Underwater Wireless Power Transfer: Smart Ocean Energy Converters

این کتاب برای اولین بار در مورد انتقال انرژی بی سیم در محیط اقیانوس بحث می کند. موضوعات تحت پوشش شامل تکنیک‌های الکترونیک قدرت، استراتژی‌های کنترل پیشرفته، و همچنین کاربردهای کلاسیک و نوظهور مانند سیستم‌های انرژی اقیانوس هوشمند و انتقال بی‌سیم نیرو و شارژ وسایل نقلیه خودران زیر آب است. موضوعات تحقیقاتی نوظهور همراه با روش‌شناسی، رویکردها و توسعه صنعتی تکنیک‌های هوشمند و کارآمد ارائه شده‌اند. جدا از اصول اولیه با تأکید بر انتقال توان استقرایی و تحلیل ریاضی، این کتاب در مورد پیاده‌سازی در حال ظهور برای انتقال برق بی‌سیم زیر آب مانند رمزگذاری انرژی، انتقال نیرو و داده از طریق پیوندهای مشترک، و امنیت داده و امنیت سایبری بحث می‌کند. به طور خاص، این کتاب به طور جامع بحث های مهمی را در مورد تحلیل نظری و تجربی سیم پیچ UWPT در آب دریا، طراحی بهینه و کنترل های هوشمند معرفی می کند. به عنوان مثال، از آنجایی که ارتباط سریع در یک محیط زیر آب قابل دوام نیست، کتاب پیشنهادی کنترل حداکثر توان راندمان ردیابی (MPET) را مورد بحث قرار می دهد، که حداکثر بازده توان (بیش از 85٪) را بدون ارتباط یا بازخورد از سمت انتقال سیستم UWPT به دست می آورد. . یک رویکرد یادگیری ماشین مبتنی بر k نزدیکترین همسایه ها برای تخمین ضریب جفت بین سیم پیچ ها استفاده می شود. این روش کنترل هوشمند مبتنی بر یادگیری ماشین می‌تواند راهنمایی‌های مهمی برای دانشجویان فارغ‌التحصیل، محققان دانشگاهی و مهندسین صنایع که می‌خواهند اصول کار را درک کنند و روندهای در حال توسعه در انتقال برق بی‌سیم زیر آب را درک کنند، ارائه دهد. در نهایت، این کتاب شامل جزئیاتی در مورد مدل‌سازی و طراحی یک سیستم انرژی هوشمند اقیانوسی است - نوع جدیدی از سیستم جمع‌آوری نیرو که برای تبدیل انرژی اقیانوس به الکتریسیته طراحی شده است که قابلیت ایجاد اتصالات برق بی‌سیم زیر آب با دستگاه‌های دریایی توزیع شده را دارد. /p>

This book discusses, for the first time, wireless power transfer in the ocean environment. Topics covered include power electronic techniques, advanced control strategies, as well as classic and emerging applications such as smart ocean energy systems and wireless power transfer and charging of underwater autonomous vehicles. Emerging research topics are presented, along with methodologies, approaches, and industrial development of intelligent and energy-efficient techniques. Apart from the basic principles with an emphasis on inductive power transfer and mathematical analysis, the book discusses the emerging implementation for underwater wireless power transfer such as energy encryption, power and data transfer through common links, and secured data- and cyber-security. Specifically, the book comprehensively introduces significant discussions on UWPT coil theoretical and experimental analysis in seawater, optimal design, and intelligent controls. For example, since fast communication is not viable in an underwater environment, the proposed book discusses Maximum Power Efficiency Tracking (MPET) control, which achieves a maximum power efficiency (>85%) without communication or feedback from the transmitting side of the UWPT system. A k-nearest-neighbors-based machine learning approach is used to estimate the coupling coefficiency between the coils. This machine learning-based intelligent control method can offer important guidance for graduate students, academic researchers, and industrial engineers who want to understand the working principles and realize the developing trends in underwater wireless power transfer. Finally, the book includes details on the modeling and design of a smart ocean energy system--a new type of power harvesting system designed to convert ocean energy into electricity, which has the capability of making underwater wireless power connections with distributed marine devices.