□ 資深記者 陳雯

渤海(hai)灣的波濤之上，一場關于光(guang)(guang)電與海(hai)的交響曲正在奏響。山東墾利100萬千瓦海(hai)上光(guang)(guang)伏項目(mu)(mu)，作(zuo)為(wei)全球(qiu)首個(ge)百萬千瓦級海(hai)上光(guang)(guang)伏項目(mu)(mu)，首批發電單元(yuan)已于2024年11月(yue)正式并網發電。該項目(mu)(mu)由中國電建(jian)集團華東勘測(ce)設(she)計(ji)研究院(yuan)（以下簡稱華東院(yuan)）設(she)計(ji)，近日(ri)，記者采訪了該項目(mu)(mu)副總工程師呂(lv)國兒(er)，探尋“海(hai)上光(guang)(guang)伏”背后(hou)的故事。

設計創新：從陸地到海洋的跨越

“相比陸地，海上(shang)光伏面臨更大的(de)風荷載、波浪海流以及浮冰等(deng)挑戰，設計必(bi)須(xu)從一開始就考慮這些因(yin)素。”

從(cong)照(zhao)片上(shang)(shang)看，海(hai)(hai)上(shang)(shang)光(guang)伏(fu)主(zhu)要由光(guang)伏(fu)板(ban)、鋼桁架支架平臺以及樁基組(zu)裝(zhuang)連接而成。設計選擇在碼頭(tou)完成支架的組(zu)裝(zhuang)和光(guang)伏(fu)板(ban)的安裝(zhuang)，再整體吊裝(zhuang)至海(hai)(hai)上(shang)(shang)、落在樁基上(shang)(shang)。這一改變，將(jiang)復雜的海(hai)(hai)上(shang)(shang)作業簡化為(wei)高(gao)效(xiao)的“模(mo)塊(kuai)化”拼(pin)圖。

樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)基(ji)選型(xing)上(shang)，鋼管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)取(qu)代了(le)傳統的混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)。呂國(guo)兒解釋，同直徑下(xia)，鋼管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)的抗彎性(xing)能比(bi)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)更高，所需數量更少，便于光伏上(shang)下(xia)部結(jie)構海上(shang)吊裝對(dui)接施(shi)工。同時(shi)，由(you)于冬(dong)季(ji)冰情嚴(yan)重，水(shui)位反復變(bian)動，混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)在凍融環(huan)境下(xia)容(rong)易產生裂縫和(he)表面剝(bo)落。此(ci)外，試樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)發現，由(you)于土(tu)(tu)質原因，混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)打樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)比(bi)較困難，而鋼管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)由(you)于孔洞率大，打樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)阻力小，更容(rong)易到達預定的設計深度(du)。上(shang)部平(ping)臺和(he)下(xia)部樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)基(ji)之間(jian)還設有(you)斜撐(cheng)構件，減少了(le)平(ping)臺的跨度(du)，增強了(le)穩定性(xing)，降低(di)了(le)用鋼量。經(jing)過(guo)綜合(he)對(dui)比(bi)分析(xi)，用鋼量減少20%至30%。

在該(gai)項目中，設計團隊(dui)還將箱變平臺挪到了大平臺上，實現功能(neng)共用；平臺鋼桁(heng)架(jia)上設置相應支吊架(jia)，代替橋架(jia)鋪(pu)設電纜(lan)，節(jie)省了工程量。

在荷載(zai)(zai)計算上(shang)，由于場(chang)區(qu)里分(fen)布著將近3000個平(ping)臺，靠近外緣的(de)(de)平(ping)臺和內(nei)(nei)部的(de)(de)平(ping)臺所受(shou)到的(de)(de)風荷載(zai)(zai)不(bu)一樣(yang)。內(nei)(nei)部平(ping)臺因受(shou)外部平(ping)臺的(de)(de)遮擋，風荷載(zai)(zai)相(xiang)對(dui)小些。設(she)計團隊認為，陸上(shang)規(gui)范中風荷載(zai)(zai)的(de)(de)折減系數(shu)0.85偏(pian)保(bao)守(shou)，不(bu)利(li)于整個項目(mu)的(de)(de)設(she)計優化，于是通過相(xiang)關科(ke)研院校做(zuo)了(le)風洞試驗，取得(de)了(le)合適的(de)(de)折減系數(shu)。浮冰荷載(zai)(zai)也作了(le)類(lei)似的(de)(de)內(nei)(nei)外受(shou)力(li)差別的(de)(de)分(fen)析。

海(hai)上光伏項目由于(yu)探索前沿，超(chao)脫于(yu)現(xian)有規范，對(dui)設(she)計來說，面臨許多“首次”。華東院團隊也在摸(mo)索中(zhong)不(bu)斷(duan)尋(xun)找最優的解決方案，并為(wei)著手推(tui)動將經驗轉化為(wei)國家和(he)行業標準不(bu)斷(duan)努(nu)力。

建設優化：提升效率加快工程進度

“鋼結(jie)構(gou)焊接和組件安(an)裝過(guo)程也非易(yi)事。”

