预知在日本建设光伏电站的五重挑战

2017年4月11日 | 能源技术

在刚刚发布的《德国莱茵TÜV 2017年光伏电站持续经营白皮书》中提到,52%的受访企业有海外建设光伏电站的计划,其中六成受访者看好亚洲的市场。虽然各企业的投资热情高涨,但海外投资光伏电站的各种不确定性和风险却让大家踌躇不前。

来自德国莱茵TÜV日本公司的Manfred Brinkmann博士,是日本光伏电站领域的资深专家,在日前举办的“质胜中国”光伏盛典上,为参会嘉宾详述了在日本建设光伏电站所面对的地质和气候条件的特性,以及相关技术和管理方面的现状和挑战。现场分享的详实经验与实操案例,现通过“质胜中国I质者见质”系列整理发布,与光伏人共勉。

 

一重挑战:日本独特的地质与气候条件,对光伏电站设计提出了更高的要求

当你需要在日本建立光伏电站时,首先要明确,在什么样的地理条件下可以建立光伏电站?日本是个岛国,72%的地区都是山地,平原很少,同时人口密度很高,意味着光伏电站的运营成本以及整个租赁成本会非常高。在日本,只有在诸如被弃置的工商业以及农业地块、高尔夫球场、少数林海地区以及建筑物屋顶才比较适合建设光伏电站。

同时还要考虑到日本微气候的差异。日本的区域间太阳辐照度非常不均匀,即使是在同一个省,太阳辐照度的差异也是非常大。所以要对微气候分析进行非常仔细和深入的研究。

毋庸置疑,日本有110座活火山。是不是不要靠近活火山建设光伏电站就可以了呢?显然不是。就像去年日本的阿苏山活火山爆发,即使不靠近这些活火山,火山喷发后的火山灰仍然可以进行长距离的迁移,不仅影响了相邻区域的地面条件,也影响了该局部地区的辐照度。

还有,日本位于非常活跃的地震带当中,这显然也是不容忽视的地质风险。

地质条件跟气候条件息息相关,不仅仅是微气候,我们还要看日本大气候的情况。在日本的北部还有西北部,降雪非常大,所以如果在这些地区建立光伏电站,一定要保证光伏组件的安装角度以及安装高度,避免积雪长时间积压在组件表面上,在这些地区常见的组件最低点安装距地距离是2米左右。如果光伏组件的安装角度以及高度没有进行很好的结构设计,可能导致仅仅两周后光伏电站就会停止发电。

除了冬季的积雪,在夏季可能会有台风或者龙卷风,这也是影响日本光伏电站结构设计的重要因素。这就要求光伏组件的安装结构设计一定要能够确保抵抗强风。当台风来袭的时候,我们要去研究风向,即使不在沿海地区,在相对内陆的地区,从沿海来的风仍然会影响到我们的光伏组件的安全稳固性,所以结构设计一定要考虑到风向和风力的问题。

如果电站选址在日本南部城市,必须还要考虑到局部暴雨的风险。局部性短时间的强降雨可能会导致泥石流,潜在的泥石流也会影响到光伏电站的发电情况。此外,如果是在光伏电站施工过程中,因为地表遭到开挖,原生的植被遭到破坏,强降雨还会造成局部区域的水土流失。

 

保护土壤、防止土壤侵蚀的方法有:

• 第一点是尽量减少地面景观改造,保持住土壤的表层以进一步降低强风或强降雨对土壤的侵蚀,同时也要尽量保留覆有植被的土壤。

• 同时确保良好的排水系统,能够在不稳定的情况下或者是在自然灾害的情况下进行良好的排水。EPC承包商需尽可能地去优化设计排水系统,即使是在一年或者是运营了很多年之后,我们也要保证排水系统的正常运作。

• 其他方法包括充分考虑土壤的特性,持续的观察和改进,以及通过植被覆盖增强土壤的稳定性,等等。

 

二重挑战:严格的项目审批以及电网并网要求

• 上网电价(FIT):和我们预期相比已经有所下降,我们不知道FIT是否会进一步下降?

• 严格的METI批准要求:公用电网连接也需要被批准,还有包括具体的电站设计细节被批准后才能够进行建设。

• 电网并网:在日本,很多情况下是不允许架设电网传输线,例如需要考虑与高压线路的距离,线路地下敷设vs.空中架设的限制,是否允许高压线路架设于私人物业上方等因素。所有这些需要相关方和当地居民、社区以及其他单位进行磋商,以期能够实现以更优的方法并入电网。

 

三重挑战:运维服务商是否具备足够的经验和技术

运营维护商的能力至关重要。例如,一些小型的电站,运维可能是由经验不足的运维服务商来提供的。所以,很重要的一点是如何确保这个小型的电站是在最佳的性能状态上进行运营的。

 

四重挑战:日本当地技术标准与国际标准不匹配

需要提醒有意愿在日本投资光伏电站的企业,部分日本国内的技术标准与国际标准并不一致,所以在设计阶段一定要特别留意。

 

五重挑战:与设计、安装相关的缺陷与性能损失

在光伏电站建设当中,除了自然灾害和国家层面的政策等因素之外,还会存在一些影响电站性能、导致电站发电量损失的技术缺陷,尤其是在光伏电站的设计和安装环节。所以,在电站的规划设计以及施工阶段,我们必须要考虑各方面的影响因素和预期风险,这样才能确保电站能够按照严格的标准来设计、施工,并且能够按照预期进行运行和维护。

 

结语

日本仍然是一个非常有吸引力的光伏电站投资市场,前提是我们需要进行谨慎的选址、设计和施工。这就需要电站的设计和规划要符合当地的地理和气候条件,EPC和其他承包商的选择要足够谨慎,还需要找到可靠的和经验丰富的当地的合作伙伴。此外,独立第三方的技术尽职调查也是必不可少。