为海浪能采集实现重大工程突破

发布时间:2021-07-27  

开发利用海浪能是一个快速发展的领域,海洋工程师正在改进技术,以提供可靠、经济高效的海洋能源发与存储,并实现全新的海上数据与通信服务。

哥伦比亚电力技术公司 (C-Power) 位于俄勒冈州科瓦利斯市,是波浪能系统的全球领先企业,通过为海上设备提供低可靠、经济高效的发电与存储解决方案以及数据及通信服务,帮助扩展海洋经济。C-Power 自主海上无人电力系统 (AOPS) 可捕获机械动能并将其转化为可用的电力,用于广泛的海洋应用,如海洋油气勘探与生产、海洋碳封存、海洋研究、水产养殖与国土防御等。 

图 1:虽然太阳能和风能发电技术的发展备受关注,但C-Power 却是高效利用海浪能源,实现各种新型海上应用的先锋,这些应用包括油气勘探与生产、海上碳封存、海洋研究、水产养殖与国土防御等。

开发利用海浪能是一个快速发展的领域,海洋工程师正在改进技术,以提供可靠、经济高效的海洋能源发与存储,并实现全新的海上数据与通信服务。

哥伦比亚电力技术公司 (C-Power) 位于俄勒冈州科瓦利斯市,是波浪能系统的全球领先企业,通过为海上设备提供低可靠、经济高效的发电与存储解决方案以及数据及通信服务,帮助扩展海洋经济。C-Power 自主海上无人电力系统 (AOPS) 可捕获机械动能并将其转化为可用的电力,用于广泛的海洋应用,如海洋油气勘探与生产、海洋碳封存、海洋研究、水产养殖与国土防御等。 

图 1:虽然太阳能和风能发电技术的发展备受关注,但C-Power 却是高效利用海浪能源,实现各种新型海上应用的先锋,这些应用包括油气勘探与生产、海上碳封存、海洋研究、水产养殖与国土防御等。

广告

采集千瓦级海洋能源

C-Power 成立于 2005 年,随着其在新兴海洋能源采集领域的专业技术的不断发展,其核心业务已获得长足发展。当其他公司追求大型兆瓦级系统时,C-Power 公司专注于为海上数据通信网络提供远程千瓦级电力,最初是通过参与DARPA 的一个名为“波浪能源浮标系统”(WEBS) 的项目实现的。

C-Power 通过 WEBS 项目,发现了一个早期商机,即为水下机器人、海洋水下操作设备以及用于收集环境数据的公海传感器进行就地发电。在此之前,这些应用需要使用昂贵、笨重的非充电机载电池供电,或从船舶或柴油发电机通过水下电线供电。随着 AOPS 的发展,C-Power 可提供了一种自主、环保、同时可用作通信管道的海上电源,开启了一扇无法想像的全新应用之门。 

SeaRAY 提高电源效率,增强数据通信

名为 SeaRAY 的最新 AOPS 平台是 C-Power 近期工作重点的关键,所带来的电源系统能够利用海浪发电 10W 到 1MW。为了在低级别的功率谱实现目标,C-Power 使用 Vicor 公司的电源转换技术,设计了具有高功率重量比的 SeaRAY AOPS。小型化的设计增强了机动性和商业可行性,使 SeaRAY 更容易交付和安装,从而可节省数万美元的日常运营成本。 

C-Power 公司高级研发电气工程师 Joe Prudell 表示:“我们真的需要宽范围的 DC-DC 电源转换器,这种电源在我们将脉冲海浪能转换为半稳定 DC 电源时,可以对其进行控制和稳压。这项工作极具挑战性。使用 Vicor 电源模块能在不同功率下执行这项工作,这的确是一大优势。”

图 2:SeaRAY 的设计可将信息从海洋直接发送到云端,实现远程、自主数据通信。使用蜂窝网络和卫星通信在云端和 SeaRAY AOPS 之间实时传输数据,可以更频繁地采集并提供更多、更丰富的数据。

