深海水下装备的“心脏”——供电系统

深海蕴藏着丰富的资源，而深海水下装备是用来研究海洋和开发海洋资源的重要工具，比如海底钻机和水下机器人等，它们可以在深海中进行勘探和取样。而这些水下装备需要供电系统来提供能量，以确保能够稳定运行，所以供电系统也被誉为深海水下装备的“心脏”。

供电系统主要分为电能来源、电能传输和电能变换三个部分，如图1所示。按照电能传输方式分为含脐带缆的供电系统和无脐带缆的多能源供电系统，通过脐带缆供电的深海水下装备工作示意图如图2所示，这种供电系统传输效率高、可靠性强，但也需要大量的电缆，增加了装备的重量和成本，同时易受环境扰动，维修成本高，不适合特殊工作环境。

图1 供电系统主要组成部分

图2 有缆供电深海水下装备工作示意图

含脐带缆的供电系统如图3所示，主要包括：发电机、升压变压器、复合型电缆、降压变压器、交/直流变换装置、直流变换装置等。其执行步骤为：母船发电机发电后经变压器升压，通过电缆输电，一方面直接为水下装备的高压电机供电，另一方面经过降压变压器、整流器得到低压直流电，为水下装备的其他直流负载供电。

图3 含脐带缆的供电系统

图4 无脐带缆多能源供电系统

随着科技的进步，深海水下装备的供电系统也在向多能互补、绿色智能的方向发展。供电系统的动力源将主要依靠大容量的电化学储能装置，例如燃料电池、锂电池、铅酸蓄电池和超级电容器等。此类供电系统不需要脐带缆，由深海水下装备自身携带动力源（如图4所示）。使用电化学储能装置作为动力源具有无污染、噪音低等优点，更利于深海水下装备向模块化和集成化升级。