(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水塊内に配備されることを意図される装置において、（ａ）複数の異なる電子積載物及び電気機械積載物で構成されるペイロードと、（ｂ）前記ペイロードに動力供給する電気的な動力を出力動力ポートにおいて生成する、前記水塊内で波の振幅に応答する波エネルギー変換器（ＷＥＣ）システムとを備える、装置であって、
前記出力動力ポートと前記異なる積載物のうちの選択された積載物との間に連結されるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段と、前記積載物に供給されかつ該積載物によって消費される動力量とを制御する、前記生成される電気的な動力に応答する制御手段と、
を備える、水塊内に配備されることを意図される装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記生成される電気的な動力に応答するコントローラーを含み、該コントローラーは、前記生成される電力が所定のレベル未満であるとき、選択された積載物によって消散される動力を低減するように前記スイッチ手段を制御するようプログラムされる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＷＥＣシステムは、波に応答して互いに対して動く第１の構成体及び第２の構成体と、前記出力動力ポートにおいて前記電気的な動力を生成するように前記第１の構成体と前記第２の構成体との間に連結される動力取出装置（ＰＴＯ）とを含み、前記出力動力ポートにおいて生成される動力量は、前記波の振幅の関数である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記生成される動力が所定のレベル未満であるとき、選択された積載物によって消散される動力を低減する前記スイッチ手段のターンオン及びターンオフを制御するようプログラムされるコントローラーを含み、該コントローラーはまた、前記波の振幅が所定のレベルを超えるとき、前記第１の構成体と前記第２の構成体との間の動きを阻止する手段を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記制御手段は、以下の条件のうちの少なくとも１つについて、前記第１の構成体と前記第２の構成体との間の相対的動きを阻止する手段を含み、以下の条件とは、
（ａ）前記波の振幅が所定のレベル未満であるため、前記２つの構成体間の相対的な動きが、生成することができるよりも多くの動力消散をもたらすことになるとき、
（ｂ）前記波の振幅が所定のレベルを超え、前記ＷＥＣの破壊の脅威を与えるとき、及び、
（ｃ）ノイズ信号の放出を最小にするように、前記ＷＥＣをロックアップすること、
である、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記制御手段は、以下の状態のうちの任意の１つにおいて、前記ＷＥＣシステムを選択的に動作させる手段を含み、以下の状態とは、
（ａ）波が、第１の値を超えかつ第２の値を下回る振幅を有するときの動力生成状態であって、前記第１の値の場合、前記ＷＥＣシステムは、前記ＷＥＣが消散する傾向がある動力消散の最小値を克服するのに十分な動力を生成し、前記第２の値は、越えられる場合、該装置の破壊の脅威を与える所定のレベルである、動力生成状態、
（ｂ）非常に少ない動力が、前記動作システムによって消費され、それにより、動力損耗が、選択されたクリティカル積載物に制限されるスリープ状態、
（ｃ）一時的ウェイクアップ状態、及び、
（ｄ）前記第１の構成体と前記第２の構成体との間に相対的動きが全く存在しないロックアップ状態、
である、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
（ａ）該装置に衝突する前記波の振幅を直接的に検知し、該波の振幅を示す検知信号を生成する検知手段、
（ｂ）該装置に衝突する前記波の振幅を間接的に検知し、該波の振幅を示す検知信号を生成する検知手段、
（ｃ）前記出力ポートで利用可能な前記出力動力を検知し、該出力動力を示す検知信号を生成する検知手段、
（ｄ）前記出力ポートにおける電圧レベルを検知し、該電圧レベルを示す検知信号を生成する検知手段、及び、
（ｅ）前記検知信号を処理し、前記スイッチ手段を制御する、前記検知信号に応答する手段、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記出力ポートに接続された電池システムを備え、前記スイッチ手段によって前記出力ポートに結合された前記積載物は、レーダーシステム、カメラシステム、ソナーシステム、ブレーキ制御システム、及び通信システムのうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
変動する振幅の波が生成される水塊内に配備されることを意図される装置において、前記波の振幅の関数である電気的な動力の量を出力ポートにおいて生成する波エネルギー変換器（ＷＥＣ）システムを備え、前記電気的な動力は、該装置上に又は該装置の周りに位置するペイロードに動力供給するものであり、前記ペイロードは、複数の異なる電子デバイス、電気デバイス、及び電気機械デバイスを含む、装置であって、
前記出力ポートと、前記電子デバイス、前記電気デバイス、及び前記電気機械デバイスのうちの選択されたデバイスとの間に連結されるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段と、前記選択された電子デバイス、電気デバイス、及び電気機械デバイスに供給されかつ前記選択された電子デバイス、電気デバイス、及び電気機械デバイスによって消費される動力量とを制御する、前記生成される電気的な動力に応答する制御手段と、
を備える、水塊内に配備されることを意図される装置。
【請求項１０】
前記ＷＥＣシステムによって生成されるエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵手段と、前記生成される電気的な動力が所定のレベル未満であるときに、前記電子デバイス、前記電気デバイス、及び前記電気機械デバイスのうちの選択されたデバイスによって消費される動力を低減し、前記貯蔵されたエネルギーの利用を低減するように、前記スイッチ手段と、前記選択された電子デバイス、電気デバイス、及び電気機械デバイスに供給されかつ前記選択された電子デバイス、電気デバイス、及び電気機械デバイスによって消費される動力量とを制御する、前記生成される出力動力に応答する前記制御手段とを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＷＥＣシステムは、ａ）波に応答して互いに対して動く第１の構成体及び第２の構成体、及び、ｂ）出力ポートにおいて電気的な動力を生成するように前記第１の構成体と前記第２の構成体との間に連結される動力取出装置を含み、前記出力ポートにおいて生成される電気的な動力量は、前記第１の構成体と前記第２の構成体との間の相対的動きの関数であり、ひいては前記波の振幅の関数である、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
