环境发电型智能浮标

  (左SLTT (Small Lens type Tidal Turbines)、右VTT (Vertical axis Tidal Turbines)

  ■开发背景

  现在,海洋垃圾等海洋污染问题及海水升温等的气候变化问题成为社会课题。了解海洋状况即“海洋可视化”是实现可持续发展社会的重大任务。但是,在海上持续收集数据时,稳定的电源供给是一个难点。

  在此背景下,长崎大学和京瓷融合长崎大学的潮流发电技术和京瓷IoT相关技术,开发“环境发电型智能浮标”,利用浮标上搭载的潮流发电系统,供给收集海洋数据时需要的电力。并且通过样机在实际海域上成功完成试验。

  今后双方也将通过对“环境发电型智能浮标”的研究,为渔业、养殖业、海洋调査等各种场景中的“海洋可视化”做出贡献。

  ■样机介绍

  搭载潮流发电系统的浮标为内置的京瓷“GPS多功能装置”以及连接的传感器※1供电。

  “GPS多功能装置”

  “GPS多功能装置”是京瓷的IoT终端,在小型装置上搭载了各种传感器和天线,处理通过GPS、GLONASS、Michibiki※2得到的位置信息。

  ※1 配备通用的RS-485串行接口,能连接对应用途的传感器。

  ※2 GLONASS是利用俄罗斯人造卫星的卫星定位系统。Michibiki是准天顶卫星为主体构成的日本卫星定位系统。

  潮流发电系统试制了以下2种类型。

  SLTT (Small Lens type Tidal Turbines):

  一种是浮标和发电部分分离的类型。在涡轮周围放置扩散器,在保护涡轮机的同时可以达到潮流增速的效果。

  VTT (Vertical axis Tidal Turbines):

  另一种是浮标与发电部分直接相连的类型。考虑到浮标会因潮流而倾斜,因此利用AI进行了设计。

  ■双方担任角色

  ※浮标的试制、制作在长崎市内企业PAL构造株式会社、信荣工业有限公司的协助下完成。

  ■实际海域试验结果

  潮汐周期中从大潮到小潮的9天内,在内置的加速度传感器、温湿度传感器、地磁传感器的基础上,通过外部连接的电磁流速仪对水温、流速、流向以及电池电流、电压等共21个通道的数据进行感知,并将数据传送到云端。

  实验中的发电量、以及感知和通信时消耗的电量平均值如下:

  ※SLTT的实证结果

  ■今后的举措

  今后,为促进海洋可视化,我们计划支持水温盐分传感器(水温、盐分、电导率)、叶绿素浊度传感器(叶绿素、浊度、水温)、DO传感器(溶解氧、水温)以及水下相机。除了改善性能以确保长期稳定运行外,我们还致力于追加商用功能和小型·轻量化。

  长崎大学和京瓷今后将进一步探讨智能浮标的性能改善和功能追加、同时利用以长崎为中心的试验场地,推进实用化。此外,京瓷还将建立IoT基础设施,以储存收集到的数据。

  ※LTE是ETSI的商标。

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