硫酸盐的外加剂、掺入钢筋阻锈剂、掺入矿物掺和料,表面涂刷防腐蚀涂层35mm。
常规光伏电站接地材料首选镀锌扁钢。但厂址为盐场或者强腐蚀地区时,需选择钢镀铜材料。 钢材不存在点蚀,属于缓慢的均匀腐蚀,铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢的1/5,铜的年腐蚀率约为0.02mm/年,纯铜接地装置的寿命可达50年,钢镀铜接地装置的实际寿命可达25-30年。
结论: 渔光项目在经济上优于农光项目,但是选址复杂,应仔细选择项目。
潮湿环境是电子设备最大的不利因素,应该选择防护等级高的设备。
作者:张喆
“渔光互补”是指渔业养殖与光伏发电相结合,在鱼塘水面上方架设光伏板阵列,光伏板下方水域可以进行鱼虾养殖,光伏阵列还可以为养鱼提供良好的遮挡作用,形成“上可发电、下可养鱼”的发电新模式。
该项目总投资18亿元人民币,总水域面积4492亩,总装机容量达200兆瓦,预计年均发电量约2.2亿千瓦时,以普通家庭每月用电200千瓦时、年用电2400千瓦时计算,可满足10万户家庭一年的用电量,相当于节约标准煤7.04万吨。
渔光互补光伏发电项目的作用
1.光伏组件的遮阳效果,可降低水面温度,减少水份蒸发,降低鱼虾被水烫死的概率。
2.减少水面植物光合作用,在一定程度抑制了藻类的繁殖,提高了水质,为鱼类提供一个良好的生长环境。
3.带来额外的光伏发电收益,使养殖附加值成倍增加。
“渔光互补”光伏发电模式创新地把光伏和渔业这两个会占用大量土地资源的产业相结合,一举多得,不仅做到了空间上的立体复用,节省了土地,还输出了环境友好的清洁能源。
但是上述模式中,只有林光互补国家林业局有较为明确的规定,其他方式并无专门的规定对其进行规制,仅有部分地方政府出台了一些规范性文件。具体而言,农(渔)光互补指的是将光伏发电与农(渔)业生产相结合,通过在大棚、鱼塘、草场、林地等农用地上设置矩形架,并于其上铺设光伏发电装置的方式,达到既能发电,又能为农(渔)作物养殖提供更适宜的生长环境的光伏电站建设模式。依据《关于光伏电站建设使用林地有关问题的通知》(林资发〔2015〕153号)规定,光伏项目非永久性建筑用地部分,占用森林资源调查确定为宜林地而第二次全国土地调查确定为未利用地的土地的,可采用“林光互补”用地模式。
“渔光互补”光伏发电项目是把光伏和渔业相结合,上方光伏板进行发电,下方水域发展养殖,做到了空间上的立体全方位利用。
“渔光互补”光伏太阳能项目建设充分考虑了养殖需求,在设计上保持桩与桩的间距,合理布置光伏板覆盖面积,充分发挥其遮阳效果,减少水面植物光合作用,在一定程度上抑制藻类的繁殖,提高水质;同时有效降低水面温度,减少水分蒸发,为鱼类提供一个良好的生长环境。
设计项目
该项目总投资18亿元人民币,总水域面积4492亩,总装机容量达200兆瓦,预计年均发电量约2.2亿千瓦时,以普通家庭每月用电200千瓦时、年用电2400千瓦时计算,可以满足10万户家庭一年的用电量,相当于节约标准煤7.04万吨。
这叫“渔光互补”,渔光互补电站的首要工作就是选择合适的地址。一个合适的地址直接决定渔光互补电站的效益,更深入的还与渔光互补电站的成功与否直接挂钩。
选择站址时优先满足以下条件:
(1)太阳能资源丰富
(2)距接入系统变电站近
(3)交通方便
(4)地块平整,占地面积较大。
介绍
渔光互补作为一种新的分布式光伏模式,还处于发展的初期阶段,存在着建设标准缺失、维护难度大等各种问题,但是这一模式的出现给我们发展分布式光伏提出了一个新的思路,就是和本地实际特色结合,不拘泥于传统模式,创新为先。
通过在水面上设立电池板,建立小型发电站,水面下养殖鱼虾,达到养殖和发电有序结合的模式,从而实现了一地两用。不仅提高了水域的利用效率,也提高了单位面积水域的产值。
滩涂渔光互补项目原理:在发电的基础上实现了渔业增收,渔业养殖与光伏发电相结合,在鱼塘水面上方架设光伏板阵列,光伏板下方水域可以进行鱼虾养殖,光伏阵列还可以为养鱼提供良好的遮挡作用,形成“上可发电、下可养鱼”的发电新模式。
“渔光互补”等“光伏+”商业模式更是由于水体对光伏组件有冷却效应,可以抑制组件表面温度上升并减少来自水体表面的辐射,整体发电量比同等条件下的屋顶或地面光伏发电系统高出10%-15%左右。
优势分析
1、光伏组件的遮阳效果,可降低水面温度,减少水分蒸发,降低鱼虾被水烫死的概率。
2、减少水面植物光合作用,在一定程度抑制了藻类的繁殖,提高了水质,为鱼类提供一个良好的生长环境。
3、带来额外的光伏发电收益,使养殖附加值成倍增加。
[0004]
由于电站建在鱼塘水上,水面温度较地面的温度要低,组件之间的间距较传统电站也大,因此形成了良好的日照、通风、降温环境,对延长组件寿命、提高发电效率较为有利。光伏发电可以直接用于养殖用电,也降低了养殖成本。
[0005]
渔光互补光伏电站都是将太阳能板架加气,使得太阳能板距离水面很高,基座普遍是直接栽入水下的土中,使得钢结构浸泡在水里,使得钢支架的使用寿命降低,由于渔业养殖,水中含有大量有机物,对钢支架腐蚀较大,且为了固定,钢支架与基础平台多为焊接,钢支架损坏时,需要连同基础平台一同更换,拆卸安装较为麻烦。
“水火互补”就是将光伏电站作为“虚拟水力机组”,接入龙羊峡水电站。水能和光能相辅相成。利用它们的互补性,可以依靠水轮发电机组的快速调节能力和水电站水库的调节能力来调节光伏电站的有功输出,进行“水火互补”发电,实现平滑稳定的发电曲线,使光伏发电成为可与水电媲美的优质电能。
阳光普照时,光伏发电,但在夜间或天气变化时,电站出力为零或迅速下降,这就需要其他电源的出力迅速增加。此时可以通过电网调度系统自动调节水力发电,减少天气变化对光伏发电的影响,补充光伏发电减少带来的电力不足,提高光伏发电质量,从而获得稳定可靠的电力供应。
经水轮发电机组调节后,两个电源组合的电量通过龙羊峡水电站的外送通道送入电网。
补水工程运行后,龙羊峡水电站输电线路年利用小时可由4621小时提高到5019小时,大大提高了水电站的经济效益,实现了国有资产的保值增值。
如果要占地方本来产生的经济效益比光伏电站大,或者更重要,那么就失去建光伏电站的意义(不划算);
如果地上没有符合上面要求的位置,而水面上有,那么建在水上也是可以的。