在光伏電站應用中，大多光伏電站建設于地面，且主要建設在我國西部青海、新疆、甘肅等省份，但這些地區并非負荷中心，而且隨著光伏電站的發展，地面土地資源日趨緊張。在此背景下，屋頂和水面光伏電站越來越受到關注。屋頂光伏技術已趨于成熟，目前國內已在大規模應用；但水面光伏技術剛處于萌芽狀態，作為光伏發電的新形式受到廣泛關注，全國多地進行了探索和實踐。

一、水面光伏電站介紹

按照基礎固定模式，水面光伏電站可根據水域深淺及水底地質狀況，分為樁基固定式和水面漂浮式。淺水區（約3米以內）以“固定打樁+固定支架式”為主，少量采取“固定打樁+跟蹤支架式”。深水區漂浮式（不小于3米），通過制作塑料浮箱或浮筒工字鋼整體底座的形式漂浮于水面。目前固定打樁方式是主流應用形式，成熟案例較多，漂浮式多為容量較小的示范項目。本文重點討論聚乙烯浮體在水面漂浮式電站上的應用。

二、水面漂浮電站分類

根據目前國內外水面漂浮光伏電站建設的情況，電站浮力系統技術方案主要有如下3類：

1、HDPE浮體方案：本方案所有浮力、結構受力均由HDPE浮體提供和承載；

2、浮體+鋼構方案：本方案由浮體提供浮力，結構受力均使用鋼

支架構件受力；

3、浮體發電一體化方案：光伏電池與浮體高度集成一體化。

目前HDPE浮體方案和浮體+鋼構方案均有規�；瘧�用，浮體發電一體化方案由英國設計師菲爾-波利提出，暫無規�；瘧�用。

三、水面漂浮電站優勢

漂浮式電站具有水上光伏較地面光伏的相同優勢：發電效率高、可規避土地限制、免稅水面、環境保護、運營維護方便等。

此外，漂浮式電站有樁基固定式不可比擬的優勢。因為水面漂浮式采用的漂浮光伏組件模塊生產流程少，重量輕，可以節約運輸成本和安裝費用；同時，各個部件是集成在一起的一個整體，不但防水性能好，在波浪的拍擊下，各個部件也不會產生共振現象造成損壞，生產成本也只有鋁合金框架太陽能組件的十分之一。其快速組裝的特性也有利于光伏發電新能源在水面上的運用和推廣。

四、發展水面漂浮電站的機遇與有利條件

一、政策機遇

1、《產業用地政策實施工作指引》、《光伏發電站工程項目用地控制指標》等土地政策的先后出臺使得光伏用地難的問題更加凸顯，土地使用的合法性問題成為地面光伏項目的首要規劃風險。

2、2015年，國家能源局推出一種促進先進光伏產業產品應用和產業升級的光伏扶持專項計劃——光伏“領跑者”計劃，旨在鼓勵能效光伏“領跑者”產品的技術研發和推廣。通過該計劃可以引導國內光伏制造業從追求規模擴張向注重質量效益轉變，從而實現從高補貼政策依賴模式向低補貼競爭力提高模式的轉變。2016年，國家能源局實施的光伏“領跑者”基地規劃陸續推出，其中，兩淮采煤沉陷區3.2GW水面光伏規劃成為新亮點。根據兩淮采煤沉陷區水面光伏發電規劃報告（2016-2018年）》預計，到2018年，兩淮采煤沉陷區主導產業及帶動產業總產值將突破1000億元。水面光伏或將成為光伏產業新突破口，新千億元市場啟動在即�！兑巹潯分兄赋�，“力爭2025年底，水面光伏產業格局初步顯現�！�

二、豐富的水力資源條件

中國擁有近300萬平方公里海域、9.1萬平方公里湖泊、8.6萬座水庫，有極大發展水面光伏電站的地形優勢。3.2萬公里長的海岸線，其中大陸岸線為1.8萬公里，沿線發展水面光伏電站，不僅操作難度系數較低，還可全面為沿線經濟發達地帶提供電力支持。

五、聚乙烯浮體在水面漂浮電站上的應用

漂浮式水上光伏需要漂浮設備來支撐光伏電池板——即浮體。浮體多采用強韌的高分子聚乙烯等材料通過吹塑工藝加工而成，可漂浮在水面上，可制成組合式浮動模塊。相比混凝土材質浮體的脆性易損，體積龐大、難加工等特點，PP聚丙烯材質的低溫冷脆，非中空吹塑級材料，不易加工等特點，不銹鋼材質浮體的成本高昂、薄壁不銹鋼易銹穿、安裝難度高等特點，高分子聚乙烯是目前最好解決水陸連接問題的產品。

聚乙烯浮體具有良好的性能和合理的價格，相同情況下，光伏面板、逆變器等價格一定，使用聚乙烯浮體架臺成本約為鋼支架成本的1/4。此外，它對環境無害，而且基本不用維護。不管是深水淺水，動水靜水，咸水淡水，凍水熱水，凈水污水，幾乎只要是有水的地方，浮體都可以物盡其用。浮體組成的各類產品具有變化無窮、自由組合成各式形狀，簡單且快速的安裝和拆卸，對環境無害，輕巧、穩定和安全，100%免維護等特點。

