在極端寒冷的氣候條件下，漂浮式光伏系統會面臨什么問題？而光伏電站是如何應對這些不利條件背后的風險的？陽光水面光伏（Sungrow Floating）在黑龍江省巴彥縣的一個湖面上建造的500KW的浮動光伏電站為我們提供了更多關于設計和運行方面的信息。

圖片：一個位于黑龍江省哈爾濱市巴彥縣極寒地區(qū)的漂浮光伏電站。來源：陽光電源

巴彥縣的冬季氣溫可達零下20℃，這個500KW的漂浮電站大約覆蓋了湖泊90%的水面。陽光水面光伏系統解決方案部的王經理在接受采訪時表示，“這個湖泊位于中國東北地區(qū)，一個年度冰期會從11月延續(xù)到次年3月，湖面每年大約會有4個月的結冰時間。

他指出，冰層較厚處可能會發(fā)生局部冰層擠壓隆起現象，而漂浮光伏系統則被固定在冰層的表面。在極寒地區(qū)，人們通常在溫度達到冰點之前安裝錨固結構?！叭绻谔厥馇闆r下需要在結冰期安裝，要先采用對應的破冰方案，將冰去除后再動工。”同時，在錨固系統的設計中還應考慮浮冰和凍脹對漂浮陣列的影響。

使用混凝土樁或重力錨作為水底錨固材料時，還需要考慮混凝土的抗凍脹能力，采用岸錨時則需要考慮冰凍對于錨體的擠壓上浮效應，這些與非冰凍區(qū)域的錨固系統是有所區(qū)別的。

王經理還強調，極寒地區(qū)常伴隨高雪荷載、錨固材料的特殊性、施工效率相對較慢等情況，確實相對常規(guī)漂浮項目的成本會更高。他補充說，“那么對于浮體系統的技術要求就顯得更為重要了。”例如，設計時要考慮更大的浮重比，浮體可以根據區(qū)域的雪荷載差異做到靈活調整。他指出，浮體數量可依據當地的雪載荷增加或者減少，實現單位面積內的的浮力可調，從而做到系統成本最優(yōu)。

陽光水面光伏表示，其產品符合極寒和冰凍地區(qū)的關鍵要求。“產品材料需要能抵抗極端低溫，從而不會發(fā)生脆性開裂或斷裂?！蓖瑫r結構設計還要考慮凍脹的影響，“這意味著整個陣列結構需要有足夠的強度抵抗冰凍，并且要經過一系列的冰凍測試以及高低溫循環(huán)測試驗證。”

此外，所選部件還需要具備抵抗大雪載的能力并考慮足夠的安全浮力。“最后，錨定系統方面，需要考慮浮冰對于陣列的沖擊荷載，以及冰期錨固施工安全和臨時錨固措施，確保漂浮系統不會產生故障和事故破壞?！蓖踅浝斫忉屨f。

王經理還指出，結冰期的低溫會增加漂浮光伏系統的發(fā)電量。巴彥縣地區(qū)的漂浮電站于2018年投入使用，總水面面積為5000平方米，是一個窯廠廢棄坑形成的池塘。電站中采用的是275W和315W的光伏組件以及陽光電源SG80ktl逆變器。

信息來源: PV Magazine, Sungrow Floating