CN106351781A - 一种基于海浪‑光能互补发电的水下航行器感应充电系统 - Google Patents

一种基于海浪‑光能互补发电的水下航行器感应充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于海浪‑光能互补发电的水下航行器感应充电系统，包括洋面漂浮模块、海浪发电模块、光能发电模块、储能模块及水下非接触充电模块；海浪发电模块通过永磁直线电机将波浪能转化为电能输出；光能发电模块通过光电反应将太阳能转化为电能输出；储能模块将海浪发电模块及光能发电模块输出的交流电整流为直流电并将其存储于蓄电池中；水下非接触充电模块将蓄电池中的直流电逆变成高频交流电，通过电磁感应对水下航行器上的锂电池进行感应充电。本发明将波浪直驱发电、漂浮式光伏发电和水下非接触感应充电结合在一起，有效提高了供电系统的可靠性和稳定性，有效克服了水下航行器续航和充电方面的缺点，节能环保，降低发电成本。

Description

一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统
技术领域
本发明涉及可再生能源利用技术领域，具体涉及一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统。
背景技术
随着现代科学技术的飞速发展，海洋这个拥有巨大资源的广阔区域，必将成为许多国家竞相开发和利用的领域以及必要的军事战略要地。同样水下航行器(UUV)作为探索海洋的有效工具受到了各国的重视，从而得到了突飞猛进的发展。在军事方面可用于水下探测，水下侦察和水下中继通信与导航等。在民用方面可用于海洋环境调查、海底地形地貌勘探、失事船只搜索与打捞等。但如今的水下航行器大多采用锂电池供电，这会导致其水下巡航时间短、充电困难、探索范围小等缺点。同时，现在UUV的充电主要是返回岸基和甲板进行充电或者通过电缆进行水下湿插拔式充电。这两种充电方式的自动化程度都较低，而且由于湿插拔所需的插拔力较大会导致接口磨损严重，使得充电次数有限。
在海洋里最易获得的锂电池能量来源是太阳能和海洋能，太阳能是最原始的能源，每年送给地球的能量达1×1018kWh，是地球上几乎所有其他能源直接或间接的来源，而海洋能是除太阳能外分布最广的能源，海洋能储存巨大，全球储量达到1.5×1011kW，其中便于利用的有7×109kW。但由于这两种可再生能源发电具有间歇性和不稳定性，往往单一能源供电方式无法保证供电的可靠性和稳定性，因此，需要采用能源互补发电的供电方式进行供电。它们之间具有天然的互补性，如天气恶劣就会造成光照强度变弱，太阳能发电量随之降低，但是波浪能会反而增大，随之由波浪能产生的发电量就会增大，天气晴朗时，则情况刚好相反；白天时太阳能和波浪能可以同时发电，但是晚上光照微弱，光伏板可能会停止工作，这时波浪发电就可以对其进行补充发电。这样不仅可以提高供电系统的可靠性和稳定性，同时在保证同样供电的情况下可以减少储能蓄电池的数量，节约发电成本。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，将波浪直驱发电、漂浮式光伏发电和水下非接触感应充电结合在一起，有效地提高供电系统的可靠性和稳定性，有效地克服水下航行器续航和充电方面的缺点，并且节能高效，绿色环保，降低发电成本。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，包括洋面漂浮模块、海浪发电模块、光能发电模块、储能模块及水下非接触充电模块；
其中，洋面漂浮模块用于承载海浪发电模块、光能发电模块及储能模块；
海浪发电模块通过永磁直线电机将波浪能转化为电能输出；
光能发电模块通过光电反应将太阳能转化为电能输出；
