获奖项目名称：

海滨强腐蚀环境光伏工程结构腐蚀机理及防护关键技术研究

第一完成单位：

中国华电科工集团有限公司

项目联系人：

赵健

联系人电话：

13910633807

联系人邮箱：

Zhaojian@chec.com.cn

项目简介：

  太阳能光伏发电是实现“双碳”目标的重要举措。沿海地区设有大量的晒盐池，在盐池上建设太阳能光伏发电站，形成“盐光互补”模式，是一种“水上光伏发电、水面蒸发晒盐、水下水产养殖”的新兴模式。盐池环境中含有大量高浓度氯离子，对光伏工程结构具有很强的腐蚀性。在这种环境下建设和运维光伏电站具有很大的难度和挑战性，研究和应用尚处于起步阶段。项目组经多年联合攻关，给出了强腐蚀环境光伏工程结构的腐蚀机理，研发了“盐光互补”光伏工程成套防护技术，取得了基础理论与关键技术两方面的重要突破，首次实现了GW级“盐光互补”光伏电站的顺利建设和安全运行，主要创新和关键技术如下：
  1、揭示了强腐蚀环境下钢结构的腐蚀机理。开展了挂片实验、理论分析以及加速试验研究，给出了海滨盐池条件下土壤、水、大气中的主要腐蚀介质及超强腐蚀特性，揭示了钢结构腐蚀行为和腐蚀机理，设计了海滨盐池环境腐蚀加速实验环境谱，建立了钢材及涂层腐蚀加速试验方法。
  2、提出了强腐蚀环境光伏工程结构防腐对策。设计了钢结构材料在海滨盐池环境腐蚀加速实验环境谱，创建了钢结构及镀锌涂层腐蚀加速试验方法，给出了寿命预测评估模型，提出了光伏钢结构支架防腐对策，即“较低成本建设、实时在线监测、高效运维修复”的防护策略。给出了干湿循环、荷载与盐耦合等作用对光伏基础PHC管桩混凝土强度的影响规律，建立了PHC管桩耐久性寿命预测模型，制定了强腐蚀环境PHC管桩的防腐对策。
  3、开发了光伏电站钢结构腐蚀大数据智能监测系统。设计了适用于强腐蚀环境光伏电站钢结构腐蚀监测的传感器和数据通讯架构，构建了腐蚀大数据数据采集系统，开发了光伏电站钢结构腐蚀大数据在线实时智能化监测系统和数据可视化平台，实现了腐蚀数据的实时监测。
  4、研制了光伏电站钢结构防腐涂层修复的新型涂料。开发了一种新型锌防护层修复涂料，采用了多形态复合锌粉，在涂层中形成片状层和球状层的双层分布，能够显著提高钢结构基材的防锈蚀时间，并掺加含有极性基团-Cl和可形成-NHCO-键的三元共聚树脂，也实现了对锌防护层和低表面处理基材的强力附着。
  项目获得发明专利21项，实用新型专利14项，制定国家标准8项，团体标准6项，发表科技论文12篇。以中国科学院侯保荣院士为主任委员的评价专家组，一致认为项目成果整体达到国际领先水平。研究成果促进了强腐蚀环境光伏电站的技术进步，实现了“盐光互补”项目的大规模建设和运维，成功应用于天津华电海晶1000MW“盐光互补”光伏发电项目以及华电海南、华电山东等区域的海滨光伏项目，近年来中国华电科工集团有限公司完成了10余项海滨盐场或滩涂光伏项目的建设，为业主单位和承建单位带来了可观的经济效益，且节能减排的社会效益显著。我国沿海地区设有大量的晒盐池，预计未来几年将会有大量的“盐光互补”项目获批并进行建设，本项目成果应用前景非常广阔。