Новий світанок для антарктичної дослідницької станції
Футуристичний дизайн та екологічно чисте накопичення енергії потужністю 1 МВт·год
Більшість антарктичних дослідницьких станцій значною мірою залежать від дизельних генераторів. Паливо доводиться транспортувати на величезні відстані з високими витратами та екологічними ризиками, що є серйозною логістичною та технічною проблемою.
Польська антарктична станція імені Генрика Арцтовського у південній півкулі, яка працює з 1977 року, зазнає значних змін завдяки будівництву нового дослідницького центру з розміщенням, лабораторіями та рекреаційними приміщеннями, що підтримується величезними інвестиціями у сталу енергетику.
Передовий дизайн будівлі площею 1500 м² захищає її від стихій, типових для одного з найсуворіших середовищ на Землі. Вітри зі швидкістю понад 100 миль/год є звичайним явищем, разом зі сніговими заметами – аеродинамічний дизайн цієї будівлі відчуває спрямований вниз тягу завдяки формі пропелера її стійкої до стирання трирукої піднятої конструкції, яка піднята на 3 метри над землею.
Він також має сонячну батарею потужністю близько 350 кВт·пік, а також накопичувач енергії ємністю 1 МВт·год.
Розташований на берегах острова Кінг-Джордж, на північному краю Антарктиди, від 15 до 60 вчених з широкого кола дисциплін: океанографії, гляціології, метеорології, сейсмології, геології та екології, серед інших, зможуть збирати дані та працювати місяцями в безпечній та комфортній будівлі з чистим та надійним електропостачанням, коли будівля повністю запрацює пізніше цього року.
Початкову станцію, якій зараз майже п'ятдесят років, було збудовано лише за кілька метрів від моря, але через підвищення рівня моря вона зараз знаходиться лише за один метр від моря, і її руйнування прискорюється. Нову будівлю звели за 100 метрів від моря.
Зібрана енергія зберігається в 72 літієвих акумуляторах ємністю 15 кВт·год загальною ємністю понад 1 мегават-годину.
Серце енергосистеми, яку було побудовано за межами Варшави (Польща) командою Microenercja , було встановлено в кліматично контрольований транспортний контейнер для зручності транспортування. Це дозволяє дещо спростити робоче навантаження на місці в Антарктиді, але через розташування застосовуються деякі обмеження. Наприклад, максимальна вантажопідйомність з корабля на берег становить 10 тонн, тому батареї довелося упаковувати окремо та встановлювати на місці.
Розвантаження судна з постачанням після прибуття займає два тижні. Перевозячи припаси для цього величезного та віддаленого будівельного проекту, судно добре завантажене, і не все можна розвантажити саме тоді, коли це потрібно.
Працюючи як частина ширшої будівельної команди та розділяючи труднощі, компанія Microenercja встановила 400 сонячних панелей, які часто працюють під час шторму, на дахах різних складських приміщень.
Марек Клоновський з Microgeneracja каже, що найбільша проблема полягає в тому, що коли ви приїжджаєте до Антарктиди, там немає магазинів – щоб досягти успіху, ви повинні прибути з усім, що вам може знадобитися.
Енергія з сонячних панелей збирається кількома сонячними інверторами Fronius Symo потужністю 20 кВт.
Також встановлено два контролери заряду сонячних батарей SmartSolar MPPT RS – ці потужні пристрої призначені для систем з великими послідовно з’єднаними фотоелектричними панелями, що заряджають акумуляторні батареї постійного струму напругою 48 В.
12 інверторів/зарядних пристроїв Quattro потужністю 15 кВА забезпечують об'єкт змінним струмом, який здебільшого використовується для опалення та на кухнях. Пристрої Quattro здатні забезпечувати струм зарядки акумуляторів 2400 А від генераторів, а також від надлишкової енергії, зібраної сонячними інверторами Fronius Symo, які керуються здатністю Quattro змінювати частоту.
Автоматичне перемикання генераторів гарантує, що вони працюватимуть лише за потреби та з максимальною ефективністю. Наразі на станції використовуються два старі генератори Volvo потужністю 180 кВА та 160 кВА, але незабаром їх замінять двома синхронізованими генераторами потужністю 250 кВА.
Протягом зимових місяців, коли сонячне світло слабке та недовге, все одно буде необхідно виробляти енергію з генераторів. Передача енергії в такому масштабі потребує надійних та теплоефективних шин.
Системи сталого розвитку енергетики не лише зменшать викиди, але й підвищать надійність, усунувши простої; зменшивши потребу в обслуговуванні генераторів та присутності інженерів, а також – що найважливіше – зменшивши потребу в доставці палива, а отже, зменшивши ризик забруднення – один з найбільших експлуатаційних ризиків у полярних регіонах. Виробництво гідроелектроенергії та енергії вітру розглядається в майбутньому.
Станція «Арцтовський», якою керує Інститут біохімії та біофізики Польської академії наук, приймає мешканців цілий рік. Групи польських та міжнародних вчених проводять дослідження на місці в Антарктиці, отримуючи технічну та логістичну підтримку для виконання своєї роботи.
Новий об'єкт було спроектовано відповідно до Договору про Антарктику, який накладає суворі зобов'язання щодо захисту довкілля. Модернізація станції, вартість якої становить понад 46 мільйонів доларів США, має на меті забезпечити, щоб Польща продовжувала виконувати ці міжнародні зобов'язання, зберігаючи при цьому сильну наукову присутність на континенті.
Дахи допоміжних складських приміщень були покриті сонячними панелями потужністю 350 кВт.
Нова станція «Арцтовський» — це погляд у майбутнє полярної дослідницької інфраструктури, що поєднує передову науку, сталий дизайн та інноваційні енергетичні системи.
Зі зростанням кліматичних змін зростає важливість досліджень Антарктики. Арцтовський — одна з десяти дослідницьких станцій у регіоні, що забезпечує спостережні пункти, що допоможуть вченим зрозуміти процеси, що впливають на погодні умови, рівень моря та, отже, на екосистеми всього світу.