《近海漂浮式水上光伏發(fā)電系統(tǒng)

設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明

1項(xiàng)目背景

1.1行業(yè)背景

隨著碳達(dá)峰、碳中和“30·60”目標(biāo)的提出，我國(guó)正在構(gòu)建以新能源為主體

的新型電力系統(tǒng)，積極推進(jìn)新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近年來(lái)，內(nèi)陸光伏裝機(jī)量爆發(fā)

式增長(zhǎng)，可利用土地資源愈發(fā)緊張，用地成本逐漸升高，而水面資源受限于政策

制約，開(kāi)發(fā)潛力有限，海洋是未來(lái)光伏行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國(guó)大陸海岸線長(zhǎng)

1.8萬(wàn)公里，理論可安裝海上光伏的海域面積約為71萬(wàn)平方公里，預(yù)計(jì)裝機(jī)規(guī)模

約100GW，全球海上光伏潛在裝機(jī)容量達(dá)4000GW，開(kāi)發(fā)潛力巨大。

2022年3月，國(guó)家科學(xué)技術(shù)部發(fā)布《“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“可再生

能源技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)》，明確將“近海漂浮式光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及核心部件”列

為“十四五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》也提出“開(kāi)展

近海漂浮式光伏系統(tǒng)技術(shù)及高可靠性組件、部件技術(shù)研究”。山東省2022年提出

海上光伏規(guī)劃，“十四五”期間將打造環(huán)渤海、沿黃海兩大千萬(wàn)千瓦級(jí)海上光伏

基地，其中“環(huán)渤海”基地布局海上光伏場(chǎng)址31個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模1930萬(wàn)千瓦；

“沿黃?！被?，布局海上光伏場(chǎng)址26個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模2270萬(wàn)千瓦。江蘇省提

出穩(wěn)步有序開(kāi)展海上光伏建設(shè)，沿海灘涂地光伏發(fā)電基地，有效提高海域資源利

用效益。浙江省發(fā)布了《光伏項(xiàng)目用海管理意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》，在總體原則、

規(guī)劃布局、用?？刂浦笜?biāo)、審批要求、監(jiān)管要求等5方面進(jìn)行了意見(jiàn)征求，支持

海上光伏健康有序發(fā)展。天津市提出拓展海域立體利用空間，鼓勵(lì)利用近海灘涂

區(qū)、圍而未填海域等區(qū)域建設(shè)海上光伏項(xiàng)目。在此背景下，三峽集團(tuán)、華潤(rùn)集團(tuán)、

國(guó)家能源等能源企業(yè)快速啟動(dòng)了示范工程工作。根據(jù)海上風(fēng)電發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在十四

五期間，漂浮式海上光伏將迎來(lái)快速發(fā)展期。

與內(nèi)陸漂浮式水上光伏不同，近海海域風(fēng)大浪急，對(duì)漂浮式光伏的安全性和

可靠性造成巨大威脅，同時(shí)海洋的高鹽霧環(huán)境、海生物附著、海上浮冰等問(wèn)題對(duì)

漂浮式光伏的結(jié)構(gòu)、電氣、布置方式提出更高的要求。目前，近海漂浮式光伏開(kāi)

發(fā)以小規(guī)模示范項(xiàng)目為主，仍處于試驗(yàn)和探索階段，在站址選擇、場(chǎng)區(qū)布置、浮

體材料與形式、電氣設(shè)備等方面主要借鑒《水上光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等行業(yè)

標(biāo)準(zhǔn)和海洋工程領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)范。因此，基于海上光伏開(kāi)發(fā)的特殊環(huán)境條件，制

定漂浮式海上光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，是現(xiàn)階段海上光伏高速發(fā)展的迫切需求。