储能模块将海浪发电模块及光能发电模块输出的交流电整流为直流电并将其存储于蓄电池中；
水下非接触充电模块将蓄电池中的直流电逆变成高频交流电，通过电磁感应对水下航行器进行感应充电。
作为优选，所述洋面漂浮模块包括内浮筒及外浮筒，外浮筒套设在内浮筒外侧；
内浮筒内顶部设置有密封仓，内浮筒内底部设置有配重块，且配重块上方设置有微调仓；内浮筒外侧底部安装有阻尼盘，且内浮筒下端通过铰链与海底的定位石连接；所述外浮筒上端设置有若干伸缩柱及两个吊耳，且外浮筒内设置有若干密闭腔室，包括整流仓、蓄电仓、通讯仓及配重仓。
为了尽量减小内浮筒在垂直方向的运动速度和位移，需要通过调整内浮筒的吃水深度(也就是重量)，使内浮筒的固有振荡周期远离海洋波浪的振荡周期。由于内浮筒的水平面积较小，并且海洋环境下的施工难度较大，所以采用安装微调仓的方式来进行内浮筒吃水深度的微调节。内浮筒的底端安装了配重铁块，其作用是初步调节内浮筒的吃水深度。两个吊耳的作用是方便设备组装和海试实验投放。
所述海浪发电模块包括圆筒型永磁直线电机，所述圆筒型永磁直线电机设置于密封仓内；圆筒型永磁直线电机包括永磁直线电机初级及永磁直线电机次级，两者均呈圆筒状，永磁直线电机初级套设于永磁直线电机次级外侧；永磁直线电机初级固定在密封仓内壁上，永磁直线电机次级通过连杆与太阳能发电平台连接固定，从而实现永磁直线电机次级与外浮筒的连接固定；
永磁直线电机初级包括初级铁芯，初级铁芯的齿槽内嵌入有永磁体；永磁直线电机次级包括次级铁芯及次级绕组，次级绕组缠绕在次级铁芯的齿槽内；连杆的一端固定于次级铁芯顶端中心处，另一端穿过密封仓固定于太阳能发电平台底部中心处。
海上波浪起伏会带着内外浮筒跟随上下浮动，由于内外浮筒配重质量不同和内浮筒所连接阻尼盘的作用，导致它们的上下浮动速度不同，彼此之间形成了相对速度和位移差。因此，永磁直线电机初级与次级之间也形成了相对速度和位移差，永磁直线电机次级绕组就会切割磁场线，感应出电动势从而产生电能。圆筒型永磁直线电机通过直驱式感应发电直接将海浪的动能直接转化为电能，极大地简化了传动结构，有效地提高了转化效率，且可以采用模块化设计的方法降低其运行过程中的故障发生率。
所述光能发电模块包括太阳能发电平台及太阳位置跟踪装置，太阳能发电平台通过伸缩柱固定于外浮筒上端，且太阳能发电平台上铺设有阵列式的太阳能光伏板；太阳位置跟踪装置用于实时跟踪太阳的位置，通过伸缩柱来控制太阳能发电平台的倾斜方向及角度，使太阳能板的受光面和受光强度始终处于最大状态，同时根据最大功率跟踪算法对整个太阳能光伏板阵列的发电效率进行实时控制，以此来保证光能发电模块输出功率的最大化和输出直流电压的平稳性。
所述储能模块包括整流电路、升压电路、蓄电池、电缆及通讯装置，所述永磁直线电机次级绕组及太阳能光伏板各自通过整流电路和升压电路与蓄电池相连，且蓄电池通过电缆与水下磁感应充电平台连接输电；通讯装置用于接收水下航行器发出的控制信号，控制蓄电池的输电；蓄电池设置于蓄电仓内，整流电路及升压电路设置于整流仓内，通讯装置设置于通讯仓内。
通过智能电能调度系统使整个发电系统(包括海浪发电模块及光能发电模块)在不同时间和天气都具有非常平稳的电能输出，在一定程度上可以减少能量储存设备的数量，从而大大降低发电成本，提高蓄电池的寿命。
所述水下非接触充电模块包括水下磁感应充电平台及艇身磁感应充电装置，且艇身磁感应充电装置设置于水下航行器的顶仓部分；
所述水下磁感应充电平台包括高频逆变电路及磁感应初级结构，艇身磁感应充电装置包括磁感应次级结构及整流电路；磁感应初级结构及磁感应次级结构均呈圆筒状，对接时磁感应初级结构套设于磁感应次级结构外侧，两者相适配；磁感应初级结构包括磁感应初级铁芯及初级线圈，初级线圈缠绕在磁感应初级铁芯的齿槽内；磁感应次级结构包括磁感应次级铁芯及次级线圈，次级线圈缠绕在磁感应次级铁芯的齿槽内；
