在經(jīng)過1個(gè)月的安裝、調(diào)試運(yùn)行等全部任務(wù)后，2019年2月1日，泰山站風(fēng)光柴儲(chǔ)多能互補(bǔ)智能微電網(wǎng)開始投入運(yùn)行。在科考隊(duì)回國(guó)后，泰山站的科考設(shè)備依然在工作，而支撐它們工作的綠色電能就取自南極的風(fēng)和陽(yáng)光。
中國(guó)南極泰山站是繼長(zhǎng)城站、中山站、昆侖站之后中國(guó)的第四個(gè)南極科學(xué)考察站，于2014年2月8日建成開站。它主要承擔(dān)中山站至昆侖站之間的“中繼站”任務(wù)，同時(shí)為南極內(nèi)陸格羅夫山考察提供支持。泰山站位于中山站與昆侖站之間的伊麗莎白公主地，距離中山站約520公里，距離昆侖站約600公里，是一座南極內(nèi)陸夏季科學(xué)考察站，冬季進(jìn)行無(wú)人值守的科研自動(dòng)觀測(cè)。
南極洲年平均氣溫為-25℃，內(nèi)陸高原平均氣溫為-56℃左右，極端最低氣溫曾達(dá)-89.8℃；冰層平均厚度1880米，最厚達(dá)4000米以上。泰山站所在區(qū)域具有典型的內(nèi)陸氣候，風(fēng)大，吹雪嚴(yán)重，氣候環(huán)境極其惡劣：海拔高度2621米，年平均溫度-36.6℃，最低溫度達(dá)-64℃，最高溫度零下8℃；年均風(fēng)速：6.5m/s，最大風(fēng)速60m/s。如此惡劣的天氣，對(duì)于科考站和科考工作者來(lái)說(shuō)，必須有充足的能源供應(yīng)。很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，南極考察基本依靠燃油作為保障。每個(gè)考察站都配備多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組，輪流發(fā)電和檢修，保障考察站全年每天24小時(shí)不間斷的電力供應(yīng)。
各國(guó)對(duì)南極科考的歷史已經(jīng)有100多年。目前，共有20個(gè)國(guó)家在南極洲建立了150多個(gè)科學(xué)考察站，我國(guó)目前有5個(gè)科考站在運(yùn)行。據(jù)中國(guó)極地研究中心提供的資料顯示，由于柴油發(fā)電所需，長(zhǎng)城站和中山站每年至少需要補(bǔ)給高標(biāo)柴油350噸，還需要少量的汽油、液化氣等。2008~2009年度的內(nèi)陸隊(duì)考察和昆侖站建設(shè)共配備160噸航空煤油。這些燃料主要用于發(fā)電、取暖、運(yùn)輸機(jī)械等。因?yàn)槟蠘O地區(qū)使用的柴油必須靠油輪到幾千米以外的霍巴特購(gòu)買，加上運(yùn)輸費(fèi)用耗資巨大，并且每次運(yùn)送的數(shù)量也很有限。隨著科技的發(fā)展和人類對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，越來(lái)越多的國(guó)家提出在南極建設(shè)新能源考察站。
由于柴油發(fā)電噪音大，并且不利于環(huán)境保護(hù)，容易污染極為脆弱敏感的南極地區(qū)。因此，在南極推廣應(yīng)用綠色能源已迫在眉睫且具有十分重要的意義。隨著新能源技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，南極的“風(fēng)”與“光”開始為科考工作者所關(guān)注。
為了擺脫對(duì)常規(guī)能源的依賴，形成有效的新能源利用機(jī)制，助力極地科考事業(yè)發(fā)展。我國(guó)的南極考察站多年來(lái)也在不斷嘗試新能源的應(yīng)用。所以，在泰山站建站之初，中國(guó)極地中心就確立了大幅減少燃油的消耗，因地制宜，加大清潔能源的應(yīng)用比重，實(shí)現(xiàn)能源就地取材、循環(huán)利用，打造自動(dòng)化、智能化綠色供電系統(tǒng)，使之成為南極考察站中高科技與環(huán)境保護(hù)的示范站。