六、聚乙烯浮體前景

水上漂浮式是最水上光伏電站的基本形式，在日本、印度、韓國、新加坡、英國、挪威、美國、巴西、澳洲等均有成熟應用，特別是日本，這種形式得到廣泛利用。我國相比起步較晚，但近年在河北、湖北、江蘇、浙江等地相繼出現多種形式的水上光伏電站，水上光伏電站在我國發展十分迅速。我國第一座規模漂浮光伏電站是河北臨西縣一期30兆瓦地面光伏電站中的8兆瓦水面漂浮光伏系統，于2015年7月完成并網。蕪湖三山8.5兆瓦水上漂浮電站項目也于2015年8月開始并網發電�；茨喜擅核�陷區20兆瓦水上漂浮電站項目也于2016年3月底實現15兆瓦的并網發電。這幾個項目標志著我國水上漂浮光伏電站已經起步，也引起了國家能源部門的重視。隨著目前我國采礦塌陷區光伏領跑者計劃的持續開展、光伏電站用地的日益減少，水面漂浮式光伏電站作為光伏發電行業的一個新產品，即將被光伏行業推向一個發展的新高峰。

據相關信息統計，水面光伏電站總裝機量2017年約為1Gw以上。這1Gw的塑料浮體用量，目前的浮體制造業如何能滿足供給需求，是行業關心的一個問題。
    目前全國的光伏電站用浮體產能到底有多大？我們從它的生產工藝來作分析。浮體的生產主要是吹塑工藝制成，生產設備一般為120升以上吹塑機或者是生產廠家定制非標設備，每臺吹塑機配備一套模具生產，三班24小時的生產量約在250-300個浮體，每塊電池組件需要兩個浮體（托板浮體和走道），也就是說每一臺吹塑機全天滿負荷生產也只能滿足約130塊電池組件的安裝需求。每1Mw約3700塊電池組件，以此計算1臺大型吹塑機滿負荷生產一個月也只能滿足1Mw電站的安裝需求，如果是1Gw約370萬塊電池組件740萬個浮體則需要約95臺大型吹塑機不分晝夜全年滿負荷生產才能滿足需求。

七、聚乙烯浮體面臨的挑戰

作為水面光伏電站的重要支撐平臺，浮體架臺是關系到整個光伏電站能否正常運行發電的重要環節。目前光伏電站的全生命周期為25年，浮體架臺必須具有良好的抗腐蝕、低密度、抗凍脹、抗風浪等特性與之匹配。如果將塑料浮體作為水面漂浮式光伏電站的基礎，它到底能使用多年？行業眾說紛紜，有人說5年，有人說12年，更有甚者高呼30年的使用壽命，對此投資方非常茫然，在當今這個質量責任終身制的大環境下給決策者帶來了巨大的壓力和責任風險。這就如同用泥土做樓房的基礎所存在的風險，這種結構的產品結果就是建筑的倒塌或者是拆掉樓房換基礎。如果水面漂浮式光伏電站的使用壽命因浮體而達不到25年，中途更換1-2次甚至更多次的浮筒，其后果是不堪設想的，不但更換浮體麻煩程度非常大，并且成本費用單瓦造價將會高達6元以上。這必然是電站投資方不可能承受的損失。它會成倍的延長光伏電站的回收期，更可能億元投資全部打水漂。
    有些塑料浮體廠家存在僥幸心理，認為高風險高利潤并存，殊不知適當減少利潤，不要一味追求低成本，實打實的去做好浮體品質，相應風險也會減少很多，“寧可坐在寶馬里哭，不愿坐在自行車上笑”這句話是多么諷刺，笑到最后的人才是勝者，才會成為光伏浮體行業的標桿。
    現在對于那些追求低成本高要求的人已經有了血的教訓，目前有些塑料浮體的工程案例出現了問題： 

    1、位于青海省青海湖旅游風景區的塑料浮筒碼頭安裝3年現已全部更換； 
    2、浙江千島湖旅游風景區的塑料浮筒碼頭安裝2年就出了嚴重的質量問題； 
    3、在日本已安裝的塑料浮筒的電站不足3年已經出現了浮筒漏水問題。
    既然投入水上光伏這一行我們就要把它做好，投機倒把者終會被行業淘汰。

八、結束語

我國水上光伏尚處示范階段，雖然水上光伏電站技術距離大面積、大規模開發還有一定的距離，組件長期在潮濕環境中的可靠性、浮臺的承載能力和使用壽命等問題還有待進一步驗證，但隨著產業的發展、技術的進步，相信國內會有越來越多的企業開始涉足漂浮式光伏發電系統的開發利用。未來通過試驗示范項目的建設，逐步積累工程經驗，解決組件長期在潮濕環境中的可靠性、浮臺的承載能力和使用壽命等技術問題，水上光伏發電系統的開發利用有著良好的前景，并會從淺水區走向更深水區，擴大應用范圍。