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儲(chǔ)能電池參與、風(fēng)光柴多能互補(bǔ) 南極科考泰山站雪下建成智能微電網(wǎng)供電系統(tǒng)
日期:2019-03-12   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:wangke_jq 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:我國(guó)首個(gè)南極雪下工程,泰山站雪下建筑進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新。在深雪之下組裝建筑,安裝風(fēng)能-太陽(yáng)能-柴油發(fā)電機(jī)-儲(chǔ)能電池互補(bǔ)的智能微電網(wǎng)供電系統(tǒng),柴油發(fā)電和新能源系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行,可根據(jù)新能源供電量自動(dòng)調(diào)整發(fā)電量,從而有效地節(jié)約燃油消耗,還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)人值守供電等系統(tǒng)。

“雪龍”號(hào)極地考察船載著中國(guó)第35次南極科學(xué)考察隊(duì)隊(duì)員8日下午從南海穿越巴士海峽,繼續(xù)行進(jìn)在返回上海的途中。

本次南極科考的一項(xiàng)重要成果,是泰山站二期工程建設(shè)順利完成,在深雪之下組裝建筑,安裝發(fā)電、新能源、污水處理、融雪、遠(yuǎn)程無(wú)人值守供電等系統(tǒng)。作為我國(guó)首個(gè)南極雪下工程,泰山站雪下建筑進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新。

為何建在雪下?

泰山站位于東南極內(nèi)陸冰蓋伊麗莎白公主地區(qū)域,距中山站520公里。這一區(qū)域具有典型的內(nèi)陸氣候,風(fēng)大,吹雪嚴(yán)重。受風(fēng)場(chǎng)擾動(dòng)等影響,出現(xiàn)強(qiáng)烈地吹雪等天氣時(shí),建筑物面臨被積雪掩埋的風(fēng)險(xiǎn)。為減小風(fēng)阻和有利于大風(fēng)吹走積雪,泰山站主體建筑整體架空于雪面,此次建設(shè)的配套工程則直接選擇建在了雪下。

“受南極特殊的氣候條件和地理位置影響,各國(guó)內(nèi)陸冰蓋考察站建筑都不同程度地出現(xiàn)被積雪掩埋的情況。同時(shí),施工窗口周期短,施工條件有限,也是各國(guó)科考建設(shè)共同面對(duì)的難題。”中國(guó)第35次南極科考隊(duì)泰山站站長(zhǎng)姚旭說(shuō)。

考慮到以上特點(diǎn),泰山站二期工程采用定制集裝箱模塊組合形式,將供配電系統(tǒng)、融雪系統(tǒng)、新風(fēng)加熱采暖系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等,整合在集裝箱模塊內(nèi),實(shí)現(xiàn)快速安裝,縮短南極現(xiàn)場(chǎng)施工周期。同時(shí),創(chuàng)造性地采用雪下建筑的形式,變被動(dòng)為主動(dòng),有效解決南極建筑被風(fēng)雪掩埋的難題,最大程度減少對(duì)周?chē)匦蔚挠绊?,保證站區(qū)設(shè)施長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

防水保溫效果如何?

雪下建筑保溫和防水密封至關(guān)重要。中國(guó)第35次南極科考隊(duì)隊(duì)員、泰山站二期工程現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)理周靈說(shuō),由中國(guó)寶武集團(tuán)總承包并設(shè)計(jì)、中冶集團(tuán)負(fù)責(zé)施工的泰山站雪下建筑,利用雪下恒溫特點(diǎn),可減少南極極晝、極夜溫差變化對(duì)建筑內(nèi)部溫度的影響。

同時(shí),雪下建筑采用定制集裝箱模塊拼裝和雙層密封防水方式,有效解決極寒環(huán)境中雪下建筑的保溫及防水密封。

經(jīng)測(cè)試,泰山站雪下建筑室內(nèi)外溫差達(dá)80攝氏度以上,雪下建筑的集裝箱拼縫沒(méi)有出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,集裝箱外也沒(méi)有出現(xiàn)融雪現(xiàn)象,為雪下建筑內(nèi)各設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

生活用水如何解決?

南極內(nèi)陸冰雪覆蓋,沒(méi)有液態(tài)淡水,生活用水全靠融雪化水解決。雪下工程完成后,融雪水箱給水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)運(yùn)行,可集中解決20個(gè)科考隊(duì)員的生活用水。所有用雪由考察隊(duì)員就地取雪裝入融雪水箱,通過(guò)化雪設(shè)備將雪化成水,再將融水輸送至主樓的儲(chǔ)水箱。

對(duì)于生活污水,有專(zhuān)門(mén)的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理,回用率達(dá)80%以上,可用來(lái)洗衣服等,以減少化雪量。對(duì)沒(méi)有循環(huán)利用價(jià)值的污水,則集中存放在專(zhuān)門(mén)的污水收集池內(nèi),科考隊(duì)撤離前通過(guò)排污泵排到收集裝置中,再運(yùn)送到中山站進(jìn)行集中處理。

供電情況如何?

泰山站的供電系統(tǒng)令人眼前一亮,采用的是風(fēng)能-太陽(yáng)能-柴油發(fā)電機(jī)-儲(chǔ)能電池互補(bǔ)的智能微電網(wǎng)供電系統(tǒng),柴油發(fā)電和新能源系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行,柴油發(fā)電機(jī)可根據(jù)新能源供電量自動(dòng)調(diào)整發(fā)電量,從而有效地節(jié)約燃油消耗,提供清潔能源。

由于常規(guī)新能源設(shè)備在南極內(nèi)陸無(wú)法正常使用,這套供電系統(tǒng)由中國(guó)電子科技集團(tuán)根據(jù)泰山站極寒、大風(fēng)、高海拔、低氣壓等特殊環(huán)境設(shè)計(jì)特制,通過(guò)控制終端對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制。

目前,供電系統(tǒng)工作穩(wěn)定,為站區(qū)科考設(shè)備正常供電,這對(duì)未來(lái)在南極地區(qū)大規(guī)模使用新能源供電意義重大。

無(wú)人在現(xiàn)場(chǎng)怎么辦?

本次建設(shè)中,由東南大學(xué)研發(fā)的無(wú)人值守能源試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了全方位的功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示,由我國(guó)自主研發(fā)的這套系統(tǒng)能在泰山站高海拔、低溫、低氣壓等極端環(huán)境下不間斷供電。無(wú)人值守情況下,能通過(guò)銥星通信實(shí)現(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及遙控操作。

同時(shí),無(wú)人值守能源試驗(yàn)系統(tǒng)還具備快速安裝及運(yùn)輸方便的特點(diǎn)。目前,測(cè)試已完成全部數(shù)據(jù)收集,為第二階段正式投入運(yùn)行打下了良好基礎(chǔ)。

原標(biāo)題:儲(chǔ)能電池參與、風(fēng)光柴多能互補(bǔ) 南極科考泰山站雪下建成智能微電網(wǎng)供電系統(tǒng)
 
 
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