1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

挪威OceanSun公司開(kāi)發(fā)了一種海上柔性光伏系統(tǒng)，光伏方陣由外圈HDPE

浮管+內(nèi)部薄膜組成，并于2022年11月在山東完成了500kW項(xiàng)目實(shí)證；挪威石

油公司Equinor與能源公司MossMaritime聯(lián)合進(jìn)行了海上漂浮式光伏電站的概

念設(shè)計(jì)與實(shí)物測(cè)試，其光伏方陣由不同形式的半潛式結(jié)構(gòu)連接組成；荷蘭

SolarDuck公司設(shè)計(jì)了三角形單元的半潛式海上光伏平臺(tái)，也完成了相關(guān)水池試

驗(yàn)驗(yàn)證。國(guó)內(nèi)某新能源公司采用常規(guī)內(nèi)陸漂浮式方案進(jìn)行了近海光伏實(shí)證試驗(yàn)，

獲取相關(guān)海試參數(shù)；龍?jiān)措娏μ?yáng)能公司對(duì)半潛式海上光伏平臺(tái)及系泊系統(tǒng)進(jìn)行

了研究，并于2022年完成了水池模型試驗(yàn)驗(yàn)證；中集來(lái)福士研發(fā)了我國(guó)首個(gè)半

潛式海上光伏平臺(tái)，由4個(gè)浮體方陣連接組成，裝機(jī)容量達(dá)400kW，已于近日

完成下水拖航。一道新能研發(fā)了多浮體柔性連接的漂浮式海上光伏系統(tǒng)，浮體采

用高性能混凝土，并選用柔性組件貼合安裝，也將于近日進(jìn)行下海實(shí)測(cè)。

2研究目的及意義

2.1研究目的

總體上看，漂浮式海上光伏的技術(shù)方案有兩種，一是借鑒海洋工程領(lǐng)域的結(jié)

構(gòu)物形式，采用鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)或混凝土基礎(chǔ)支撐光伏組件；另一種則是在內(nèi)陸漂浮

式方案的基礎(chǔ)上，對(duì)HDPE浮體的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行加強(qiáng)。鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)強(qiáng)度大，可

靠性高，但面臨嚴(yán)重的海洋腐蝕問(wèn)題；HDPE浮體天然防腐，但強(qiáng)度難以抵抗惡

劣的海洋環(huán)境條件；混凝土自重大，長(zhǎng)期浸泡在海水中有開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。且漂浮式海

上光伏浮體結(jié)構(gòu)形式多變、數(shù)量眾多、環(huán)境載荷計(jì)算難度大，其錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)和

整體穩(wěn)定性分析也是行業(yè)難題?？梢?jiàn)，針對(duì)漂浮式海上光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

和標(biāo)準(zhǔn)尚為空白，亟需開(kāi)展相關(guān)研究，建立科學(xué)的指導(dǎo)思想和評(píng)價(jià)體系。

2.1研究意義

1、為漂浮式海上光伏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)可行性提供評(píng)價(jià)依據(jù)。我國(guó)尚沒(méi)有針對(duì)漂浮

式海上光伏開(kāi)發(fā)可行性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，特別是針對(duì)海上光伏+風(fēng)電、海上光伏+水

產(chǎn)養(yǎng)殖等復(fù)合利用領(lǐng)域，缺乏明確的可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)。本指南可以為漂浮式海上

光伏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)可行性提供評(píng)價(jià)依據(jù)，解決漂浮式海上光伏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)可行性評(píng)價(jià)方

法不明確、不統(tǒng)一等問(wèn)題，引導(dǎo)和規(guī)范漂浮式海上光伏發(fā)展。

2、為漂浮式海上光伏開(kāi)發(fā)提供降本增效路徑和方法參考?，F(xiàn)階段漂浮式海

上光伏開(kāi)發(fā)成本居高不下，單瓦成本均在10元以上甚至突破20元，缺乏科學(xué)的

降本增效路徑指引，降本增效工作的著手出和發(fā)力點(diǎn)不明確。本指南的制定可以

為漂浮式海上光伏開(kāi)發(fā)提供降本增效路徑和方法，有助于結(jié)合海上光伏的復(fù)雜環(huán)

境條件，將降本增效技術(shù)貫穿在站址選擇、場(chǎng)區(qū)布置、浮體材料與形式、系泊系

統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備等全過(guò)程。

3、為漂浮式海上光伏開(kāi)發(fā)技術(shù)創(chuàng)新、推廣應(yīng)用提供指引。目前漂浮式海上

光伏開(kāi)發(fā)處于小規(guī)模示范階段，基本上是借鑒內(nèi)陸漂浮式水上光伏和海洋工程領(lǐng)

域的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，尚未有充分結(jié)合海洋環(huán)境條件的創(chuàng)新方案。本指南的指定將促進(jìn)

全面適應(yīng)海洋環(huán)境條件的技術(shù)方案創(chuàng)新、篩選和應(yīng)用，最終形成可復(fù)制、可推廣

的漂浮式海上光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案。

3主要研究?jī)?nèi)容

3.1漂浮式海上光伏浮體選材研究

光伏平臺(tái)在海上需持續(xù)運(yùn)行25年，浮體材料需具有良好的力學(xué)特性和耐環(huán)

