揭秘我国首个南极“风光储柴”智能微电网供电系统

　　我国首个南极雪下工程，泰山站雪下建筑进行了多项创新。在深雪之下组装建筑，安装风能-太阳能-柴油发电机-储能电池互补的智能微电网供电系统，柴油发电和新能源系统并网运行，可根据新能源供电量自动调整发电量，从而有效地节约燃油消耗，还可实现远程无人值守供电等系统。

　　“雪龙”号极地考察船载着中国第35次南极科学考察队队员8日下午从南海穿越巴士海峡，继续行进在返回上海的途中。

　　本次南极科考的一项重要成果，是泰山站二期工程建设顺利完成，在深雪之下组装建筑，安装发电、新能源、污水处理、融雪、远程无人值守供电等系统。作为我国首个南极雪下工程，泰山站雪下建筑进行了多项创新。

　　泰山站位于东南极内陆冰盖伊丽莎白公主地区域，距中山站520公里。这一区域具有典型的内陆气候，风大，吹雪严重。受风场扰动等影响，出现强烈地吹雪等天气时，建筑物面临被积雪掩埋的风险。为减小风阻和有利于大风吹走积雪，泰山站主体建筑整体架空于雪面，此次建设的配套工程则直接选择建在了雪下。

　　“受南极特殊的气候条件和地理位置影响，各国内陆冰盖考察站建筑都不同程度地出现被积雪掩埋的情况。同时，施工窗口周期短，施工条件有限，也是各国科考建设共同面对的难题。”中国第35次南极科考队泰山站站长姚旭说。

　　考虑到以上特点，泰山站二期工程采用定制集装箱模块组合形式，将供配电系统、融雪系统、新风加热采暖系统、污水处理系统等，整合在集装箱模块内，实现快速安装，缩短南极现场施工周期。同时，创造性地采用雪下建筑的形式，变被动为主动，有效解决南极建筑被风雪掩埋的难题，最大程度减少对周围地形的影响，保证站区设施长期安全稳定运行。

　　雪下建筑保温和防水密封至关重要。中国第35次南极科考队队员、泰山站二期工程现场经理周灵说，由中国宝武集团总承包并设计、中冶集团负责施工的泰山站雪下建筑，利用雪下恒温特点，可减少南极极昼、极夜温差变化对建筑内部温度的影响。

　　同时，雪下建筑采用定制集装箱模块拼装和双层密封防水方式，有效解决极寒环境中雪下建筑的保温及防水密封。

　　经测试，泰山站雪下建筑室内外温差达80摄氏度以上，雪下建筑的集装箱拼缝没有出现渗漏现象，集装箱外也没有出现融雪现象，为雪下建筑内各设备安全稳定运行提供了保障。

　　南极内陆冰雪覆盖，没有液态淡水，生活用水全靠融雪化水解决。雪下工程完成后，融雪水箱给水系统和污水处理系统运行，可集中解决20个科考队员的生活用水。所有用雪由考察队员就地取雪装入融雪水箱，通过化雪设备将雪化成水，再将融水输送至主楼的储水箱。

　　对于生活污水，有专门的污水处理系统进行处理，回用率达80%以上，可用来洗衣服等，以减少化雪量。对没有循环利用价值的污水，则集中存放在专门的污水收集池内，科考队撤离前通过排污泵排到收集装置中，再运送到中山站进行集中处理。

　　泰山站的供电系统令人眼前一亮，采用的是风能-太阳能-柴油发电机-储能电池互补的智能微电网供电系统，柴油发电和新能源系统并网运行，柴油发电机可根据新能源供电量自动调整发电量，从而有效地节约燃油消耗，提供清洁能源。

　　由于常规新能源设备在南极内陆无法正常使用，这套供电系统由中国电子科技集团根据泰山站极寒、大风、高海拔、低气压等特殊环境设计特制，通过控制终端对系统进行智能控制。

　　目前，供电系统工作稳定，为站区科考设备正常供电，这对未来在南极地区大规模使用新能源供电意义重大。

　　本次建设中，由东南大学研发的无人值守能源试验系统进行了全方位的功能测试。测试结果显示，由我国自主研发的这套系统能在泰山站高海拔、低温、低气压等极端环境下不间断供电。无人值守情况下，能通过铱星通信实现对本系统的远程监控及遥控操作。

　　同时，无人值守能源试验系统还具备快速安装及运输方便的特点。目前，测试已完成全部数据收集，为第二阶段正式投入运行打下了良好基础。