Design of a Wave Energy Converter for Maritime Markers

Abstract

This project focuses on harnessing wave energy to power maritime markers for signalization in marine environments. A wave energy converter (WEC) prototype is developed, utilizing electromagnetic induction to convert the kinetic energy of ocean waves into electrical power. The WEC consists of a buoyant PVC tube housing magnets and a coil wrapped around its exterior. As the tube moves with the waves, the magnets induce an electric current in the coil through electromagnetic induction. The generated electricity is used to power maritime markers, enhancing safety and navigation aid at sea. To enable remote operation and monitoring, an ESP32 microcontroller is integrated with a Lora WAN communication protocol. This setup allows for efficient command and data transmission between shore-based stations and the maritime markers deployed at sea. Additionally, a gyroscope sensor is employed to track the orientation and movement of the markers, providing essential operational data. This project combines renewable energy generation with advanced IoT technology, demonstrating a sustainable approach to maritime signalization and navigation in coastal and offshore environments Key words: WEC – maritime markers- electromagnetic induction- renewable energy- IOT Résumé : Ce projet se concentre sur l’exploitation de l’énergie des vagues pour alimenter des marqueurs maritimes pour la signalisation dans les environnements marins. Un prototype de convertisseur d'énergie houlomotrice (WEC) est développé, utilisant l'induction électromagnétique pour convertir l'énergie cinétique des vagues océaniques en énergie électrique. Le WEC se compose d'un tube flottant en PVC abritant des aimants et d'une bobine enroulée autour de son extérieur. Lorsque le tube se déplace avec les ondes, les aimants induisent un courant électrique dans la bobine par induction électromagnétique. L'électricité produite est utilisée pour alimenter les balises maritimes, améliorant ainsi la sécurité et l'aide à la navigation en mer. Pour permettre le fonctionnement ET la surveillance à distance, un microcontrôleur ESP32 est intégré à un protocole de communication LoRaWAN. Cette configuration permet une transmission efficace des commandes ET des données entre les stations terrestres et les marqueurs maritimes déployés en mer. De plus, un capteur gyroscope est utilisé pour suivre l’orientation et le mouvement des marqueurs, fournissant ainsi des données opérationnelles essentielles. Ce projet combine la production d'énergie renouvelable avec une technologie IoT avancée, démontrant une approche durable de la signalisation maritime et de la navigation dans les environnements côtiers et offshore. Mots clés : Énergie renouvelable- technologie IOT- signalisation maritime- induction électromagnétiqueESP32 الملخص: يركز هذا المشروع على استغالل الطاقة الغامضة لتغذية العالمات البحرية لإلشارات في البيئات البحرية. تم تطوير نموذج أولي لمحول الطاقة الحركية(WEC ، (باستخدام الحث الكهرومغناطيسي لتحويل الطاقة السينمائية من المحيطات الغامضة إلى طاقة كهربائية. يتكون WEC من أنبوب عائم من مادة PVC مقطوعة لألهداف وكرة يتم لفها على السطح الخارجي. عندما يتحرك األنبوب بين األضواء، يحث الهدف تيا ًرا كهربائيًا في البكرة بواسطة الحث الكهرومغناطيسي. يتم استخدام الكهرباء المنتجة لتغذية الغواصات البحرية وتحسين األمن والمساعدة في المالحة في البحر. للسماح بالوظيفة والمراقبة عن بعد، تم دمج وحدة التحكم الدقيقة ESP32 مع بروتوكول اتصال .LoRaWAN يتيح هذا التكوين إرسا فة إلى ذلك، ًًل فعا ًًل لألوامر والبيانات بين المحطات األرضية والعالمات البحرية المنتشرة على البحر. باإلضا يتم استخدام ملتقط جيروسكوب لمتابعة اًلتجاه وحركة العالمات، باإلضافة إلى البيانات التشغيلية األساسية. ًما لإلشارات البحرية يجمع هذا المشروع بين إنتاج الطاقة المتجددة وتقنية إنترنت األشياء المتقدمة، ويخلق نه ًجا مستدا والمالحة في البيئات الساحلية والبحرية. الكلمات المفتاحية: الطاقة المتجددة-تكنولوجيا IOT-اإلشارة البحرية-الحث الكهرومغناطيسي-ESP32