一、水面光伏電站的建設形式

根據水面光伏電站的建設場地條件，可將水面光伏電站分為架高式水面光伏電站、漂浮式水面光伏電站及魚腹式懸索支架光伏電站三大類。一般情況下，架高式水面光伏電站較漂浮式水面光伏電站的建設成本低，且結構穩定性好，所以，在條件具備的情況下，優先選用建設架高式水面光伏電站。

根據以往設計經驗，在最高洪水位時的水深小于5m的水域、穩沉區且無防滲層的水面，可建設架高式水面光伏電站；非穩沉區水域或在最高洪水位時的水深大于5m的水域，可建設漂浮式水面光伏電站；對于中小河流、小型養殖水塘、污水處理廠等場地，可選用能夠實現較大跨度的魚腹式懸索支架形式的光伏電站。

漂浮式水面光伏電站根據其浮體形式的不同又可分為浮管式漂浮電站與浮箱式漂浮電站兩類。

二、各種水面光伏電站建設形式的優缺點及適用范圍

水面光伏電站的建設形式較多，但每一種建設形式均不能解決所有的項目場景。根據以往設計的項目，總結出各種水面光伏電站建設形式的優缺點及適用范圍，供讀者參考。

三、HSCC-FB新型zhuanli浮箱漂浮系統

水面漂浮光伏電站中，其它的漂浮系統，業內較為熟悉，重點介紹一下HSCC-FB新型zhuanli浮箱漂浮系統。

HSCC-FB是高強復合混凝土浮箱（High Strength CompositeConcrete-Float Box）的縮寫。是河北上能電力有限公司、河北能源工程設計有限公司、建華建材（河北）有限公司的zhuanli技術。HSCC-FB新型zhuanli浮箱漂浮系統應用范圍廣泛，廣泛適用于水深較深、塌陷區、具有防滲層的水庫等水域，也適用于水底較平整的低水位水域甚至是無水區域。

（一）HSCC-FB新型zhuanli浮箱的特點

1、浮箱采用高強鋼筋混凝土和復合漂浮材料組合制作而成，充分發揮兩者的優勢。

（1）混凝土：

采用高強C50混凝土，具有較強的耐久性。

浮箱采用低溫蒸汽養護，保證較高的混凝土強度。

浮箱制作采用工廠預制，保證浮箱整體質量和生產效率。

無水體污染問題。

（2）復合漂浮材料：

復合漂浮材料在建筑行業廣泛應用，具有很強的耐久性。

采用工廠制作，保證浮箱質量和浮力均勻。

2、本浮箱整體結構為“實心結構”，與國內主流浮體的“空心結構”不同，浮箱安全性高。

3、我國均有高強混凝土和復合漂浮材料的現行相關規程規范，為浮箱質量提供保障。

4、自重較大，外力對浮箱影響小，結構穩定性高。

（二）HSCC-FB新型zhuanli浮箱漂浮系統的特點

1、每兆瓦發電方陣僅需340個浮箱。每兆瓦的混凝土用量與12m長管樁的混凝土用量相當。

2、漂浮系統采用浮箱+支架的結構形式

（1）浮箱僅作為浮體，提供浮力，較大的水平力由金屬支架承擔，受力明確合理。

（2）每兩個浮箱與上部支架形成小的發電單元，每個小的發電單元之間設置構造連接措施，能夠適應波浪的作用。

（3）每個小的發電單元間，設置獨立的支架系統，防止組件的隱裂。

（4）各個構件的受力和變形均通過軟件模擬計算。

3、HSCC-FB浮箱漂浮系統均采用特殊的連接節點與周圈錨固，承載力更高，更安全可靠。

4、HSCC-FB浮箱漂浮系統可按照任意組件傾角設計，也可與跟蹤系統配合使用。

5、浮箱自重較大，施工時需施工機械吊裝下水，支架系統安裝難度與地面電站相當。

6、浮箱支架連接形成檢修走道，每塊組件均有走道到達，檢修方便，漂浮系統平穩可靠。

7、組件最底點距離水面400mm以上，減少了水對組件的影響，并且支架系統可與雙面發電組件完美結合。

（三）水面漂浮電站設計院需要注意的一些設計內容

水面光伏電站的設計，除了普通電站的有關設計內容外，尚應考慮：

浮體整體浮力計算及局部浮力計算；

上部支架系統計算；

風荷載、水流力、波浪力等計算；

定泊系統錨系的計算；

錨固系統的連接設計及構造措施；

浮體局部受力計算；

浮體連接螺栓及連接節點計算等；

設計需考慮適應水面波動變形的構造措施及整個漂浮系統的穩定性；

箱、逆變漂浮平臺、升壓站漂浮平臺的設計；

廠區防雷接地，電纜敷設以及放置檢修通道的規劃等；

光伏組件、逆變器、箱變等電氣設備的選型要適應水面建設場景的要求。

四、魚腹式鋼索柔性支架zhuanli技術

魚腹式鋼索柔性支架”體系與傳統鋼架結構相比，具有用鋼量少、承重強、工期短的明顯優勢。本項技術是河北上能電力有限公司、河北能源工程設計有限公司與領迅科技（北京）有限公司的zhuanli技術。

