我省首個海上光伏項目進入大規模施工階段

　　多元創新，在渤海上“集光”

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　　8月26日，秦皇島市昌黎海域，河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目現場，51個光伏網架已安裝完成。打樁船、吊裝船、運輸船、拖輪等近30艘大小船只在海面上穿梭，船上的技術人員、工人正在合作安裝第52個光伏網架。

　　作為我省首個海上光伏項目，該項目已進入大規模施工階段，建成后年均發電量可達7.7億千瓦時，可節約標煤23.1萬噸，減排二氧化碳69.5萬噸、二氧化硫2587噸、氮氧化物2670噸、煙塵3125噸，對減輕環境污染、推動區域能源結構向清潔化轉型作用顯著。

　　8月26日，在河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目現場，新的光伏網架剛剛完成安裝。 河北日報記者 孫也達攝

　　把海上陽光變成綠色能源

　　“項目的整體布局是一個三角形，所處水深在6米到15米之間，總用海面積約7025畝。”8月26日，河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目負責人郝明月指著項目規劃圖說，項目選址絕非偶然，而是經過了多輪嚴謹的考察與論證。

　　項目所處海域屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，雨熱同季。“秦皇島市陸上光伏年有效光照時間約為1300小時，海上可達到1500小時。”項目經理馬志強說，太陽能資源豐富是項目考慮的首先條件，只有充足的光照才能保障項目的發電效益。陸域和海域存在溫差，溫差產生的風使秦皇島霧霾天氣數量較少，有利于項目穩定發電。

　　“除了光照因素，潮流流速等也至關重要。”郝明月解釋，潮流流速較弱，能減少海水對光伏設備的沖擊，降低后期維護難度。再者，工程地質條件良好是項目順利施工和長期穩定運行的關鍵，能避免因地質問題導致的建設風險。此外，項目用海還必須與周邊的漁業養殖、海上交通等用海活動相適應，實現多元用海的和諧共生。

　　在項目建設過程中，光伏板的排列方式經過了精心設計。為盡最大可能捕捉光能，設計團隊綜合考慮光伏陣列密度、安裝成本和發電效率，采用傾角10°的光伏板固定安裝在桁架支架上。為減少光伏陣列互相遮擋捕光，相鄰光伏陣列南北間距15米至25米，東西間距1米至3米。

　　“海面上偶爾掀起的驚濤駭浪，尤其是災難性的風暴潮，會對光伏板的安全構成嚴重威脅。”馬志強說，盡管項目所處區域經過評估屬于風暴潮輕災區，但設計團隊始終秉持“防患于未然”的理念，充分考慮風暴潮增水的大小和當地天文大潮高潮位等極端情況，專門設計了超大跨度網架式支架+鋼樁的應對方案，以抵御海浪的侵襲。

　　在具體實施中，每個支架單元都采用4個鋼管樁作為支撐，通過牢固的連接方式架起鋼網架結構，再將單晶硅光伏組件固定在鋼網架上，形成了一套穩固可靠的光伏設備支撐體系。

　　大海并非光伏項目的專屬舞臺，這片海域還承載著繁忙的海上交通功能，擁有豐富的旅游資源，同時也是漁民賴以生存的作業區域。秦皇島港作為北煤南運的主樞紐港，肩負著維護北煤南運海運大通路高效安全暢通的重要使命。僅2024年，就有共計6000余艘次約1.69億噸電煤通過秦皇島港海運外輸。

　　如何在發展光伏發電的同時，不影響其他用海活動，實現多方共贏，成為設計團隊面臨的一大挑戰。

　　為此，設計團隊如同繪制海上交通地圖一般，精心規劃著項目區域內的“交通路線”。郝明月說，在項目選址階段，設計團隊就對秦皇島港的航道情況進行了詳細調研，精準避開了進出秦皇島港的主要航道，確保商船能夠不受影響地正常往來。同時，考慮到當地漁民的作業需求，項目選址特意定在了灤河口和塔子口兩個傳統漁船停泊點之間，并為漁船進出港口預留了充分的海上通道，保障了漁民的正常生產活動，實現了光伏發電與海上交通、漁業生產的和諧共處。

　　8月26日，在河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目現場，工人們正在吊裝光伏板網架。 河北日報記者 孫也達攝

　　用科技創新解決建設難題

　　8月26日，記者在項目施工現場看見，施工人員在進行打樁作業前，首先利用大型吊裝設備將一個形似桌子的鋼架緩緩吊入海中，隨后通過特殊的固定裝置將其固定在海底。

　　仔細觀察可以發現，這個鋼架的四角還帶有圓環。工人們小心翼翼地將四根鋼管樁分別穿過鋼架四角的圓環，再借助專業的打樁設備將鋼管樁夯入海底。

　　“四角獨特的圓環設計正是后續施工的關鍵，這是我們發明的精準沉樁工藝。”該項目技術主管車增杰說，這個項目用于固定光伏板網架的鋼管樁數量多，更為關鍵的是，沉樁的相對精度控制有著極為嚴格的要求，4個鋼樁之間的誤差不能大于15厘米。這一精度標準在陸地上實現已非易事，在復雜多變的海上環境中，更是對施工技術提出了巨大挑戰。

