水體監(jiān)測(cè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(jì)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(yīng)用于實(shí)踐(例如水質(zhì)監(jiān)測(cè))。波能發(fā)電是波能的主要應(yīng)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(duì)波浪能供電系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)、當(dāng)前存在的問題以及設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了說明。本文主要工作如下:
　　 (1)通過對(duì)現(xiàn)有微型波浪能供電裝置的

2、考查,設(shè)計(jì)了微型電磁感應(yīng)發(fā)電裝置。實(shí)現(xiàn)了從波浪能到機(jī)械能,再到電能的轉(zhuǎn)換。此外,還測(cè)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(shí)物的設(shè)計(jì)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(shí)際監(jiān)測(cè)環(huán)境的氣候狀況,確定裝置浮子類型為漂浮式、機(jī)械式；設(shè)計(jì)了AC-DC、DC—DC轉(zhuǎn)換電路,穩(wěn)壓電路,以實(shí)現(xiàn)將產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,完成對(duì)無線傳感器節(jié)點(diǎn)的供電；設(shè)計(jì)了蓄能

3、裝置,將有限的且不穩(wěn)定的電能存儲(chǔ)收集,有利于保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常工作時(shí)的穩(wěn)定。
　　 (3)根據(jù)長三角地區(qū)氣候狀況,搭建了流體實(shí)驗(yàn)室測(cè)試平臺(tái),并在不同風(fēng)力參數(shù)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)試了裝置的發(fā)電量、發(fā)電效率、充滿電池所需時(shí)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(duì)裝置進(jìn)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(shí)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(diǎn)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(yīng)用,不論是為水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(jìng)爭(zhēng),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