Η ανθρωπότητα πάντα πειραματιζόταν με νέες εφευρέσεις. Ενίοτε τα πειράματά της κατέληγαν σε μικρότερες ή μεγαλύτερες καταστροφές. Αλλά η δοκιμή νέων εφευρέσεων έχει διευκολυνθεί από τα ψηφιακά και φυσικά εργαλεία που διαθέτουν σήμερα οι ειδικοί και που τους επιτρέπουν να ελέγχουν σε μεγάλο βαθμό την ασφάλεια των αποτελεσμάτων τους — ή, στην περίπτωση των εκκολαπτόμενων συσκευών θαλάσσιας ενέργειας, αν θα αντέξουν τη βύθισή τους στον ωκεανό.
Οι δοκιμές στο PacWave South
Σήμερα, οι ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) έχουν αναλάβει να βοηθήσουν τέσσερις πολλά υποσχόμενες συσκευές κυματικής ενέργειας να προετοιμαστούν ώστε να διατηρηθούν ακέραιες από την πρώτη τους μεγάλη δοκιμή. Οι τέσσερις αυτές συσκευές θα αποτελέσουν τις πρώτες τεχνολογίες που θα αντιμετωπίσουν τα κύματα στο PacWave South, μια νέα περιοχή δοκιμών κυματικής ενέργειας που συνδέεται με το δίκτυο στα ανοιχτά της ακτής του Όρεγκον και θα ανοίξει το 2025.
Η υποστήριξη του σχεδίου από τα εργαστήρια του NREL, το οποίο χρηματοδοτείται από την Υπηρεσία Τεχνολογιών Υδάτινης Ενέργειας του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, έχει στόχο να διασφαλίσει ότι αυτές οι τέσσερις συσκευές - καθώς και τρία πρόσθετα σχέδια που είχαν δοκιμαστεί νωρίτερα – θα έχουν πιθανότητες να προσεγγίσουν την εμπορική επιτυχία ή να ανοίξουν το δρόμο για ωκεάνιες δοκιμές. Και οι επικείμενες δοκιμές που θα αρχίσουν στο PacWave εκτιμάται ότι δεν θα βοηθήσουν απλά κάποιες μεμονωμένες συσκευές να αποκτήσουν αυτό το πλεονέκτημα, αλλά θα συμβάλουν στην δημιουργία εμπιστοσύνης ευρύτερα στην κυματική ενέργεια.
«Οι πόροι της κυματικής ενέργειας είναι προβλέψιμοι και αξιόπιστοι», δήλωσε ο Michael Lawson, διευθυντής ομάδας θαλάσσιας ενέργειας για το πρόγραμμα έρευνας και ανάπτυξης της υδάτινης ενέργειας της NREL. Αυτό καθιστά την κυματική ενέργεια έναν αξιόπιστο συνεργάτη για άλλες, πιο μεταβλητές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική ενέργεια και η ηλιακή ενέργεια. Εκτιμάμε», πρόσθεσε ο Lawson, «ότι η ενέργεια των κυμάτων μπορεί να βοηθήσει στη μετάβαση της χώρας μας στην καθαρή ενέργεια».
Αλλά για να γίνει αυτό, οι τεχνολογίες της κυματικής ενέργειας πρέπει να γίνουν πιο αποδοτικές και πιο ανθεκτικές ώστε να επιβιώσουν στον αλμυρό και μερικές φορές πολύ ταραγμένο ωκεανό.
Τεράστιοι οι θαλάσσιοι ενεργειακοί πόροι
Οι θαλάσσιοι ενεργειακοί πόροι των Ηνωμένων Πολιτειών -η ενέργεια που είναι διαθέσιμη στα κύματα, τα ρεύματα των ωκεανών και των ποταμών και τις παλίρροιες - αντιστοιχεί στο 60% των ετήσιων αναγκών ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας. Αν και δεν είναι εφικτό να συλλάβουμε όλη αυτή τη δύναμη, εν μέρει επειδή δεν μπορούμε να καλύψουμε όλα τα νερά μας με συσκευές και τεχνήματα, μπορούμε να αξιοποιήσουμε ένα μέρος της. Αλλά πρώτα, οι ερευνητές πρέπει να επικυρώσουν και να βελτιώσουν τις τεχνολογίες που υπάρχουν σήμερα υποβάλλοντας τις συσκευές τόσο σε εργαστηριακά κατασκευασμένα κύματα — που παράγονται σε κατάλληλες δεξαμενές κυμάτων ή με μεγάλα όργανα, ή ακόμη και με χρήση λογισμικού εξομοίωσης κυμάτων — και, τελικά, στα πραγματικά κύματα.
Για να αποκτήσουν πρόσβαση στα πραγματικά κύματα, οι προγραμματιστές της κυματικής ενέργειας χρειάζονται συγκεκριμένες περιοχές δοκιμών, όπως το PacWave ή η περιοχή δοκιμών κυματικής ενέργειας του Ναυτικού των ΗΠΑ στο Kaneohe της Χαβάης. Η περιοχή της Χαβάης προσφέρει μια πιο ήπια μετάβαση από το εργαστήριο στον ωκεανό καθώς τα κύματά της είναι τέσσερις φορές λιγότερο ενεργητικά από τα κύματα του PacWave South.
