“云南省河流、湖泊和水库的水域资源较丰富，发展不占土地的水上光伏发电，具有较大的潜力。”

前言

截止2013年底，云南光伏发电站并网装机容量18万kW，为同期风电并网装机容量的十分之一。云南光伏发电发展缓慢的主要原因是土地因素：

首先，光伏发电占地面积大。据初步统计，每千瓦综合占地面积约为20m2。一个容量为1万kW的光伏发电站，总占地面积约300亩，合20公顷。

其次，光伏发电不仅占地面积大，而且要求地形较平坦，对地形坡度有一定要求：目前云南业界基本形成如下初步共识：光伏发电站址的南向坡≤200，北向坡≤50，东、西向坡≤100。能满足上述条件且无其它限制因素的站址较少。

第三，光伏阵列下的土地要满足林业部门“保持林地的原有性质和属性”的要求，有较大的难度。

第四，每年各县、市（州）建设用地指标均由上级下达，一般为数百至数千亩不等。用地指标常常成为光伏发电项目不能开发或放缓开发进度的因素。

种种迹象表明：土地问题目前已成为发展集中式光伏发电的制约因素。据国家能源局发布的《关于下达2014年度光伏发电新增建设规模的通知》，分布式占比＞80%的有山东、江苏、浙江、天津、辽宁、上海、福建、湖南和广东等九省市，分布式光伏装机占全国的比例高达62.5%。我国除西北、内蒙等地可利用沙漠等发展集中式光伏发电外，东部省市发展分布式光伏发电将成为主流。目前分布式光伏发电以不占土地资源的屋顶光伏发电为主要型式。

我国部分省区已有分布式水上光伏发电项目建成投产。据国外有关报导，不占土地资源的水上光伏发电产业将成为国际的“新宠”。水上光伏发电多数以分布式开发为主，条件较好的也可采用集中式开发。

云南省河流、湖泊和水库的水域资源较丰富，发展不占土地的水上光伏发电，具有较大的潜力。本文对云南发展水上光伏发电产业问题进行初探，供同行参考。

云南发展水上光伏发电的条件和前景

（1）水上光伏发电站不占用宝贵的土地、林地资源，消除了发展光伏发电的制约因素，摆脱了土地问题的困扰，是水上光伏发电最主要的优点。以建100万千瓦水上光伏发电为例，约可少占用土地2.25万亩（15km2），可减少土地占用费约9亿元（4万元/亩）。
云南省6%的国土面积为平坝，是基本农田、城市、交通枢纽等所在地，政策不允许搞光伏发电。94%的国土面积为山地和高原，除了地形、辐射条件限制外，还受《建设项目环境影响评价分类管理名录》界定的敏感区以及鸟类迁徙通道、特有（珍稀）植物群落、自然胜境、公益林、防护林等环境保护目标，共计数十种因素的限制。因此，可用于建光伏发电站的地址也较少。水上光伏发电不占用宝贵的土地资源的优点，为云南发展光伏发电产业指明出路和方向，具有特殊的重要性。

（2）云南水域资源比较丰富。据《云南国土资源遥感综合调查》（云南省计委、云南省国土厅，2004年），全省水域面积903.46万亩，其中：湖泊水面151.95万亩，水库水面94.59万亩，池塘水面68.74万亩。以上三项水面面积315.28万亩，约合2100km2。按利用上述三项水面面积的2%、每千瓦占水面15m2（变电站、管理、生活等设施位于陆上）估算，约可建水上光伏发电容量280万kW。
随着澜沧江、金沙江等大型、特大型梯级水库先后投入运行，水库水面面积将大幅度增加，为修建更多水上光伏发电站创造条件。

(3)同一地域的水面温度,较陆面温度低,称为水冷效应。以245Wp光伏电池组件为例,功率温度系数为0.45%/0c,即电池温度降低10c,功率可提高0.45%。据有关方面的研究,电池温度由环境温度和与辐照度有关的变量两部分组成。云南地处高原的水域,水面温度较低,也就是水上光伏阵列的环境温度较低,有利于提高光伏发电量。

