□ 資深記者 陳雯

渤海灣的波濤之上，一場(chǎng)關(guān)于光電與海的交響曲正在奏響。山東墾利100萬(wàn)千瓦海上光伏項目，作為全球首個(gè)百萬(wàn)千瓦級海上光伏項目，首批發(fā)電單元已于2024年11月正式并網(wǎng)發(fā)電。該項目由中國電建集團華東勘測設計研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)華東院）設計，近日，記者采訪(fǎng)了該項目副總工程師呂國兒，探尋“海上光伏”背后的故事。

設計創(chuàng )新：從陸地到海洋的跨越

“相比陸地，海上光伏面臨更大的風(fēng)荷載、波浪海流以及浮冰等挑戰，設計必須從一開(kāi)始就考慮這些因素?！?/span>

從照片上看，海上光伏主要由光伏板、鋼桁架支架平臺以及樁基組裝連接而成。設計選擇在碼頭完成支架的組裝和光伏板的安裝，再整體吊裝至海上、落在樁基上。這一改變，將復雜的海上作業(yè)簡(jiǎn)化為高效的“模塊化”拼圖。

樁基選型上，鋼管樁取代了傳統的混凝土樁。呂國兒解釋?zhuān)睆较?，鋼管樁的抗彎性能比混凝土樁更高，所需數量更少，便于光伏上下部結構海上吊裝對接施工。同時(shí)，由于冬季冰情嚴重，水位反復變動(dòng)，混凝土樁在凍融環(huán)境下容易產(chǎn)生裂縫和表面剝落。此外，試樁發(fā)現，由于土質(zhì)原因，混凝土樁打樁比較困難，而鋼管樁由于孔洞率大，打樁阻力小，更容易到達預定的設計深度。上部平臺和下部樁基之間還設有斜撐構件，減少了平臺的跨度，增強了穩定性，降低了用鋼量。經(jīng)過(guò)綜合對比分析，用鋼量減少20%至30%。

在該項目中，設計團隊還將箱變平臺挪到了大平臺上，實(shí)現功能共用；平臺鋼桁架上設置相應支吊架，代替橋架鋪設電纜，節省了工程量。

在荷載計算上，由于場(chǎng)區里分布著(zhù)將近3000個(gè)平臺，靠近外緣的平臺和內部的平臺所受到的風(fēng)荷載不一樣。內部平臺因受外部平臺的遮擋，風(fēng)荷載相對小些。設計團隊認為，陸上規范中風(fēng)荷載的折減系數0.85偏保守，不利于整個(gè)項目的設計優(yōu)化，于是通過(guò)相關(guān)科研院校做了風(fēng)洞試驗，取得了合適的折減系數。浮冰荷載也作了類(lèi)似的內外受力差別的分析。

海上光伏項目由于探索前沿，超脫于現有規范，對設計來(lái)說(shuō)，面臨許多“首次”。華東院團隊也在摸索中不斷尋找最優(yōu)的解決方案，并為著(zhù)手推動(dòng)將經(jīng)驗轉化為國家和行業(yè)標準不斷努力。

建設優(yōu)化：提升效率加快工程進(jìn)度

“鋼結構焊接和組件安裝過(guò)程也非易事?！?/span>

一個(gè)光伏平臺尺度為35米×60米，共要建設3000個(gè)光伏平臺。呂國兒回憶，由于平臺大、數量多，建設初期，從組織大量的工人上工到磨合加快進(jìn)度就有數月。七八百塊光伏板安裝到大平臺上時(shí)，每塊板要通過(guò)四個(gè)螺栓擰緊在長(cháng)達60米的檁條孔洞上，這需要檁條的開(kāi)孔位置非常精準。呂國兒說(shuō)，剛開(kāi)始，由于安裝精度的誤差，效率始終提不上來(lái)。后來(lái)，將檁條改短，分成小段施工，再連起來(lái)，并將螺栓開(kāi)孔改為長(cháng)腰型，雙管齊下，最終解決了安裝偏差問(wèn)題。

該項目還首次在海上光伏中應用了66千伏“海纜+陸纜”長(cháng)距離輸電技術(shù)，讓電力在海洋與陸地之間暢通無(wú)阻。呂國兒表示，陸地上光伏常規的電纜等級基本在66千伏以下，而該項目首次在海上光伏中使用66千伏海纜，這樣電纜輸送容量更大，根數要求更少，大幅減少了用海面積和降低了建設成本。

數字賦能：為項目安上智慧“眼睛”

華東院此前在海上風(fēng)電數字化建設上積累了比較成熟的經(jīng)驗，此次也將該經(jīng)驗植入了海上光伏項目中。項目團隊依托BIM+GIS技術(shù)，打造了國內首個(gè)全場(chǎng)景海上光伏數字孿生電站，如同為這片“光伏森林”裝上了智慧的“眼睛”。無(wú)人化監控運維、落水救援定位、氣象監測……，將助力海上光伏電站建設運維的全面、實(shí)時(shí)、精準管理。

同時(shí)，“智能化、數字化、標準化將是未來(lái)施工建設的思路?！眳螄鴥罕硎?，大量的陸地制造過(guò)程是海上光伏一大特點(diǎn)，依靠人工制作出來(lái)的建筑產(chǎn)品形成不了統一的標準，“要借鑒制造業(yè)的方法?！?/span>

采訪(fǎng)尾聲，呂國兒感慨，由于沒(méi)有先例可考，設計方案剛提出來(lái)的時(shí)候，遇到了來(lái)自各方的質(zhì)疑，最大的問(wèn)題就是經(jīng)濟性和可行性?！暗覀冺斪×藟毫?，將問(wèn)題一一梳理，將解決方案一一擺出，還請公司里的老專(zhuān)家坐鎮指導，從減少工程量的角度極盡優(yōu)化手段，才有了現在的推進(jìn)成果?！眳螄鴥阂脖硎?，海上光伏的未來(lái)，需要產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同共進(jìn)，需要每一個(gè)環(huán)節的提質(zhì)增效。

山東墾利海上光伏項目，對于推動(dòng)區域能源結構的優(yōu)化、集約節約利用淺海資源具有重要意義，為我國乃至世界海上光伏產(chǎn)業(yè)規?；l(fā)展起到了引領(lǐng)和示范作用。從2024年7月開(kāi)工至今，項目已完成將近六百個(gè)平臺建設，預計將在2025年內全容量并網(wǎng)發(fā)電。建成投產(chǎn)后，預計年發(fā)電量可達17.8億千瓦時(shí)，大約能滿(mǎn)足267萬(wàn)普通中國城鎮居民一年的用電量，有效節約標準煤50.38萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放134.47萬(wàn)噸。