蓄电池通过电缆与高频逆变电路相连，且高频逆变电路与初级线圈相连；次级线圈通过整流电路与水下航行器上的锂电池相连。
高频逆变电流作用在初级线圈上，感应出高频交变磁场，磁通经过磁感应初级铁芯进入到磁感应次级铁芯中，根据法拉第定律在次级线圈上感应出交变电压，整流后给锂电池充电。水下航行器与水下磁感应充电平台无任何直接电气接触，所以非常适合在水下进行能量补充。
优选的，所述微调仓的顶部设置有连通内浮筒外部的注水管，可以通过注水管端口向微调仓内注水，达到进一步调节内浮筒吃水深度的目的。
优选的，为了进一步保证密封仓的防水密封效果，所述内浮筒内微调仓上方除密封仓以外的气隙区域填充有聚氨酯泡。
优选的，所述永磁直线电机次级铁芯上的齿顶端均采用凸出圆弧形结构，通过调整次级铁芯两端的齿宽和槽宽的方法，并改变齿顶的形状，可以较大幅度地降低永磁直线发电机的齿槽力，从而减小齿槽力对于双浮筒漂浮式波浪发电系统动态性能的影响。
优选的，永磁直线电机初级铁芯上的永磁体采用Halbach充磁的方式，Halbach充磁方式可以改善永磁直线发电机的气隙磁场分布，并降低气隙磁场的漏磁系数，从而提高永磁体的有效利用率。
优选的，所述水下磁感应充电平台包括引导结构，引导结构呈圆筒状，其底部设置有漏斗形凹陷；艇身磁感应充电装置包括对接结构及限位结构，两者均呈圆筒状，且限位结构固定于对接结构底部；对接时引导结构套设于对接结构外侧，两者相适配，且限位结构卡在漏斗形凹陷顶部；磁感应初级结构设置于引导结构内，磁感应次级结构设置于对接结构内；
为了降低水下航行器和充电平台的对接难度，在水下非接触充电模块中加入了辅助引导单元(即倒漏斗型圆筒对接结构)，航行器通过自身的上浮和下潜即能实现准确对接和机械固定，以此来降低对接难度，且长圆筒状用以抵抗海底暗流的冲击，使之能够在具有比较稳定工况情况下进行感应充电。
优选的，为了提高其转化传输效率，所述高频逆变电路通过电容补偿电路与初级线圈相连，且高频逆变电路受伺服控制系统控制；伺服控制系统包括电压相位检测电路、电压信号采样电路、信号调理电路、锁相环控制电路及逆变器驱动电路，电压相位检测电路与电容补偿电路相连，并将电压相位信号传给锁相环控制电路；电压信号采样电路与初级线圈相连，并将采样信号传给信号调理电路；信号调理电路将电压幅值信号传给锁相环控制电路，锁相环控制电路通过逆变器驱动电路与高频逆变电路相连，来实现对高频逆变电路的伺服反馈控制。
由于实际上电路系统之间谐振频率会随着负载变动而改变，需要对高频逆变电路加以反馈控制，控制方式采用能自我追踪调整的频率控制技术使系统达到谐振频率或谐振频率附近，即通过对电压信号电压幅值和相位的采集然后将其输送给锁相环控制电路，由锁相环电路输出驱动信号对逆变器的驱动电路进行控制。
优选的，所述次级线圈通过电容补偿电路与整流电路相连，且整流电路通过充电控制芯片与水下航行器上的锂电池相连，实现对充电方式的控制。
优选的，所述内浮筒及外浮筒由超高分子量聚乙烯制成，达到抗海水腐蚀及密封的目的，且阻尼盘、支撑立柱和太阳能发电平台由不锈钢制成。
有益效果：本发明提供的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，相对于现有技术，具有以下优点：1、采用永不枯竭、绿色环保的能量来源，不会造成海洋环境污染，且节能高效，有效降低了发电成本；2、采用带有自动引导功能的新型圆筒型拓扑结构感应充电平台，实现了水下非接触式充电，极大提高水下航行器续航和隐蔽能力；3、将波浪直驱发电、漂浮式光伏发电和水下非接触感应充电结合了在一起，有效地提高了供电系统的可靠性和稳定性，有效地克服了水下航行器续航和充电方面的缺点，从而扩大其在海洋探索、信息采集和军事领域的应用范围。
附图说明
图1为本发明一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中内浮筒的内部结构示意图；