境性能。研究和對(duì)比HDPE、普通碳鋼、高性能混凝土和超級(jí)耐候鋼等材料在海

洋中的適應(yīng)性，針對(duì)不同海域條件，提出適用于漂浮式海上光伏的浮體材料或其

組合形式。

3.2漂浮式海上光伏浮體選材研究

海洋環(huán)境載荷以風(fēng)浪流為主，不同結(jié)構(gòu)形式的光伏平臺(tái)在海洋中的運(yùn)動(dòng)和受

力特性有很大差異。針對(duì)不同的浮體材料，研究能適應(yīng)惡劣海洋環(huán)境條件的漂浮

式海上光伏浮體結(jié)構(gòu)形式，綜合考慮安全、施工、成本等多方面因素，提出適用

于低海況、中等海況和惡劣海況的多元化技術(shù)方案。

3.3漂浮式海上光伏高可靠性系泊技術(shù)研究

近海海域環(huán)境條件惡劣，臺(tái)風(fēng)下最大波高往往達(dá)到7~8米甚至10米以上，

對(duì)漂浮式海上光伏的系泊系統(tǒng)是巨大考驗(yàn)。針對(duì)不同的浮體形式和材料，研究可

靠性高、經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)的系泊方案，對(duì)錨固支架等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，確保光伏平臺(tái)

在海洋強(qiáng)風(fēng)浪作用下的可靠性。

3.4漂浮式海上光伏海生物附著抑制技術(shù)研究

海生物附著是海洋工程領(lǐng)域長(zhǎng)期面臨的難題，藤壺等海生物附著會(huì)不斷增加

平臺(tái)重量，嚴(yán)重影響光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。研究不同浮體形式和材料的海生物附著

特性，提出針對(duì)性的減緩措施。

3.5漂浮式海上光伏整體穩(wěn)定性研究

漂浮式海上光伏占水域面積大，且面臨復(fù)雜的風(fēng)載荷、流載荷、波浪載荷、

雪載荷及冰載荷，方陣不同位置及連接節(jié)點(diǎn)處的受力情況差異很大。為了保證漂

浮式海上光伏平臺(tái)的使用壽命，系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性分析顯得尤為重要。針對(duì)選定

的浮體形式、材料及系泊方案，研究并建立一套較為完整的漂浮式海上光伏整體

穩(wěn)定性分析方法。

4技術(shù)路線

調(diào)研國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，綜合流體、結(jié)構(gòu)、三維設(shè)計(jì)等多領(lǐng)域?qū)I(yè)軟件，分別

采用HDPE、普通碳鋼、高性能混凝土和超級(jí)耐候鋼，針對(duì)半潛式、浮管式、浮

箱式、桁架式、薄膜式和常規(guī)內(nèi)陸漂浮式等方案開(kāi)展仿真研究。綜合考慮成本、

施工、防腐、海生物附著等因素對(duì)浮體材料進(jìn)行比選。針對(duì)不同的浮體形式和材

料，研究可靠性高、經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)的系泊方案，對(duì)錨固支架等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

基于以上研究成果，建立一套較為完整的漂浮式海上光伏整體穩(wěn)定性分析方法。

為漂浮式海上光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法提供科學(xué)的指導(dǎo)思想和評(píng)價(jià)體系。

5擬依托的主要技術(shù)、產(chǎn)品及應(yīng)用情況

5.1技術(shù)、產(chǎn)品的特點(diǎn)

本技術(shù)及產(chǎn)品主要包含浮體系統(tǒng)及系泊系統(tǒng)。

浮體系統(tǒng)的主要特點(diǎn)為通過(guò)優(yōu)化浮體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減小組件浮體浮力、增大走道

浮體浮力，使漂浮系統(tǒng)浮力與負(fù)載匹配，同時(shí)增加水面透光率；通過(guò)選用尺寸小

但強(qiáng)度高的金屬緊固件，可減少浮體耳板孔大小，增加耳板抗拉強(qiáng)度；結(jié)合漂浮

系統(tǒng)中空吹塑生產(chǎn)工藝高度依賴(lài)操作工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的特點(diǎn)，研發(fā)分體插拔式浮體，

簡(jiǎn)化每個(gè)浮體結(jié)構(gòu)，提高浮體生產(chǎn)效率，具有成本合理、安裝效率高、整體穩(wěn)定

性好、環(huán)境友好等特點(diǎn)。

常規(guī)技術(shù)組件浮體浮力大，支撐僅20~35kg的光伏組件；走道浮體浮力小、

支撐80-100kg的運(yùn)維載荷。浮體浮力與負(fù)載不匹配造成連接節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)期彎折容易