電気機械デバイスのうちの１つの電気機械デバイスは、前記２つの構成体間の動きを選択的に阻止する、前記第１の構成体と前記第２の構成体との間に連結されたブレーキシステムである、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、
（ａ）前記波の振幅が所定のレベル未満であるとき、
（ｂ）前記波の振幅が所定のレベルを超え、前記ＷＥＣの破壊の脅威を与えるとき、及び、
（ｃ）前記ＷＥＣによるノイズ信号の放出を低減することが所望されるとき、
前記ブレーキシステムを起動させ、前記第１の構成体と前記第２の構成体との間の動きを阻止するコントローラーを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記出力ポートに結合したエネルギー貯蔵手段が備えられており、前記制御手段は、（ａ）該装置に衝突する前記波の振幅を直接的に検知し、該波の振幅を示す検知信号を生成する検知手段、（ｂ）該装置に衝突する前記波の振幅を間接的に検知し、該波の振幅を示す検知信号を生成する検知手段、（ｃ）前記出力ポートで利用可能な前記出力動力を検知し、該出力動力を示す検知信号を生成する検知手段、及び、（ｄ）貯蔵されるエネルギーのレベルを検知し、該貯蔵されるエネルギーのレベルを示す検知信号を生成する検知手段、のうちの少なくとも１つを含み、前記制御手段は、前記検知信号を処理し、前記スイッチ手段のターンオン及びターンオフを制御する信号を生成するコントローラーを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記電子デバイス、前記電気デバイス、及び前記電気機械デバイスは、カメラシステム、レーダーシステム、ソナーシステム、ブレーキ制御システム、通信システム、放射検出器のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記検知信号を処理するプロセッサを含み、該プロセッサは、前記波の振幅に応じて異なる動作モードで前記再生可能動作システム及び前記積載物を動作させるよう前記スイッチ手段を制御するように前記検知信号に応答するようプログラムされる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記ＷＥＣシステムは、以下のモードのうちの任意のモードで動作し、以下のモードとは、
（ａ）前記波の振幅及び対応する前記生成される動力が、第１の値を超えかつ第２の値を下回るときの標準動力生成モード、
（ｂ）前記ＷＥＣシステムの前記第１の構成体及び前記第２の構成体が、互いに対して動くことを阻止されるロックアップモード、
（ｃ）非常に少ない動力が消費され、前記ＷＥＣが同様にロックアップモードにあるスリープモード、及び、
（ｄ）前記システムを前記スリープモードに維持するか、前記ＷＥＣシステムを標準動力生成モードに切換えるかを判定する中間状態であるウェイクアップモード、
である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
変動する振幅の波を受ける水塊内に配備されることを意図される装置において、（ａ）複数の異なる電子積載物及び電気機械積載物で構成されるペイロードと、（ｂ）前記ペイロードに動力供給する出力ポートにおいて電気的な動力を生成する、前記水塊内で前記波の振幅に応答する波エネルギー変換器（ＷＥＣ）システムとを含む、装置であって、
生成される電気的な動力を貯蔵する、前記出力ポートに結合した動力貯蔵手段と、
前記出力動力ポートと前記異なる積載物のうちの選択された積載物との間に連結されるスイッチ手段と、
前記動力貯蔵手段に貯蔵される前記動力及び不利な波状態下で前記ペイロードの運用性を延長するため、前記システムのエネルギー捕捉に一致するよう前記ペイロードの動力要件を修正するように、前記スイッチ手段と前記積載物に供給されかつ該積載物によって消費される動力量とを制御する、前記生成される電気的な動力に応答する制御手段と、
を備える、水塊内に配備されることを意図される装置。
【請求項１９】
前記ＷＥＣシステムは、自律式に、すなわち、波候に対して該ＷＥＣシステムの設定を最適化しながら動作し、該ＷＥＣシステムの利用可能な貯蓄エネルギーを管理することができる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記スイッチ手段は、選択された気候条件及び選択された外部条件に応じて動力消費を管理するよう異なる動作モードで前記システムを動作させるように、前記ＷＥＣの動力ポートから、選択された積載物を選択的に接続し切り離すように制御される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記積載物のうちの１つの積載物は、該装置がリモートコマンドセンターと通信することを可能にするオンボード衛星ラジオであり、前記ＷＥＣシステムの動作状態が確認され、必要である場合、該ＷＥＣシステムの自律動作パラメータがオーバーライドされることができる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記オンボード衛星ラジオはまた、前記ペイロードを制御するとともにテレメトリデータを受信するように、前記センサー及びリスポンダーと前記コマンドセンターとの間の通信を可能にする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記ＷＥＣシステムは、波に応答して互いに対して動く第１の構成体及び第２の構成体と、該第１の構成体及び該第２の構成体の相対的動きを電気エネルギーに変換するように前記第１の構成体と前記第２の構成体との間に連結された動力取出装置（ＰＴＯ）を含み、前記ペイロードは、前記第１の構成体と前記第２の構成体との間の相対的動きを選択的に阻止するブレーキシステムを含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記ブレーキシステムは、以下の条件のうちの１つの条件下で起動され、以下の条件とは、（ａ）低い波活動が、前記ＷＥＣの全てのサブシステムの完全な動作を正当化しない期間の間、前記システムのオーバーヘッド電気的取出しを最小にすること、（ｂ）選択されたセンサーの動作に干渉する可能性がある音響ノイズをなくすこと、（ｃ）大しけ状態下で前記第１の構成体及び前記第２の構成体をロックすること、である