南極地區(qū)尤其是泰山站建設(shè)地，太陽(yáng)能、風(fēng)能充足，充分利用好光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的互補(bǔ)特性，柴油發(fā)電和新能源系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，搭建風(fēng)光柴儲(chǔ)多能互補(bǔ)智能微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提供的電能正常情況下（包括極夜期間）可以完全滿足科考站內(nèi)用電負(fù)載的用電需求，多余的電能還可以儲(chǔ)存到儲(chǔ)能系統(tǒng)中，作為備用電源。極端情況下，在新能源供電系統(tǒng)發(fā)電量或儲(chǔ)能系統(tǒng)電量不足時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電，待新能源發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電滿足供電狀態(tài)時(shí)，再次自動(dòng)無(wú)縫切換到新能源系統(tǒng)供電，同時(shí)關(guān)閉柴油發(fā)電機(jī)供電。通過智能化管理，適時(shí)調(diào)配能源供應(yīng)，保證在任何時(shí)候、任何情況下，考察站的科學(xué)觀測(cè)設(shè)備均可以獲得安全、穩(wěn)定、可靠的能源保障。
南極大陸號(hào)稱地球“風(fēng)極”，蘊(yùn)含著大量可再生能源，隨著新能源技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，南極的“風(fēng)”與“光”開始成為這里新的“電源”。為了盡可能多地利用風(fēng)能和光照，部分科考站采用了風(fēng)光新能源發(fā)電為科考站提供電能，如比利時(shí)的新伊麗莎白公主站和澳大利亞的Mawson站。在南極這樣的極端環(huán)境中，風(fēng)力發(fā)電發(fā)揮著重要的作用。那么問題來(lái)了，要把風(fēng)力電站建到氣候極其惡劣的南極，并且穩(wěn)定可靠運(yùn)行能否實(shí)現(xiàn)呢？
因此，針對(duì)南極泰山站極寒、大風(fēng)、高海拔、低氣壓、強(qiáng)紫外輻照等特殊環(huán)境，找到能夠抵抗惡劣氣候環(huán)境并且安裝維護(hù)方便的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)廠家成為了極地中心新能源項(xiàng)目組的首要任務(wù)。經(jīng)過1年多時(shí)間，項(xiàng)目組成員走訪了大大小小幾十家大中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)廠家，經(jīng)過嚴(yán)格論證對(duì)比，我們的變槳距技術(shù)脫穎而出，成為了唯一的可選廠家。合作敲定后，在國(guó)家利益之上和為國(guó)爭(zhēng)光精神的鼓勵(lì)下，青島安華新元所有技術(shù)人員通力協(xié)作，加班加點(diǎn)，查閱大量文獻(xiàn)，咨詢了十幾位研究院材料專家，經(jīng)過6個(gè)月的攻關(guān)，成功解決了所有低溫技術(shù)難點(diǎn)，并在承諾的交貨期內(nèi)保質(zhì)保量按時(shí)交付了風(fēng)電系統(tǒng)。
南極泰山站新能源微電網(wǎng)供電系統(tǒng)目前工作穩(wěn)定、運(yùn)行良好。在我國(guó)第35次南極科考隊(duì)離開泰山站之后，系統(tǒng)仍然持續(xù)為泰山站內(nèi)科研設(shè)備供電，并通過微電網(wǎng)供電系統(tǒng)內(nèi)部的銥星通訊網(wǎng)絡(luò)將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)至國(guó)內(nèi)，在國(guó)內(nèi)就可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況了如指掌。后期隨著用電負(fù)載的增加，可以通過并入更多風(fēng)力發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)供電電能的增加，充分滿足用電需求。
隨著南極泰山站風(fēng)光柴儲(chǔ)多能互補(bǔ)微電網(wǎng)項(xiàng)目的順利實(shí)施，中國(guó)南極科考的能源利用將變得更加綠色、高效、可持續(xù)。目前，我們的風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)在南極泰山站和羅斯海新站扎根，衷心希望我們的風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠?yàn)槊利惿衩氐哪蠘O送去更多綠色能源！
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