科技日报记者 金凤
“去南极科学考察，是一次很难得的体验。”4月9日，再次踏上南京的土地时，中国第41次南极考察队队员、东南大学自动化学院博士后单硕仍对近半年的南极之旅难以忘怀。
此次南极考察期间，单硕与队友在极寒环境下，为泰山站智慧无人能源系统“东大极能”、昆仑站智慧无人能源系统“东大极能2.0”提供技术保障，维持两站能源系统持续无故障运行。
“东大极能”是中国首个投入运行的国产极地无人值守能源系统，可以24小时不间断供电，为南极各类仪器设备提供能源和远程监控支持。2019年，“东大极能”投入泰山站使用。2022年，“东大极能2.0”又在昆仑站启用。
单硕此次南极之行，便是为两个能源系统“体检”，判断发电机、电池、工控机组等各个部件是否在健康运行，并适时为其更换配件、补充燃料。
“虽然出发前已经做了一些预案，但到了现场才发现又面临一些技术上的新挑战。”单硕说，为解决一些突发状况，往往要因地制宜制定一些新方案。更具挑战的是，极地空气中的氧含量低，动作稍微快一些，就会头晕。在雪地中戴着厚厚的手套作业，更要耐心细致。
“此次科考也让我体会到做产品和作科研的差异。以前我做算法研究，只要能在计算机上跑出效果就行，但将算法应用到南极的具体项目中，才发现还要考虑气候、太阳辐射等复杂因素，理论要能经得起实践检验才更有意义。”单硕说。
自2009年参与南极昆仑站首套可靠支撑平台建设以来，东南大学科研团队持续为南极科考能源系统建设运维提供核心支撑。2023年，东南大学在昆仑站研发应用首套10千瓦无人综合能源平台光伏系统，在南极极昼期间，该系统可以利用太阳能补充电能，显著降低柴油发电机使用量，能耗减少达50%。此次科考中，团队创新采用“传统柴油发电—新能源发电”协同运维模式，通过自主研发的数字孪生运维平台，实现南极海拔最高科考站能源系统的远程智能监控与故障预警。
“南极的太阳高度角较低，雪地反射的太阳光又多，下一步，我们想研究昆仑站不同角度的太阳辐射特性，以了解光伏组件表面能接收多少太阳能、对光伏组件的输出特性又有什么影响，为后期技术优化提供数据支撑。”单硕说，为了完成这个目标，科考期间，他在“东大极能2.0”的光伏支架旁放置了自研的太阳辐照度监测装置，收集到400小时极昼期多角度光强数据。这是东南大学队员首次完整采集在站期间昆仑站太阳光强的变化规律数据以及自研多面光伏架构的输出特性数据，为极地太阳能高效利用提供数据支撑。
“未来，我们将聚焦清洁能源占比提升、无人智能运维与多舱协同感知等方向，打造更稳定、智能、绿色的极地能源保障系统。”单硕说。
