Dolphin Labs 将波浪能转化为电力

SOLIDWORKS 3D CAD 助力开发一种坚固耐用的自我维持平台,可将海洋波浪转变为用于关键海洋数据作业的可持续电力来源。

挑战

开发一套复杂系统,将海洋波浪能转化为环保电能。这套系统将利用海洋涌浪能来推动高级数据收集。

解决方案

3DEXPERIENCE Works 设计、建模、协作、沟通和数据管理解决方案与 SOLIDWORKS 标准版设计和 Simulation 专业版软件配合使用。

成果

  • 优化设计流程,消除繁琐环节,节省无人机开发过程中的时间与成本
  • 消除设计中的痛点,专注于重要的设计挑战
  • 透明地管理数据和进行版本控制
  • 避免了投资昂贵的 IT 基础设施

Dolphin Labs 正在将海洋波浪能源转化为环保电能。这家总部位于加利福尼亚州的初创企业正在开发 xNode Wave Energy Converter,这是一个利用海洋涌浪能来推动高级数据收集的远程感应平台。

Dolphin Labs 首席工程师 Chris Rauch 解释道:“至少在过去 30 年里,科学家一直在尝试进行波浪能转换,但有些效率问题仍尚未解决。”“波浪能转换器的其中一个挑战是在每年有 300 万到 700 万个周期的环境中运行。” 

实施 3DEXPERIENCE Works 设计

因此设计耐用性成为首要考量因素。Dolphin Labs 解决了耐用性问题,既能在水下,也能在海洋表面操作。“要是波浪变大,我们就会下潜得更深,”Rauch 说道。适应性是关键:这个平台可在恶劣天气时下潜,如此一来,则无需应对诸如百年一遇的恶劣海况。轻质且低成本的壳体设计也能抵御船体撞击和极端条件。

为遥感平台开辟更优路径

xNode Wave Energy Converter 平台不仅仅是发电装置,更是自足式波浪供能感应系统,旨在实现开阔海域的智能应用。当前多数系统依赖太阳能或风能,但太阳和风具有不稳定、输出受限等问题。Dolphin Labs 正在开辟新路径。波浪运动作为可再生能源,其能量密度高于太阳能或风能。这意味着 xNode 能在远海部署更大功率、耗电较高的传感器,并长时间运行。

SOLIDWORKS 可减轻设计过程中的痛点,让我专注于真正棘手的问题。

Chris Rauch

首席工程师

 为遥感平台开辟更优路径

然而,海洋环境充满挑战。“在海洋中维持技术的可靠性非常困难,”Rauch 观察道。“要让设备持续工作非常难。而且,任何投入海中的系统都不可能永久使用,都需要解决电化学腐蚀或是生物污损问题。”

当两种不同的金属在导电环境 (如海水) 中形成电路时,就会发生电化学腐蚀。活性较高的金属 (阳极) 的腐蚀速度比单独使用时更快,而活性较低的金属 (阴极) 则可防止腐蚀。生物污损是指藻类、藤壶、细菌等生物有机体在水下表面逐渐聚集。这种积聚会增加阻力或阻塞传感器,导致设备、传感器和船只性能的降低。

SOLIDWORKS 简化了设计流程

设计更智能的传感系统

Rauch 使用达索系统 SOLIDWORKS® 已超过 20 年,他从大学毕业就开始使用,当时他负责为水翼船建模。SOLIDWORKS 通过消除繁琐环节来简化设计流程,使他能够将更多时间用于高价值的工程任务,例如仿真。他补充道:“SOLIDWORKS 可减轻设计过程中的痛点,让我专注于真正棘手的问题。”

Dolphin Labs 将 AI 与边缘计算集成,赋予波浪供能浮标本地实时数据处理能力。无需传输海量原始数据到云端,新投入使用的 AI 模型可在本地分析传感器输入,识别关键问题,并仅回传高价值信息。这种方法可帮助 Dolphin Labs 客户减少带宽的用量、节省电力并加快决策速度。

助力海洋部署步入正轨

效率提升可使海洋观测更加智能。在波浪能转换器之上的是一套基本科学传感器套件,且与第三方有效载荷完全兼容。从鱼群监测到二氧化碳测量,再到海洋哺乳动物的声学追踪,xNode 可适应各种任务。

此外,这个技术在设计的时候就没有指定需要特定传感器,因为每个用户都有不同的需求。“我们可以整合任务所需的各种传感器,”Rauch 强调说。

助力海洋部署步入正轨

目前,Dolphin Labs 团队正在进行深入的原型设计。他们订购硬件、搭建测试体系,并完成结构设计,目标是在 2025 年第三季度将首个 xNode 投入海中使用。

产品:

  • SOLIDWORKS 标准版
  • SOLIDWORKS Simulation 专业版
  • Collaborative Designer for SOLIDWORKS
  • Collaborative Industry Innovator
  • 3DSwymer

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