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記ブレーキシステムは、波状態に応答して、選択されたセンサーによって生成される信号に応答して起動される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記動力貯蔵手段は、冗長トポロジーで配列された電池を含み、前記アレイ内の１つの電池の故障は、前記ペイロードに動力を送出する前記システムの能力を損なわない、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記第１の構成体はスパーであり、及び前記第２の構成体はフロートであり、該スパーは、該スパーの水没した部分に接続されたヒーブ板を有し、該動力貯蔵手段は、該動力貯蔵手段の質量を増すように、前記ヒーブ板の周りに配列された電池を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記制御手段はオンボードコントローラーを含み、該オンボードコントローラーは、自律動作、前記ペイロードの制御、及びコマンドセンターとの通信に必要な全ての制御アルゴリズムを組み込むプログラムを含み、前記制御手段は、動力送出の前記ペイロードのデューティサイクルを１００％未満まで調整する手段を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２９】
前記制御手段は、波候を監視する海面状態センサーを含み、該海面状態センサーは、制御アルゴリズムとともに、前記ＷＥＣシステムが、波から取り出す正味のエネルギーを最大にするように、前記ＷＥＣシステムの最適構成を自律式に決定することを可能にする、請求項１８に記載の装置。
【請求項３０】
前記海面状態センサーは、以下のもののうちの１つとすることができ、以下のものとは、
ａ）制動デバイスと前記ＷＥＣの可動構成体（例えば、フロート及びスパー）のうちの１つ又は複数との間に配設された、波活動から前記ブレーキを通して伝達される力を監視する力センサー、
ｂ）前記ＷＥＣの可動構成体（例えば、フロート及びスパー）のうちの２つ以上の間に配設された、該ＷＥＣの可動構成体の相対的動きを監視する変位センサー、
ｃ）前記ＷＥＣの浮遊性可動構成体のうちの１つ又は複数上に搭載された、波活動によって前記構成体上に誘起される動きを判定する加速度計、
ｄ）波活動のレベルを判定するように、能動的制御なしで、前記発電機のバックＥＭＦ電圧を監視する方法、又は、
ｅ）前記システムの近傍に配備された他の従来の波センサーであって、該他の従来の波センサーからのデータが処理されて、前記スイッチ手段が制御される、他の従来の波センサー、
である、請求項２９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長期間（例えば、２年〜５年）、水塊内で配備されることを意図され、その期間の間、動作することを意図されたペイロードを有する自律動作式波エネルギー変換器（ＷＥＣ）ブイの運用性及び残存性に関する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれの自律式ＷＥＣブイは、ペイロードを含み、ペイロードは、その動作のようにかなりの量の電気的な動力を必要とする。ペイロードは、例えば（また、限定としてではなく）レーダーシステム及び／又はソナーシステム、種々の波センサー及び／又は気候センサー、通信システム及び／又はリレー、種々の制御システム及び関連する要素、並びに制動システム等、電気機器／電子機器及び電気機械デバイスの多数のピースを含む複数の異なる「積載物（load）」から構成される。ペイロードに動力供給し動作させるように、それぞれのＷＥＣブイは、波の動きに応答して（電気的）動力を生成するシステムを備え、その動力は、その後、ペイロードを動作させるように使用することができる。
【０００３】
必要とされる電気的な動力を生成する、海洋波の力を有用な形態のエネルギー及び動力に変換するのに適した任意の波エネルギー変換器（ＷＥＣ：wave energy converter）デバイスが有意義である。以下の議論及び添付特許請求の範囲では、用語「ＷＥｃブイ（WEc buoy）」又は単に「ブイ（buoy）」及び「ＷＥＣ」は交換可能に使用される。通常、ブイのＷＥＣ部分は、ペイロードに動力供給し、また、積載物に対する一定の動力供給を維持するように、電池又は任意の他の適したエネルギー貯蔵デバイスを充電又は再充電するように使用される。
【０００４】
ＷＥＣは、再生可能エネルギー源であり、燃料、水素、又は他の貯蔵された貯蓄エネルギーをシステムに再供給する必要がなく動作できるため、自律式ブイ用途で使用するのに非常に適する。同様に、ＷＥＣブイは、ＷＥＣブイが実現可能になるのに必要なエネルギー密度を波エネルギーが持っているため有意義である。
【０００５】
自律式ＷＥＣブイ及びその関連する機器が、ペイロードに対して比較的一定の電気的な動力を今までどおり提供しながら、気候条件によらず、長期間、配備され動作したままであることが望ましい、及び／又は必要である。一定の電気的な動力を提供する必要性は、気候条件が著しく変動し得るため重大な問題を提示する。一方の気候的に極端な場合において、海がないでいる（低振幅の波を特徴とする）場合、もしあってもほとんど動力が生成されない。これは、ペイロードの動力要件が、継続的であり、一定の電力排出（power drain）を提供するため、問題を提示する。そのため、「ないだ（calm）」状態が長期間継続する場合、貯蔵された一切のエネルギーが枯渇し、ペイロードは非動作状態になる。他方の極端な場合において、波の振幅が所定の値を超えることを特徴とする「大しけ（storm）」状態下で、その破壊を防止する（その残存性を保証する）ようにブイ／ＷＥＣを「ロックアップ（lock-up）」することが必要である。ロックアップ状態では、ＷＥＣは動力を生成しない。これも、「ないだ」状態の場合と同様に、ペイロードの一定の動力要件が連続的であり、一定の電力排出が存在するため、問題を提示する。
【０００６】
更なる問題は、ＷＥＣが機能するのに必要とされる、種々の電気ドライブ及び整流器、ソレノイド、等のようなデバイス及び機器を動作させるように消費される動力として規定された一定量の「ハウスキーピング（housekeeping）」動力を消費することである。或る問題は、幾つかの動作条件（例えば、低振幅波）の場合、ＷＥＣが、生成するよりも多くの動力を消費することである。そのハウスキーピングニーズのようにＷＥＣによって消費される動力は、全ての利用可能な貯蔵エネルギーを使用し尽くし、貯蔵エネルギーはペイロードに対してはほとんど又は全く残らない可能性がある。
【０００７】
