近日，我国第36次南极考察队暨“雪龙2”号启航。此次，一枚巨型“充电宝”将跟随考察队进入极地，它就是由东南大学自主研发的无人值守24小时不间断供电设备——“东大极能”。
“东大极能”能够在无人值守下实现发电、蓄能、续航功能，为我国位于南极大陆腹地的科考站——泰山站提供有力的能源保障。海拔高度2621米，年平均温度零下36.6度的南极泰山站，因为环境恶劣，一直缺乏电力供应。
东南大学自动化学院执行院长魏海坤介绍，东南大学参与南极科考工作已有十多年。“东大极能”是中国南极伊丽莎白公主地考察站（泰山站）项目的重要组成部分，该项目从2018年9月持续到2020年4月。南极泰山站能源模块（东大极能）将在无人值守期间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情况。
东南大学研发的这套“巨型充电宝”，由两个集装箱大小的“铁盒”组成，一个是仪器舱，一个是发电舱，包含可以存储5吨航空燃油的油箱，四台模块化的发电机组，蓄电池以及控制柜等。
魏海坤介绍，“泰山站的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，都要被利用到极限。燃油在零下40多度时会结冰，他们通过巧妙的设计，用发电机组发的热为燃油“保暖”。
同时，南极泰山站能源模块（东大极能）将在无人值守期间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情况。泰山站长期处于低温、低气压的环境，由于无人值守，一旦设备发生故障，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，“如果当前的发电机组坏了，系统还能自动切换到备用机组。”
南极泰山站，是中国位于南极大陆腹地的科考站。由于气候极寒，科研人员每年只能在夏季约一个月的时间，携常规发电机去泰山站工作，低效且难以持续。
南极是高空物理、天文的最佳科研场所，但无人环境下，没有供电设备是硬伤。泰山站位于南极大陆腹地，海拔高度近2600米，年平均温度零下36.6摄氏度，环境恶劣，只能让设备代替科考人员工作，由科考人员定期前往维护、采集数据。
之前类似“东大极能”的能源模块都是澳大利亚产的，数据都保存在澳大利亚，这对于中国科考是一个极大的制约。后来，东南大学的研究者们不断探索，研制出我国首个极地无人值守电源，自从有了这项技术之后，科考数据终于不用再受制于人了。
魏海坤介绍，他们采用两种技术调节发电舱和控制舱的温度。首先，他们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”；同时，他们在舱内安装了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，科研人员采取了两种方案，确保无人值守时如有设备“罢工”，其他设备能代替发挥作用，例如舱内温度高时，系统会远程开通排风扇，或者打开换热气口，把热气散发出去。“现在舱内温度能控制在30摄氏度。”
这套“巨型充电宝”能耐受南极冬季零下八九十度的严寒，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情况。这也是我国首个投入运行的国产极地无人值守能源系统。