图3为本发明实施例中外浮筒的主视图；
图4为本发明实施例中外浮筒的俯视图；
图5为本发明实施例中永磁直线电机的结构示意图；
图6为本发明实施例中光能发电模块的结构示意图；
图7为本发明实施例中水下非接触充电模块的结构示意图；
图8为本发明实施例中水下磁感应充电平台内的电路流程图；
图9为本发明实施例中艇身磁感应充电装置内的电路流程图；
图中包括：1-1、内浮筒，1-2、外浮筒，1-101、密封仓，1-102、配重块，1-103、微调仓，1-104、注水管，1-105、聚氨酯泡，1-106、阻尼盘，1-107、铰链，1-108、定位石，1-201、伸缩柱，1-202、吊耳，2-101、永磁直线电机初级铁芯，2-102、永磁体，2-201、永磁直线电机次级铁芯，2-202、永磁直线电机次级绕组，2-203、连杆，3-1、太阳能发电平台，3-2、太阳能光伏板，4-1、电缆，5-1、水下磁感应充电平台，5-2、艇身磁感应充电装置，5-101、磁感应初级铁芯，5-102、初级线圈，5-103、引导结构，5-201、磁感应次级铁芯，5-202、次级线圈，5-203、对接结构，5-204、限位结构，6、水下航行器
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，包括洋面漂浮模块、海浪发电模块、光能发电模块、储能模块及水下非接触充电模块；
其中，洋面漂浮模块用于承载海浪发电模块、光能发电模块及储能模块；
海浪发电模块通过永磁直线电机将波浪能转化为电能输出；
光能发电模块通过光电反应将太阳能转化为电能输出；
储能模块将海浪发电模块及光能发电模块输出的交流电整流为直流电并将其存储于蓄电池中；
水下非接触充电模块将蓄电池中的直流电逆变成高频交流电，通过电磁感应对水下航行器6进行感应充电。
本实施例中，所述洋面漂浮模块包括内浮筒1-1及外浮筒1-2，外浮筒1-2套设在内浮筒1-1外侧，且内浮筒1-1及外浮筒1-2采用抗海水腐蚀的超高分子量聚乙烯制成。
如图2所示，内浮筒1-1内顶部设置有密封仓1-101，内浮筒1-1内底部设置有配重块1-102，且配重块1-102上方设置有微调仓1-103；微调仓1-103的顶部设置有连通内浮筒1-1外部的注水管1-104，且所述内浮筒1-1内微调仓1-103上方除密封仓1-101以外的气隙区域填充有聚氨酯泡1-105；内浮筒1-1外侧底部安装有阻尼盘1-106，且内浮筒1-1下端通过铰链1-107与海底的定位石1-108连接。
如图3、4所示，所述外浮筒1-2上端设置有三个伸缩柱1-201及两个吊耳1-202，且外浮筒1-2内设置有若干密闭腔室，包括整流仓、蓄电仓、通讯仓及配重仓。
如图2、5所示，所述海浪发电模块包括圆筒型永磁直线电机，所述圆筒型永磁直线电机设置于密封仓1-101内；圆筒型永磁直线电机包括永磁直线电机初级及永磁直线电机次级，两者均呈圆筒状，且永磁直线电机初级套设于永磁直线电机次级外侧；永磁直线电机初级固定在密封仓1-101内壁上，永磁直线电机次级通过连杆2-203与太阳能发电平台3-1连接固定，从而实现永磁直线电机次级与外浮筒1-2的连接固定；
永磁直线电机初级包括初级铁芯2-101，初级铁芯2-101的齿槽内嵌入有永磁体2-102；永磁直线电机次级包括次级铁芯2-201及次级绕组2-202，次级绕组2-202缠绕在次级铁芯2-201的齿槽内；连杆2-203的一端固定于次级铁芯2-201顶端中心处，另一端穿过密封仓1-101固定于太阳能发电平台3-1底部中心处。
所述永磁直线电机次级铁芯2-201的齿顶端均采用凸出圆弧形结构，且永磁直线电机初级铁芯2-101上的永磁体2-102采用Halbach充磁的方式。
