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汉能助力国家海洋中心 新一代浮标兼具“力与美”

2018-12-16 16:20 来源:中国新闻网 参与互动 
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  中新网11月20日电 近日,国家海洋技术中心王斌博士和Miasolé团队合作研制新一代漂流式海气界面浮标取得重大突破,新一代浮标能满足大范围海气界面相互作用、全球气候变化等海洋前沿科学研究的需求;为海洋分析和预报系统提供高质量的海气界面实时观测数据;助力提升海上应急机动观测、海洋环境现场保障、防灾减灾等预警报能力。新型浮标通过搭载全球领先CIGS柔性薄膜太阳能芯片,可以为浮标系统进行持续供电,大幅度减少了电池的容量,实现永久续航;浮标系统采用一体化设计,既兼顾了外观和结构,同时不影响浮标性能,通过化繁为简使得新一代浮标兼具“力与美”。

Miasolé工程团队和王斌博士课题组
Miasolé工程团队和王斌博士课题组

  海洋浮标—深海之眼

  宇宙中的地球拥有饱满而深邃的蓝,从太空看,就像一颗“蓝色弹珠”。地表70%区域被海洋覆盖,近年来对海洋的科考研究呈现出蓬勃的发展势头,但在各种海洋认知手段中,海洋浮标是一件利器——能长期、连续、实时监测各种数据,为认知大海装上眼睛。在我国,先进海洋浮标很长一段时间只能依赖进口,研发“中国制造”浮标,成为我国海洋监测的迫切课题。为此王斌博士团队对“漂流式海气界面浮标”进行了自主创新型研发,并在2018年5月份西北太平洋黑潮延伸体海域的综合海试比测及试应用中取得了重大成果。截至目前,国家海洋技术中心共在西北太平洋和南海布放11枚该型浮标,先后完成了与国际标准锚系浮标的国际比测,观测质量达到国际先进水平;完成国际首次针对中尺度涡的漂流组网观测,首次获取了中尺度涡内高时空分辨率的海气界面数据;经受住了18级超强台风“山竹”考验,高质量的观测数据准确充分证实了浮标生存能力以及在极端海况下的准确观测能力。

搭载CIGS太阳能电池板的海气界面浮标照片
搭载CIGS太阳能电池板的海气界面浮标照片

  “芯”型浮标,海洋动“能”

  搭载太阳能芯片的漂流式海气界面浮标由汉能Miasolé事业部和国家海洋技术中心(NOTC)合作完成。汉能是全球薄膜太阳能发电领导者,致力于“用薄膜太阳能改变世界”,Miasolé被誉为硅谷最具科技潜力的新能源公司,拥有全球最先进的薄膜太阳能技术。国家海洋技术中心隶属于自然资源部,主要对国家海洋技术实施业务管理;为国家海洋规划、管理、能力建设和公益服务提供技术保障、技术支撑;同时担负我国海洋高新技术及前瞻性、基础性、通用性技术的研究与开发。

  漂流式海气界面浮标针对海气相互作用研究,以海气界面热通量和动量通量的观测需求为目标,是一种体积小、质量轻、易布放、抛弃式的小型海气界面漂流观测系统。新一代浮标主要采集海表面3米高度的真风速、真风向、气温、气压、相对湿度等气象参数和海表面温度、流速、流向等水文参数,并预留更多种类传感器接口。观测数据通过铱星或北斗实时传输至地面数据综合处理系统终端,该系统可对观测数据进行实时接收、存储、处理、查阅、可视化展示,并可实现与浮标远程在线通信。

  新一代漂流式海气界面浮标搭载了汉能Miasolé的CIGS太阳能芯片,该芯片是迄今为止转化率最高、柔韧性最好的量产CIGS薄膜产品,并采用持久耐用的柔性外壳封装。全新设计的海洋浮标采用双电池供电和光伏一体化设计方案,能长时间稳定运行,抵御外来破坏尤其是抵御恶劣气候。太阳能电池在正常工作的情况下,结合可充电电池储能系统,可以完全满足整个系统的用电需求,实现永久续航。柔性CIGS芯片的使用可以为各种传感器进行持续电力供给,弥补了独立光伏发电和独立蓄电池供电系统的不足,同时也大幅度减少了储能电池的容量;轻薄柔和一体化设计充分利用了浮标表面,并且在不影响浮标原有外观和重量的情况下,保证了浮标的受光面积和原有设计性能。由于海上气候多变,极端恶劣天气多发,使得海洋浮标面临着严峻的考验,而柔性前板封装的CIGS芯片耐紫外抗老化、稳定性高等特性,极大的延长了浮标的工作寿命。

国家海洋技术中心领导询问搭载太阳能发电的新一代浮标
国家海洋技术中心领导询问搭载太阳能发电的新一代浮标

  强强联合,共创未来

  此次,汉能Miasolé事业部与国家海洋技术中心强强联合,实现了搭载Miasolé芯片的漂流式海气界面浮标的“中国领先”,使我国在这一领域取得了国际领先地位,为海洋分析和预报系统提供高质量的海气界面实时观测数据;助力提升海上应急机动观测、海洋环境现场保障、防灾减灾等预警报能力;组网观测应用将满足大范围海气界面相互作用、全球物质循环、全球气候变化等海洋前沿科学研究的需求。

  漂流式海气界面浮标不但性能达到国际领先水平,而且在成本上只有国外同类型浮标的四十分之一,此次搭载汉能Miasolé芯片的新一代漂流式海气界面浮标产品也已进入运行阶段,后续国家海洋技术中心将加大浮标需求,未来将会在全球多个海域全面投放,同时漂流式海气界面浮标对极地考察、海浪预报、气象观测等科研领域的各种专用型浮标都有着良好的借鉴价值。汉能Miasolé事业部和国家海洋技术中心在共同完成浮标合作之后,也将在更多领域开展合作,以最高效有力的太阳能发电技术助力海洋观测调查事业的发展随着合作的加深,未来越来越多的海上产品将搭载汉能太阳能芯片,使人类不再“望洋兴叹”。

  同时汉能Miasolé事业部也在不断加快研发进度,实现生产与需求的完美对接。此外,汉能Miasolé事业部将不断提高工艺技术,探索更多可应用空间,实现技术化和产品化齐头并进,助力中国科技发展。

【编辑:于晓】
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