一個光伏(fu)平(ping)臺(tai)尺度為35米(mi)×60米(mi)，共要建設(she)3000個光伏(fu)平(ping)臺(tai)。呂國兒回憶，由(you)于平(ping)臺(tai)大、數量(liang)多，建設(she)初期，從(cong)組織大量(liang)的(de)工人(ren)上(shang)(shang)工到磨合加(jia)快進度就有數月。七(qi)八百(bai)塊(kuai)光伏(fu)板安裝(zhuang)到大平(ping)臺(tai)上(shang)(shang)時，每(mei)塊(kuai)板要通過(guo)四個螺栓擰(ning)緊(jin)在長(chang)達60米(mi)的(de)檁條(tiao)(tiao)孔(kong)洞上(shang)(shang)，這需要檁條(tiao)(tiao)的(de)開孔(kong)位置非常精準。呂國兒說，剛(gang)開始，由(you)于安裝(zhuang)精度的(de)誤差，效率始終提(ti)不(bu)上(shang)(shang)來。后來，將檁條(tiao)(tiao)改(gai)短，分成(cheng)小(xiao)段(duan)施工，再連起來，并將螺栓開孔(kong)改(gai)為長(chang)腰型，雙管齊下(xia)，最終解決(jue)了(le)安裝(zhuang)偏(pian)差問題。

該(gai)(gai)項目還首(shou)次在海上(shang)(shang)光(guang)伏中應(ying)用了66千(qian)伏“海纜(lan)(lan)+陸(lu)纜(lan)(lan)”長距離輸電(dian)技術，讓電(dian)力在海洋與陸(lu)地(di)之(zhi)間(jian)暢通無阻。呂國兒表示(shi)，陸(lu)地(di)上(shang)(shang)光(guang)伏常(chang)規(gui)的(de)電(dian)纜(lan)(lan)等(deng)級基本(ben)在66千(qian)伏以(yi)下，而該(gai)(gai)項目首(shou)次在海上(shang)(shang)光(guang)伏中使用66千(qian)伏海纜(lan)(lan)，這樣電(dian)纜(lan)(lan)輸送容量(liang)更(geng)大，根數要求更(geng)少，大幅減少了用海面積(ji)和降低了建設成(cheng)本(ben)。

數字賦能：為項目安上智慧“眼睛”

華東(dong)院此(ci)前在海(hai)上(shang)風電(dian)數(shu)字化建設上(shang)積累了(le)比較成熟的經(jing)(jing)驗，此(ci)次也將該經(jing)(jing)驗植入了(le)海(hai)上(shang)光(guang)伏項目中(zhong)。項目團(tuan)隊依托BIM+GIS技術，打(da)造了(le)國內首個全(quan)場景海(hai)上(shang)光(guang)伏數(shu)字孿生電(dian)站(zhan)，如同(tong)為這片“光(guang)伏森林”裝上(shang)了(le)智慧(hui)的“眼睛”。無人化監控運(yun)維(wei)、落水(shui)救援(yuan)定位(wei)、氣象(xiang)監測……，將助力海(hai)上(shang)光(guang)伏電(dian)站(zhan)建設運(yun)維(wei)的全(quan)面、實時(shi)、精準管理。

同(tong)時，“智(zhi)能化、數(shu)字(zi)化、標準化將是未來施(shi)工建設的(de)思路(lu)。”呂(lv)國兒表示，大量的(de)陸地制(zhi)(zhi)造過程(cheng)是海上光(guang)伏一(yi)大特點，依靠人工制(zhi)(zhi)作出來的(de)建筑產品形成(cheng)不(bu)了統(tong)一(yi)的(de)標準，“要借鑒制(zhi)(zhi)造業的(de)方(fang)法。”

采訪尾聲，呂國(guo)(guo)兒感(gan)慨，由于沒有(you)先例可考，設(she)計方(fang)案剛提出來的(de)時候，遇(yu)到了(le)來自各方(fang)的(de)質疑，最(zui)大的(de)問題就是經濟性(xing)(xing)和(he)可行性(xing)(xing)。“但我們頂住了(le)壓(ya)力，將問題一(yi)(yi)一(yi)(yi)梳理，將解(jie)決方(fang)案一(yi)(yi)一(yi)(yi)擺出，還請公(gong)司里(li)的(de)老專(zhuan)家坐鎮指導，從減少工程量(liang)的(de)角度極盡(jin)優化手段，才有(you)了(le)現(xian)在的(de)推進(jin)成果。”呂國(guo)(guo)兒也表示，海上光伏(fu)的(de)未來，需(xu)要產業鏈的(de)協同共進(jin)，需(xu)要每(mei)一(yi)(yi)個環節的(de)提質增效(xiao)。

山東墾利海上(shang)光(guang)伏項目(mu)，對于推動區域能源(yuan)結構的優(you)化(hua)、集約(yue)節約(yue)利用淺海資源(yuan)具(ju)有(you)重要意義(yi)，為(wei)我國乃(nai)至世界海上(shang)光(guang)伏產業規模化(hua)發(fa)展起到(dao)了(le)引領和(he)示范作(zuo)用。從2024年7月開工(gong)至今，項目(mu)已(yi)完成將(jiang)近六百個平臺(tai)建設，預(yu)計(ji)將(jiang)在2025年內(nei)全容量并網發(fa)電。建成投產后(hou)，預(yu)計(ji)年發(fa)電量可達(da)17.8億千瓦時，大約(yue)能滿足(zu)267萬普通中國城鎮居民一年的用電量，有(you)效(xiao)節約(yue)標準(zhun)煤50.38萬噸，減少二氧化(hua)碳排放134.47萬噸。