如图1、6所示，所述光能发电模块包括太阳能发电平台3-1及太阳位置跟踪装置，太阳能发电平台3-1通过伸缩柱1-201固定于外浮筒1-2上端，且太阳能发电平台3-1上铺设有阵列式的太阳能光伏板3-2；太阳位置跟踪装置用于实时跟踪太阳的位置，通过伸缩柱1-201来控制太阳能发电平台3-1的倾斜方向及角度，根据最大功率跟踪算法对整个太阳能光伏板3-2阵列的发电效率进行实时控制，以此来保证光能发电模块输出功率的最大化和输出直流电压的平稳性。
本实施例中，所述阻尼盘1-106、伸缩柱1-201和太阳能发电平台3-1由不锈钢制成，其中阻尼盘为圆盘型，厚度为5mm，铰链采用铸钢材料，定位石由混凝土浇铸成正方体，重量在1吨左右。
所述储能模块包括整流电路、升压电路、蓄电池、电缆4-1及通讯装置，所述永磁直线电机次级绕组2-202及太阳能光伏板3-2各自通过整流电路和升压电路与蓄电池相连；所述通讯装置用于接收水下航行器6发出的控制信号，控制蓄电池的输电；蓄电池设置于蓄电仓内，整流电路及升压电路设置于整流仓内，通讯装置设置于通讯仓内。
如图1、7所示，所述水下非接触充电模块包括水下磁感应充电平台5-1及艇身磁感应充电装置5-2，且艇身磁感应充电装置5-2设置于水下航行器6的顶仓部分；
所述水下磁感应充电平台5-1包括高频逆变电路及磁感应初级结构，艇身磁感应充电装置5-2包括磁感应次级结构及整流电路；磁感应初级结构及磁感应次级结构均呈圆筒状，对接时磁感应初级结构套设于磁感应次级结构外侧，两者相适配；磁感应初级结构包括磁感应初级铁芯5-101及初级线圈5-102，初级线圈5-102缠绕在磁感应初级铁芯5-101的齿槽内；磁感应次级结构包括磁感应次级铁芯5-201及次级线圈5-202，次级线圈5-202缠绕在磁感应次级铁芯5-201的齿槽内；
蓄电池通过电缆4-1与高频逆变电路相连，且高频逆变电路与初级线圈5-102相连；次级线圈(5-202)通过整流电路与水下航行器(6)上的锂电池相连。
本实施例中，所述水下磁感应充电平台5-1包括引导结构5-103，引导结构5-103呈圆筒状，其底部设置有漏斗形凹陷；艇身磁感应充电装置5-2包括对接结构5-203及限位结构5-204，两者均呈圆筒状，且限位结构5-204固定于对接结构5-203底部；对接时引导结构5-103套设于对接结构5-203外侧，两者相适配，且限位结构5-204卡在漏斗形凹陷顶部；磁感应初级结构设置于引导结构5-103内，磁感应次级结构设置于对接结构5-203内。
如图8所示，所述高频逆变电路通过电容补偿电路与初级线圈5-102相连，且高频逆变电路受伺服控制系统控制；伺服控制系统包括电压相位检测电路、电压信号采样电路、信号调理电路、锁相环控制电路及逆变器驱动电路，电压相位检测电路与电容补偿电路相连，并将电压相位信号传给锁相环控制电路；电压信号采样电路与初级线圈5-102相连，并将采样信号传给信号调理电路；信号调理电路将电压幅值信号传给锁相环控制电路，锁相环控制电路通过逆变器驱动电路与高频逆变电路相连，实现其对高频逆变电路的伺服反馈控制。
如图9所示，所述次级线圈5-202通过电容补偿电路与整流电路相连，且整流电路通过充电控制芯片与水下航行器6上的锂电池相连，可采用混合充电方式，即先恒流再恒压的充电方式，对锂电池进行快速充电。
本实施例的具体实施方式如下：
发电时以海浪能和太阳能为整套装置的能量源，采用直驱式的直线发电机直接将海浪的动能直接转化为电能，极大简化了传动结构和提高了转化效率，同时与太阳能发电形成能量互补，实现全天候发电，且通过智能电能调度系统使整个发电系统(包括海浪发电模块及光能发电模块)在不同时间和天气都具有非常平稳的电能输出。
