日本單站規模最大的光伏電站

2021-01-07 索比光伏網

位於北海道西南部的安平町地處從勇拂平原向夕張山地延伸的丘陵地帶，冬季雖然寒冷，但積雪量相對較少。。距離札幌約1小時車程，距離新千歲機場約20分鐘車程，交通非常便利，南部還有苫小牧東部工業園區等大規模的開發區。

安平町利用這種優越的地理位置，積極招攬企業、務農人員及移居者，致力於活躍地區經濟。該町的主頁上有一個「大家一起宣傳安平町」的版塊，刊登著町內遠淺小學五六年級學生利用綜合學習時間製作的「本町的自豪」報告，介紹了具有特點的設施、設備和工廠等。

2015年春季刊登的報告之一是「軟銀能源光伏電站篇」。

「大約有多少名員工?」報告以提問的形式開頭，結合圖和照片，介紹了光伏電站：「這裡預定利用太陽能發電，出售給北海道電力。目前正在建設中，現在正在鋪設太陽能電池板」。「用44萬張電池板發電。電池板的整體面積相當於約35個東京巨蛋體育場，或約30個札幌穹頂體育場。一年發電的電力可以供安平町(4300戶家庭)使用7年」……。在這些介紹之後，給出了開篇提問的答案：「有400～500名員工在工作」。

這裡介紹的「本町自豪」的百萬光伏電站是指「軟銀苫東安平光伏發電園」(圖1)。其以軟銀能源公司(東京都港區)與三井物產共同出資成立的「苫東安平光伏發電園」為業務主體，佔地面積約為166公頃，太陽能電池板的裝機容量約達111MW。

 

 

圖1：航拍的「軟銀苫東安平光伏發電園」(攝影：東芝)

單站規模為日本最大

到2015年12月竣工時，預計規模僅次於青森縣六所村的「Eurus六所光伏發電園」(電池板輸出功率為148MW，預定2015年11月竣工)。但「六所光伏發電園」是由相距約5km的兩座光伏電站構成的。所有電池板均設置在一座電站的「軟銀苫東安平光伏發電園」，其單站發電規模為日本最大。其面積之廣闊確實值得「本町自豪」，從發電站入口處的現場事務所二樓望出去，滿眼都是電池板(圖2)。

 

 

圖2：從施工現場的事務所二樓拍攝的「軟銀苫東安平光伏發電園」(攝影：日經BP社)

在「大家一起宣傳安平町」版塊報告後，發電站於2015年7月完成了電池板安裝工程，預定12月開始售電，目前已進入電氣設備的試驗階段。

東芝負責EPC，採用TMEIC的逆變器

EPC(設計、採購及施工)服務由東芝負責，太陽能電池板也由東芝製造，光伏逆變器(PCS)採用東芝三菱電機產業系統(TMEIC)的產品。架臺由東芝Plant Systems & Services負責施工。預計年發電量約為1億801萬4000kWh，相當於約3萬戶普通家庭的年用電量。

發電站於2013年10月開工建設，2013年度內完成了從除草、樹木採伐到土地平整的作業(圖3)。冬季的休工期結束後，從2014年3月開始電路施工及架臺和基礎的組裝，6月開始著手鋪設太陽能電池板(圖4、圖5)。與之並行的中間變電站的施工及設備和併網變壓器的安裝作業，於12月之前完成。

 

 

圖3：除草後的運出作業。除草、採伐後，經鬆土和平整後壓實(攝影：東芝)

 

 

圖4：挖溝埋設電纜(攝影：東芝)

 

 

圖5：架臺組裝。一個陣列(42張電池板)用9根支柱支撐(攝影：東芝)

採用樁基

過了第二個冬季休工期之後，從2015年3月開始安裝PCS、集電箱及併網變電站的設備，6月之前完工(圖6、圖7)。為準備向特高壓輸電線的併網，6月2～4日實施了66kV和22kV的絕緣耐力試驗，6月15日在併網變電站受電。6月20日PCS開機，確認了直流輸入519kW，交流輸出500kW。工程順利進展，預定12月開始商業運營(售電)，目前正在實施最終的設備試驗。

 

 

圖6：光伏逆變器(PCS)採用東芝三菱電機產業系統(TMEIC)的產品(攝影：東芝)

 

 

圖7：近處的機殼為接線盒，稍遠的是集電箱(攝影：東芝)

整個建設過程中最費勁的，是設置架臺安裝電池板的工程。報告開篇問題的答案「400～500人」就是這一期間的員工數量。

支撐架臺的基礎工程採用了樁型。理由是，考慮到工期縮短和20年之後的撤除費用等，樁基的整體性價比較高。不過，在之前的調查中發現，安平町發電站的地基相對較軟，如果只是單純地把樁砸入地下，有些地方無法確保充分的強度。樁基是由地基自身承受樁的荷載，因此需要地基具備一定程度以上的承載力(地耐力)。

從電池板背面安裝

因此，提前挖掘了深約1m的坑，在坑中用夾具固定住樁腳部，並灌注水泥和土混合而成的「水泥漿」(圖8、圖9)。這樣就能彌補地耐力的不足，可確保強度。架臺材料採用熔融鍍鋅鋼板，地面以上25cm部分用厚厚的水泥覆蓋了鋼材。因為這個位置尤其容易出現「根部腐蝕」，而這樣能徹底防止腐蝕。

 

 

圖8：為了固定樁基挖的坑(攝影：東芝)

 

 

圖9：在坑中利用夾具固定樁腳，注入水泥漿(攝影：東芝)

架臺的設置角度為30度，距離地面的設置高度確保為1m。目的是為了應對安平町會出現的70cm左右的積雪(圖10)。結果，陣列最高處達到2.5m，考慮到操作性，設法從電池板背面用螺絲將其固定在架臺上。電池板設置完成後已經度過一個冬天，據稱沒有出現積雪到達電池板上並長時間蓋住電池板的情況。

 

 

圖10：設置角度為30度，設置高度為1m，預防積雪(攝影：東芝)

孩子們構想「未來能源」

軟銀能源與其設置百萬光伏電站地區的地方政府合作，實施了面向小學生的意識啟發項目「未來×能源項目」。以小學5～6年級的學生為對象，開展了為期兩天，每天兩課時(45分鐘×兩節課)的課程。

該課程的目標是為孩子們營造以「能源」為主的創造性思維機會，以具有軟銀集團特色的ICT教育方式為特點。第一天的課程除了放映可加深對「能源」理解的動畫外，還人手一臺iPad，利用拍攝的圖像等總結自己對「未來能源」的看法。第二天分組討論，利用iPad的APP把總結的內容製成作品來發表。

「能把老師的喊聲變成能源嗎」、「想把劇臭的臭鞋味變成能源」、「來回亂飛的蟲子的能源是否能利用?」……。在該項目中，孩子們發表的「未來能源」有很多大人想不到的新奇想法。

通常，「未來×能源項目」是在當地的百萬光伏電站運轉後實施的。但安平町在建設中就開始實施了，截至2015年夏季已經在4所學校實施過(圖11、圖12、圖13、圖14)。軟銀能源地區貢獻推進部部長青木智久稱，「由於是日本最大級別的光伏電站，町內很多人都已經聽說。希望小學生很快也能關注」。

 

 

圖11：「未來×能源項目」第一天(攝影：軟銀能源)

 

 

圖12：在野外收集能源相關素材(攝影：軟銀能源)

 

 

圖13：第二天分組討論，製作發表資料(攝影：軟銀能源)

 

 

圖14：按小組發表「未來能源」相關內容(攝影：軟銀能源)

 

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