更に別の問題は、拡張した水域にわたるＷＥＣの大きなアレイの配備に関連する。ＷＥＣ動力送出システムが、オペレーターの介入の必要性なしで、自律式に動作し、センサー及び比較的低い動力のペイロードを動作させるように連続的な電気的な動力を原位置で提供することが可能であることが必要とされる。
【０００８】
既に述べたように、問題は、動力生成システムが、電池を充電されたままにするように動力を提供することができない（例えば、不利な波状態、すなわち、その振幅が低過ぎるか又は高過ぎるせいで）、また、ペイロードに供給される動力を提供することができない場合があるという点にある。結果として、ブイに関連する機器及びデバイスは、非動作状態になり、ブイの状態が損なわれる可能性がある。
【０００９】
情報を検出し、追跡し、情報にアクセスするように設計されたオンショア又はオフショアに位置する他のサイト又は設備に情報を通信することができるいろいろな検知及び通信機器を含むペイロードを配備することについての必要性が存在する。ＷＥＣブイは、ペイロードに動力を提供するように使用することができる。しかし、波状態が、ＷＥＣが動力を生成しないようなものであっても、長期間、ペイロードが動作状態のままであることが極めて重要であるという問題が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本出願人の発明は、一部には、制限されたエネルギー源の動力消散が、監視され、制御され、管理される必要がある状況が存在するという問題を認識することにあり、また、
一部には、自律式ＷＥＣブイの利用可能な電気的な動力の動力分配及び動力消費を管理する装置及び方法にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、本発明を具現化するエネルギー変換システムは、不利な条件下で利用可能な動力及びペイロードの運用性を拡張しようとして、システムのエネルギー捕捉に一致するようペイロードの動力要件を修正する装置を含む。
【００１２】
本発明を具現化するシステムの別の特徴は、システムが、完全に自律式に、すなわち、波候に対してシステムの設定を最適化しながら動作し、システムの利用可能な貯蓄エネルギーを管理することができることである。
【００１３】
本発明を具現化する自律式波エネルギー変換器（ＷＥＣ）システムは、ブイ内に収容されるか又はブイの一部とすることができ、本明細書で使用されるように、用語「ＷＥＣブイ」、「ブイ」及び「ＷＥＣ」を交換可能に使用することができる。任意の既知のＷＥＣを、本発明を実施するように使用することができることを留意されたい。ペイロードの個々の「積載物」として規定される（正：defined）多数のセンサー並びに電気デバイス及び電気機器は、ＷＥＣ／ブイ上に又はその周りに搭載することができる。
【００１４】
本発明を具現化するシステムは、ＷＥＣの動力源から、選択された積載物（特定のデバイス及び／又は機器）を選択的に接続し及び／又は切り離す手段と、気候条件（例えば、波振幅）及び／又は選択された外部条件（例えば、幾つかのサーベイランス条件についての静穏性の必要性）に応じて動力消費を管理するように、異なる動作モードでシステムを動作させる手段とを含むことができる。
【００１５】
本発明を具現化するシステムのまた更なる特徴は、ＷＥＣ（及び／又は、ＷＥＣがその一部であるブイ）がコマンドセンターと通信することを可能にするオンボード衛星ラジオを含むことであるため、ＷＥＣの動作状態が確認され、必要である場合、ＷＥＣの自律動作パラメータがオーバーライドされることができる。オンボードラジオはまた、ペイロードを制御するとともにテレメトリデータを受信するように、センサー及びリスポンダーとコマンドセンターとの間の通信を可能にする。
【００１６】
本発明を具現化するＷＥＣは、（ａ）波に応答して互いに対して動くフロート及びスパーと、（ｂ）フロート及びスパーの相対的動きを電気エネルギーに変換するようにフロートとスパーとの間に連結された動力取出装置（ＰＴＯ：power-take-off device）と、（ｃ）フロートとスパーとの間の相対的動きを選択的に阻止するブレーキシステムとを含むことができる。本発明によれば、例えばとりわけ、ブレーキシステムは、（ａ）低い波活動が、ＷＥＣの全てのサブシステムの完全な動作を正当化しない期間の間、システムのオーバーヘッド電気的取出し（overhead electrical draw）を最小にするためか、（ｂ）選択されたセンサーの動作に干渉する可能性がある音響ノイズをなくすためか、又は、（ｃ）大しけ状態下でフロート及びスパーをロックするように起動することができる。ブレーキシステムを起動する決定は、ＷＥＣに結合された海面状態センサーによって補助することができ、海面状態センサーは、通常、極端に低い動力（例えば、１ワット未満）を取り出し、動作を正当化するのに十分である波状態を検出するように使用される。これは、波エネルギー変換サブシステムが、電気ペイロードに連続的な動力を提供しながら、自身の動力引出しを最小にすることを可能にする。海面状態センサーは、限定はしないが、開示される機械的ブレーキの負荷経路内に配置されるオンボード加速度計又はロードセルを含む任意の適したデバイスであり得る。
【００１７】
エネルギー貯蔵サブシステムが電池の形態をとる場合、電池は、冗長トポロジーで配列することができるため、アレイ内の１つの電池の故障は、ペイロードに動力を送出するシステムの能力を損なわない。
【００１８】
波エネルギー状態が良好でない極端な場合、上記システムはまた、動力送出のペイロードのデューティサイクルを１００％未満に調整し得る。上記システムは、ペイロードと協働し得るため、動力のこの減少は、センサーのミッションに最小の影響を及ぼす。
【００１９】
ＷＥＣの重要なシステムの全てを、オンボードコントローラーによって監視することができる。コントローラーは、自律動作、ペイロードの制御、及びコマンドセンターとの通信に必要な全ての制御アルゴリズムを組み込むプログラムを有する。
【００２０】
本発明の一態様は、本発明が、動力生成に伴って増分的「ハウスキーピング（housekeeping）」負荷を費やすことなく、現在の波候を監視するように、システムに１つ又は複数の「海面状態（sea state）」センサー（又はモニター）を組み込むことである。海面状態センサーは、制御アルゴリズムとともに、システムが、波から取り出す正味のエネルギーを最大にするように、システムの最適構成を自律式に決定することを可能にする。
【００２１】
前記海面状態センサーは、限定はしないが以下のもののうちの１つを含む多くの異なる形態をとることができ、
以下のものとは、
ａ）制動デバイスと前記ＷＥＣの可動構成体（例えば、フロート及びスパー）のうちの１つ又は複数との間に配設された、波活動から前記ブレーキを通して伝達される力を監視する力センサー、
ｂ）前記ＷＥＣの可動構成体（例えば、フロート及びスパー）のうちの２つ以上の間に配設された、該ＷＥＣの可動構成体の相対的動きを監視する変位センサー、
