福岛白河:让受灾的高尔夫球场成为可持续发展的光伏电站

来源:日经BP发布时间:2014-01-30 08:12:18
   在日本福岛县西白河郡泉崎村的山区,坐落着百万瓦级光伏电站“森托莱斯特能源园泉崎”。该电站距离东北高速公路的矢吹出入口约6.1公里,距离东日本旅客铁道公司经营的铁路“JR东北本线”的泉崎站约6.7公里。这里原本是森托莱斯特集团(MORI TRUST GROUP)经营的“La Foret白河高尔夫球场”的所在地,鉴于球场在2011年3月的东日本大地震中受灾严重,该公司决定在球场旧址建设百万瓦级光伏电站,并向东北电力公司售电。

森托莱斯特在东日本大地震的灾区拥有大量土地,除了上述La Foret白河高尔夫球场外,还从事着建筑出租、酒店经营等多项业务,例如宫城县仙台市的写字楼“仙台信托大厦”、宫城县刈田郡藏王町的度假酒店“La Foret藏王Resort & Spa”等。因为业务大多扎根于当地,所以该公司提出了延续在各个灾区的业务经营,并为灾区重建做出贡献的方针。

东日本大地震发生后,La Foret白河高尔夫球场被迫关门歇业。因为受地震影响,高尔夫球场内出现了滑坡和地裂,修复困难重重。在对能够在受灾土地上开展的业务进行研究后,森托莱斯特决定关闭高尔夫球场,建设百万瓦级光伏电站,经营售电业务。

首先从高压输电线可以接纳的2兆瓦起步


“森托莱斯特能源园泉崎”的建设计划是分两期建设总输出功率为10兆瓦的百万瓦级光伏电站。一期的输出功率为2兆瓦,二期为8兆瓦。预定总投资额约为40亿日元。

一期的2兆瓦光伏发电系统已于2013年8月开始发电。在相当于高尔夫球场两洞的场地,也就是约6.4公顷(约6.4万平方米)的土地上,设置了约1万枚太阳能电池板(图1,2)。预计年发电量约为230万千瓦时,相当于约700户普通家庭一年的用电量。



图1:“森托莱斯特能源园泉崎”的一期2兆瓦。(摄影:日经BP)



图2:高尔夫球场的样貌犹存。(摄影:日经BP)

 
二期的8兆瓦将在高尔夫球场内剩余的土地上建设,覆盖可设置光伏发电系统的所有位置。发电开始时间未定。二期投入使用后,预计年发电量约为920万千瓦时,相当于约2800户普通家庭的年用电量。

一期的输出功率之所以为2兆瓦,是因为这是能够直接使用高尔夫球场时代的高压输电线的最大输出功率。二期的8兆瓦还需等待东北电力架设特高压输电线。高尔夫球场地处山区,附近没有特高压输电线,需要从远处引线。

压缩设置成本与积雪对策

一期的2兆瓦光伏发电系统为获得最大的设置效率和发电效率,设置在了6~7号球洞所在的场地上。这片场地沿东西伸展,多数太阳能电池板可以按照光伏发电理想的坐北朝南的朝向排列。而且,设置需要的多余成本少,距离高压输电线也比较近。

出于减少设置成本的目的,光伏电站尽可能保留高尔夫球场的树木植被,压缩了砍伐成本(图3、4)。而且,为了省略平整土地的工序,施工还采用了不使用混凝土地基的方法,从而压缩了设置成本。



图3:开球台也原封未动。(摄影:日经BP)



图4:尽可能不砍伐树木,保留了浓浓的绿意。(摄影:森托莱斯特)
 
为了最大限度保留树木,同时使发电量最大化,设置方式也做了改进,使树木的影子尽可能不遮挡太阳能电池板。架台使用混凝土支柱固定,无需借助地基。通过调整架台的高度,即便是在高尔夫球场起伏不平的区域,太阳能电池板也可以全部朝向南方。

 
福岛县西白河郡虽然不在暴雪地区,但年最大积雪量可达15厘米,需要采取措施应对积雪。一般来说,当气温为5℃时,正在发电的太阳能电池板的温度约为25℃,即使表面略有积雪,在天空放晴后也会迅速融化,很少出现沉积。应对措施针对的是没有融尽的积雪。

在暴雪地区,设置太阳能电池板经常采用30度以上的角度,以便使积雪滑落。而福岛县西白河郡的降雪并不算多,因此,太阳能电池板的设置角度定为20度。其目的在于,省略平整工序,利用高尔夫球场内能够架设太阳能电池板的有限区域,设置数量足以确保发电量预期的太阳能电池板。

当角度为20度时,即使是在太阳照射角度倾斜、影子变长的早晚时段,影子也不容易遮掩旁边的太阳能电池板,能够排列更多的太阳能电池板,以确保更大的年发电量。太阳能电池板距离地面的高度以60厘米为标准。

其次,相邻太阳能电池板的上下间距设置为20厘米,当太阳能电池板上积雪时,雪容易从缝隙中滑落(图5)。





图5:相邻太阳能电池板上下隔开,如下图所示,雪容易滑落。(摄影:日经BP)
 
森托莱斯特没有公开一期的2兆瓦光伏发电系统采用的太阳能电池板和功率调节器(PCS)等详情。太阳能电池板采用了两家公司的产品。其目的在于进行研究,以为二期工程作准备,以及今后在该公司开展的城市大厦业务中利用可再生能源等。

“森托莱斯特能源园泉崎”是以森托莱斯特酒店及度假村(东京都品川区)创新事业部的讨论为基础,充分利用了集团整体的技术经验和经营资源实现了商业化。

 
森托莱斯特集团在现有城市大厦业务方面,也把提高能源利用效率,以及利用可再生能源发电视为重要主题,今后将在业务之中,不断融入经营百万瓦级光伏电站获得的经验和技术。该公司拥有的城市建筑“仙台信托大厦” 配备应急发电机,当发生灾情时,收容了约3600名灾民。该公司最近在东京都中央区建设了“京桥OM大厦”,其中配备了容量可供1周使用的应急发电机,此外,还建设了太阳能电池板与蓄电池配套的独立型系统。

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