“伊麗莎白公主站”是世界上第一座僅靠風能和太陽能就可以維持運行的南極科考站，它位于南極大陸一處高高的山脊上，山脊北面強勁的風能和貼在科考站上的600 塊太陽能光伏電池板保障了它的能量來源。而一套能源管理系統則構成科考站保持零排放運作的“大腦”，對于科考站的工作人員而言，如何高效地利用能源或許比怎樣獲得這些能源更重要。

外灘畫報3月21日報道 自1954年澳大利亞在東南極大陸沿海建立世界上第一個常年南極科考站，56 年過去了，現在的南極究竟有多少個南極科考站？

答案是53個。

在這全部的53個南極科考站中，有一所是最與眾不同的，今年2 月15 日，一座由比利時政府授權修建，以比利時國王孫女伊麗莎白公主名字命名的極地考察站“伊麗莎白公主站”（PrincessElisabeth Antarctica）宣布建立。這是世界上第一座“零碳排”極地考察站，從它誕生的第一天起便受到極地科學家以及環保分子的關注。科考站一旦成功運轉，將證明非傳統型能源在世界上最冷的地區也是切實可行的。

“如果我們能在南極建立一個僅靠風能和太陽能就可以運行的科考站，就別提在世界上其他地方了，這個項目將證明我們是有能力、有技術改變這個世界的。”科考站的項目總監、國際極地基金總裁阿蘭?于貝爾(Alain Hubert) 在科考站成立儀式上說。

由風能與太陽能供給能源

“伊麗莎白公主站”設立在南極圈內的毛德皇后地(Dronning Maud Land)，原屬挪威，其地理位置非常特殊，位于南極大陸面向大西洋的部分，歷來是各國建立極地科考站的主要選擇地，“伊麗莎白公主站”也設在此地一處高高的山脊上。建立之初，工程設計人員考察了當地的地理環境，給出如此評價，“建立在此處的科考站會經歷極端強勁的風力考驗”，據來自國際極地基金的發言人透露，此處的風力為每小時300 公里。

作為一個常年科考站，“伊麗莎白公主站”包括有科學考察和日常生活兩大區域，并且設計還必須滿足科考站靠高效使用可替代能源的要求，負責這個項目的薩米恩伙伴事務所可謂是費盡心思。

首先他們為科考站設計了一個類似于太空飛船般的前衛造型：科考站的主建筑分為上下兩個主要層面，上層高出山脊許多，是主實驗室所在地；而下層則主要是儲藏室、車庫以及其他的生活功能區域。除此之外，為了盡可能多地利用此地的強勁風能，與普通科考站不同，建筑師們在科考站北面建立了9 座風車。雖然這里風力極端強勁，使科考站在這里建立地基的工作十分艱苦，但也正因如此，強風成為科考站第一個主要的穩定能源來源。

據測算，目前，9座9 米高的風車能產生54 千瓦/ 時的電力，全部用作科考站內的電力應用。

除了風能之外，科考站的另一個主要能源則來源于太陽能。整個科考站裝備有超過600 塊太陽能光伏板, 其中408塊裝在科考站主樓的墻壁和天花板上，另有288 塊裝在技術樓的樓頂。由于南極處于南半球，所以多數太陽能光伏板都朝向北面對著太陽，而精明的建筑師為了盡可能地利用每一份太陽能，所以他們最后決定在科考站的每一個方位都裝太陽能光伏板，“這樣才能吸收不同時段、不同方位的日照”，新聞發言人解釋說，這些太陽能光伏板可以產生大約50.6 千瓦/ 時的電力。在“伊麗莎白站”內，太陽能除了擔負供電的責任，還負擔了供熱的責任：裝置在科考站樓頂的18 平方米太陽能集熱管足夠為廚房、浴室提供熱水；而另外6 平方米裝置在倉庫的集熱管則幫助化雪以制造飲用水。

由于這是全世界第一所只使用新能源運轉的極地科考站，對于建設者來說，保證極地科考站的運轉必須放在首位，國際極地基金的工作人員透露說，科考站內其實還是裝置有兩臺柴油發電機以備不時之需，但自科考站投入使用以來，還從不曾發生過需要使用柴油發電機的機會。

“這個項目的成功運作完全可以中止懷疑論者對于清潔能源可靠性的猜測。”于貝爾評價說。

使用比生產更重要

有幸參觀過“伊麗莎白公主站”的人都可能驚奇地發覺，無論是大到建筑的朝向、使用材料，細微到一扇窗戶的朝向都透露出設計者的匠心獨具，以保證科考站的“消極運轉”：除使用太陽能電池板和風力發電機外；科考站內部的電器和電腦等設備采用節能設計；墻壁還使用40 厘米厚的塑料材料，內外兩側包覆松木面板以減少熱量的散失；另外，工作人員的生活垃圾也將回收處理。

考察站使用微生物體和分解技術可使洗澡水和沖廁水循環使用5 次。要確保這世界上第一座“零碳排”科考站的順利運行，真正的秘訣不在于產出，而在于如何“消滅不必要的能源消耗，或者說是保證能源的最高效使用。”工作人員解釋說，其中，最重要的就是電力系統的高效使用。為此，來自施耐德以及Laborelec 的科研人員特別為這座科考站設計了一套能源管理系統。這套依據可編程序邏輯控制器技術開發出來的能源管理系統可以看作是整個科考站能源消耗的“大腦”，分分秒秒