东京湾沿岸两座物流仓库屋顶1376kW光伏电站发电 电池板选用重视抗盐碱措施

FUJISASH的千叶工厂位于千叶县市原市的东京湾沿岸。在相当于8个东京巨蛋体育场的巨大厂区内,从铝锭溶解直到窗框等建材制品,进行着一条龙生产。2014年3月,在坐落于工厂角落的两座物流仓库的屋顶上,4208块太阳能电池板开始了发电(图1,2)。此为输出功率为1376kW的百万瓦级光伏电站,发出的电量可供360户普通家庭使用。是市原市内规模最大的屋顶一体型光伏电站。

2011年3月的东日本大地震,是该公司促进加速节能、推进可持续业务计划(BCP)的契机。当时,虽然千叶工厂本身的生产没有受到大的影响,但集团旗下宫城县、福岛县的企业及合作企业却不得不停了工。“来自东北工厂最初的支援要求,竟然是‘给我们送些水和大酱来’”,FUJISASH常务执行董事外山敏昭回顾道。

图1:在千叶工厂厂区内的两座物流仓库屋顶上设置太阳能电池板(摄影:FUJISASH)

图1:在千叶工厂厂区内的两座物流仓库屋顶上设置太阳能电池板(摄影:FUJISASH)

图2:设置在波纹屋顶上的太阳能电池板(摄影:FUJISASH)

图2:设置在波纹屋顶上的太阳能电池板(摄影:FUJISASH)

 

千叶工厂距离有着“重盐碱地区”之称的海岸不到500米。工厂内也随处可见盐碱的影响,离海越近的厂房越容易生锈。于是,电站采用了符合电池板盐雾腐蚀测试国际标准“IEC61701”的最高等级“重度6级”的太阳能电池板。

“无法准确估计出盐碱的影响”

设置在重盐碱地区的电池板一般推荐采用“重度3级”以上的产品。但FUJISASH表示,“光伏发电几乎尚无延续20年的实例,很难估计出盐碱的影响。因此我们判断,选用通过了最严酷测试的产品才是上策”(生产本部长外山)。设置太阳能电池板的物流仓库虽然位于厂区内远离海岸的一侧,但屋顶暴露于海风中。重度6级产品尽管成本高,但因不易因盐碱而发生输出功率下降等故障而优先采用。而且,连接物流仓库波纹屋顶与电池板的金属固定件也不是一般的钢铁制,而是采用了耐腐蚀性强的镀铝不锈钢(日新制钢的“Alstar stainless”)制品。物流仓库紧挨16号国道,因此必须防止金属固定件腐蚀,以免造成电池板脱落而坠落。

此次在屋顶上铺设太阳能电池板的两座物流仓库分别建设于1989年和1999年,在厂区内的建筑中相对较新。不仅满足《新耐震基准》(1981年),而且屋顶具有足够的载重能力,为配备太阳能电池板创造了条件。

FUJISASH在建设百万瓦级光伏电站时,曾向多家设计、采购及施工(EPC)服务公司征集了方案。各方案的内容从极力抑制初期投资到包含提供完善的运营维护(O&M)等,条件五花八门,发电规模也各不相同。总业务费也从约2.5亿日元到约4亿日元不等,范围很宽泛。FUJISASH从中选中了欧姆龙现场工程公司(东京都目黑区)提出的输出功率为1376kW、总业务费约为4亿日元的系统。生产本部长外山就此解释说:“这是追求长期可靠性,力争将风险控制到最低,使总收益最大化的结果。”

此次,FUJISASH采用的太阳能电池板为美国SunPower制造。选用的决定性因素除了抗盐碱能力强之外,还包括每年的劣化率低以及“25年的产品保证”。实际劣化率高于制造商公布的数字,就可成为保证的对象。如果能够维持理论发电量,在FUJISASH的考虑范围内,这种电池板20年的预期收支就是最好的。

逆变器(PCS)为东芝三菱电机产业系统(TMEIC)制造。其优势在于性能良好,而且交货期短,能够尽快开始发电。
以接线盒为单位的远程监控

FUJISASH之所以选择欧姆龙现场工程公司作为EPC服务商,很大程度上是看中了该公司提供的运营维护服务。

欧姆龙现场工程公司从事交通管制系统、信号灯、站台自动检票机、金融机构的ATM(自动存取款机)等的维护服务。在FIT开始实施后,该公司还依托遍布日本全国的维护网络,推出了光伏发电运营维护服务(商品名“Solamoni”)(图3)。其核心为远程监控,特点是将20~40kW的电池板连接起来,以接线盒为单位监控。可连续监控每个接线盒的电压和电流,掌握实际发电量与按照日照量、气温推测的预期发电量之差。

图3:用户方的监视器。除发电情况外,还显示当天、第二天和第三天的预测发电量

图3:用户方的监视器。除发电情况外,还显示当天、第二天和第三天的预测发电量

在FUJISASH看来,远程监控是确保发电量必不可少的条件。但是,如果以逆变器为单位实施监视,因电池板数量过多,所以很难找到故障位置。而且大规模的百万瓦级光伏电站,直流连接十几块电池板的电路(串)为单位实施监控的方式正在普及。但这种方式需要以串为单位安装传感器,并且追加监控系统,因此对2MW以下的中型规模发电站而言负担过重。而以接线盒为单位监控几十块电池板的方式对于1~2MW的光伏电站则具有上佳的性价比。

FUJISASH与欧姆龙现场工程公司签署的运营维护协议除了远程监控之外,还包含了在当地实施定期检查,发生异常时赶赴现场、10年后更换逆变器等内容。因为铺设在波纹屋顶的电池板平常远离人们的视线,所以在维护项目中,还加入了定期检查(图4)。4亿日元的发电系统投资包括换算成初期投资的维护费用等。为了使启用20年内可能产生的风险最小化,FUJISASH采用了稳健的运营方式,预计10年内可收回投资。

图4:人员一般无法上到铺设了太阳能电池板的波纹屋顶

图4:人员一般无法上到铺设了太阳能电池板的波纹屋顶

●电站概要

电站名称 FUJISASH千叶事业所光伏电站

发电公司 FUJISASH

地址 千叶县市原市八幡海岸通13

设置类型 屋顶设置型

输出功率 1376kW
太阳能电池板 美国SunPower 4208块(327W/块)
逆变器(PCS) 东芝三菱电机产业系统(TMEIC)制造
设计、采购及施工(EPC) 欧姆龙现场工程公司
运营维护(O&M) 欧姆龙现场工程公司
波纹屋顶金属固定件 CANAME
发电开始时间 2014年3月26日

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