即使在水面之下，研究人員也在利用可再生能源為在海洋中追蹤船舶、監測天氣和報告氣候變化的系統供電。
無論是潛艇還是感測器，研究人員都需要將電力輸送到海洋的偏遠地區，並明智地使用它。
美國海軍研究實驗室成像儀和探測器部門主管菲利普·詹金斯說：“水下可持續電源的選擇非常少。” 因此，科學家們正在尋找方法來收集微薄的能量，同時減少能量消耗，因為這些系統通常需要在水下執行數天或數月。
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詹金斯與一組海軍研究人員合作開發了一種可在水下9米處工作的光伏面板。他們上個月在IEEE光伏專家會議上介紹了他們的研究結果。
他解釋說：“這些電池使用半導體材料，磷化鎵銦，它比[傳統的]矽太陽能電池具有更高的帶隙能量。” “這使得藍/綠光具有更高的轉換效率，這種光可以穿透水。”
為什麼要費盡周折地捕獲水下微弱的陽光呢？詹金斯說，這些光伏面板產生的電力可以為監測海洋化學、水質或遠距離船隻的近海感測器網路供電，而不是使用電池或從陸地鋪設電纜。這使得感測器網路在安裝位置和深度方面更具靈活性。
詹金斯說：“在許多應用中，高效率比最低成本更重要。”
用於檢查海洋的高科技“滑翔機”
理論上，到達20米深度的有用光線是足夠的。但是，當太陽能電池板上方的水域搖擺和湧動時，光線會彎曲和扭曲，像陽光穿過游泳池一樣強度發生變化，從而限制了面板的效率。
詹金斯說：“這確實對將這些電池串聯起來造成了一些麻煩。”
研究人員還在研究從海洋中的溫差中獲取能量。開發海洋滑翔機的公司Teledyne Webb Research正在設計一種滑翔機，該滑翔機可以透過利用溫度梯度來獲取能量，在五年內在海洋中行駛40,000公里。
海洋滑翔機是巡航導彈形狀的自主航行器，它們透過改變浮力而不是使用螺旋槳來游泳。當滑翔機在水中上升或下降時，其機翼會引導部分運動向前，在水中描繪出一條正弦路徑。在此過程中，滑翔機可以使用其感測器來讀取海洋鹽度、密度和生物量，並在定期浮出水面時傳輸這些資訊。
Teledyne Webb技術高階主管克萊頓·瓊斯解釋說，滑翔機使用一種基於周圍溫度凍結和融化的蠟。當蠟凍結時，它像冰一樣膨脹並改變滑翔機內部的體積，從而使其上升。當它到達表面時，較溫暖的水會融化蠟。
他說：“這讓你免費上下移動。”
最終，該公司希望使用其熱系統來發電，從而驅動滑翔機的感測器和通訊系統。他們的滑翔機的電池供電版本已經取得了令人印象深刻的成績。2009年，羅格斯大學的研究人員將一架滑翔機從新澤西州送往西班牙，由一次電池充電提供動力。這架93英寸的猩紅騎士號在221天內完成了旅程。
瓊斯說：“滑翔機具有如此長的續航時間的原因是它們的速度不快。”
每個價值10萬美元，而且鯊魚也喜歡它們
實際上，滑翔機的速度太慢，容易受到藤壺的侵擾，並且偶爾會處理附著在鯊魚身上的印魚，這些魚通常是為了覓食殘渣。
羅格斯大學海洋學助理教授喬什·科胡特說：“我們回收了一些油漆上有鯊魚咬痕的滑翔機。”
透過使用這些滑翔機，科胡特希望透過連續測量和更廣泛的取樣來更好地瞭解海洋的運作方式。儘管一架滑翔機的成本約為10萬美元，但它所能提供的資訊量以及它可以執行的時間，尤其是與遠洋科考船相比，後者的執行成本僅幾天就可能達到相同水平，因此該費用還是物有所值的。
科胡特說：“滑翔機補充了來自船舶的更傳統測量方法。”
研究人員為滑翔機開發了感測器包，可以檢測赤潮、海洋酸度和水湍流。這些資訊可以用來預測和模擬天氣，以及評估魚類種群和其他野生動物，以及全球氣候的長期變化。科胡特說，最終，他設想成群的滑翔機在靜靜地觀察海洋，從水中啜飲電力，併為我們提供地球海洋更完整的景象。
經環境與能源出版有限責任公司許可，轉載自《氣候導報》。www.eenews.net，202-628-6500