此外,SeaRAY 设计还可实现自主远程数据通信,将海洋发生的事件实时传输至云端。以前,海洋数据采集系统在数据采集的广度和频率上都有限制。使用蜂窝网络和卫星通信在云端和 SeaRAY 之间实时传输数据,可以更频繁地采集并提供更多、更丰富的数据。 

从不断变化的电能来源中采集能量

C-Power 的主要电源设计挑战是协调整合复杂的海浪能与 SeaRAY 苛刻的电源转换需求。这包括超宽的 30:1 输入范围,它反映了海浪不可预测的特性。Vicor 电源系统设计团队提供了一个能够高效转换电源并为储能设备充电的系统。此外,该单元还可接受来自 C-Power 系统的外部控制信号,以实时匹配精确的电源转换需求。

C-Power 首席执行官 Reenst Lesemann 指出:“能够将非常棘手的电源配置转化为经济高效的实用解决方案,然后对电源进行调节并将其转化为可用于多种移动及静态负载的可用能源,的确是一种领先技术。这是其他公司无法做到的。”

SeaRAY 的可扩展电源设计使用 Vicor BCM®固定比率母线转换器和PRM™ 稳压器模块,及复杂的多级分立式转换器,可高效转换汹涌、不可预测的波浪动能并提供可受控制的电源。这帮助 C-Power 将 SeaRAY 设计的转换效率从 50% 左右提高到了 85% 至 94% 之间。 

图 3 SeaRAY使用 Vicor BCM® 固定比率转换器和PRM™ 稳压器模块,及複雜的多級分立式轉換器,可高效轉換洶湧、不可預測的波浪動能並提供可受控制的平穩電源。這幫助 C-Power 將 SeaRAY 設計的轉換效率從 50% 左右提高到超過 90%.

Vicor 稳定宽输入 DC-DC 转换器的使用为 C-Power 提供了急需的控制,因为 SeaRAY 不仅可将脉冲海浪电源转换为各准位的 稳定的DC 母线电源,同时还可在不同的功率下产生恒流。此外,Vicor 模块中使用的电源转换拓扑还有助于最大限度降低 SeaRAY 上的电磁干扰和噪声,以免影响传感器测量精度。

Lesemann 表示:“有很多公司都在尝试捕获并转换波浪动能,但能在紧凑的小型封装中实现并从运营和物流的角度满足客户需求又是另一回事。这就是我们在 Vicor 的帮助下,能够比其它公司做得更好的地方。”

关于 C-Power

哥伦比亚电力技术公司 (C-Power) 提供海洋经济所需的各类产品,将海洋从电力沙漠变为一个电力及数据都很丰富的环境。作为波浪能系统的全球领导者,C-Power 正在开发可靠、可持续、经济高效的发电及储电解决方案,这些解决方案易于运输,可部署在世界任何地方,能充分满足广泛的应用需求,为海洋能源、国防与安全、水产养殖、科学研究以及通信等重要产业带来优势。C-Power 总部位于弗吉尼亚州夏洛茨维尔市,产品开发部位于俄勒冈州科瓦利斯市,整个团队拥有超过 150 年的成功管理、运营及工程设计经验。

关于 Vicor

Vicor 公司是高性能电源模块的领先企业,始终致力于为客户解决最棘手的电源难题,帮助他们针对系统性能进行创新并实现最大化。我们简单易用的电源模块提供极高的密度和效率,可实现从电源到负载点的高级供电网络。Vicor 总部位于美国马萨诸塞州安多弗,主要为全球客户提供无与伦比的电源转换与供电技术。

责编:Johnson Zhang

采集千瓦级海洋能源

C-Power 成立于 2005 年,随着其在新兴海洋能源采集领域的专业技术的不断发展,其核心业务已获得长足发展。当其他公司追求大型兆瓦级系统时,C-Power 公司专注于为海上数据通信网络提供远程千瓦级电力,最初是通过参与DARPA 的一个名为“波浪能源浮标系统”(WEBS) 的项目实现的。

