在攔水大壩的“壩體”上鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板，建設(shè)百萬(wàn)光伏電站——兵庫(kù)縣企業(yè)廳挑戰(zhàn)了這種全新的空間利用方式。

這就是在兵庫(kù)縣加古川市的權(quán)現(xiàn)大壩上設(shè)置的約1.76MW“權(quán)現(xiàn)大壩光伏電站”。據(jù)稱，利用壩體的光伏發(fā)電（圖1～2）在日本屬首次。

圖1：在壩體上鋪設(shè)了6912張?zhí)?yáng)能電池板
（攝影：日經(jīng)BP社）

圖2：從加古川河抽水提供工業(yè)用水的權(quán)現(xiàn)水庫(kù)
（攝影：日經(jīng)BP社）

權(quán)現(xiàn)水庫(kù)于1981年建成，主要負(fù)責(zé)提供工業(yè)用水。該水庫(kù)不是攔河蓄水，而是從附近流過(guò)的加古川河抽水的揚(yáng)水式水庫(kù)。目的是穩(wěn)定提供工業(yè)用水。

權(quán)現(xiàn)大壩是一座由巖石和沙土堆積筑成的“堆石壩”式大壩。

之所以利用水庫(kù)的壩體修建光伏電站，是因?yàn)槠渚邆涔夥l(fā)電所需的所有條件。權(quán)現(xiàn)水庫(kù)的壩體幾乎朝正南方（圖3）。

圖3：幾乎朝正南方向 （攝影：日經(jīng)BP社）

而且，壩體與地面的傾斜角約為22度。水庫(kù)位于日本國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的日照量充沛的瀨戶內(nèi)海地區(qū)附近。

利用約22度的傾斜面的優(yōu)點(diǎn)是，角度接近日本理想的光伏電站設(shè)置角度約30度，能夠鋪設(shè)更多的太陽(yáng)能電池板（圖4）。

圖4：采用上下設(shè)置的方式，電池板之間的陰影影響較小，能近距離配置

考慮到了不損害水庫(kù)的功能

據(jù)稱，電站的設(shè)計(jì)和施工費(fèi)了不少心思。因?yàn)槭窃谛逼律显O(shè)置電池板，而且不能破壞水庫(kù)原本的功能，也不能影響水庫(kù)的管理。

在壩體上設(shè)置構(gòu)造物的嘗試在任何領(lǐng)域都沒(méi)有先例。據(jù)稱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等是一邊與水庫(kù)所屬的國(guó)土交通省協(xié)商，一邊摸索著確立的。

壩體的改變必須控制在最小限度。已知，若遵守“架臺(tái)地基埋入地下的深度在40cm以內(nèi)”、“距離壩體表面的地基高度在30cm以內(nèi)”、“地基的設(shè)置面積在整個(gè)壩體的15％以內(nèi)”、“承重條件為350kg以下/m²”等設(shè)計(jì)條件，在強(qiáng)度上就沒(méi)有問(wèn)題。

但完全滿足這些所有條件并非易事。權(quán)現(xiàn)大壩光伏電站不同于普通的百萬(wàn)光伏電站，對(duì)高度和表面積都有限制，因此很難使用體積較大的地基。而對(duì)深度的限制，也無(wú)法使用需要深埋到地下的樁基。

此外，還不能妨礙壩體的觀測(cè)和維護(hù)。

看起來(lái)很牢固的壩體其實(shí)一直在因自重的壓力等在變形。需要每月觀測(cè)一次是否有異常跡象。觀測(cè)時(shí)利用以一定間隔在壩體上橫向設(shè)置的標(biāo)柱，測(cè)量水平方向和垂直方向的變化（圖5）。

圖5：壩體觀測(cè)用標(biāo)柱。每月測(cè)量一次。電池板的設(shè)置不能影響觀測(cè)（攝影：日經(jīng)BP社）

為了在觀測(cè)時(shí)不阻擋壩體橫向的視野，不能在標(biāo)柱上下1m、合計(jì)寬2m的范圍內(nèi)設(shè)置電池板。這樣的地方共有兩處。

另外，考慮到壩體表面維護(hù)和修繕時(shí)的操作性，太陽(yáng)能電池板及收納供電線纜的機(jī)架在高出壩體表面1m的位置與壩體平行安裝（圖6）。這樣，無(wú)需鉆到電池板下方，就能目視檢查壩體。

圖6：高1m，與斜坡平行設(shè)置。考慮到了壩體的檢查等（攝影：日經(jīng)BP社）

施工和維護(hù)時(shí)也基本能站著操作，還可以減輕施工人員的負(fù)擔(dān)。不過(guò)，架臺(tái)和地基的載重增加，架臺(tái)的材料也增加，導(dǎo)致了成本上升。

通過(guò)投標(biāo)進(jìn)行公開(kāi)征集，發(fā)電站的EPC（設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工）服務(wù)由日本COMSYS負(fù)責(zé)。太陽(yáng)能電池板采用松下制造的多晶硅型產(chǎn)品，光伏逆變器（PCS）由東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)（TMEIC）制造。

由下向上設(shè)置，提高安全性

在22度的斜坡上施工，在壩體的上面和下面各配置了吊車，一直將材料搬運(yùn)到設(shè)置場(chǎng)所附近（圖7）。

圖7：用吊車搬運(yùn)材料。右上方是臨時(shí)存放處。（攝影：日本COMSYS）

除了壩體下方的空地之外，還在觀測(cè)用標(biāo)柱前后2m的范圍內(nèi)設(shè)置臨時(shí)存放處存放了材料。

壩體下方配置了最大能吊起60噸重貨物的吊車，壩體上方的道路上只限25噸的吊車。結(jié)果，兩頭的吊車都無(wú)法為壩體正中間附近的部分區(qū)域搬運(yùn)材料，必須要人工搬運(yùn)。

不僅是地基，架臺(tái)和太陽(yáng)能電池板也是按照從壩體下方到上方的次序設(shè)置的（圖8）。據(jù)稱這樣做一是出于材料運(yùn)送的原因，二是有助于確保安全性。

圖8：從操作性和安全性出發(fā)，自下而上設(shè)置。（攝影：日本COMSYS）

從壩體下方的空地和臨時(shí)存放處到設(shè)置場(chǎng)所，施工人員要在斜坡上步行搬運(yùn)材料。22度的傾斜角度不僅陡，而且壩體表面的巖石有不規(guī)則凹凸。并且，小塊石頭中有一些還是浮石。

在這種斜坡上搬運(yùn)材料，雖然向下搬運(yùn)比較輕松，但據(jù)稱向上搬運(yùn)的安全性更高，因此是自下而上設(shè)置的。還有的地方需要從壩體上方吊下繩子，用來(lái)支撐施工人員身體來(lái)施工的。

為了不在斜坡上滑到，施工人員經(jīng)常需要用力蹬住腳作業(yè)，因此，連日施工鄰近周末時(shí)，據(jù)稱有些施工人員的腳會(huì)很累。