用鋼量少、承重強、成本低、工期短：相同高度和跨度的情況下，與傳統鋼架結構或網架結構相比，用鋼量減少40%以上，在保證項目收益率的基礎之上，度電成本可降低30%以上，工期縮短了35%以上。

穩定性好、撓度小、隱裂少：完美解決了傳統柔性支架結構穩定性差，鋼索撓度大，隱裂較為嚴重的問題。

通過設置魚腹式鋼索，實現大跨度空間；魚腹式結構既能抵抗風壓力的作用，也能抵抗風吸力的作用；魚腹式鋼索上設置撐桿和固定組件的鋼索，減小了組件鋼索的跨度，并且施加一部分預應力，減少鋼索撓度；設置了上下兩道穩定鋼索，保證魚腹式鋼索平面外的穩定。

采取連接構造措施，進一步減少組件隱裂：組件與固定組件的鋼索間設置允許轉動的連接件，并且能夠限制組件的橫向位移，從而消除鋼索產生的扭矩傳給組件，避免產生隱裂。

根據不同的應用場景，采取相應的防腐措施：對于污水處理廠等腐蝕較嚴重的場地，采用不銹鋼螺栓+加厚熱浸鋅+余量設計法，解決支架及鋼索易腐蝕難題。

檢修更方便：與傳統柔性支架結構相比，因為設置了檢修鋼索，檢修更方便。

環境友好、美觀、和諧、更加藝術：魚腹式鋼索技術多用于機場、高鐵站等大型公共建筑外墻的幕墻上，將該技術應用于光伏電站為國內首創。魚腹式鋼索支架優美的建筑結構形式，使光伏電站更具空間感，更加環境友好、更加美觀、更加和諧、更加藝術。

對于大跨度、施工難度大、造價高、高空間等特點的光伏電站建設場地，可采用創新型“魚腹式鋼索柔性支架”的形式建設，利用“魚腹式鋼索柔性支架”技術可以提供整體解決方案。可有效解決了利用大跨度空間建設光伏電站的難題，突破大跨度、高空間環境下光伏組件容易出現隱裂等難點。

采用魚腹式鋼索柔性支架，不占用額外土地，不影響下部空間的正常生產運營。魚腹式鋼索支架可實現跨度100m內的大跨度應用場地，比較經濟的跨度為30~50m。

五、各種水面光伏電站基礎支架系統的造價比較

上面對各種水面電站建設形式的適用范圍、優點、缺點等進行了簡要分析，不同的系統形式適用不同的建設場景，對于同一個光伏項目的不同區域，也會存在不同的設計方案，需要設計院根據實際的條件，經過技術經濟比選確定合理的設計方案。下面簡要比較一下各種水面光伏電站基礎（浮箱）支架系統的造價。

六、影響水面光伏電站建設質量和進度的主要因素

●前期手續的完備情況及接入系統的批復情況是項目能否按期完成的先決條件。

●設計院的技術水平和服務能力決定項目質量和經濟性的關鍵因素。

●施工單位的技術水平和組織管理是項目高質量按期完成的主力軍。

●設備訂貨、制造、混凝土養護及有些設備的產能等等是繞不開的硬性工期，是施工組織管理中的關鍵工作。

以水面架高式光伏支架與魚腹式懸索柔性支架；標準浮箱式漂浮光伏系統與HSCC-FB浮箱+支架式漂浮光伏系統為例，比較其施工工期特點。

水面光伏電站能否實現技術先進、安全可靠、經濟合理，設計方案的比選和確定尤其關鍵，根據以往設計經驗，提出對于水面光伏電站設計的幾點建議：

●工期和項目條件允許的情況下，能采用管樁架高支架系統的電站，優先采用。

●水面漂浮光伏系統要考慮整體的受力分析和25年的使用年限，應選擇滿足要求的漂浮系統。

●水面光伏電站設計時應充分考慮電站運維檢修的便利和成本。

●水面漂浮電站應設置可靠的防雷接地，足夠適應水位變化的電纜敷設系統和錨固系統。