　　為此，項目團隊經過無數次的研究與實驗，研發了一種形似桌子的新型吸力筒式穩樁平臺。車增杰解釋，該平臺獨立于施工船之外，受風浪涌影響較小，可利用吸力筒結構調整平臺的水平度，采用四個抱樁器控制四根鋼管樁的相對精度，實現穩樁平臺一次安放施打四根鋼管樁。“平臺內部還搭載北斗定位系統，通過精準定位，誤差可以控制在10厘米內，施工精度得到顯著提升。”他說。

　　先固定穩樁平臺，再打樁，多了一道工序，會影響施工進度嗎？

　　“反而提高了施工速度。”車增杰說，如果不使用穩樁平臺，在每次進行打樁作業前，都需要對打樁位置進行一次單獨的定位操作。而在海上復雜的環境中，定位工作容易受到風浪、水流等因素的干擾，一旦定位不準，就需要重新進行調整，這不僅會耗費大量的時間和人力，還會嚴重影響施工進度。而有了穩樁平臺之后，只需要在平臺安放時進行一次精準定位，后續的打樁作業就可以基于這個已定位好的平臺順利開展，無需再進行重復定位，從而大幅節省了定位時間，提高了整體施工效率。

　　記者看到，項目所用的光伏網架單個長68米、寬38.4米，面積相當于6個標準籃球場大小，光伏網架與鋼管樁連接處的對接面積不足1平方米。

　　“光伏網架的吊裝工作，不僅要克服風的影響，還要克服浪和涌的干擾。”車增杰介紹，項目施工團隊為此使用“1主+4次”的吊裝設備，在主起吊設備確定好吊裝高度和角度后，下方的4個次吊裝設備分別進行微調，確保吊裝精準度。

　　“海上吊裝影響因素多，所以吊裝窗口期相對較短。”車增杰說，為確保每個窗口期能高效率工作，項目設計團隊研發了光伏網架疊裝運輸工藝。在每艘光伏網架運輸船上，當下層網架固定后，通過雙插銷將疊拼工裝固定于運輸船甲板，上層網架再固定于工裝上，實現一次運輸3個網架，避免出現吊裝窗口期無光伏網架可用的局面。

　　與陸上光伏項目不同，海上光伏項目要面對海洋高鹽霧環境對設備的侵蝕，項目中所使用的光伏板需通過技術創新適應海中環境。

　　“光伏板如果不能適應高鹽度環境，后期發電能力衰減是很嚴重的。”車增杰說，項目團隊和光伏板生產企業的技術團隊一起，經過多次實驗，最終研制出一種抗腐蝕的聚氨酯邊框，替代鋁邊框，用于保護光伏板。在后期發電時，邊框、玻璃、封裝材料之間不會形成漏電流，聚氨酯邊框的使用讓光伏板的防PID（潛在誘導衰減）和防漏電流性能顯著提升，可確保25年使用壽命內發電效率衰減不超過15%。

　　6月11日，在河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目現場，技術人員正在確定吊裝方案細節。 華電秦皇島新能源有限公司供圖

　　把生態保護放在最重要位置

　　在河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目周邊，有河北昌黎黃金海岸國家級自然保護區、南戴河海域國家級水產種質資源保護區、北戴河旅游區、灤河河口生態系統、灤河口至老米溝海域生態保護區。如何保障項目建設不越過海洋生態保護紅線，是項目建設者必須考慮的問題。

　　“你看那一片沿海的沙丘，是河北昌黎黃金海岸國家級自然保護區，如何穿越保護區，是集電線路安裝最大的難題。”車增杰介紹，傳統的集電線路安裝方式是通過建設電線桿來架設電線，這種方式雖然施工相對簡單、成本較低，且后期便于巡查和維修，但在河北昌黎黃金海岸國家級自然保護區內卻無法采用。“因為建設電線桿會破壞保護區內的地表植被和土壤結構，影響沙丘的穩定性，進而對保護區的生態環境造成嚴重破壞”。

　　因此，施工團隊經過多次實地勘察和技術論證，決定采用“定向鉆穿越+海纜回拖”方案。該方案是從地面下30米處的地層中進行定向鉆進，形成一條地下通道，然后將集電線路的電纜通過海纜回拖的方式穿過這條地下通道，實現集電線路在保護區地下的無損穿越。這種施工方式無需開挖地面，不會對保護區內的地表植被、土壤和沙丘結構造成任何破壞，有效保護了保護區的生態環境。