疲勞損壞。同時(shí)組件浮體無(wú)通孔或通孔小，阻擋了水面氧氣和熱交換，影響水下

生態(tài)系統(tǒng)，不利于光伏組件背板散熱，影響發(fā)電效率。

本成果首次提出全系統(tǒng)均衡吃水理論，走道浮體提供主要浮力、組件浮體提

供輔助浮力，浮力與負(fù)重均衡合理；基于此發(fā)明了大通孔組件浮體，減小了水面

覆蓋率，更利于水面氧氣交換，提高了光伏電站的水生態(tài)環(huán)境友好性；同時(shí)增大

了光伏組件的親水面積，增強(qiáng)了水面對(duì)光伏組件的冷卻效果，提升了發(fā)電效率和

發(fā)電量。與常規(guī)浮體相比，本技術(shù)的實(shí)施將水面覆蓋率降低約12%，光伏組件親

水率提高約19%，正午前后2小時(shí)內(nèi)發(fā)電量提高約2%。

浮體通過(guò)數(shù)以千計(jì)的連接節(jié)點(diǎn)拼接形成大型漂浮方陣，這些連接節(jié)點(diǎn)承受著

周期性交變環(huán)境載荷對(duì)漂浮方陣數(shù)十噸的作用力。常規(guī)技術(shù)中使用單個(gè)大直徑

HDPE連接件固定連接節(jié)點(diǎn)，減小了結(jié)構(gòu)受力截面積，造成連接節(jié)點(diǎn)抗拉強(qiáng)度不

足，極端環(huán)境下容易斷裂失效，造成電站整體損毀。

本成果首次提出強(qiáng)抗拉冗余連接技術(shù)，浮體連接耳通過(guò)強(qiáng)度更高直徑更小的

雙金屬連接件固定，并使用犧牲材料柔性過(guò)渡，增大了結(jié)構(gòu)受力面積，同等成本

下可獲得更大的連接節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度，提高了漂浮方陣抗風(fēng)浪能力，安全冗余有保障。

與常規(guī)浮體相比，浮體對(duì)角抗拉力檢測(cè)值大于15000N，提高約87%；對(duì)邊抗拉

力檢測(cè)值大于21000N，提高約90%。

漂浮系統(tǒng)中組件浮體承載著各種極端載荷。常規(guī)技術(shù)為傾斜支撐光伏組件，

組件浮體采用“斜坡式”設(shè)計(jì)，生產(chǎn)時(shí)壁厚拉伸不均，導(dǎo)致產(chǎn)品長(zhǎng)期存在成品率

低、局部易破損的質(zhì)量隱患，威脅著電站的安全運(yùn)行；同時(shí)“斜坡式”組件浮體

需重新開(kāi)模才能改變傾角，成本高昂，降低了電站的經(jīng)濟(jì)性。

本技術(shù)傾角可調(diào)插拔式浮體，通過(guò)獨(dú)立的支撐浮體以插拔結(jié)構(gòu)固定在組件浮

體上，傾斜支撐光伏組件的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)組件浮體和支撐浮體橫平豎直，壁厚均勻

易生產(chǎn)，提高了成品率。通過(guò)使用不同高度的插拔式支撐浮體實(shí)現(xiàn)了光伏組件傾

角可適度（5-15度）調(diào)整，結(jié)束了國(guó)內(nèi)外“一種傾角打天下”的技術(shù)現(xiàn)狀，大幅

降低了變傾角的成本，提高了水上光伏漂浮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

系泊系統(tǒng)的特點(diǎn)是針對(duì)漂浮式水面光伏系泊系統(tǒng)存在的無(wú)針對(duì)性分析方法、

缺乏兼顧安全性與經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)、無(wú)法應(yīng)用于大變幅水域等問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)性技

術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)了差異化錨碇布置過(guò)載滑移保護(hù)抗偏移水面光伏系泊技術(shù)，取得了

一系列創(chuàng)新成果，主要包括：1）首次提出漂浮式水面光伏電站系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)方

法，獲發(fā)明專(zhuān)利；2）研發(fā)了差異化錨碇布置技術(shù)，獲發(fā)明專(zhuān)利；3）研發(fā)了錨碇

過(guò)載滑移陣列保護(hù)技術(shù)，獲發(fā)明專(zhuān)利；4）研發(fā)了荷載導(dǎo)向系泊纜最佳傾角方陣

偏移控制技術(shù)，獲發(fā)明專(zhuān)利；5）研發(fā)了大變幅水域水面光伏系泊技術(shù)，獲實(shí)用

新型專(zhuān)利。經(jīng)濟(jì)效益顯著，顯著提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性。該技術(shù)提高了漂浮式水面光

伏系泊技術(shù)水平，推動(dòng)了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)了漂浮式水面光伏高質(zhì)量可持續(xù)

