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自带电源的海洋IoT 京瓷公开智能浮标实验成果

自带电源的海洋IoT 京瓷公开智能浮标实验成果

相较于不稳定的风力发电、及日落后不能用的太阳能发电,洋流与潮汐发电被认为是相对稳定的再生能源,但目前海洋观测网仍远不及气象观测网的状况下,实际的潮汐发电系统不会比太阳能与风力好;其他如渔业、海底矿业、海洋气象地震研究等,也大同小异,缺乏观测下的开发,等于签乐透。

因此,为了强化海洋相关开发,以及强化洋流与潮汐发电的应用,日本长崎大学(Nagasaki University)与零组件大厂京瓷(Kyocera)合作,在2021年提出一项系统,以洋流发电提供电力的海洋用IoT设备:智能浮标(Smart Buoy),并公开实验成果,证实一定条件下电力能自给自足,且能稳定回传实时数据。

京瓷2021年7月公布的智能浮标有2款,发电用螺旋桨与传感器水平分离于浮标下方的水平型、以及传感器与发电用螺旋桨都装在浮标上的垂直型,都能测量加速度、温湿度、与海流速度,以无线通讯传输数据;后来追加能测量照度、压力、海水盐分与氧气量、还有叶绿素浓度的传感器,追加信号线收集数据能力。

海洋观测浮标在20世纪便开始应用,但要有持续1年以上的多样数据传感与无线数据传输能力,就只能靠大容量蓄电池供电,因此设备体积通常就是直径2米的大球体,标案价3万~5万美元并不稀奇,部署量少;而这种浮标因截面积大,承受的洋流拉扯力以吨计,常常台风一来固定钢缆就扯断而失踪,除了金额损失风险,也难以提供长期稳定数据。

京瓷利用洋流发电,让电池只负责缓冲蓄电,加上MEMS技术缩小无线通讯与传感器体积,智能浮标用一只手便能托住,单价虽未公开,但无疑便宜很多,加上体积小受到的洋流拉扯力也低,不容易断缆,适合大量部署,当成稳定的海上观测网,进行气象海洋等科学研究,以及发展渔业矿业的凭藉。

更进一步,当投放数量增加后,智能浮标甚至能当成水上水下通讯的基站,或是联网发电系统,成为扩大开发海洋的重要基础建设。


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