[发明专利]一种长续航自供能海洋浮标

说明书

本发明公开了一种长续航自供能海洋浮标，涉及海洋监测设备技术领域，主要解决的是现有浮标本身电力存储有限，无法长时间应用，且电量用完后难以回收的问题。本发明包括浮标本体、发电装置和气囊底座；发电装置安装在气囊底座的下端，包括外壳、第一发电组件、第二发电组件和蓄电池，第一发电组件包括多个相互连通的气室、液压囊和控制集成单元，最下方气室内注有易挥发工质，利用工质挥发产生的气压带动连通相邻气室的通气管上透平内发电扇发电；第二发电组件包括多个一端环绕相变材料、另一端与外壳接触的温差能模组，提高发电效率。本发明在上浮下潜过程中实现自发电，将产生的电流整流后存入蓄电池，再供给浮标电源，大幅提高其续航能力。

技术领域

本发明涉及海洋监测设备技术领域，具体涉及一种长续航自供能海洋浮标。

背景技术

海洋大约覆盖了地球表面的71％，是世界上最大的太阳能集热器和储能系统，储存了大量的热能和机械能。开发海洋能对调整我国能源结构、缓解能源压力具有深远的战略意义，是潜力巨大的“蓝色能量”。海洋能种类丰富，储量巨大且清洁无污染，其中海洋温差能是海洋表层海水和深层海水之间水温差的热能，是海洋能的一种重要形式。从理论上讲，只要有温差存在即可抽取能量，因此温差能发电是最有发展前景的海洋能技术，它利用表层温海水和深层冷海水之间的热梯度进行发电。但目前海洋温差能发电还存在换热面积大、建设费用高、效率低(其效率至今只有3％左右)等问题。

针对海洋温差能开发利用技术的研究，往往需要采用水下探测装置，例如常见的Argo浮标，但现有的浮标全部采用锂电池供电，成本高；同时锂电池本身的电能是有限的，Argo在电量用完时存在着难以回收的问题，因此大多数Argo浮标在电量用完之后就会在茫茫的大海中丢失，于大海中丢失的Argo浮标还会对海洋造成污染。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有背景技术存在的不足，提供一种长续航自供能海洋浮标，充分利用海洋温差能的电能转换发电，提高浮标的使用时长，增大浮标的监测探测能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种长续航自供能海洋浮标，包括浮标本体、发电装置以及气囊底座，气囊底座固定安装在浮标本体的下端，发电装置固定安装在气囊底座的下端；所述发电装置包括外壳、第一发电组件、第二发电组件和蓄电池，第一发电组件和第二发电组件均安装在外壳的内部，蓄电池安装在外壳的内侧顶端，并通过线路穿过外壳顶端、气囊底座连接于浮标本体内部的浮标电源。

所述第一发电组件包括第一气室、第二气室、第三气室、液压囊以及控制集成单元，第一气室、第二气室、第三气室由下往上顺次安装，相邻两个气室之间通过连接支撑柱进行固定支撑，且相邻的两个气室之间还通过通气管进行连通，每根通气管上等距设有一组或多组透平，每组透平内部安装有一组或多组发电扇，上述每组透平均通过线路连接蓄电池，将发电扇产生的电能传输存储至蓄电池；所述第二气室和第三气室还通过冷凝回流管连通第一气室，第一气室内注入有流体工质；所述控制集成单元设有两组，分别通过集成固定支架安装在第一气室和第二气室的顶端中心，控制集成单元内设有开关控制系统、压强监测系统以及风力发电系统，通过线路分别连接对应位置上的透平；所述液压囊设有多个，等距安装在第二气室的外部周向上，每个液压囊的内部均配有重力平衡块。

所述第二发电组件通过线路连接蓄电池，包括多个温差能模组，多个温差能模组之间相互串联，固定覆盖在第三气室的外侧，每个温差能模组的一端采用相变材料环绕，另一端与外壳接触。

进一步地，所述发电装置中外壳呈圆柱状，由316L不锈钢材料制成，一体成型；所述外壳的顶端设有法兰盘，通过螺栓固定连接至气囊底座的下端面，外壳顶端的中心位置设有线路通孔。

进一步地，所述第一气室、第二气室、第三气室均呈椭圆形，且第二气室的内体积小于第一气室，第三气室的内体积小于第二气室。

进一步地，所述第一气室中注入的流体工质为浓氨水；同时在第一气室内部设有渗析层。