□ 資深記者 陳雯
渤海灣的波濤之上，一場關于光電與海的交響曲正在奏響。山東墾利100萬千瓦海上光伏項目，作為全球首個百萬千瓦級海上光伏項目，首批發電單元已于2024年11月正式并網發電。該項目由中國電建集團華東勘測設計研究院（以下簡稱華東院）設計，近日，記者采訪了該項目副總工程師呂國兒，探尋“海上光伏”背后的故事。
設計創新：從陸地到海洋的跨越
“相比陸地，海上光伏面臨更大的風荷載、波浪海流以及浮冰等挑戰，設計必須從一開始就考慮這些因素?！?/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，將復雜的海上作業簡化為高效的“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，同直徑下，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，由于冬季冰情嚴重，水位反復變動，混凝土樁在凍融環境下容易產生裂縫和表面剝落。此外，試樁發現，由于土質原因，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。經過綜合對比分析，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，由于場區里分布著將近3000個平臺，靠近外緣的平臺和內部的平臺所受到的風荷載不一樣。內部平臺因受外部平臺的遮擋，風荷載相對小些。設計團隊認為，陸上規范中風荷載的折減系數0.85偏保守，不利于整個項目的設計優化，于是通過相關科研院校做了風洞試驗，取得了合適的折減系數。浮冰荷載也作了類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，對設計來說，面臨許多“首次”。華東院團隊也在摸索中不斷尋找最優的解決方案，并為著手推動將經驗轉化為國家和行業標準不斷努力。
建設優化：提升效率加快工程進度
“鋼結構焊接和組件安裝過程也非易事。”
一個光伏平臺尺度為35米×60米，共要建設3000個光伏平臺。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度就有數月。七八百塊光伏板安裝到大平臺上時，每塊板要通過四個螺栓擰緊在長達60米的檁條孔洞上，這需要檁條的開孔位置非常精準。呂國兒說，剛開始，由于安裝精度的誤差，效率始終提不上來。后來，將檁條改短，分成小段施工，再連起來，并將螺栓開孔改為長腰型，雙管齊下，最終解決了安裝偏差問題。
該項目還首次在海上光伏中應用了66千伏“海纜+陸纜”長距離輸電技術，讓電力在海洋與陸地之間暢通無阻。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電數字化建設上積累了比較成熟的經驗，此次也將該經驗植入了海上光伏項目中。項目團隊依托BIM+GIS技術，打造了國內首個全場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、實時、精準管理。
同時，“智能化、數字化、標準化將是未來施工建設的思路。”呂國兒表示，大量的陸地制造過程是海上光伏一大特點，依靠人工制作出來的建筑產品形成不了統一的標準，“要借鑒制造業的方法?！?/span>
采訪尾聲，呂國兒感慨，由于沒有先例可考，設計方案剛提出來的時候，遇到了來自各方的質疑，最大的問題就是經濟性和可行性?！暗覀冺斪×藟毫Γ瑢栴}一一梳理，將解決方案一一擺出，還請公司里的老專家坐鎮指導，從減少工程量的角度極盡優化手段，才有了現在的推進成果?！眳螄鴥阂脖硎?，海上光伏的未來，需要產業鏈的協同共進，需要每一個環節的提質增效。
山東墾利海上光伏項目，對于推動區域能源結構的優化、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業規模化發展起到了引領和示范作用。從2024年7月開工至今，項目已完成將近六百個平臺建設，預計將在2025年內全容量并網發電。建成投產后，預計年發電量可達17.8億千瓦時，大約能滿足267萬普通中國城鎮居民一年的用電量，有效節約標準煤50.38萬噸，減少二氧化碳排放134.47萬噸。
