國立大學(xué)法人長崎大學(xué)(校長:河野茂,以下簡稱:長崎大學(xué))和京瓷株式會社(社長:谷本秀夫,以下簡稱:京瓷)宣布,為穩(wěn)定地收集海洋信息,融合長崎大學(xué)的潮流發(fā)電技術(shù)和京瓷IoT相關(guān)技術(shù),雙方共同開發(fā)了“環(huán)境發(fā)電型智能浮標(biāo)”。
環(huán)境發(fā)電型智能浮標(biāo)
(左SLTT (Small Lens type Tidal Turbines)、右VTT (Vertical axis Tidal Turbines)
■開發(fā)背景
現(xiàn)在,海洋垃圾等海洋污染問題及海水升溫等的氣候變化問題成為社會課題。了解海洋狀況即“海洋可視化”是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展社會的重大任務(wù)。但是,在海上持續(xù)收集數(shù)據(jù)時,穩(wěn)定的電源供給是一個難點。
在此背景下,長崎大學(xué)和京瓷融合長崎大學(xué)的潮流發(fā)電技術(shù)和京瓷IoT相關(guān)技術(shù),開發(fā)“環(huán)境發(fā)電型智能浮標(biāo)”,利用浮標(biāo)上搭載的潮流發(fā)電系統(tǒng),供給收集海洋數(shù)據(jù)時需要的電力。并且通過樣機在實際海域上成功完成試驗。
今后雙方也將通過對“環(huán)境發(fā)電型智能浮標(biāo)”的研究,為漁業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、海洋調(diào)査等各種場景中的“海洋可視化”做出貢獻。
■樣機介紹
搭載潮流發(fā)電系統(tǒng)的浮標(biāo)為內(nèi)置的京瓷“GPS多功能裝置”以及連接的傳感器※1供電。
“GPS多功能裝置”
“GPS多功能裝置”是京瓷的IoT終端,在小型裝置上搭載了各種傳感器和天線,處理通過GPS、GLONASS、Michibiki※2得到的位置信息。
※1 配備通用的RS-485串行接口,能連接對應(yīng)用途的傳感器。
※2 GLONASS是利用俄羅斯人造衛(wèi)星的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。Michibiki是準(zhǔn)天頂衛(wèi)星為主體構(gòu)成的日本衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
潮流發(fā)電系統(tǒng)試制了以下2種類型。
SLTT (Small Lens type Tidal Turbines):
一種是浮標(biāo)和發(fā)電部分分離的類型。在渦輪周圍放置擴散器,在保護渦輪機的同時可以達到潮流增速的效果。
VTT (Vertical axis Tidal Turbines):
另一種是浮標(biāo)與發(fā)電部分直接相連的類型?？紤]到浮標(biāo)會因潮流而傾斜,因此利用AI進行了設(shè)計。
■雙方擔(dān)任角色
※浮標(biāo)的試制、制作在長崎市內(nèi)企業(yè)PAL構(gòu)造株式會社、信榮工業(yè)有限公司的協(xié)助下完成。
■實際海域試驗結(jié)果
潮汐周期中從大潮到小潮的9天內(nèi),在內(nèi)置的加速度傳感器、溫濕度傳感器、地磁傳感器的基礎(chǔ)上,通過外部連接的電磁流速儀對水溫、流速、流向以及電池電流、電壓等共21個通道的數(shù)據(jù)進行感知,并將數(shù)據(jù)傳送到云端。
實驗中的發(fā)電量、以及感知和通信時消耗的電量平均值如下:
※SLTT的實證結(jié)果
■今后的舉措
今后,為促進海洋可視化,我們計劃支持水溫鹽分傳感器(水溫、鹽分、電導(dǎo)率)、葉綠素濁度傳感器(葉綠素、濁度、水溫)、DO傳感器(溶解氧、水溫)以及水下相機。除了改善性能以確保長期穩(wěn)定運行外,我們還致力于追加商用功能和小型·輕量化。
長崎大學(xué)和京瓷今后將進一步探討智能浮標(biāo)的性能改善和功能追加、同時利用以長崎為中心的試驗場地,推進實用化。此外,京瓷還將建立IoT基礎(chǔ)設(shè)施,以儲存收集到的數(shù)據(jù)。
※LTE是ETSI的商標(biāo)。
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