發(fā)展。

首次將相關(guān)水動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等理論引入水面光伏系泊系統(tǒng)

分析，提出了“整體-局部-細(xì)部”的分析方法，關(guān)鍵步驟為：a)在計(jì)算陣列整體

荷載時(shí)，將陣列等效為剛性整體，分析局部應(yīng)力最大的部位，提取局部的外力矩

陣；b）針對(duì)局部重新精細(xì)化建模，將步驟一中的外力矩陣施加在新的模型上，

可分析出應(yīng)力最大的關(guān)鍵浮體，并重新提取細(xì)部關(guān)鍵浮體的外力矩陣；c）采用

關(guān)鍵浮體實(shí)際3D模型，施加步驟2中的外力矩陣，可計(jì)算出單個(gè)浮體的應(yīng)力情

況。本方法成功解決了“超大型柔性結(jié)構(gòu)”系泊系統(tǒng)計(jì)算分析的難題，為行業(yè)首

創(chuàng)，填補(bǔ)了這一技術(shù)空白,已獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)，是行業(yè)內(nèi)首個(gè)及目前為止唯

一的水面光伏系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法類(lèi)發(fā)明專(zhuān)利

基于伯努利理論及湍流理論等，結(jié)合水面光伏型式特征，分別建立了不同組

件傾角、不同組件排數(shù)、不同風(fēng)向、不同風(fēng)速大小的數(shù)值計(jì)算模型，分析光伏組

件遮擋效應(yīng)對(duì)體型系數(shù)的影響規(guī)律，同時(shí)結(jié)合相關(guān)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終將體型系

數(shù)值由0.8-1.3合理優(yōu)化至0.2-0.5，風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值大幅降低，進(jìn)而合理輕量化錨

碇、系泊纜及鋼支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)大幅提高其經(jīng)濟(jì)性。

基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值理論，采用SIMPLE算法，對(duì)光伏方陣不同風(fēng)向

的受力進(jìn)行了模擬計(jì)算，結(jié)果表明，南北側(cè)風(fēng)荷載約為東西側(cè)的2-3倍，再結(jié)合

體型系數(shù)優(yōu)化技術(shù)，可合理減少東西側(cè)錨碇?jǐn)?shù)量，約20%。

本技術(shù)引入了“風(fēng)箏理論”，提出的單個(gè)錨碇重量允許最大值Mmax計(jì)算方

法，優(yōu)化錨碇質(zhì)量，使其抓地力小于陣列連接處的最大拉力。當(dāng)錨碇受力超過(guò)其

抓地力，將向環(huán)境荷載方向適度滑移，調(diào)整至單側(cè)所有錨點(diǎn)均衡受力，有效避免

陣列受力集中導(dǎo)致?lián)p壞。

5.2應(yīng)用情況

本技術(shù)已在全球十七個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目中成功應(yīng)用轉(zhuǎn)化，新增銷(xiāo)售額總計(jì)超2

億元。本技術(shù)已授權(quán)許可印度大型上市公司SFSPL并已成功應(yīng)用于印度Tuticorin

22MWAC和L&T4MWAC水上光伏發(fā)電工程。

本技術(shù)成果已于2016年2月成功應(yīng)用于襄陽(yáng)市熊河水庫(kù)1.2MWp水光互補(bǔ)

分布式光伏電站試點(diǎn)項(xiàng)目，并陸續(xù)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)十余個(gè)大型光伏發(fā)電項(xiàng)目，包括安

徽兩淮國(guó)家光伏示范基地三峽集團(tuán)150MW水面光伏工程【當(dāng)時(shí)全球最大的漂浮

式水面光伏發(fā)電工程】、三峽新能源微山小卜灣50MWp光伏電站、晶科電力上

饒光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)跑者鄱陽(yáng)項(xiàng)目、大唐華銀益陽(yáng)北港長(zhǎng)河漁光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目、

華能岳陽(yáng)三灰湖水面光伏發(fā)電項(xiàng)目（一期）、廣西桂冠巖灘水光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)

