“巨型充电宝”将随“雪龙”号出征

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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

  金 凤

  海拔深层2621米,年平均温度零下36.6摄氏度的南极泰山站,可能性环境恶劣,突然欠缺电力供应。不过,你什儿 历史更快将被终结。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状态。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”,看起来像三个白多多多集装箱,三个白多多多是控制舱,三个白多多多是发电舱。其中,发电舱内有6套发电机组,那先 发电能源,有的来自太阳能,有的来自燃油,5吨航空燃油能只有在太阳能储备欠缺时以备不时之需。

  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,算不算被利用到极限。魏海坤介绍,燃油在零下40多摄氏度都会结冰,大伙通过巧妙的设计,用发电机组发的热为燃油“保暖”。

  一块儿,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,大伙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是算不算正常,三个白多多多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,可能性无人值守,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,“可能性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80摄氏度

  南极泰山站,是中国存在南极大陆腹地的科考站。可能性气候极寒,科研人员每年只有在夏季约三个白多多多月的时间,携常规发电机去泰山站工作,低效且难以持续。

  “何如稳定、可靠地发电,突然是南极科考的技术难点。”魏海坤自2010年参与南极科考,我知道你,我国在南极昆仑站的发电设备现由国外提供,但存在太久起事故。

  有一次,发电机组排烟管漏油,是因为着发电舱内浓烟滚滚,舱内温度比较慢升高,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,可能性对方切断系统,大伙的科考将受制于人。”

  泰山站的冬季平均温度在零下80摄氏度左右。发电控制系统最好的核心器件,也只有耐受零下40多摄氏度的低温,有时候,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。“大伙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,在不同位置的深层之后同,贴近冰雪的舱底厚有些,而舱顶薄有些。

  发电设备工作时,可能性只有为宜的控制方案,发电舱内的温度会比较慢提高,局部达到70摄氏度以上,这是因为着与室外最高形成约80摄氏度的温差,而设备只有在三个白多多多“舒服”的温度范围要能稳定运行。

  魏海坤介绍,大伙采用有一种技术调节发电舱和控制舱的温度。首先,大伙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”;一块儿,大伙在舱内安装了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,科研人员采取了有一种方案,确保无人值守时有的设备“罢工”,有些设备能代替发挥作用,同类 舱内温度高时,系统会远程开通排风扇,可能性打开换热气口,把热气散发出去。“现在舱内温度能控制在80摄氏度。”

  (科技日报南京10月15日电)

[ 责编:肖春芳 ]

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