C-Power 通过 WEBS 项目,发现了一个早期商机,即为水下机器人、海洋水下操作设备以及用于收集环境数据的公海传感器进行就地发电。在此之前,这些应用需要使用昂贵、笨重的非充电机载电池供电,或从船舶或柴油发电机通过水下电线供电。随着 AOPS 的发展,C-Power 可提供了一种自主、环保、同时可用作通信管道的海上电源,开启了一扇无法想像的全新应用之门。 

SeaRAY 提高电源效率,增强数据通信

名为 SeaRAY 的最新 AOPS 平台是 C-Power 近期工作重点的关键,所带来的电源系统能够利用海浪发电 10W 到 1MW。为了在低级别的功率谱实现目标,C-Power 使用 Vicor 公司的电源转换技术,设计了具有高功率重量比的 SeaRAY AOPS。小型化的设计增强了机动性和商业可行性,使 SeaRAY 更容易交付和安装,从而可节省数万美元的日常运营成本。 

C-Power 公司高级研发电气工程师 Joe Prudell 表示:“我们真的需要宽范围的 DC-DC 电源转换器,这种电源在我们将脉冲海浪能转换为半稳定 DC 电源时,可以对其进行控制和稳压。这项工作极具挑战性。使用 Vicor 电源模块能在不同功率下执行这项工作,这的确是一大优势。”

图 2:SeaRAY 的设计可将信息从海洋直接发送到云端,实现远程、自主数据通信。使用蜂窝网络和卫星通信在云端和 SeaRAY AOPS 之间实时传输数据,可以更频繁地采集并提供更多、更丰富的数据。

此外,SeaRAY 设计还可实现自主远程数据通信,将海洋发生的事件实时传输至云端。以前,海洋数据采集系统在数据采集的广度和频率上都有限制。使用蜂窝网络和卫星通信在云端和 SeaRAY 之间实时传输数据,可以更频繁地采集并提供更多、更丰富的数据。 

从不断变化的电能来源中采集能量

C-Power 的主要电源设计挑战是协调整合复杂的海浪能与 SeaRAY 苛刻的电源转换需求。这包括超宽的 30:1 输入范围,它反映了海浪不可预测的特性。Vicor 电源系统设计团队提供了一个能够高效转换电源并为储能设备充电的系统。此外,该单元还可接受来自 C-Power 系统的外部控制信号,以实时匹配精确的电源转换需求。

C-Power 首席执行官 Reenst Lesemann 指出:“能够将非常棘手的电源配置转化为经济高效的实用解决方案,然后对电源进行调节并将其转化为可用于多种移动及静态负载的可用能源,的确是一种领先技术。这是其他公司无法做到的。”

SeaRAY 的可扩展电源设计使用 Vicor BCM®固定比率母线转换器和PRM™ 稳压器模块,及复杂的多级分立式转换器,可高效转换汹涌、不可预测的波浪动能并提供可受控制的电源。这帮助 C-Power 将 SeaRAY 设计的转换效率从 50% 左右提高到了 85% 至 94% 之间。 

图 3 SeaRAY使用 Vicor BCM® 固定比率转换器和PRM™ 稳压器模块,及複雜的多級分立式轉換器,可高效轉換洶湧、不可預測的波浪動能並提供可受控制的平穩電源。這幫助 C-Power 將 SeaRAY 設計的轉換效率從 50% 左右提高到超過 90%.