目、華能德州丁莊水庫(kù)光伏發(fā)電項(xiàng)目【目前全球最大的漂浮式水面光伏發(fā)電工程】、

大唐華銀醴陵泗汾鎮(zhèn)鴨塘50MW光伏項(xiàng)目、國(guó)能長(zhǎng)源漢川市華嚴(yán)農(nóng)場(chǎng)100MW漁

光互補(bǔ)光伏發(fā)電一期項(xiàng)目和國(guó)能桂林永福電廠火光互補(bǔ)一體化項(xiàng)目。

本技術(shù)成果已成功推廣至“一帶一路”國(guó)家，應(yīng)用于馬來(lái)西亞雪蘭莪州10MW

漂浮光伏項(xiàng)目、新加坡DiscoveryCenterPark水上光伏發(fā)電項(xiàng)目和泰國(guó)北大年府

農(nóng)集縣水面光伏項(xiàng)目等大型水面光伏電站。本項(xiàng)目研究成果具有通用性，普遍適

用于全球各類(lèi)水域，例如水庫(kù)庫(kù)汊、池塘、火電廠棄灰場(chǎng)形成的水域、污水處理

廠中水池、采煤及采礦塌陷區(qū)、近海等。

5.3專(zhuān)利及獲獎(jiǎng)

本技術(shù)已形成系列專(zhuān)利群，已獲得發(fā)明專(zhuān)利20項(xiàng)、實(shí)用新型43項(xiàng)、外觀專(zhuān)

利10項(xiàng)。同時(shí)獲得多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，具體如下：

1）2020年湖北省人民政府技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

2）2022年湖北省高價(jià)值專(zhuān)利大賽銀獎(jiǎng)

3）2021年湖北省勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)湖北省勘察設(shè)計(jì)成果評(píng)價(jià)二等獎(jiǎng)

4）2019年水利部科技推廣中心2019年度水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)重點(diǎn)推廣

指導(dǎo)目錄認(rèn)定為水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)

5）2020年水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江委科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)

6）2022年水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)青年科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

7）2023年水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)青年科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

5.4成果評(píng)價(jià)

院士專(zhuān)家科技成果評(píng)價(jià)

由張勇傳院士、973首席科學(xué)家吳衛(wèi)國(guó)教授等7位專(zhuān)家組成的評(píng)價(jià)專(zhuān)家組在

《漂浮式水面光伏關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用》科技成果評(píng)價(jià)報(bào)告中一致認(rèn)為：該科技

成果系統(tǒng)性、創(chuàng)新性強(qiáng)，對(duì)國(guó)內(nèi)外漂浮式水上光伏電站存在的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行

了系統(tǒng)研究，并在多個(gè)項(xiàng)目中得到了成功應(yīng)用，獲得了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，

整體達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

國(guó)內(nèi)外科技查新

湖北省科技信息研究院查新檢索中心2020年5月對(duì)“漂浮式水面光伏關(guān)鍵

技術(shù)”項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)實(shí)施了科技查新。查詢(xún)結(jié)果表明，所檢國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中未見(jiàn)與

查新點(diǎn)相同的文獻(xiàn)報(bào)道。湖北省科技信息研究院查新檢索中心2023年2月對(duì)“差

異化錨碇布置過(guò)載滑移保護(hù)抗偏移水（海）面光伏系泊技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目的創(chuàng)新

點(diǎn)實(shí)施了科技查新。查詢(xún)結(jié)果表明，所檢國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中未見(jiàn)與查新點(diǎn)相同的文獻(xiàn)

報(bào)道。

國(guó)際專(zhuān)利技術(shù)許可

相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)授權(quán)許可印度大型上市公司SouthernFloatingSolarPrivate

Limited.在印度、斯里蘭卡等國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行制造和銷(xiāo)售浮體產(chǎn)品，已成功應(yīng)用

于印度Tuticorin22MWAC和L&T4MWAC水上光伏發(fā)電工程。

國(guó)際權(quán)威認(rèn)證

專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)國(guó)際權(quán)威的TüV南德認(rèn)證（PPP59073A）并獲得光伏行業(yè)全

球首張浮體產(chǎn)品認(rèn)證證書(shū)，通過(guò)國(guó)家太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（CPVT）

的CBC認(rèn)證（CBC-001-D201900031），產(chǎn)品質(zhì)量均通過(guò)國(guó)際實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可合作組

織CMA和CNAS的測(cè)試，符合歐盟RoHS環(huán)保要求，達(dá)到國(guó)際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品

的主要性能：材料的力學(xué)性能、耐候性能、浮體整體的理化性能、環(huán)保性能均優(yōu)

于或符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

第三方評(píng)價(jià)結(jié)論

青島迪馬爾公司對(duì)差異化錨碇布置過(guò)載滑移保護(hù)抗偏移水（海）面光伏系泊

技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，認(rèn)為：該創(chuàng)新研究成果在水面光伏領(lǐng)域具有巨大的創(chuàng)造性和技術(shù)

革新性，有效解決了實(shí)際工程技術(shù)難題，提高了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，具有極大的創(chuàng)