据有关方面报导,由于水冷效应,水上光伏发电比陆上光伏发电的发电量,视不同情况,可提高1—10%不等。

(4)云南9大高原湖泊中,滇池、星云湖、杞麓湖、程海、异龙湖等湖泊均有不同程度的蓝藻生长。蓝藻不含叶绿素,但含片状的类囊体,仍可进行光合作用。云南蓝藻生长温度约在25—350C。水上光伏阵列,可阻隔藻类生长所需的阳光,降低水温,从而抑制蓝藻的生长,有助于水域水质的改善。

(5)水上光伏阵列占用的水面,可减少水面蒸发量,从而增加水库有效水量。
云南地处高海拔地区,水面蒸发量特别高,例如滇池水面平均年蒸发量高达1360.8mm,为年降水量931.8mm的1.46倍,年蒸发水量4.44亿m3,占滇池理论水资源量9.74亿m3的46.5%。其余8大湖泊和水库情况基本相同。以建水上光伏发电100万千瓦为例,约可减少蒸发水量约2000万m3。因此,发展水上光伏发电,增加有效水量,提高湖泊和水库的综合利用效益,对云南的缺水地区具有现实意义。

(6)云南为数众多的中型水电站的水库,大多无通航要求,即使大水库和湖泊往往也只有局部通航之利,例如摆渡、短途运输、游览等。没有大规模航运要求的水域,为发展水上光伏发电创造有利条件。

(7)云南广泛分布中型水电站,通常枯期出力较低。在这些水电站的水库建水上光伏发电站,可通过水电站的输变电设备上网,实现水—光互补,提高电站枯期出力,改善电网枯期电力平衡。其次通过电站水库调节,减小光伏发电出力瞬变幅度,提高电能质量。

(8)云南已建光伏电站分布于石林、元谋、永仁、宾川等缺水地区,为了清洗光伏板面,常常需要较大投入,建设供水设施。水上光伏发电只需在光伏板面安装喷淋头,定时低扬程抽水清洗,去除板面积灰,提高组件发电效率。和陆上光伏相比,可减少取水投资和降低运行费用。

(9)水上光伏发电工程没有支架基础和电缆沟的开挖,没有场内道路的施工,大大减少地面开挖,有利于水土保持。

(10)据有关方面的报导,兼有水产养殖业的水库或鱼塘建水上光伏发电站,还可能为鱼类创造更好孵化环境,提高水产产量。

(11)水上光伏发电可借鉴船舶、码头等水上浮动设施停泊的先进技术措施和丰富的设计、施工经验,不存在技术上的制约因素。

(12)江苏、山东等地水域立体化发展(渔—光—风互补)已成为当地增收的来源,也为云南发展水上光伏发电产业提供有益的借鉴。

以上为云南发展水上光伏发电产业的有利条件。要把这些有利条件转化为生产力,还与全国总的形势密切相关。

我国陆上水域资源丰富,据《2011年中国统计年鉴》,我国内陆水域面积1747.1万公顷。其中湖泊、水库、池塘面积1174.8万公顷,合11.748万km2。按与前述相同标准估算,约可建水上光伏发电容量1.6亿kW。这是一笔巨大的清洁的可再生能源资源,必将引起有关方面的关注。发展水上光伏发电产业,既可获得巨大的清洁的可再生能源,又可减少占用宝贵的土地资源,必将成为全国清洁的可再生能源产业的重要组成部分。全国水上光伏发电产业的发展必将带动云南水上光伏发电产业的发展。
目前水上光伏发电产业发展正处于起步阶段,可能出现这样或那样的困难和问题，国家在政策上予以扶持，推动水上光伏发电产业的发展,是必要的。

综上所述,云南发展水上光伏发电产业有较好的条件,结合全国形势分析,前景应当看好。我们有理由期待:云南水上光伏发电产业,紧跟全国水上光伏发电产业发展步伐,在国家政策的扶持下,将成为云南光伏发电产业的一个重要组成部分。
我国江苏、山东、江西等省有少量水上光伏发电项目建成投产。本文从云南省情出发,提出水上光伏发电建设的初步意见和设想方案,供研究、参考。

