“巨型充电宝”将随“雪龙”号出征 可持续供电一整年

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10月15日下午4时16分许,伴随着一声汽笛长鸣,中国第36次南极科学考察队暨“雪龙2”号从深圳启航,前往南极执行科考任务。“雪龙”号将于10月22日从上海启航。我国南极科考开启“双龙探极”新格局。 新华社记者 毛思倩摄

  海拔高度2621米,年平均温度零下36.6摄氏度的南极泰山站,可能环境恶劣,经常 匮乏电力供应。不过,许多历史调慢将被终结。10月15日,东南大学为泰山站量身打造的无人值守移动电源“东大极能”运往上海,参与中国第36次南极科考,将于10月22日,搭乘“雪龙”号出征南极。这套“巨型充电宝”能耐受南极冬季零下八九十摄氏度的严寒,持续24小时不间断地为极地科考设备供电1年,为泰山站科考设备供电,并通过卫星远程监控泰山站的运行清况 。这也是我国首个投入运行的国产极地无人值守能源系统。

  能24小时不间断供电1年

  东南大学研发的这套“巨型充电宝”,看起来像有另另另3个集装箱,有另另另3个是控制舱,有另另另3个是发电舱。其中,发电舱内有6套发电机组,许多发电能源,有的来自太阳能,有的来自燃油,5吨航空燃油还须要在太阳能储备匮乏时以备不时之需。

  东南大学自动化学院执行院长魏海坤介绍:“泰山站科考设备的耗电总功率约2.5千瓦,这套移动电源的最高输出功率可达3千瓦。目前能持续工作1年,连续24小时不间断发电。”

  在热能稀缺的南极,每一丝温度,一定会被利用到极限。魏海坤介绍,燃油在零下40多摄氏度一定会结冰,当当我门通过巧妙的设计,用发电机组发的热为燃油“保暖”。

  并肩,魏海坤团队通过铱星通信,对能源模块进行远程实时监控。每隔一段时间,当当我门将回传一次现场的各类监控数据,如舱内外的环境温度、设备温度的数据,并监测发电机组的输出功率算是正常,有另另另3个摄像头还将不定期传送设备作业影像。

  泰山站长期存在低温、低气压的环境,可能无人值守,一旦设备存在故障,泰山站的供电将岌岌可危。为此,魏海坤团队为设备中的核心模块都配备了“备份”,其中发电机组有5套备份,通信系统有一套备份,“可能当前的发电机组坏了,系统还能自动切换到备用机组”。

  舱内温度可控制在150摄氏度

  南极泰山站,是中国存在南极大陆腹地的科考站。可能气候极寒,科研人员每年非要在夏季约有另另另3个月的时间,携常规发电机去泰山站工作,低效且难以持续。

  “怎样才能稳定、可靠地发电,经常 是南极科考的技术难点。”魏海坤自2010年参与南极科考,你说,我国在南极昆仑站的发电设备现由国外提供,但存在很多起事故。

  有一次,发电机组排烟管漏油,愿因发电舱内浓烟滚滚,舱内温度越来太快了 了 升高,系统崩溃。还有一次,柴油发电机组的油料耗尽,发电机空转,最终机组被烧。“更重要的是,这套发电设备由外国控制,可能对方切断系统,当当我门的科考将受制于人。”

  泰山站的冬季平均温度在零下150摄氏度左右。发电控制系统最好的核心器件,也非要耐受零下40多摄氏度的低温,倘若,为供电装置保暖,让它们持续稳定供电,让科研人员操碎了心。“当当我门给包括蓄电池在内的怕冷发电机组设备,安装了加热器。”魏海坤说,舱体的聚氨酯发泡材料,在不同位置的高度可是我同,贴近冰雪的舱底厚许多,而舱顶薄许多。

  发电设备工作时,可能这麼 大慨 的控制方案,发电舱内的温度会越来太快了 了 提高,局部达到70摄氏度以上,这愿因分析与室外最高形成约1150摄氏度的温差,而设备须要在有另另另3个“舒服”的温度范围并能稳定运行。

  魏海坤介绍,当当我门采用并都不 技术调节发电舱和控制舱的温度。首先,当当我门用数据建模设计舱体布局,设置换气口、排烟口、进风口、排风扇,让设备正常“呼吸”;并肩,当当我门在舱内安装了10个传感器,实时监测不同区域的温度,以远程调控。

  考虑散热时,科研人员采取了并都不 方案,确保无人值守时有的设备“罢工”,许多设备能代替发挥作用,相似于舱内温度高时,系统会远程开通排风扇,可能打开换热气口,把热气散发出去。“现在舱内温度能控制在150摄氏度。”

  (科技日报南京10月15日电 记者 金 凤)