新性。武漢理工大學(xué)對(duì)差異化錨碇布置過(guò)載滑移保護(hù)抗偏移水（海）面光伏系泊

技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，認(rèn)為該技術(shù)解決了目前水面光伏領(lǐng)域中廣泛關(guān)注的難點(diǎn)，具有極

大的創(chuàng)新性及應(yīng)用價(jià)值。

應(yīng)用項(xiàng)目業(yè)主評(píng)價(jià)

技術(shù)成功應(yīng)用于三峽淮南、三峽微山、大唐華銀益陽(yáng)、晶科上饒等項(xiàng)目中，

得到了應(yīng)用單位的高度肯定，均認(rèn)為該成果各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)在項(xiàng)目中效果顯著、帶

來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益，具有較大的創(chuàng)新性和推廣應(yīng)用價(jià)值。

先進(jìn)實(shí)用技術(shù)名錄

漂浮式水面光伏關(guān)鍵技術(shù)列入《2019年度水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)重點(diǎn)推廣指導(dǎo)

目錄》，認(rèn)定為水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。

新聞報(bào)道

本成果專(zhuān)利產(chǎn)品應(yīng)用的全球最大-淮南150MW水上光伏項(xiàng)目被中央電視臺(tái)

新聞聯(lián)播先后兩次播報(bào)，國(guó)務(wù)院、國(guó)資委等官方網(wǎng)站也給予全文報(bào)道，其環(huán)境友

好性得到認(rèn)同；應(yīng)用的我國(guó)首座全HDPE浮式-熊河1.2MW水上光伏電站得到湖

北省政府網(wǎng)及湖北日?qǐng)?bào)等報(bào)道，重點(diǎn)闡述了本技術(shù)產(chǎn)生的良好社會(huì)效益；漂浮式

水上光伏多項(xiàng)核心技術(shù)世界范圍行業(yè)內(nèi)尚屬首創(chuàng)，人民長(zhǎng)江報(bào)報(bào)道稱(chēng)“成功實(shí)現(xiàn)

了從‘跟跑’到‘領(lǐng)跑’的華麗轉(zhuǎn)身”

全國(guó)品牌故事

以漂浮式水上光伏關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)歷程為核心內(nèi)容的企業(yè)品牌故事獲中國(guó)質(zhì)

量協(xié)會(huì)頒發(fā)的第六屆全國(guó)品牌故事征文比賽三等獎(jiǎng)。

6與國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系分析

目前，國(guó)內(nèi)外與海上漂浮式光伏設(shè)計(jì)相關(guān)的代表性標(biāo)準(zhǔn)情況分析如下：

1、《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50797-2012）

中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2012年頒布該標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)新建、擴(kuò)建或改

建的并網(wǎng)光伏發(fā)電站和100kWp及以上的獨(dú)立光伏發(fā)電站在設(shè)計(jì)過(guò)程中的站址

選擇，太陽(yáng)能資源分析，光伏發(fā)電系統(tǒng)，站區(qū)布置，電氣，接入系統(tǒng)等方面做出

要求，規(guī)范了光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)行為。該標(biāo)準(zhǔn)主要基于屋頂光伏和地面光伏設(shè)計(jì)進(jìn)

行編寫(xiě)，為海上漂浮式光伏電氣設(shè)計(jì)提供參考，對(duì)可能涉及的系泊系統(tǒng)、波浪荷

載、鹽霧腐蝕、疲勞損傷等內(nèi)容沒(méi)有做出要求。

2、《光伏支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（NB/T10115-2018）

國(guó)家能源局2018年頒布該標(biāo)準(zhǔn)，具體確定光伏支架設(shè)計(jì)過(guò)程中風(fēng)荷載、雪

荷載的計(jì)算參數(shù)和組合方式，同時(shí)對(duì)地基基礎(chǔ)、構(gòu)件強(qiáng)度和防腐設(shè)計(jì)給出詳細(xì)的

設(shè)計(jì)公式和要求，是光伏行業(yè)現(xiàn)階段在支架設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的規(guī)范，其中風(fēng)荷

載和雪荷載計(jì)算方法可為海上光伏提供參考。該標(biāo)準(zhǔn)未涉及海上漂浮式光伏浮體

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和系泊系統(tǒng)計(jì)算方法、海洋海生物附著影響以及防止鹽霧腐蝕等內(nèi)容。

3、《水上光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(T/CPIA0017—2019)

中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)2019年頒布該標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水上括樁柱一體結(jié)構(gòu)式水上光伏、

