在极端寒冷的气候条件下，漂浮式光伏系统会面临什么问题？而光伏电站是如何应对这些不利条件背后的风险的？阳光水面光伏（Sungrow Floating）在黑龙江省巴彦县的一个湖面上建造的500KW的浮动光伏电站为我们提供了更多关于设计和运行方面的信息。
图片：一个位于黑龙江省哈尔滨市巴彦县极寒地区的漂浮光伏电站。来源：阳光电源
巴彦县的冬季气温可达零下20℃，这个500KW的漂浮电站大约覆盖了湖泊90%的水面。阳光水面光伏系统解决方案部的王经理在接受采访时表示，“这个湖泊位于中国东北地区，一个年度冰期会从11月延续到次年3月，湖面每年大约会有4个月的结冰时间。
他指出，冰层较厚处可能会发生局部冰层挤压隆起现象，而漂浮光伏系统则被固定在冰层的表面。在极寒地区，人们通常在温度达到冰点之前安装锚固结构。“如果在特殊情况下需要在结冰期安装，要先采用对应的破冰方案，将冰去除后再动工。”同时，在锚固系统的设计中还应考虑浮冰和冻胀对漂浮阵列的影响。
使用混凝土桩或重力锚作为水底锚固材料时，还需要考虑混凝土的抗冻胀能力，采用岸锚时则需要考虑冰冻对于锚体的挤压上浮效应，这些与非冰冻区域的锚固系统是有所区别的。
王经理还强调，极寒地区常伴随高雪荷载、锚固材料的特殊性、施工效率相对较慢等情况，确实相对常规漂浮项目的成本会更高。他补充说，“那么对于浮体系统的技术要求就显得更为重要了。”例如，设计时要考虑更大的浮重比，浮体可以根据区域的雪荷载差异做到灵活调整。他指出，浮体数量可依据当地的雪载荷增加或者减少，实现单位面积内的的浮力可调，从而做到系统成本最优。
阳光水面光伏表示，其产品符合极寒和冰冻地区的关键要求。“产品材料需要能抵抗极端低温，从而不会发生脆性开裂或断裂。”同时结构设计还要考虑冻胀的影响，“这意味着整个阵列结构需要有足够的强度抵抗冰冻，并且要经过一系列的冰冻测试以及高低温循环测试验证。”
此外，所选部件还需要具备抵抗大雪载的能力并考虑足够的安全浮力。“最后，锚定系统方面，需要考虑浮冰对于阵列的冲击荷载，以及冰期锚固施工安全和临时锚固措施，确保漂浮系统不会产生故障和事故破坏。”王经理解释说。
王经理还指出，结冰期的低温会增加漂浮光伏系统的发电量。巴彦县地区的漂浮电站于2018年投入使用，总水面面积为5000平方米，是一个窑厂废弃坑形成的池塘。电站中采用的是275W和315W的光伏组件以及阳光电源SG80ktl逆变器。
信息来源: PV Magazine, Sungrow Floating
评论