海洋中蕴含着极为丰富的自然矿产资源和可再生能源,是拓展人类生存空间和实现可持续发展的重要经济和军事战略要地。海洋浮标作为一种新兴的海洋环境监测平台,是研究海洋、开发海洋和利用海洋的前沿勘探技术。海洋浮标在长期自动化的工作过程中,不断地进行数据的采集、标识和发送,需要消耗大量的电能,而传统电池携带的能量十分有限,在深海大洋或恶劣海况下,电池的维护和更换又十分困难,采用传统电池给海洋浮标供能显然存在很大弊端。将海洋环境中广泛存在的风能或波浪能加以收集、转换和存储后,为浮标中的传感器和低功耗电子设备供能,成为解决海洋浮标供能的有效途径。本课题针对环境能量的多样性和换能原理的互补性,设计一种风能—海洋能双俘能、电磁—摩擦复合式能量收集器,主要研究内容包括双俘能复合式能量收集器理论建模与结构设计、复合式能量收集器仿真分析与结构优化和双俘能复合式多能源能量收集器实验测试与演示这三个部分,各部分的具体内容如下:（1）双俘能复合式能量收集器理论建模与结构设计电磁模块采用定线圈动磁铁的旋转式结构,摩擦模块采用独立摩擦层的模式,并分别建立相应的理论模型。采用尼龙圆锥滚子结构将复合式能量收集器的电磁模块和摩擦模块耦合起来,确定了双俘能复合式能量收集器的结构模型,在风轮俘能模式下可收集风能,在复摆俘能模式下可收集波浪能,最终形成一个以不同机构驱动相同发电模块的多能源互补、多原理复合的能量收集器。（2）复合式能量收集器仿真分析与结构优化在理论分析上,分别运用JMAG软件和COMSOL软件对复合式能量收集器的电磁和摩擦模块进行仿真分析,来验证理论模型的正确性。通过比较不同模型中感应电动势仿真值的大小,对电磁模块进行结构优化,最终采用四磁铁旋转、八线圈排布的结构。通过仿真分析与实验对比相结合的方式,对摩擦模块进行结构优化,最终采用的电极分段数为4,FEP薄膜厚度为50 μm,铜电极厚度为50 μm。（3）双俘能复合式能量收集器实验测试与演示风速为15 m/s时,能量收集器在风轮俘能的模式下用于收集风能,其电磁模块和摩擦模块分别实现了峰峰值为47.4 V和683 V的超高开路电压输出,对应62 mW和1.8 mW的大功率输出。在1 Hz的海浪频率下,能量收集器在复摆俘能的模式下用于收集海洋能,其电磁模块和摩擦模块输出的开路电压峰峰值分别可达8 V和130 V,对应的最大输出功率分别为4.38 mW和0.078 mW。从而验证了能量收集器在两种俘能模式下的实际输出有效性和能量收集器实现风能—海洋能双俘能的现实可能性,拓宽能量收集器的应用场景。风轮俘能型能量收集器可以点亮600多个红光LED,甚至可以瞬间点亮一个5 W的球形灯泡;复摆俘能型能量收集器则可以轻松点亮360个红光LED。此外,风轮俘能型能量收集器可用于给低功耗的温湿度计供电,也可用于给无线温湿度传感节点供电,还可以实现一个自供电自感知的风速测量系统。最后,展望了该双俘能复合式能量收集器应用于海洋浮标的光明前景。