视频来源:天津理工大学
“2022年是海上光伏的元年,我国近海50m水深内可开发的海上光伏超过10亿kW,开发潜力巨大,产业规模可达10万亿元。天津理工大学开展的天津市海上风光能源开发专项规划研究,结果表明:天津海域海上光伏技术可开发量超过10GW。”近日,天津理工大学海洋能源与智能建设研究院高喜峰不无骄傲地说道。
高喜峰介绍海上光伏的研发成果 摄影 张暮心
为聚焦海洋能源开发技术,2022年4月天津理工大学组建成立了海洋能源与智能建设研究院,首席科学家练继建教授是海上风光电工程研发团队的带头人,从事工程研发及产业化30年,是目前国内“十四五”重点研发计划项目唯一的海上漂浮式光伏开发项目的负责人,项目总投资1.036亿元,成为真正的“亿元项目”。
据高喜峰介绍,目前我国招标的海上光伏项目多以固定支架式为主,适用于浅水和潮间带区域,随着水深的增加其成本急剧增高,未来发展主流是漂浮式近海光伏。
而传统内陆水面漂浮式光伏结构抗浪能力为1-1.5m左右,不适合在海洋环境中应用。针对所面临的问题,2017年,团队启动海上光伏研究。2021年,主持全国首个海上光伏的国家自然科学重点基金。
张弦浮岛式浮体单元模型 摄影 张暮心
“我们不仅承担了华润浅海海域50MW漂浮式示范项目海上发电系统关键技术研发,还积极拓展山东海域漂浮式光伏示范项目开发。同时,天津项目也先行先试,与国电投、中电建等央企合作,承担天津市重大科技项目,率先在天津海域开展漂浮式海上光伏示范项目研究。”高喜峰表示。
在解决海上光伏诸多痛点方面,研发团队的目标是开发海上漂浮式光伏“抗浪-抗冰-抗风-抗台”成套开发核心技术,拟在系列结构形式、最高15m抗浪、北方抗冰、批量装配式预制、整体拖航高效安装等方面做到世界领先水平。
“这种新型张弦浮岛式光伏系统集成技术,采用刚柔并济的设计理念,已实证可抗4-5m浪高。基于张弦浮岛式光伏支撑结构,我们研发了海上漂浮式光伏抗风抗浪抗台抗冰成套关键技术,已于今年4月底完成首个浮体单元的制造并在天津临港海域下海测试,目前已在海上运行7月有余,结构安全,发电稳定。”高喜峰介绍道。
2023年4月26日首个浮体单元在临港下海测试 供图 天津理工大学
7个月的运行,标志着天津市海上漂浮式光伏开发技术向产业化迈出了坚实的一步。在此基础上,团队还提出新型气膜浮岛式、张弦浮岛式、新型浮块式等系列化的近海漂浮式光伏系统形式,尝试多种新材料应用,持续降本,实现了技术迭代。
海上光伏的推广可有效节省土地资源,缓解能源开发与土地的矛盾,减少燃煤发电产生的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等排放物对大气的污染,具有明显的生态效益和绿色效益。
据悉,天津港正在打造绿能港口,对于绿能的需求在1000万kW装机容量。“未来,我们还将联合天津各研发团队开展‘绿能发电+海水高效制氢’研究,大力研发海上风光能源发电技术装备。”高喜峰认为海上光伏有望大量应用于能源岛、人工岛、海上油气平台的供电以及与渔业开发、旅游、储能制氢等融合,打造海上风光渔游储氢油气碳水等综合一体化开发。(文 张暮心)