2.水上上光伏发电需要解决的几个问题

2.1水上光伏发电站的选址问题。

水上光伏发电站选址除辐射资源条件外,应注意以下几点:

(1)为了减轻周围山体对水上光伏阵列遮阴的影响,增加日照时数和发电量,站址宜选在东西向延展的水域,也可选在南北向延展的、但两岸山体相对较低的、水面较宽的水域。

(2)为了缩短电缆长度和有利于光伏阵列的固定,站址宜选在离岸相对较近的、水深较浅的水域。

(3)站址宜选在风浪较小的水域。

(4)站址宜选在交通方便的水域。

(5)站址应避开消落深度较大的或有防洪渡汛要求的水域。

(6)站址应选在岸边具备建设升压变电站场地、光伏阵列安装场地的水域。

(7)站址应避开航道和其它航运设施。

(8)站址应避开水上体育训练场所。

(9)湖泊水域选址应避开军事禁区和生态敏感区。

2.2水上光伏阵列的浮体问题。

目前水上浮体广泛采用标准化生产的塑料浮体,以代替钢浮筒。塑料浮体用

高分子、高密度聚乙烯材料制成。根据形状和用途的不同,分为塑料浮筒和塑料管道浮体两种。可按光伏阵列设计要求选用。塑料浮体有较大的承载力,以500×500×400mm(长×宽×高)浮筒为例,单体重量约7kg,每平方米承载力320kg/m2以上。

3、有关云南发展水上光伏发电产业的建议

为了推进云南水上光伏发电产业,具体建议如下:

(1)发展水上光伏发电的总体思路,应是“先易后难,先小后大,先分布式后集中式,先水库后湖泊”，稳扎稳打，逐步推进。

水上光伏发电在云南是新生事物,需经历生长、发展、成熟的过程。可先在水位变幅较小的中型水电站水库,采用与电站共建的方式,建容量较小的分布式水上光伏发电示范工程,利用水电站的输变电设施上网,通过电站水库调节,实现水—光互补,提高枯期出力和电能质量的具体调度方法。待取得成果后,推广到全省为数众多的中型水电站水库。这种做法投入较小,效益好,容易实现。待水上光伏阵列漂浮技术逐步适应发电需要,人们对水上光伏的认识趋于一致后,再在大水库和湖泊上建容量更大的水上光伏发电站。

(2)处理好水上光伏发电与发展旅游的关系。

大水库和湖泊常常是旅游景点和休闲度假场所,建水上光伏发电站与旅游并不矛盾,相反水上光伏电站还可能成为水上景观的点缀。水上光伏发电与发展旅游的关系需要我们认真探索,创新实践,以达到两者完美结合的境界。

(3)处理好水上光伏发电与航运的关系。

水上光伏发电站的建设应以不影响航运为前提,并应充分利用航运部门水上浮动设施固定的先进技术和丰富的设计、施工经验,为水上光伏成功建设提供可靠的技术支撑。

(4)处理好水上光伏发电站与周边居民的关系。

发电企业应加强社会责任,为周边居民提供力所能及的帮助,实现共同富裕。水上光伏的升压变电站、固定设施等占用的场地,可采取居民土地入股的经营方式,优惠分红,实现共赢。此外,可结合电站施工,改善当地居民出行等条件。

(5)协调好水上光伏发电站与电网的关系。水上光伏发电站,尽可能量实现就近上网,就地消纳,减轻电网外送压力。

(6)我国水域资源丰富,发展水上光伏发电具有广阔的前景。为了推动水上光伏发电产业的发展,实现全国能源的清洁、可再生化,建议国家在适当时机出台有关水上光伏发电产业的政策。

(7)建议尽早编制全省水上光伏发电规划,搞清全省可建规模和地区分布,为科学决策和工程建设提供基础依据。

(8)建议在适当时机在滇池等湖泊建示范性水上光伏发电站项目,重点研究水上光伏发电阵列对蓝藻生长和水域生态环境的影响,为滇池治理积累经验。

作者:洪祖兰 张云杰 作者单位：中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司