中國(guó)極地研究中心等研發(fā)可再生能源微網(wǎng)成功運(yùn)行2年多

如今正是南極嚴(yán)冬時(shí)節(jié)，我國(guó)中山站用于供暖、照明的能源中，有相當(dāng)一部分來自可再生能源微網(wǎng)系統(tǒng)。運(yùn)行2年多來，微網(wǎng)系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期效果，每年可節(jié)省燃油15至20噸。按照15至20年使用期，總共可節(jié)省燃油約300噸，直接經(jīng)濟(jì)效益約180萬元。我國(guó)南極科考的能源基本來自從國(guó)內(nèi)帶來的燃料，這一示范項(xiàng)目的成功運(yùn)行，將為南極科考能源運(yùn)輸“減負(fù)”，整體經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)1100萬元。 在南極建設(shè)新能源發(fā)電系統(tǒng)，困難重重，包括嚴(yán)寒的考驗(yàn)。例如，電池陣列及相關(guān)野外裝備的工作溫度達(dá)到零下40℃，因此需要對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行耐候性設(shè)計(jì)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片受凍后可能脆化損壞，也需要加以解決。2011年，中國(guó)極地研究中心提出啟動(dòng)“中國(guó)南極中山站可再生能源微網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目，獲上海市科委批準(zhǔn)立項(xiàng)。 中國(guó)極地研究中心聯(lián)合十余家國(guó)內(nèi)高校、研究所、新能源企業(yè)開展攻關(guān)，對(duì)微網(wǎng)系統(tǒng)的各個(gè)部件做了精心設(shè)計(jì)。以太陽(yáng)能電池板為例，考慮到它們可能被積雪覆蓋而降低發(fā)電效率，設(shè)計(jì)人員讓安裝朝向與常年風(fēng)向垂直，加大傾斜角度，并增加了太陽(yáng)能電池板之間的距離。 經(jīng)兩年多努力，中山站可再生能源微網(wǎng)系統(tǒng)項(xiàng)目竣工，投入運(yùn)營(yíng)。整套系統(tǒng)的裝機(jī)容量為40千瓦，其中太陽(yáng)能發(fā)電10千瓦，風(fēng)力發(fā)電30千瓦。系統(tǒng)采用鉛酸蓄電池、鋰電池和超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能方式，在系統(tǒng)電力富余時(shí)，能向柴油發(fā)電機(jī)電網(wǎng)輸送多余電力；在供電不足時(shí)，則能從柴油發(fā)電機(jī)電網(wǎng)補(bǔ)充電力。 盡管事前精心設(shè)計(jì)，但南極惡劣的天氣還是給科研團(tuán)隊(duì)上了一課。項(xiàng)目建成后半年不到，風(fēng)機(jī)就被風(fēng)力超過12級(jí)的狂風(fēng)吹壞，風(fēng)能利用一度中斷。針對(duì)這種情況，企業(yè)改進(jìn)了設(shè)計(jì)，將葉片由5片改為3片，以減少風(fēng)阻。2014年初，新的風(fēng)機(jī)安裝后，順利運(yùn)行至今。