近日，国内科研团队成功研发波浪能海洋生态监测浮标“合作者号”，并在深圳大鹏海域正式投入使用。这一创新技术将波浪能转化为电能，为海洋仪器研发提供充足能源的测试平台。该浮标直径3.3米、高9米、重9吨，符合航标设计标准，实现了海洋生态监测与航标导航功能的双重优势。
据悉，“合作者号”能够将波浪能转化为电能，弥补传统浮标仅依靠太阳能和蓄电池作为能量来源的短板，为浮标搭载的各类传感器和设备提供持续稳定的电力供应。
“合作者号”有何不一样？
“合作者号”浮标由深圳先进院联合广州能源所、广州航标处、厦门瀚宏环境科技有限公司、深圳朗诚科技股份有限公司等单位共同设计研制，符合航标设计标准，具备搭载能力强、抗台风、防生物附着等优点。该浮标直径3.3米，高9米，重达9吨，于2024年1月在深圳大鹏湾海域下水试运行，经过两个月的海上测试调整，各项功能运行良好。
不同于仅具有导航功能的传统航标，“合作者号”浮标可以搭载更多设置于水面上下的仪器，并且可以充分利用4G/5G无线信号形成智慧物联网，因此更加“智慧”。在“合作者号”生态监测浮标的多个创新点中，首先就是在新型海洋生态仪器和传感器方面的创新。记者在现场看到，浮标中一大半沉在水下的部分，就是给搭载的原位仪器设备工作的平台。
深圳市海洋声光探测技术及装备工程研究中心主任李剑平博士向记者介绍，“合作者号”生态监测浮标已成功搭载多种类国产先进传感器和监测设备，包括两款国产水质多参数传感器，深圳先进院创新研制的海洋浮游生物原位成像监测仪器(IPP)、国产水下高清摄像机等。这些仪器不仅能够实时监测温度、盐度、pH、溶解氧等传统海水环境要素，还可以实现对浮游生物、底栖生物、游泳生物等反映海洋生态状况的新型重要指标的智慧监测。
“我们为新浮标起名‘合作者号’，就是希望汇集众多海洋利益攸关者的力量，为海洋仪器创新自主研发提供实战测试平台，支撑海洋电子信息和高端装备产业的发展。”李剑平说。目前，“合作者号”浮标已搭载了多个传感器和监测设备，不仅能够实时监测温度、盐度、pH值、溶解氧等传统海水环境要素，还能监测浮游生物、底栖生物、游泳生物等反映海洋生态状况的重要指标。
首次运用波浪能转换技术
每隔一个小时，李剑平就要在电脑上刷新一次数据，这让他在春节期间的家庭聚会上，似乎显得有点心不在焉。虽然实验室已经放假，但作为中国科学院深圳先进技术研究院光电工程技术中心的正高级工程师，李剑平的心思一直在海上。
李剑平常年从事海洋观测技术与仪器创新研究，他的工作是给海洋装备的“躯体”装上相当于“眼睛”或者“耳朵”的仪器。然而，他的科研工作经常由于仪器无法持续地在海上开展测试而受阻，主要原因之一就是用来搭载仪器的传统浮标，一般靠蓄电池供能、靠太阳能补充，能源供应不稳定，开展仪器测试时常常闹“电荒”。
针对这个难题，“合作者号”浮标在设计研发过程中采用了波浪能转换技术，能够把海浪能量转化为电能，为浮标内部的仪器和设备提供持续稳定的电力供应。据李剑平介绍，传统浮标一般只能搭载4个耗电量较高的水下仪器，而现在有望搭载10个；过去受限于能源供应，一个小时只能开展5分钟仪器测试，现在能够做到24小时不间断工作。
“哪怕在春节期间，运维人员都放假了，浮标也能正常运转，保证我们的研究不掉线、不停滞，这在过去是很难做到的。”李剑平说。
目前，“合作者号”浮标搭载了科研机构以及多家企业研发的先进传感器和监测设备，不仅能够实时监测海水的温度、盐度、pH值、溶解氧、浊度等水质参数，还可以监测浮游生物、营养盐等重要的生态指标，为海洋生态保护和污染防治提供更加全面可靠的数据支持。
“从刚才浮标回传数据来看，目前各个仪器正常运转，水质参数和浮游生物情况都表明，春节期间大鹏湾水域水质无异常、生态健康。”李剑平表示。
为海洋仪器研发提供平台
当前，我国海洋经济蓝色引擎动能澎湃、潮头正劲，新的增长点不断孕育。2023年，广东海洋生产总值占全省GDP的比重达14%。在深圳，当地已建成75个涉海创新载体，包括5个国家级载体、22个省级载体和48个市级载体，涵盖海洋电子信息、海洋工程装备、海洋能源等重点领域，海洋现代服务业、海洋工程和装备业、海洋电子信息业、海洋生物医药业等海洋新兴产业正加速壮大。
党的二十大报告强调，发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国。近年来，深圳市委、市政府高度重视海洋产业的培育与发展，先后发布《关于勇当海洋强国尖兵加快建设全球海洋中心城市的实施方案（2020—2025年）》、《深圳市培育发展海洋产业集群行动计划（2022—2025年）》、《深圳市促进海洋产业高质量发展的若干措施》等政策文件，在海洋领域科技研发及关键技术攻关、科研载体搭建、重大项目落地、成果转移转化等方面给予专项经费支持。
为加快建设全球海洋中心城市，2024年新成立的深圳市海洋发展局，负责实施海洋战略规划和发展海洋经济，海洋开发利用和保护的监督管理工作，还包括落实海洋强国战略，加快建设全球海洋中心城市，优化海洋资源管理利用，推进海洋产业发展，提升深圳市蓝色经济综合实力。
广州航标处曹钜旋副处长介绍：“广州航标处利用传统航标作为平台，搭配多种视频监控及信息采集设备、数据计算及传输终端，凭借航标特有的海上点位优势获取海洋气象、水文、水质、生态、动力等多种数据，为海洋多维动态感知及港口通航环境要素感知提供重要载体，为海洋环境保护、海洋资源勘探、海洋经济发展等活动提供重要支持，同时也为海事局和引航站等港口管理部门提供重要监管依据。”
深圳市海洋发展局副局长成嶂旻表示，“合作者号”浮标将成为深圳市未来开展海洋仪器研发、试验验证的重要创新共享平台，将为我市开展海洋环境与生态监测提供新型的仪器工具、技术手段和数据支撑，为深圳海洋产业高质量发展提供新质生产力。
文章来源： 科技日报，南方+客户端，新华社，光明网