ｃ）前記ＷＥＣの浮遊性可動構成体のうちの１つ又は複数上に搭載された、波活動によって前記構成体上に誘起される動きを判定する加速度計、
ｄ）波活動のレベルを判定するように、能動的制御なしで、前記発電機のバックＥＭＦ電圧を監視する方法、又は、
ｅ）前記システムの近傍に配備された他の従来の波センサーである。これらのセンサーからのデータは無線通信を介して前記システムに送信される。
【００２２】
一定比例尺に従って描かれていない添付図面では、同様の参照符号は、同様の構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施するように使用することができるＷＥＣの簡略化した等角図である。
【図１Ａ】本発明を実施するのに適した、ペイロードに動力を供給するＷＥＣの非常に簡略化したブロック図である。
【図１Ｂ】アンテナが搭載されるＷＥＣの非常に簡略化した等角図である。
【図２】本発明を具現化するＷＥＣシステムの簡略化した断面図である。
【図３】本発明による種々の積載物に対する動力分配の簡略化したブロック図である。
【図４】本発明による、種々の波状態及び動力レベル状態を検知し、積載物に対する動力分配を制御するようプログラムされるプロセッサに対して適用されるセンサー信号を生成する複数のセンサーの使用を示す非常に簡略化したブロック図である。
【図５】本発明によるＷＥＣのロックアップモード用の状態を示す非常に簡略化したブロック図である。
【図６】本発明による再生可能エネルギー動力生成システムの幾つかの動作モードを示す図である。
【図７】本発明を実施するときに使用する、電池のアレイの簡略化した上面図である。
【図８】異なる電池が独立して充電されることを可能にし、また、異なる電池が直列に（積層式で）又は並列に動作することを可能にする配置構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の態様は、（ａ）長期間の、また、（ｂ）異なる気候条件に応じての、自律動作式ＷＥＣブイの運用性及びその残存性を改善することを対象とする。特に留意されるのは、波状態が、動力が生成されないようなものであっても、ＷＥＣ及びそのペイロードの運用性を保証し延長することである。留意事項の問題を認識するように、例えば、本発明のＷＥＣブイは、非常に広いエリアをカバーする非常に大きな水塊に沿ってかつ水塊にわたって配備される多数のＷＥＣの一部とすることができる。こうしたＷＥＣブイシステムの要件は、波活動から電気的な動力を生成し、過剰なエネルギーを電池バンクに貯蔵し、一定のレベルの電気的な動力を、多数の電気／電子トランスポンダー、サーベイランスデバイス、及び監視デバイスを含むことができるペイロードに送出することである。したがって、それぞれのＷＥＣが、メンテナンス又は燃料補給（再充電）の必要性なしで、長期間（好ましくは数年）の間、残存し、確実に動作できることが重要である。それぞれのＷＥＣブイは、必要とされるオペレーター相互作用の量を最小にするように、外部動力源に接続することなく、主に自律式に機能することを意図されるが、１つ又は複数の無線接続によって制御することができる。
【００２５】
例証のために、１つのタイプのＷＥＣを使用する動力生成システムが最初に述べられる。図１、図１Ａ、図１Ｂ、図２、図３、及び図４を参照すると、振幅及び周波数が変動する波の動きを受ける水塊内に設置されることを意図されるＷＥＣ１０が示されている。ＷＥＣは、２つの主要な波応答構成要素、すなわちフロート１００及びスパー２００を含む。フロートは、全体的に波と同相で動くように設計され、スパーは、固定されるように設計されるか、全体的に波に関して位相がずれて又はフロートに対して遅延して動くように設計される。そのため、ＷＥＣが配置される水塊内の波に応答して、フロート１００とスパー２００との間に相対的な動きが存在する。動力取出装置（ＰＴＯ）５００は、フロートとスパーとの間に連結され、フロートとスパーとの相対的な動きを電気エネルギーに変換する。
【００２６】
任意の適した材料（例えば、鋼）で作ることができるヒーブ板３００は、スパーの下部水没部分に取り付けられて示されている。ヒーブ板は、かなりの量の「付加的な（added）」質量をスパーに与え、スパーが、比較的固定されたままになること、又は、全体的に波と位相がずれて動くことを可能にする。この「付加的な」質量は、ほんの部分的にヒーブ板３００を構成する材料の質量によるものであり、「付加的な」質量の多くは、ヒーブ板によって上下に移動する又は押される同伴水によるものである。本発明を具現化するシステムでは、電池貯蔵チャンバ３０２は、スパーに付加的な質量を与えるように、ヒーブ板３００上に又はヒーブ板３００内に設置することができる、及び／又は、ヒーブ板３００の一部とすることができる（電池６０２の配置を示す図７も参照）。この質量は、ヒーブ板を囲む水の「付加的な」質量に付加される。そのため、スパーに付加される総合質量が増加する。
【００２７】
図１では、フロート１００は、ブリッジ構造４００に結合され、ブリッジ構造４００は、スパー２００内に配設される動力取出（ＰＴＯ）ハウジング５００に結合されるスラスト（プッシュ）ロッド４０２にしっかり取り付けられる。波がＷＥＣに衝突すると、フロートは上下に動き、スパーは、比較的固定している、又は、全体的にフロートに関して位相がずれて若しくはフロートに関して遅延して動く。波の動きに対応し、かつ、全体的に波の動きと同相であるフロートの動きは、スラストロッド４０２の実質的に線形な（上／下の）動きに変換され、その線形な動きは、フロートとスパーとの間に本質的に接続されるＰＴＯシステム５００（図２参照）の指定された部分に伝達される。ＰＴＯシステムは、フロートとスパーとの相対的な動きを所望の形態のエネルギー（動力）に変換する任意の適したデバイスとすることができる。一実施形態では、ＰＴＯシステムは、ラックアンドピニオンと一般的に呼ばれるタイプとすることができる。ＰＴＯの部分（複数の場合もある）（例えば、ラック）は、フロートに接続され、フロートとともに動き、ＰＴＯの部分（複数の場合もある）（例えば、固定子又は発電機）は、スパーに接続され、スパーとともに動く。任意の知られているＰＴＯシステムは、本発明を実施するように使用することができ、ラックアンドピニオンは、適したＰＴＯの一例に過ぎない。例えば、ＰＴＯは、フライホイール又は水素貯蔵／発生（塩水電気分解による）又は圧縮ガスの形態をとることができる。
【００２８】
図１Ａでは、ＰＴＯの電気出力が生成される出力ポート５０２を有するＰＴＯが示されている。出力ポート５０２は、ペイロード６００及び電池６０２に接続して示されている。これは、ＰＴＯが、電池を充電し、ペイロードに動力供給するように動力を提供することができることを示すことを意図される非常に簡略化した図である。
【００２９】
