海洋滩涂主要指平均高潮线以下低潮线以上的沿海区域,即沿海大潮高潮位与低潮位之间的潮间地带。所以,海洋滩涂既属于土地,又是沿海的组成部分,是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带。
我国东部沿海可用于建设光伏电站的土地资源非常有限,只有少量荒地、山地、养殖塘和部分屋顶可供开发,且面积相对较小;而滩涂面积较大,无遮挡,日照时间比内陆长。利用闲置滩涂开发建设光伏电站可大大缓解东部沿海地区土地资源紧张的压力。
滩涂光伏发电有许多优势,在国内沿海地区发展迅速。
一是滩涂地区面积广阔,可大面积布置集中式光伏,发电效率高。目前国内已建或在建的滩涂光伏发电项目基本都在100MW以上,许多规划容量甚至可达百万千瓦的水平。
二是沿海省份地区经济发达,电力消纳能力强,光伏发出的电可在本省就近消纳,减少长距离甚至跨省传输的损耗。
三是利用滩涂地及周围水域建设光伏电站,增加土地综合效益。对于无法开发利用的滩涂,光伏电站的建设可以“变废为宝”,为当地提供经济效益。对于可开发利用的滩涂,既可发电又可种植海产品及养鱼,大大的提高了土地的利用率和价值。
四是可进行旅游开发,滩涂光伏场区建设完之后景观优美,通过综合规划,与周边海景融为一体,可作为工业旅游景点提高当地景观水平,也可作为清洁能源教育科普基地。
但滩涂光伏发电目前也存在许多技术上的难点,在设计与施工过程中需要克服。
第一,沿海区域台风多,冲击大,极易对光伏区的安全稳定运行造成严重影响。在设计时就需考虑到极限气候条件的影响,提高设计标准。也可考虑设计修建钢结构格栅透空式消浪墙。
第二,滩涂发电站环境潮湿、盐分高,管桩、金属支架、电缆等极易发生腐蚀。滩涂光伏电站目前在设计时往往采用预制管桩,针对预制管桩,需要使用高性能混凝土提高管桩的抗氯离子渗透能力、抗渗性能、耐久性等。混凝土的抗氯离子渗透性与孔结构密切相关,因此可通过合理选用原材料、提升混凝土密实度、加入添加料、增加保护层厚度、使用防腐阻锈剂、采用涂层钢筋等方法改善混凝土的孔结构。
目前国内地面电站的支架材料大都选用Q235钢材,使用热镀锌工艺加工防腐。针对沿海的特殊环境,需要采取多种措施提高金属的防腐蚀性能。可采用增加镀锌厚度、提高镀锌工艺水平、采用镀锌铝镁防腐工艺、采用阴极保护措施等方法。
滩涂光伏用的电缆建议使用防海水耐腐蚀电缆或者增设套管隔绝土壤的氯离子侵蚀。
常规的接地系统主要由镀锌扁铁焊接而成,材料多选择Q235钢材。研究表明,镀锌层呈现较高的腐蚀活性,在高盐碱环境下对钢不具有保护作用,因此不推荐使用。可选用铜覆钢材料或不锈钢材料。
第三,在滩涂地区施工时要面对涨潮退潮的问题。涨潮时与退潮时的工况完全不同,无论运输管桩材料还是施工安装都需综合考虑,在实际施工过程中经常出现运输船只半路搁浅的情况。