充电时水下航行器通过自身的上浮和下潜实现对接结构与引导结构的准确对接和机械固定，而后向发出信号，当水下航行器和储能模块中的通讯装置密码配对成功后，储能模块就会打开输电开关，将直流电通过水下电缆输送到水下磁感应充电平台。高频逆变电流作用在初级线圈上，感应出高频交变磁场，磁通经过磁感应初级结构进入到磁感应次级结构中，根据法拉第定律在次级线圈上感应出交变电压，整流后给锂电池充电。当充电完成后，水下航行器发出信号，关闭储能模块的输电开关，从而停止水下磁感应充电平台的电能供给，然后控制水下航行器下潜而与水下磁感应充电平台分离。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，包括洋面漂浮模块、海浪发电模块、光能发电模块、储能模块及水下非接触充电模块；
其中，洋面漂浮模块用于承载海浪发电模块、光能发电模块及储能模块；
海浪发电模块通过永磁直线电机将波浪能转化为电能输出；
光能发电模块通过光电反应将太阳能转化为电能输出；
储能模块将海浪发电模块及光能发电模块输出的交流电整流为直流电并将其存储于蓄电池中；
水下非接触充电模块将蓄电池中的直流电逆变成高频交流电，通过电磁感应对水下航行器(6)进行感应充电。
2.根据权利要求1所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，所述洋面漂浮模块包括内浮筒(1-1)及外浮筒(1-2)，所述外浮筒(1-2)套设在内浮筒(1-1)外侧；
内浮筒(1-1)内顶部设置有密封仓(1-101)，内浮筒(1-1)内底部设置有配重块(1-102)，且配重块(1-102)上方设置有微调仓(1-103)；内浮筒(1-1)外侧底部安装有阻尼盘(1-106)，且内浮筒(1-1)下端通过铰链(1-107)与海底的定位石(1-108)连接；外浮筒(1-2)内设置有若干密闭腔室，包括整流仓、蓄电仓及通讯仓；
所述海浪发电模块包括圆筒型永磁直线电机，所述圆筒型永磁直线电机设置于密封仓(1-101)内；圆筒型永磁直线电机包括永磁直线电机初级及永磁直线电机次级，两者均呈圆筒状，且永磁直线电机初级套设于永磁直线电机次级外侧；永磁直线电机初级固定在密封仓(1-101)内壁上，永磁直线电机次级通过连杆(2-203)与太阳能发电平台(3-1)连接固定，从而实现永磁直线电机次级与外浮筒(1-2)的连接固定；
永磁直线电机初级包括初级铁芯(2-101)，初级铁芯(2-101)的齿槽内嵌入有永磁体(2-102)；永磁直线电机次级包括次级铁芯(2-201)、次级绕组(2-202)及连杆(2-203)，次级绕组(2-202)缠绕在次级铁芯(2-201)的齿槽内；连杆(2-203)的一端固定于次级铁芯(2-201)顶端中心处，另一端穿过密封仓(1-101)固定于太阳能发电平台(3-1)底部中心处；
所述光能发电模块包括太阳能发电平台(3-1)及太阳位置跟踪装置，太阳能发电平台(3-1)通过伸缩柱(1-201)固定于外浮筒(1-2)上端，且太阳能发电平台(3-1)上铺设有阵列式的太阳能光伏板(3-2)；太阳位置跟踪装置用于实时跟踪太阳的位置，通过伸缩柱(1-201)来控制太阳能发电平台(3-1)的倾斜方向及角度，根据最大功率跟踪算法对整个太阳能光伏板(3-2)阵列的发电效率进行实时控制；
所述储能模块包括整流电路、升压电路、蓄电池、电缆(4-1)及通讯装置，所述永磁直线电机次级绕组(2-202)及太阳能光伏板(3-2)各自通过整流电路和升压电路与蓄电池相连，且蓄电池通过电缆(4-1)与水下磁感应充电平台(5-1)连接输电；所述通讯装置用于接收水下航行器(6)发出的控制信号，控制蓄电池的输电；所述蓄电池设置于蓄电仓内，整流电路及升压电路设置于整流仓内，通讯装置设置于通讯仓内；
所述水下非接触充电模块包括水下磁感应充电平台(5-1)及艇身磁感应充电装置(5-2)，且艇身磁感应充电装置(5-2)设置于水下航行器(6)的顶仓部分；