図１Ｂ及び図２では、アンテナ２０２、及び、ペイロードであって、（ａ）トランスポンダー又は送受信機６０４、（ｂ）付加的な積載物６０５、及び（ｃ）音響センサー６０６を含む、ペイロードを含む自律式ＷＥＣが示されている。センサー６０６は、任意の水面下活動を検出するソナーシステムの一部とすることができる。ＷＥＣによって動力供給されるペイロードは、図３に示す機器及びデバイスの多くの異なるピースを含むことができる。例えば、ペイロードはまた、天候及び／又はサーベイランス検知機器、リピータ機器、（波動力供給式）分散通信ネットワーク、エネルギー貯蔵部、電池、レーダーシステム（ＨＦ、マイクロ波）とソナーシステムと視覚カメラとＩＲカメラ／検出器とを含む（波動力供給式）センサーシステムペイロードオプション、及び放射線検出器を含むことができる。
【００３０】
既に述べたように、本発明を実施する自律式波エネルギー変換（ＷＥＣ）デバイスは、エネルギーを貯蔵する電池６０２の配置構成を含む。電池６０２は、信頼性増加のように冗長アレイで配列することができ、及び／又は、モジュール式アレイで及び／又は異なるタイプの電池が使用されることを可能にするように配列することができる（図１、図７、及び図８参照）。同様に、上記で述べたように、自律式ＷＥＣデバイスの動作に関する主要な問題は、送受信機及び任意の他の機器に動力供給するように使用される電池パック（及び／又はエネルギー貯蔵デバイス）は、波が、必要とされる動力要求を生成するのに不十分な振幅であるとき枯渇する場合があることである。これが起こると、自律式ＷＥＣはもはや有用でない。
【００３１】
本発明によれば、有効寿命又は貯蔵動力／エネルギーの時間を延長するように動力分配及び動力消費を制御する装置及び方法が提供される。図３は、本発明を具現化するシステムを示し、ペイロード６００は、それぞれのスイッチ（ｓ１〜ｓ７）によって動力源５０２、６０２に接続される種々の積載物（Ｌ１〜Ｌ７）を含むことができ、動力源５０２はＰＴＯの動力出力ポートであり、動力源６０２は電池パックである。これは、ＷＥＣ動力生成システムによって駆動される任意の適した動力生成源が、種々の積載物に動力供給するように使用することができることを示す非常に簡略化した図面である。説明の容易さのために、出力動力は、動力端子Ｔ１とＴ２との間に印加され、Ｔ１は正であると任意に仮定され、Ｔ２は負（グラウンド）であると任意に仮定される。図３では、端子Ｔ１は、
（ａ）動力スイッチＳ１によって、例えば視覚カメラ及び／又は赤外線（ＩＲ）カメラとすることができる積載物Ｌ１に、
（ｂ）動力スイッチＳ２によって、例えばレーダーシステム又は大気サーベイランスシステムとすることができる第２の積載物Ｌ２に、
（ｃ）動力スイッチＳ３によって、例えばソナーシステム又は水面下サーベイランスシステムとすることができる第３の積載物Ｌ３に、
（ｄ）動力スイッチＳ４によって、例えばＷＥＣをロックする（すなわち、フロート及びスパーを、それらが互いに対し動けないように係合させる）ブレーキ制御システムとすることができる第４の積載物Ｌ４に、
（ｅ）動力スイッチＳ５によって、例えば通信システムとすることができる第５の積載物Ｌ５に、
（ｆ）動力スイッチＳ６によって、例えば放射検出器システムとすることができる第６の積載物Ｌ６に、
（ｇ）動力スイッチＳ７によって、例えば任意の雑多なシステムとすることができる第７の積載物Ｌ７に、
結合される。
【００３２】
これらの積載物のそれぞれの積載物は、自身の動力スイッチを持つように示されている。しかし、幾つかの積載物は動力スイッチを共有することが理解されるべきである。スイッチは、閉じると、スイッチのそれぞれの積載物に動力が印加されるように動作する。本発明の態様は、スイッチを、可変デューティサイクルを生成するように制御する（開き、閉じる）ことができ、それにより、種々の積載物に、いろいろな期間の間、気候条件及び／又は他の所定の動作条件に応じて動力供給することができることである。図３はまた、端子Ｔ１、Ｔ２の両端に直接接続されたプロセッサ２５０を示す。プロセッサは、スイッチＳ１〜Ｓ７のターンオン及びターンオフを制御する信号を生成するようにプログラムされる。プロセッサ／コントローラー２５０は、動力ラインの両端に永久的に接続されるように図３に示されている。ただし、このことが確実な動作を保証するように必要であることを前提としている。一定動力を必要とする任意のデバイスが、こうして接続されることになる。
【００３３】
図４は、コントローラー２５０に対する種々のセンサー入力を示す簡略化したブロック図である。マイクロプロセッサ又はミニコンピュータとすることができるコントローラー２５０は、動力スイッチＳ１〜Ｓ７のターンオン及びターンオフを制御する信号を生成し、同様にそれらのデューティサイクルを制御するように、入力のうちの選択された入力に応答するようにプログラムされる。プロセッサ２５０は、選択された積載物のターンオン及びターンオフを制御し、それぞれの積載物が動力供給される時間量又はデューティサイクルを制御するようにプログラムされる。これは、幾つかのデバイスが、たとえ動作状態であることを必要とされても、動作状態であるように１００％の時間、動力供給される必要がないため、かなりの動力節約を実現し得る。
【００３４】
図４は、多くの異なるセンサーが、波の状態を検知し、その信号をコントローラー２５０に提供するように使用することができることを示す。例として、
（ａ）スパーとフロートとの間の応差の動きを検知する海面状態センサー３０２を、コントローラーに信号を提供するように使用することができる、又は、
（ｂ）スパーとフロートの応差の動きに応答する加速度計３０４を、コントローラーに信号を提供するように使用することができる、又は、
（ｃ）衛星又は他の外部源に応答するレセプター３０６を、コントローラーに波（又は任意の他のシステム状態）に関連する信号を提供するように使用することができる、又は、
（ｄ）音響ドプラプロファイラ３０８又は波監視ブイを、コントローラー２５０に波（又は任意の他のシステム状態）に関連する信号を供給するように使用することができる、又は、
（ｅ）補助及び／又は外部波監視ブイ３１０を、到来する波を検知し、コントローラーに、対応する信号を給送するように使用する（正：used）ことができる。
【００３５】
上記は例に過ぎないこと、及び、事実上任意の適したタイプの波センサーを、本発明を実施するように使用することができることが留意されるべきである。例えば、海面状態検知メカニズムは、ＷＥＣのブレーキシステムの「ロック用力（locking force）」（本明細書で示すＷＥＣのタイプの場合、互いに対するスパー及びフロートの動きをロックする）等のデータを含むことができる。さらに、図４は、本発明を具現化するシステムが、
（ａ）ＰＴＯによって生成されている動力量を検知する装置３１２、及び／又は、
（ｂ）貯蔵電池の電圧レベルを検知する、すなわち、それらの充電状態を検知する装置３１４、
