تُستخدم عوامات أعماق البحار على نطاق واسع في مراقبة البيئة البحرية، والتنبؤ بالطقس، واستكشاف الموارد البحرية، وفي المقام الأول جمع البيانات حول الأمواج ودرجة الحرارة والملوحة والضغط الجوي. ومع ذلك، نظرًا للظروف الجغرافية والمناخية الفريدة لمناطق أعماق البحار-، لا يمكن لأنظمة إمداد طاقة العوامات التقليدية تلبية متطلبات التشغيل المستقر على المدى الطويل-. الطاقة الشمسية محدودة بظروف الإضاءة، في حين أن طاقة الرياح والمد والجزر لها كفاءة منخفضة في تحويل الطاقة في مناطق معينة. بالإضافة إلى ذلك، فإن قدرة تحمل البطارية غالبًا ما تفشل في دعم عمليات المراقبة طويلة الأمد-. لفترة طويلة، كانت مشكلة الطاقة في عوامات أعماق البحار- بمثابة عنق الزجاجة الذي أعاق أدائها. في هذا السياق، أصبحت كيفية توفير{10}العوامات في أعماق البحار بمصدر طاقة مستمر ومستقر تحديًا تقنيًا واجه الباحثون البحريون صعوبة في حله.
ولمواجهة هذا التحدي، قام فريق البحث والتطوير بتصميم وتنفيذ نظام طاقة مركب يدمج ثلاثة مصادر طبيعية للطاقة-الشمسية وطاقة المد والجزر والرياح-ومجهز بأجهزة تخزين بطاريات عالية الكفاءة-. من خلال التشغيل التآزري لمصادر الطاقة المتعددة هذه، يتغلب نظام الطاقة المركب بشكل فعال على القيود المفروضة على مصادر الطاقة الفردية، مما يضمن أن عوامات أعماق البحار-يمكن أن تعمل بشكل مستمر في بيئات البحار العميقة-.
1. الطاقة الشمسية
في عوامات أعماق البحار، تُستخدم الألواح الشمسية لالتقاط ضوء الشمس وتحويله إلى طاقة كهربائية. على الرغم من أن ضوء الشمس ضعيف نسبيًا في مناطق أعماق البحار-، إلا أن الألواح الشمسية لا تزال قادرة على توفير مصدر طاقة ثابت للعوامات في ظل الظروف الموسمية والجغرافية المناسبة. قام الفريق بتحسين مادة الألواح الشمسية وتصميمها لتعزيز كفاءتها في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة-، مما يضمن قدرة العوامات على استخدام الطاقة الشمسية بشكل فعال.
2. طاقة المد والجزر
تعد طاقة المد والجزر مصدرًا موثوقًا للطاقة، وهي مناسبة بشكل خاص لاحتياجات العوامات- في أعماق البحار. يمكن لعوامات أعماق البحار- تحويل حركة المد والجزر لمياه البحر إلى طاقة كهربائية باستخدام معدات متخصصة لتوليد طاقة المد والجزر. وتستفيد هذه التكنولوجيا من انتظام المد والجزر وإمكانية التنبؤ بها لتوفير إمدادات طاقة مستقرة، والتعويض عن عدم استقرار الطاقة الشمسية والطبيعة المتقطعة لطاقة الرياح.
3. طاقة الرياح
في مناطق أعماق البحار-، يتم استغلال طاقة الرياح بكفاءة أكبر من مصادر الطاقة التقليدية. عوامات أعماق البحار- مجهزة بتوربينات رياح صغيرة تنشط بسرعة عندما تكون سرعة الرياح على سطح البحر عالية، مما يوفر دعمًا إضافيًا للطاقة للعوامات. إن استخدام طاقة الرياح يكمل الطاقة الشمسية وطاقة المد والجزر، مما يعزز بشكل جماعي قدرة العوامة على إمداد الطاقة.
4. تخزين طاقة البطارية
لضمان استمرار إمداد الطاقة، تم تجهيز نظام الطاقة الخاص بعوامة أعماق البحار-بأجهزة تخزين طاقة البطارية ذات الكفاءة العالية-. يمكن لهذه البطاريات تخزين الكهرباء الزائدة خلال فترات الطاقة الفائضة وتوفير دعم إضافي للطاقة أثناء نقص الطاقة، مما يضمن تشغيل العوامة بثبات حتى في ظل الظروف الجوية القاسية أو عندما لا يكون هناك رياح أو مد.
في الوقت الحالي، حصل نظام إمداد الطاقة الخاص بعوامة أعماق البحار- هذه على شهادة معدات أعماق البحار-، كما تم منح خوارزمية إدارة الطاقة الأساسية الخاصة بها ثلاث براءات اختراع. وقد تم نشره وتطبيقه في ست محطات-لمراقبة أعماق البحار في بحر الصين الجنوبي والمحيط الهادئ ومناطق أخرى. ومع استمرار تحسين التكنولوجيا وتحسينها، فمن المتوقع أن يتم تطبيق هذا النظام على نطاق واسع في مشاريع مراقبة أعماق البحار العالمية- في المستقبل، مما يوفر دعمًا أكثر موثوقية للبيانات لتنمية الموارد البحرية، وحماية البيئة، والإنذار بالكوارث، ودفع عجلة تطوير العلوم والتكنولوجيا البحرية العالمية.