所述水下磁感应充电平台(5-1)包括高频逆变电路及磁感应初级结构，艇身磁感应充电装置(5-2)包括磁感应次级结构及整流电路；磁感应初级结构及磁感应次级结构均呈圆筒状，对接时磁感应初级结构套设于磁感应次级结构外侧，两者相适配；磁感应初级结构包括磁感应初级铁芯(5-101)及初级线圈(5-102)，初级线圈(5-102)缠绕在磁感应初级铁芯(5-101)的齿槽内；磁感应次级结构包括磁感应次级铁芯(5-201)及次级线圈(5-202)，次级线圈(5-202)缠绕在磁感应次级铁芯(5-201)的齿槽内；
蓄电池通过电缆(4-1)与高频逆变电路相连，且高频逆变电路与初级线圈(5-102)相连；次级线圈(5-202)通过整流电路与水下航行器(6)上的锂电池相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，所述微调仓(1-103)的顶部设置有连通内浮筒(1-1)外部的注水管(1-104)。
4.根据权利要求2所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，所述内浮筒(1-1)内微调仓(1-103)上方除密封仓(1-101)以外的气隙区域填充有聚氨酯泡(1-105)。
5.根据权利要求2所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，所述永磁直线电机次级铁芯(2-201)的齿顶端均采用凸出圆弧形结构。
6.根据权利要求2所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，永磁直线电机初级铁芯(2-101)上的永磁体(2-102)采用Halbach充磁的方式。
7.根据权利要求2所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，所述水下磁感应充电平台(5-1)包括引导结构(5-103)，引导结构(5-103)呈圆筒状，其底部设置有漏斗形凹陷；艇身磁感应充电装置(5-2)包括对接结构(5-203)及限位结构(5-204)，两者均呈圆筒状，且限位结构(5-204)固定于对接结构(5-203)底部；对接时引导结构(5-103)套设于对接结构(5-203)外侧，两者相适配，且限位结构(5-204)卡在漏斗形凹陷顶部；磁感应初级结构设置于引导结构(5-103)内，磁感应次级结构设置于对接结构(5-203)内。
8.根据权利要求2所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，所述高频逆变电路通过电容补偿电路与初级线圈(5-102)相连，且高频逆变电路受伺服控制系统控制；伺服控制系统包括电压相位检测电路、电压信号采样电路、信号调理电路、锁相环控制电路及逆变器驱动电路，电压相位检测电路与电容补偿电路相连，并将电压相位信号传给锁相环控制电路；电压信号采样电路与初级线圈(5-102)相连，并将采样信号传给信号调理电路；信号调理电路将电压幅值信号传给锁相环控制电路，锁相环控制电路通过逆变器驱动电路与高频逆变电路相连。
9.根据权利要求2所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，所述次级线圈(5-202)通过电容补偿电路与整流电路相连，且整流电路通过充电控制芯片与水下航行器(6)上的锂电池相连。
10.根据权利要求2所述的一种基于海浪-光能互补发电的水下航行器感应充电系统，其特征在于，所述内浮筒(1-1)及外浮筒(1-2)由超高分子量聚乙烯制成，且阻尼盘(1-106)、支撑立柱(1-201)和太阳能发电平台(3-1)由不锈钢制成。
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