- 瑞晨互联
- 2025-07-10
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漂浮式光伏项目：新能源领域的蓝色突破与挑战
一、漂浮式光伏项目崭露头角，引领新能源变革新方向
在全球积极推进能源转型的大背景下，光伏产业作为新能源领域的主力军，持续展现出强大的创新活力与发展潜力。其中，漂浮式光伏项目正逐渐从概念走向现实，成为新能源领域的一颗耀眼新星。
当地时间 2024 年 10 月 21 日，德国最大规模的漂浮式光伏发电系统在西南部巴登 — 符滕堡州城市巴特申博恩正式启用。该系统设在一个由砂石坑蓄水而成的人工湖上，由 2.7 万多块太阳能电池板组成，覆盖面积达 8 公顷，装机容量 15 兆瓦 。项目规划的年发电量约为 1600 万千瓦时，不仅为湖上的采石场提供电力，多余电力还汇入电网。这一项目的成功投用，彰显了漂浮式光伏在开发太阳能发电潜力、推动能源转型方面的重要作用。
而在我国，漂浮式光伏项目同样取得了重大突破。7 月 2 日，中国石化青岛炼化全海水环境漂浮式光伏项目建成投用。这是我国首个实现工业运行的全海水环境漂浮式光伏项目，与前期投用的桩基式水面光伏联动，成为目前中国石化规模最大的水面光伏电站 。该项目占地面积约 60000 平方米，装机容量 7.5 兆瓦，年发绿电 1670 万千瓦时，可降低二氧化碳排放 1.4 万吨，相当于多植树 75 万株，对漂浮式光伏在沿海、浅海地区全海水环境的推广具有重要示范效应。
二、技术创新赋能，攻克海水环境应用难题
漂浮式光伏项目在海水环境下实施，面临着诸多严峻挑战，如海水腐蚀、生物附着、潮汐波动以及强风浪冲击等，这些问题对系统集成与电气安全构成巨大威胁 。然而，研发团队通过不懈努力，联合国内领先的材料研发和浮体生产企业开展技术攻关，取得了一系列关键创新成果。
在青岛炼化项目中，研发团队开发出抗盐雾腐蚀、抗藤壶附着的特制浮体与支架，有效保障了设备在恶劣海水环境中的长期稳定运行 。同时，研发出可抵御 13 级大风、适应 3.5 米潮汐落差的水下锚固系统，该系统不仅能稳固光伏设施，还较传统的桩基式光伏降低投资约 10% 。此外，通过优化布局形成贴近水面的安全巡检通道，较传统桩基式光伏运维时的安全性显著提高、成本显著降低。这些技术创新为沿海、浅海地区光伏开发提供了标准化解决方案，有力推动了新能源项目成本下降。
三、独特优势凸显，多元效益显著
（一）空间利用最大化，缓解土地资源压力
传统地面光伏电站往往需要占用大量土地，在土地资源日益紧张的今天，这成为制约其发展的重要因素。而漂浮式光伏项目巧妙地利用了广阔的水面空间，无论是天然湖泊、人工水库，还是沿海、浅海区域，都能成为其理想的建设场地 。以青岛炼化项目为例，其所在水域与海域联通，充分利用海水表面空间发电，实现了 “一地两用”，在不额外占用陆地资源的前提下，拓展了光伏发电的发展空间。
（二）发电效率提升，增强能源供应能力
水体对光伏组件及电缆具有良好的冷却效果，能够有效降低光伏板的工作温度。以青岛炼化全海水环境漂浮式光伏项目为例，通过光伏板随潮汐同步升降设计，缩短板体与水面距离，仅为传统桩基式结构的约 1/10，最大限度借助海水散热，通过冷却效应提高发电效率 5%-8% 。此外，水面的反射特性有助于产生反照率效应，增加可转换成电能的光子数量，进一步提升发电效率 。这种高效的发电模式，有助于提高能源供应能力，满足日益增长的能源需求。
（三）环境效益突出，助力生态保护与可持续发展
漂浮式光伏项目在发电的同时，还能带来一系列环境效益。一方面，其减少了水体的蒸发量，在一定程度上缓解了水资源的浪费 。另一方面，光伏板的遮挡作用可抑制水中藻类的过度生长，有助于改善水质 。此外，大规模发展漂浮式光伏项目，能够有效减少对传统化石能源的依赖，降低二氧化碳等温室气体排放，为应对气候变化、推动可持续发展做出积极贡献。如青岛炼化项目年发绿电 1670 万千瓦时，可降低二氧化碳排放 1.4 万吨，生态效益显著。
四、面临挑战与困境，探索破局之路
（一）初始投资成本高，制约项目大规模推广
尽管漂浮式光伏项目在技术和应用方面取得了显著进展，但与传统地面光伏系统相比，其初始投资成本仍然较高 。这主要是因为漂浮式光伏需要额外的浮动平台、锚固系统以及更坚固的防水电气设备等。这些额外的基础设施和组件使得项目的初始投资成本通常比陆地光伏高出 10% 至 25% ，在一定程度上制约了其大规模推广应用。为降低成本，需要进一步优化设计、提高材料性能、实现规模化生产，从而降低单位成本。
（二）维护管理难度大，运营风险增加
水上环境，尤其是咸水环境，对设备的腐蚀性较强，容易导致设备损坏 。维护和清洁工作通常需要借助船只和专业潜水员，操作复杂且成本高昂 。此外，水生生物（如鸟类粪便、藻类、藤壶等）的附着和生长会影响太阳能板的效率，需要定期清理 。电缆管理和水下锚固系统的检查和维护也更具挑战性，增加了运营风险。因此，开发高效、便捷的维护管理技术和设备，建立完善的运维体系，是保障漂浮式光伏项目稳定运行的关键。
（三）应用场景受限，发展空间有待拓展
并非所有水体都适合安装漂浮式光伏项目。需要综合考虑水深、水域面积、水底状况、风浪条件、现有水体用途（如航运、渔业、旅游）等因素 。在结冰严重的寒冷地区，漂浮式光伏的应用也会受到限制 。目前，大多数漂浮式光伏电站主要集中在人造水体中，如水库、废水储存池和农业灌溉池等 。要进一步拓展漂浮式光伏的发展空间，需要深入研究不同水体环境的特点，开发适应性更强的技术和设备，以扩大应用范围。
五、前景展望：广阔海洋，无限可能
随着全球对清洁能源需求的持续增长以及技术的不断进步，漂浮式光伏项目前景广阔。我国拥有长达 1.8 万公里的海岸线和 300 万平方公里的管辖海域，海洋新能源开发潜力巨大，预计超过 10 亿千瓦 。2025 年，政策明确提出 “支持深远海养殖、建设海上牧场”，在国家政策持续加码下，“光伏 + 海洋牧场” 融合发展已经成为当前的主流趋势 。未来，漂浮式光伏有望在沿海城市、海岛及近海油气平台等场景的能源转型中发挥重要作用，为构建绿色、低碳的能源体系注入新的活力。
同时，随着技术创新的不断推进，漂浮式光伏项目在成本控制、效率提升、应用场景拓展等方面将取得更大突破。企业应加大研发投入，积极开展技术创新，加强产业链上下游合作，共同推动漂浮式光伏产业的健康、快速发展。相信在不久的将来，漂浮式光伏将在全球能源舞台上大放异彩，为实现可持续发展目标贡献更多力量。