«Ο χώρος δοκιμών της περιοχής PacWave θα εκθέσει τις συσκευές στις σκληρές συνθήκες του ωκεανού που είναι απαραίτητες για να γίνει αυστηρός έλεγχος της απόδοσης και της αξιοπιστία τους, δήλωσε ο Lawson. Αλλά οι συνθήκες αυτές επίσης σημαίνουν ότι οι δοκιμές στο PacWave South μπορεί να είναι ένα ιδιαίτερα σκληρό - αν και απαραίτητο - βήμα για τις τέσσερις συσκευές κυματικής ενέργειας.
Η συνδρομή του εργαστηρίου
Εκεί λοιπόν παρεμβαίνει η NREL. Με τη βοήθεια των ειδικών και των οργάνων της υδάτινης ενέργειας του εργαστηρίου, τέσσερις εταιρείες — CalWave Power Technologies Inc., Columbia Power Technologies, Littoral Power Systems και Portland State University (που συνεργάζεται με την Aquaharmonics) — θα υποβάλουν τα ισάριθμα πρωτότυπα των συσκευών τους σε αυστηρές δοκιμές για να δουν αν μπορούν να αντέξουν τα ακραία κύματα, την αλμύρα που θαλασσινού νερού που προκαλεί διάβρωση και τη σταθερή πίεση που ασκείται από κύμα σε κύμα. Και άλλες τρεις εταιρείες — η Dehlsen Associates, η Integral Consulting και η Oscilla Power Inc. — θα αποκτήσουν πληροφόρηση σχετικά με τα αποτελέσματα των δοκιμών στις συσκευές των τεσσάρων εταιριών ώστε να τα αξιοποιήσουν πριν κατασκευάσουν το δικό τους μοντέλο.
Όλα αυτά τα στοιχεία μπορούν να βοηθήσουν κάθε προγραμματιστή τεχνολογίας να βελτιώσει την παραγωγή ενέργειας της συσκευής του, την αντοχή της, ενδεχομένως ακόμη και να μειώσει το κόστος της τεχνολογίας του — εν ολίγοις, η υποστήριξη της NREL θα βοηθήσει να διασφαλίσει ότι οι εφευρέσεις τους δεν θα αποτύχουν.
Βελτίωση του σχεδιασμού
Οι ειδικοί της NREL προσφέρουν καθοδήγηση στις δοκιμές που σχετίζονται με την κυματική ενέργεια. Μπορούν, για παράδειγμα, να κάνουν δοκιμές πίεσης σε διάφορα εξαρτήματα για να δουν πόσο καιρό μπορεί να αντέξουν, να ελέγξουν πώς θα λειτουργήσει μια συσκευή μόλις συνδεθεί στο δίκτυο, να υπολογίσουν τις οικονομικές δυνατότητες μιας τεχνολογίας ή να συλλέξουν στοιχεία για ένα πρωτότυπο μοντέλο κατά τη λειτουργία του χρησιμοποιώντας ένα προσαρμοσμένο σύστημα συλλογής δεδομένων για τα ωκεάνια συστήματα, το λεγόμενο Modular Ocean Data Acquisition System ή MODAQ
Όπως τα δακτυλικά αποτυπώματα και τα αυτιά, δεν υπάρχουν δύο συσκευές κυματικής ενέργειας που να είναι ακριβώς όμοιες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο καθεμία από τις τέσσερις συσκευές κυματικής ενέργειας που θα δοκιμαστούν στο PacWave θα λάβει εξειδικευμένη υποστήριξη. Οι ειδικοί της NREL, για παράδειγμα, θα αναζητήσουν ελαττώματα που κρύβονται στο σχεδιασμό των δοκιμών, στα σχέδια, στα όργανα ή στα φυσικά εξαρτήματα. Με λίγη τύχη και την κατάλληλη τεχνογνωσία, αυτοί οι τελικοί έλεγχοι θα βοηθήσουν ώστε η κάθε συσκευή να λειτουργήσει με τον επιθυμητό τρόπο κατά τη διάρκεια της δοκιμής του PacWave.
Αρκετές εταιρείες θα παραλάβουν ένα προσαρμοσμένο MODAQ, ξαδερφάκι του προγράμματος που έχουν κατασκευάσει οι ερευνητές της NREL για την αυτόνομη υπεράκτια ενεργειακή συσκευή της Columbia Power Technologies. Η Integral Consulting θα λάβει καθοδήγηση για το πώς να χρησιμοποιεί μεγάλα σύνολα στοιχείων θαλάσσιας ενέργειας για τη μοντελοποίηση και την επικύρωση του τεχνολογικού σχεδιασμού σε αρχικό στάδιο. Και οι δύο τελευταίες εταιρείες, η Dehlsen Associates και η Oscilla Power Inc., θα εργαστούν με σκοπό τη βελτίωση των σχεδίων τους, που ενδεχομένως να καταλήξουν μια μέρα στις δοκιμές κυματικής ενέργειας που γίνουν στα κύματα στο PacWave. Στο NREL, ειδικοί θα βοηθήσουν τις δύο εταιρείες να βρουν το δρόμο ώστε οι ιδέες τους να λειτουργήσουν σε πραγματικά κύματα.
«Η ανάπτυξη των τεχνολογιών θαλάσσιας ενέργειας είναι εγγενώς πολύπλοκη», είπε ο Lawson. «Προσπαθούμε να το κάνουμε λίγο πιοπλό».
www.worldenergygews.gr