を含むことができることを示す。
【００３６】
コントローラー２５０は、上記で論じたように、入力信号のうちの選択された入力信号を処理し、次に、動力スイッチＳ１〜Ｓ７を制御する出力信号を生成するようにプログラムされる。
【００３７】
種々のセンサーからの信号は、コントローラーに、直接又は無線で供給することができる。明示的には示さないが、センサー及びその信号は、無線接続によって、ハードワイヤ接続によって、又は、ショアベースネットワークに対する通信を使用してプロセッサ／コントローラー２５０に結合又は供給することができることが認識されるべきである。同様に、波条件等の幾つかの信号又はコマンドを、外部（リモート又は衛星）天候／波予報によって供給することができる。
【００３８】
動力消費は、有害な気候条件下で出来る限り長い間、ペイロードの延長動作を可能にするように管理される。これは、ＷＥＣの動力源から、選択された積載物（特定のデバイス及び／又は機器）を選択的に接続する、及び／又は、切り離すことによって達成される。本発明の一態様によれば、コントローラー２５０は、気候条件（例えば、波振幅）及び／又は選択された外部条件（例えば、幾つかのサーベイランス条件についての静穏性の必要性）に応じて動力消費を管理するように、異なる動作モードでＷＥＣシステムを動作させるようにプログラムされる。既に述べたように、動力消費が動力生成より大きい場合に生じる場合がある問題を認識して、本出願人は、エネルギー貯蔵（電池）寿命を延長する動力管理の制御システムに対して、とりわけ、電池の状態（エネルギーレベル又は電圧レベル）、波の状態（海面状態）を検知するセンサーを組み込んだ。したがって、システムは、エネルギー貯蔵サブシステム内の充電状態を連続して監視するセンサーを含むため、エネルギー貯蔵部が枯渇する場合、ペイロードに対する動力は、１００％未満のデューティサイクルに調節することができる。これは、例えば、低い波エネルギーの延長期間（例えば、１週間又は２週間）の間、起こる場合がある。
【００３９】
システムは、動力監視スキームを含み、動力監視スキームは、取り出される過剰の動力がエネルギー貯蔵サブシステムに貯蔵されることを可能にし、エネルギー貯蔵サブシステムは、波候が、ペイロードに動力を供給するのに十分でない場合にペイロードに動力を後で供給し得る。したがって、ＷＥＣによって生成される再生可能エネルギーを、システムが連続して監視することが必要とされる。これは、不定の継続期間の間、比較的連続した量の動力がペイロードに供給されることを可能にする。
【００４０】
図５を参照すると、フロートとスパーとの間に結合された「ロックアップ（Lock-up）」装置Ｌ４を含む装置の非常に簡略化したブロック図が示され、ロックアップ装置Ｌ４は、起動すると、フロート及びスパーを、両者間に有意な動きが全く存在しないようにロックするように機能する。「ロックアップ」又は「ブレーキ（brake）」装置は、少なくとも以下の条件について起動される。以下の条件とは、
１−非常に低い振幅の波の条件について、スパーとフロートとの間の相対的動きが、生成することができるよりも多くの動力消散をもたらす場合、動力は、「ロックアップ」を起動することによって節約されることになる、
２−スパー、フロート、及びＰＴＯを分裂させることによってＷＥＣの破壊の脅威を与える非常に高い振幅の波の条件（大しけ条件）について。これは、ブイ／ＷＥＣの残存性を保証する。しかし、これは、動力を電池から取り出すことができるが、動力が生成されない状態を生じる、
３−ＷＥＣをロックアップすることが望ましい及び／又は必要であるときが存在する場合があるため、ＷＥＣは検出可能信号を全く放出しない。例えば、自律式ＷＥＣは、選択された水面下条件を検出するセンサーを含むことができる（例えば、自律式ＷＥＣを、サーベイランスのように使用することができる）。検出を正しく実施するように（又は、ＷＥＣが検出されないように）、スパーとフロートをロックすることが望ましい及び／又は必要である場合がある、
である。
【００４１】
本発明によれば、自律式ＷＥＣの動力利用を制御し、有効動作寿命を延長させるために、ＷＥＣシステムを、動力生成モードか、スリーパモードか、ウェイクアップモードか、又はロックダウンモードで動作させる、波及び既存の動力レベル又は生成される動力の種々の条件が検知される（図４参照）。検知された情報は、プロセッサ／コントローラー２５０に送出され、プロセッサ／コントローラー２５０は、ペイロード及び／又は電池バンクに対して正味の動力出力を生成しようとして、オーバーヘッド動力を費やす価値があるかどうかを判定するようにプログラムされる。検知された情報に依存して、システムは、異なるモードに設置されるように設計される。図６を参照すると、制御アルゴリズムが、以下に述べるように、状態コントローラーの形態をとり、４状態のうちの１つの状態で動作するように、ＷＥＣを動作させる方法が示されている。より多くの動作状態を含む、このアルゴリズムの他の実装形態を実装することができるが、開示されるアルゴリズムは、或る特定の好ましい特徴を述べる。制御アルゴリズムは、マイクロプロセッサ２５０又は任意の他の適したコントローラーをプログラムすることによって実装することができる。４状態は、以下の状態を含むことができる。以下の状態とは、
１−動力生成状態−これは、予想型動力生成状態であり、予想型動力生成状態は、波候（波の振幅及び／又は振動）が、動力生成を実施するように必要な増分的「ハウスキーピング（housekeeping）」積載物を克服するのに十分であるときに起こるようにプログラムされる。ＷＥＣは、検知される波振幅が、「なぎ（calm）」条件を規定する第１のレベルを超えかつ「大しけ（storm）」条件を規定する第２のレベルを下回るときに、この状態に維持される。この状態では、ＷＥＣは、完全に動作状態にあり、動力を、電池の充電状態についてのリアルタイム測定に基づいて積載物（複数の場合もある）に送出することができる。積載物を駆動するのに必要とされる動力を超える生成動力は、例えば、図１及び図７に示すエネルギー貯蔵サブシステム（例えば、電池）に貯蔵されるか、又は、そのエネルギー貯蔵部が飽和する場合に、動力放棄デバイス（「ダンプ（dump）」抵抗器）内で放棄される（図８参照）。動力生成状態は、波が、第１の（なぎ）レベルを下回る振幅を有するまで、又は、波の振幅が第２のレベル（大しけ条件）を超えるまで維持される。なぎ条件の場合、波の振幅は低過ぎ、ＷＥＣ動力によって生成される動力は、「ハウスキーピング」積載物を維持することを正当化するのに不十分である。大しけ条件の場合、ＷＥＣの動力取出装置（ＰＴＯ）の力定格又は動力定格を超えることなく、フロートとスパーの相対的動きをその設計限界内に維持することは可能でない。これらの場合のいずれにおいても、システムは、（上述され、また同様に、以下で述べる）ロックされた状態に入るように設計される。
