导读
近日，中国能源建设中南研究院总承包的北湖污水处理厂分布式光伏电站项目并网发电。
北湖污水处理厂分布式光伏发电项目位于武汉市青山区北湖污水处理厂，总容量23、7兆瓦(峰值)，总覆盖面积约11.5万平方米。是中国最大的污水处理厂分布式光伏发电项目。该项目位于北湖污水处理厂部分建筑的屋顶上、光伏组件布置在水池上，包括二沉池、预应力柔性支架用于生物池上方的零件支架，安装容量为23.1兆瓦(峰值)，钢柱高度为8米，最大连续跨度为730米，最大单跨度为59.3米，是我国柔性支架系统中最大的单跨。
项目并网发电后，在25年运营期间，每年可提供约2200万度的绿色清洁电能，全部用于北湖污水处理厂生产用电，节省约8000吨燃煤发电，相当于减少约2万吨二氧化碳消耗，在减少污染和碳方面取得了显著成效。
1、污水处理耗电量大，光伏成为首选
近年来，我国提出鼓励污水处理企业综合利用空间，开发光伏发电。
2021年6月，武汉市城市排水汉三镇实业控股有限公司的子公司，与中国电力工程咨询集团中南电力设计院有限公司达成协议，共同打造北湖污水处理厂光伏发电项目。
北湖污水处理厂位于武汉市洪山区腾飞大道与八吉福街交叉口的东侧。它是中国最大的一次性污水处理厂。如今，武昌市的一半废水通过埋深超过40米的大东湖深隧道运往北湖污水处理厂进行深度处理。然而，繁忙的污水处理也意味着巨大的电力消耗。
同时，北湖污水处理厂抽水深度较深、处理量大。在污水处理的直接生产成本中，电能消耗占30%以上，因此光伏发电已成为最佳选择。这有利于污水处理厂摆脱对传统电力的长期依赖，不仅为污水处理厂的基础设施提供绿色电力，而且实现大气环境与水污染减排的双赢，可谓一举两得。
污水处理厂水处理池面积大，年平均用电量相对较大。光伏发电项目采用污水处理厂屋顶、沉砂池、生化池等，在光伏板上方，具有独特的空间优势；其次，污水处理厂上方的光伏板可以阻挡池内的阳光，有效抑制池内绿藻的生长。
2、占地18万平方米，建筑最美“光伏池”
作为中国最大的一次性污水处理厂，也是武汉主要城区第一家进行分布式光伏项目的污水处理厂，就像“领头雁”一般存在，但在施工过程中，并非一帆风顺。
今年4月，武汉发布了大风蓝色预警，这无疑是对建设工作的挑战。项目组得知这一消息后，提前计划，连夜施工，安装稳定系统，对光伏板进行加固等预防性响应一难题“大风大雨”之时。
同时，由于湖泊污水处理厂大型处理池较多，仅二次沉淀池的直径就达到50米以上。本工程的难点之一是在池面上铺设大跨度光伏板。
因此，本项目选择了钢结构与预应力钢索系统的组合支撑结构，根据钢索的预应力促进钢索获得刚度，并通过垂直稳定系统将每条线路连接成一个整体，共同抵御风震的影响。其中，二次沉淀池区域的钢为59、3m，是我国预应力钢索光伏支撑系统中最大的单跨。大跨度带来的挠度问题可以通过张拉副电缆有效调整，促进光伏电站的安全性和美观性。
新的安装方法使建筑成本比传统钢结构支架低30%到50%，承载能力提高30%以上，施工周期缩短40%到50%，管桩数量节约90%以上，钢材消耗量节约30%到50%，建筑能耗大大降低。
北湖污水处理厂这次选用“屋顶光伏池面大跨越柔性支架光伏”中国最大的污水处理厂分布式光伏发电项目大的污水处理厂分布式光伏发电项目。
3、“光伏污水厂”，能源经济新模式
近年来，随着国家双碳政策的出台，许多公司积极探索和寻找新时代的能源经济模式。去年4月，国务院明确指出，应鼓励污水处理企业选择综合利用空间“自发自用、余量上网”指导光伏发电项目建设方式。
因此，在“双碳”在目标下，污水处理厂的节能减排已被提上议事日程。为了保证污水处理的效率和水质，越来越多的污水处理厂开始探索光伏发电的方式。
同时，光伏发电成本不断降低，再加上污水处理厂空间巨大的自然优势，污水处理厂的主要处理单位，如初始沉淀池等、曝气池、二沉池表面空间大，光伏电池组件也可安装在厂区绿化区和办公楼屋顶。因此，在污水处理厂实施光伏发电系统具备基本硬件条件。
目前武汉北湖污水处理厂安装光伏板5、4万块，并网发电。据相关负责人介绍，北湖污水处理厂安装的光伏板总面积为18万平方米。其中屋顶光伏装机规模约1、46016兆瓦，占地面积约1、5万平方米，柔性支架光伏装机规模约22、26744兆瓦，占地面积约16、67万平方米，总建设规模约23、7276兆瓦。
据估计，北湖污水处理厂光伏发电项目并网发电后，在25年运营期内，每年可提供约2200万千瓦时的绿色清洁电能，占工厂总用电量的20%。这些电能将用于北湖污水处理厂的生产和用电。因此，每年可节约8000吨发电和燃煤，相当于减少约20000吨二氧化碳的消耗，在减少污染和碳方面取得了显著成效。本项目的使用“水务光伏”进一步降低废水厂用电成本，促进类似光伏项目可持续发展的自然优势，未来可在水系统中逐步复制推广，大力践行绿色发展理念。
