水體監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡的波浪能供電裝置研究.pdf

1、新能源和可再生能源的開發(fā)利用已成為各國21世紀能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要選擇。波浪能作為一種無污染的可再生能源,逐漸受到重視,越來越多的波能轉(zhuǎn)換裝置應用于實踐(例如水質(zhì)監(jiān)測)。波能發(fā)電是波能的主要應用之一,開發(fā)利用技術(shù)已趨于成熟,正處于向商業(yè)化努力發(fā)展階段。
　　 本文分析了波浪能發(fā)電的發(fā)展概況,對波浪能供電系統(tǒng)的研究熱點、當前存在的問題以及設計過程進行了說明。本文主要工作如下:
　　 (1)通過對現(xiàn)有微型波浪能供電裝置的

2、考查,設計了微型電磁感應發(fā)電裝置。實現(xiàn)了從波浪能到機械能,再到電能的轉(zhuǎn)換。此外,還測量了JN5139模塊正常工作狀態(tài)下的功耗情況,為波浪能供電裝置實物的設計提供了理論依據(jù)。
　　 (2)根據(jù)波浪能裝置的結(jié)構(gòu)形式、工作原理、現(xiàn)有微型波浪能供電裝置的現(xiàn)狀以及實際監(jiān)測環(huán)境的氣候狀況,確定裝置浮子類型為漂浮式、機械式；設計了AC-DC、DC—DC轉(zhuǎn)換電路,穩(wěn)壓電路,以實現(xiàn)將產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,完成對無線傳感器節(jié)點的供電；設計了蓄能

3、裝置,將有限的且不穩(wěn)定的電能存儲收集,有利于保證無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)正常工作時的穩(wěn)定。
　　 (3)根據(jù)長三角地區(qū)氣候狀況,搭建了流體實驗室測試平臺,并在不同風力參數(shù)下進行實驗,測試了裝置的發(fā)電量、發(fā)電效率、充滿電池所需時間等參數(shù)。
　　 (4)根據(jù)裝置的發(fā)電量及轉(zhuǎn)換效率,調(diào)整了影響裝置性能的參數(shù)值。通過增大電磁線圈匝數(shù),增大浮板面積,對裝置進行了優(yōu)化,使波浪能供電裝置在轉(zhuǎn)換效率、可靠性上有了較明顯的改善。
　　

4、(5)制作了波浪能供電裝置實物。
　　 本文的微型波浪能供電裝置能夠?qū)崿F(xiàn)基本的供電功能,為延長無線傳感器節(jié)點的生命周期提供了新思路、新方法。該裝置屬于微型供電系統(tǒng)在水體環(huán)境的應用,不論是為水質(zhì)監(jiān)測管理、無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)本身的發(fā)展,還是作為今后物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一部分,都具有重要的意義。鑒于波浪能利用在成本及其技術(shù)方面仍難以和常規(guī)能源相競爭,在近期內(nèi)還不能得到廣泛推廣,但在某些不便利用常規(guī)能源的地區(qū),有其特有的優(yōu)越性和生命力。隨著關(guān)鍵