２−スリープ状態−スリープ状態は、電池電圧が極端に低く、絶対最小動力消費が所望されるときに、ＷＥＣがセットされる条件である。スリープ状態は、（ａ）電池内の検知される充電量又は生成される検知動力が所定のレベル未満であるとき、及び／又は、（ｂ）波の振幅が所定のレベル未満であることを、検知される波条件（例えば、海面状態センサーによって検知される）が示すとき、に起こる（また、そうである限り続く）及び／又は、スタートアップ時に若しくはデフォルト条件として起こるようにプログラムされる。スリープ状態では、非常に少ない動力が動作システムによって消費され、動力ドレナージは、通信リンク及び現在の波条件を監視する海面状態センサー等の幾つかの選択された重要なシステムに制限される。通常、スリープモードでは、ＷＥＣはまた、ＷＥＣ構成体の相対的な動きを防止するロックアップ条件で動作する。海面状態センサーは、波の振幅が、動力生成状態への移行を正当化する場合、システムをウェイクアップすることができるように、波条件を監視する。スリープ状態にあるとき、プロセッサ２５０は、スリープタイマ（図示せず）を起動し、スリープタイマーは、システムの状態を、システムが無線によって外部オンショアコマンドセンターに断続的に送信することができるようにシステムを周期的にウェイクアップさせる。そのため、検知される信号に応答して、処理ユニットは、ＷＥＣシステムがこのモードに設置されるべきかどうかを判定するようにプログラムされる。
３−ウェイクアップ状態−ウェイクアップ状態は、その目的が、十分な波条件に起因して又はスリープタイマーの経過に起因して、システムが呼び起こされたかどうかを判定することである、一時的状態である。波条件が、ＷＥＣ動力生成を正当化するのに十分でない場合、波候及びＷＥＣ状態を示すレポートが、無線リンクによって外部コマンドセンターに送出され、システムは、スリープ状態に戻される。波条件が、動力動作を正当化するのに十分である場合、システムは、動力生成状態に移行される。この状態では、動力はペイロードによって取り出されず、ＷＥＣの相対的動きはロックされたままである。
４−ロックされた状態−ロックされた状態では、ＷＥＣの構成体の相対的動きは存在しない。本明細書に示すＷＥＣ１０のタイプの場合、スパー及びフロートは、互いに対して動かない。しかし、スパー及びフロートは、連携して動ける。この状態は、
（ａ）検知された波振幅が所定のレベル（すなわち、大しけ条件）を超えるとき（これは、フロートが、制御できない可能性があるように動くことを防止し、ＷＥＣの残存性を保証するように機能する）、又は、
（ｂ）動力生成に関連付けられる（正：associated）全ての増分的「ホテル」積載物を正当化するのに不十分な動力が生成されるとき、又は、
（ｃ）海面状態が、動力を生成するのに十分でなく、一方、動力貯蔵サブシステムが、許容可能な充電状態を有する、任意のとき、
に起こるようにプログラムされる。
【００４２】
この状態では、エネルギー貯蔵サブシステムの充電状態が低過ぎて、システムが、その自律式動作を維持するようにそのエネルギー埋蔵量を保存するスリープ状態に入らなければならなくなるまで、動力がペイロードに送出されることになる。この状態では、システムはまた、波候を監視するためその海面状態センサーを連続的に監視して、動力生成状態に戻るのが適切（安全）になるときの条件を決定する。検知された信号に応答して、処理ユニットは、波条件が不十分であり、動力ドレインが過剰であることになるときに、システムが、「ロックアップモード」に設置されるべきかどうかを判定するようにプログラムされる。ロックアップモードでは、ＷＥＣシステムのほとんどがシャットダウンされる。
【００４３】
上記で述べたように、波の条件と無関係に、ＷＥＣがロックアップ状態に設置されるときの条件が存在する。本発明の自律式ＷＥＣは、非常に重要なセキュリティ機能を実施するのに使用することができる。フロート１００及び／又はブリッジ４００の上側（top side）に搭載されるセンサー（図示せず）は、ＷＥＣの上及びＷＥＣの周りの空間内の任意の活動を検知するのに使用することができる。センサー６０６は、スパー２００の水没した部分又はヒーブ板３００に沿って搭載することができる。センサー６０６は、ＷＥＣ１０の周りの水中の任意の活動を検知し、ユーザに報知する信号を提供する音響センサー（又は任意の適切なデバイス）とすることができる。或る特定の状況下で、センサーから、受信される（音響）信号源により正確に的を絞るため、ブイを出来る限り静穏にして音響センサー性能を改善するようにＷＥＣをロックアップすることが望ましい場合がある。
【００４４】
図７は、電池６０２を、ヒーブ板内に位置する電池貯蔵部３０２内に配備することができることを示す。電池はまた、スパー内に位置することができる。図８は、電池（Ｂ１〜ＢＮ）を、並列に、直列に、又は別々に充電することができること、及び、電池を、並列に動作させる、又は、より高い直列出力を生成するよう機能するように積重ねることができることを示すことを意図される。これは、スイッチＳＢ１〜ＳＢＮ及びスイッチＳＢ１ｂ〜ＳＢＮｂの動作及び制御によって達成することができる。過充電の場合、スイッチＳＲが起動されて、過剰の電荷をダンプ（消散）させることができる。
【００４５】
本発明は、デュアルアブソーバ設計（スパー及びフロートが、互いに対して動いて、それらの相対的な動きを利用することによって電気を生成する）であるとして参照することができるＷＥＣのタイプを使用して示された。しかし、本発明が、任意の他のタイプのＷＥＣの動作に適用可能であることが認識されるべきである。これは、ばね上質量体（mass on spring）設計（本質的に上側からシールされ、内部質量が上下に動いて動力を生成する）であるとして述べられるＷＥＣを含むが、それに限定されない。
【００４６】
本発明は、波エネルギー変換デバイス（ＷＥＣ）であるエネルギー変換デバイスについて、及び、動力貯蔵システムの有効寿命を延長するように、動力消費を選択的に制御する（「節約する（nursed）」）ことができるシステムについて示された。これは、この用途について好ましいデバイスである。しかし、エネルギー変換デバイスは、他の形態をとることができる。
【００４７】
本発明を具現化するシステムはまた、電池の電圧レベルを検知する回路を含み、電池電圧が或る特定のレベルより下がる場合、及び／又は、波の検知された状態が、電池動力がＷＥＣをもはや動作させることができないことを示す場合、アラームシステムが起動されて、ＷＥＣ／ブイが、機能（例えば、サーベイランス及び／又は情報を中継すること）について要求物をもはや提供又はサポートできないことを遠隔の場所に報知する。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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