Vicor 稳定宽输入 DC-DC 转换器的使用为 C-Power 提供了急需的控制,因为 SeaRAY 不仅可将脉冲海浪电源转换为各准位的 稳定的DC 母线电源,同时还可在不同的功率下产生恒流。此外,Vicor 模块中使用的电源转换拓扑还有助于最大限度降低 SeaRAY 上的电磁干扰和噪声,以免影响传感器测量精度。

Lesemann 表示:“有很多公司都在尝试捕获并转换波浪动能,但能在紧凑的小型封装中实现并从运营和物流的角度满足客户需求又是另一回事。这就是我们在 Vicor 的帮助下,能够比其它公司做得更好的地方。”

关于 C-Power

哥伦比亚电力技术公司 (C-Power) 提供海洋经济所需的各类产品,将海洋从电力沙漠变为一个电力及数据都很丰富的环境。作为波浪能系统的全球领导者,C-Power 正在开发可靠、可持续、经济高效的发电及储电解决方案,这些解决方案易于运输,可部署在世界任何地方,能充分满足广泛的应用需求,为海洋能源、国防与安全、水产养殖、科学研究以及通信等重要产业带来优势。C-Power 总部位于弗吉尼亚州夏洛茨维尔市,产品开发部位于俄勒冈州科瓦利斯市,整个团队拥有超过 150 年的成功管理、运营及工程设计经验。

关于 Vicor

Vicor 公司是高性能电源模块的领先企业,始终致力于为客户解决最棘手的电源难题,帮助他们针对系统性能进行创新并实现最大化。我们简单易用的电源模块提供极高的密度和效率,可实现从电源到负载点的高级供电网络。Vicor 总部位于美国马萨诸塞州安多弗,主要为全球客户提供无与伦比的电源转换与供电技术。

责编:Johnson Zhang

文章来源于:电子工程专辑    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    创新体验团队与客户成功团队一道,携手上海水利科技和同济大学土木工程专家,利用IBM Watson Discovery 构建水利工程知识库,打造高效的智慧工地,为构建国家水利行业"大江大河大湖数字孪生、智慧化模拟和智能业务应用"贡献......
    现了断点续传和自动重连,并且可以动态配置传输带宽和限速,在不影响 ERP 核心系统性能的前提下而最大程度上提高实时监控文件的传输效率。在政府水利行业,IBM车库创新体验团队与客户成功团队一道,携手上海水利......
    于地表水、地下水和海水中石油类的测定.广泛应用于环境监测系统、石油化工、大专院校、科研院所、污水处理厂、水利水文、自来水厂、石化、造纸、制药、钢铁、农业环境监测等行业. 紫外测油仪系列 . 天尔......
    米。 光伏组件技术提供每平方米21%的发电效率。太阳能电池由多层树脂保护,电气结构的设计减少了布线的数量。 这两条自行车道在第一年全年将产生160 MWh的可再生能源。这两个项目是荷兰基础设施和环境部下属国家水利......
    了全自动执行流程,且订单分类正确率从 85% 提升到 97%。案例2:通过使用 IBM Watson Discovery 和 Cloud Pak for Data所提供的智能文本搜索、数据科学和机器学习预测技术,上海水利......
    订单分类正确率从 85% 提升到了97%,大大减少了返工时间。再比如在水利行业,上海水利科技基于数据和AI提出了两个应用场景——构建智慧大脑提高工作效率和构建水利枢纽工程安全模型。众所周知,水利......
    科学和机器学习预测技术,上海水利科技为工程人员提供了统一平台,在一个整体视图中搜索与访问所需文档信息。通过简单关键字输入,就可以实现从众多非结构化文档(如 PDF 和图片)中快速定位信息。利用......
    文的人机界面,更易于操作。特别适合流量平衡测试及流量监测:饮用水、河水、海水、冷却水、热水、工业污水、润滑油、柴油、燃油化工液体等。   便携式超声波流量计利用了低电压、多脉冲时差原理,采用......
    了断点续传和自动重连,可以动态配置传输带宽和限速,在不影响ERP核心系统性能的前提下,最大程度上提高了实时监控文件的传输效率。上海水利科技响应水利部号召,以数字化、网络化、智能化为主线,与IBM以数......
    车库创新体验团队与客户成功团队一道,携手上海水利科技和同济大学土木工程专家,利用IBM Watson Discovery 构建水利工程知识库,打造高效的智慧工地,为构建国家水利行业"大江......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>