　　然而，將電線埋于地下，與傳統的電線桿架設方式相比，對電線自身質量和施工質量都提出了更高的要求。

　　“這條地下集電線長4200米，拖拽過程要一次性完成，且中途沒有任何檢修井，很容易拖斷。”項目安全總監李強說，為解決難題，施工團隊廣泛借鑒了其他領域的先進技術和經驗，最終將油氣地下管道施工工藝應用到該項目的集電線路敷設中。

　　施工團隊首先在地下通過定向鉆技術，預先埋設一根保護管道。這根保護管道能夠為后續的集電線路提供有效保護，防止電纜受到地下土壤、巖石等因素損壞。然后，再將集電線路的電纜通過專業設備拖拽進預先埋設好的保護管道內。通過這種方式，不僅確保了集電線路敷設的安全性和穩定性，還為后期可能的線路維護預留了一定空間。

　　此外，該項目采用了110千伏集電線路，相較于目前光伏項目常用的66千伏集電線路，可減少2回路電纜用量，有利于后期拖拽。

　　“110千伏的集電線路可提高輸送容量，降低損耗，減少用海指標。”李強說，該條集電線路建成后，將成為我國光伏發電領域電壓最高、定向鉆海纜敷設距離最長的海下集電線路。

　　當大片光伏板在海面鋪開，是否會影響海洋生物的生存？

　　“不會的，我們的項目包含‘漁光互補’內容，將光伏發電與海魚養殖同時進行，可有效地利用該海域的自然資源。”馬志強說，項目在周邊海域增殖放流褐牙鲆、中國對蝦，補償因占據生物原有棲息地而造成的生物資源損失，恢復區域的生物多樣性和生物資源生產力，促進受損海域環境生物結構的完善和生態平衡。

　　同時，光伏板下方的鋼管樁，還可以為扇貝等喜歡在礁石上安家的海洋生物提供新的棲息場所，就像為它們打造了一個個“海底小別墅”，形成獨特的海洋生態微環境。

　　“扇貝這類海洋生物以海中的浮游藻類為食物，而藻類大規模泛濫則可能導致赤潮發生。所以海上光伏項目的建設，有可能會抑制赤潮的發生。”馬志強說，項目建成后，項目區內漁船穿行次數減少，能有效減少人類活動對生態環境的影響。

　　通過工藝創新破解海洋開發難題，通過施工方式創新守護藍色國土……河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目建設，正為我省海上光伏產業的可持續發展提供重要借鑒。（河北日報記者 孫也達 宋柏松）

　　6月11日，在河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目現場，吊裝船剛剛完成一次吊裝工作。 華電秦皇島新能源有限公司供圖

　　記者手記

　　“首創”為海上光伏建設積累經驗

　　目前，我國絕大部分光伏板的最大輸出功率在550瓦至650瓦之間，而河北華電昌黎500兆瓦海上光伏試點項目中，70%光伏板的最大輸出功率為710瓦。新型光伏板實驗成功后，將有利于我省海上光伏項目建設進一步減少用海面積，提高用海效率。

　　不僅如此，記者在采訪中了解到，該項目中的精準沉樁工藝、光伏網架疊裝運輸工藝、110千伏集電線路技術等或為全國首創，或為改進方式。

　　從技術創新維度來看，這些“首創”構建了一套“問題導向—技術攻關—成果落地”的完整創新鏈條。

　　在海上光伏這一新興產業領域，由于缺乏成熟的經驗和標準，建設過程中必然會遇到各種新的問題和挑戰。對此，項目團隊通過主動創新，不僅成功解決了這些問題，還實現了技術突破，加速了行業技術標準的完善與升級。

　　從產業帶動的角度出發，該項目的創新成果還具有一定的輻射帶動效應，能夠對相關產業的發展產生積極影響。

　　以項目中研發的抗腐蝕聚氨酯邊框為例，為了解決海洋高鹽霧環境對光伏板的侵蝕問題，項目團隊與光伏板生產企業的技術團隊展開深度合作，共同研發出具有優異抗腐蝕性能的聚氨酯邊框。這種新型邊框的研發成功，不僅為該項目提供了符合要求的光伏板配件，還為光伏板生產企業帶來了新的技術和產品，提升了自身產品的競爭力，拓展了市場份額。同時，新產品的研發還將帶動相關原材料產業、加工制造產業的發展，形成一條以海上光伏項目為核心的產業鏈條，促進區域經濟的協調發展。

　　更深遠的影響是，項目的創新不僅有利于我省海上光伏產業的發展，更有利于相關企業走出去。該項目中的創新成果，不僅適用于我國海上光伏項目，還可以根據不同國家和地區的海洋環境、氣候條件等實際情況進行適當調整和優化，應用于全球其他國家和地區的海上光伏項目建設中。相關企業可以憑借這些創新技術和項目建設經驗，積極參與國際海上光伏項目的競爭與合作，將河北的技術和經驗推向世界。

　　在我省首個海上光伏項目中，應用如此多的“首創”建設方式，無疑是因地制宜發展新質生產力的生動實踐。（文/河北日報記者 孫也達）