漂浮式水上光伏的太陽(yáng)能資源分析、結(jié)構(gòu)等方面給出了設(shè)計(jì)要求，針對(duì)漂浮式光

伏陣列的系泊系統(tǒng)、風(fēng)浪流荷載等特點(diǎn)進(jìn)行了明確。該標(biāo)準(zhǔn)主要基于內(nèi)陸封閉水

域的水文情況編寫(xiě)，可為海上漂浮式光伏陣列設(shè)計(jì)和錨固設(shè)計(jì)提供一定的參考，

內(nèi)陸水域環(huán)境與海洋環(huán)境在水文特征上區(qū)別較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和防腐設(shè)計(jì)需采取不

同的設(shè)計(jì)方法。

4、《漂浮式光伏發(fā)電系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)范》（T/CPIA0018-2019）

中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)2019年頒布該標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了漂浮式光伏發(fā)電系統(tǒng)驗(yàn)收過(guò)

程中需要提供的文件、進(jìn)行的檢查和實(shí)施的檢測(cè)，適用于漂浮式光伏發(fā)電系統(tǒng)安

裝完成之后的驗(yàn)收，也可用于定期的復(fù)檢。該標(biāo)準(zhǔn)可用于海上光伏驗(yàn)收、施工等

標(biāo)準(zhǔn)的參考，對(duì)具體的海上光伏設(shè)計(jì)方法和施工形式缺少相關(guān)內(nèi)容。

5、《Design,developmentandoperationoffloatingsolarphotovoltaicsystems》

(DNV-RP-0584)

挪威船級(jí)社（DNV）2021年發(fā)布該實(shí)施推薦規(guī)程，對(duì)漂浮式光伏環(huán)境荷載、

浮體材料、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等方面進(jìn)行了描述，該標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于對(duì)漂浮式光伏設(shè)計(jì)原則，

對(duì)具體的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)未開(kāi)展過(guò)多的描述。該標(biāo)準(zhǔn)引用了DNV多個(gè)海洋工程

標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的參考意義，該標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)3m波高以下的環(huán)境，我國(guó)沿海設(shè)

計(jì)波高往往在5-7m左右，該標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法完全適用。

6、《Environmentalconditionsandenvironmentalloads》(DNVGL-RP-C205)

該標(biāo)準(zhǔn)由挪威船級(jí)社（DNV）發(fā)布，對(duì)海洋環(huán)境的風(fēng)、浪、流各種類(lèi)型進(jìn)

行了定義，同時(shí)對(duì)海洋環(huán)境中結(jié)構(gòu)物承受的各類(lèi)環(huán)境荷載計(jì)算方法進(jìn)行了描述。

該標(biāo)準(zhǔn)主要以油氣平臺(tái)的海洋結(jié)構(gòu)物為基礎(chǔ)編寫(xiě)，為海上光伏結(jié)構(gòu)物的環(huán)境荷載

評(píng)估提供參考性，但對(duì)海上光伏的結(jié)構(gòu)特性未做相關(guān)描述。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)已編制了漂浮式水上光伏各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)站址選擇、

資源評(píng)估、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和項(xiàng)目驗(yàn)收等標(biāo)準(zhǔn)，主要基于內(nèi)陸水域漂浮式光伏編寫(xiě)。內(nèi)

陸水域?yàn)榉忾]水域，波浪溫和且水質(zhì)為淡水，風(fēng)荷載為光伏電站的主要荷載；海

洋環(huán)境波浪條件惡劣，波浪荷載和風(fēng)荷載都是主要荷載條件，且為高鹽霧腐蝕環(huán)

境，與內(nèi)陸水域環(huán)境差異較大，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)可用于海上光伏項(xiàng)目設(shè)計(jì)借鑒，無(wú)法完

全適用于海洋環(huán)境。有必要在現(xiàn)有規(guī)范基礎(chǔ)上，明確海上光伏設(shè)計(jì)方法和參數(shù)，

為海上光伏項(xiàng)目建設(shè)提供技術(shù)支撐。

7編制進(jìn)度及分工

人

項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)工作分工

員

主持研發(fā)了“大通孔強(qiáng)抗拉冗余連接傾角可調(diào)插拔式水上

光伏漂浮系統(tǒng)”和“差異化錨碇布置過(guò)載滑移保護(hù)抗偏移負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的整體劃設(shè)

劉

水上光伏系泊技術(shù)”，是《傾角可調(diào)插拔式水面光伏發(fā)電計(jì)，設(shè)計(jì)主要申請(qǐng)書(shū)、標(biāo)

海

系統(tǒng)及安裝方法》、《水面漂浮式光伏電站錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)方準(zhǔn)文本草案稿、標(biāo)準(zhǔn)編制

波