Era în apă când s-a izbit epifania. Desigur, Annette von Jouanne a fost mereu în apă, înotând în lacuri și bazine în timp ce crește în jurul Seattle, iar înotul la distanță liberă în mod competitiv în liceu și colegiu se întâlnește. Există chiar și un bazin de exerciții în subsolul ei, unde ea și soțul ei (fost înotător olimpic pentru Portugalia) și cei trei copii ai lor au petrecut mult timp ... înot.
Din această poveste
[×] ÎNCHIS
Vedeți un prototip al unui geam de energie valurilor în sus și în jos pe suprafața apelor, în timp ce cercetătorii de la Universitatea de Stat din Oregon studiază eficacitatea acestuia
Video: Desfășurarea modelului Wave Energy
Dar, în decembrie 1995, ea a făcut corporatie în Hawaii de-a lungul sărbătorilor. Abia începuse să lucreze ca profesor asistent de inginerie electrică la Oregon State University. Avea 26 de ani și dornică să facă diferența - să găsească sau să îmbunătățească o sursă utilă de energie, de preferință care nu era rară, trecătoare sau imprevizibilă sau murdară. Soarele cobora. Vântul murise. Se bâlbâia în umflături.
"Pe măsură ce soarele a apărut, m-a lovit: puteam să plimb valuri toată ziua și toată noaptea, tot anul", spune von Jouanne. "Puterea valurilor este întotdeauna acolo. Nu se oprește niciodată. Am început să cred că trebuie să existe o modalitate de a valorifica toată energia unei umflături a oceanului, într-un mod practic și eficient, într-un mod responsabil."
Astăzi, von Jouanne este una dintre forțele motrice în domeniul în creștere rapidă a energiei valurilor - precum și principalul său susținător. Ea va explica oricui va asculta că, spre deosebire de energia eoliană și solară, energia valurilor este întotdeauna disponibilă. Chiar și atunci când oceanul pare calm, umflăturile mișcă apa în sus și în jos suficient pentru a genera electricitate. Iar un aparat care generează kilowati de putere dintr-un val poate fi mult mai mic decât ceea ce este necesar pentru a valorifica kilowati de vânt sau de soare, deoarece apa este densă și energia pe care o distribuie este concentrată.
Toată acea energie este, desigur, distructivă și, timp de zeci de ani, provocarea a fost să construim un dispozitiv care să reziste la valurile monstru și la vânturile de forță, fără să mai vorbim de apa sărată corozivă, alge marine, resturi plutitoare și curioase mamifere marine. De asemenea, dispozitivul trebuie să fie eficient și să necesite o întreținere redusă.
Totuși, atracția este irezistibilă. O mașină care ar putea folosi o sursă de energie inepuizabilă și nepoluantă și să fie dislocată din punct de vedere economic în număr suficient pentru a genera cantități semnificative de energie electrică - care ar fi o probă pentru veacuri.
Inginerii au construit zeci de mașini, numite convertoare de undă-energie și au testat unele la scară mică. În Statele Unite, valurile ar putea alimenta aproximativ 6, 5 la sută din nevoile actuale de energie electrică, spune Roger Bedard de la Electric Power Research Institute, un rezervor de energie din Palo Alto, California. Acesta este echivalentul energiei din 150 de milioane de barili de petrol - aproximativ aceeași cantitate de energie care este produsă de toate barajele hidroelectrice americane combinate - suficient pentru a alimenta 23 de milioane de case tipice americane. Cele mai puternice valuri apar pe coastele vestice, din cauza vânturilor globale puternice de la vest la est, astfel încât Marea Britanie, Portugalia și Coasta de Vest a Statelor Unite sunt printre site-urile unde se dezvoltă energia valurilor.
În afară de înot, cealaltă pasiune a lui von Jouanne de tânăr a fost să învețe cum funcționează lucrurile. A început cu aparate mici. Un ceas deșteptător a izbucnit. Ea a desurubat spatele, a fixat mecanismul și a pus-o la loc. Avea vreo 8 ani. „A fost atât de interesant pentru mine”, spune ea. A mutat la calculatoare și apoi la un computer pe care l-a cumpărat cu bani din ruta hârtiei. Într-o zi, și-a așteptat părinții să iasă din casă, pentru ca ea să poată separa televizorul și să-l reasambleze înainte să se întoarcă. (Von Jouanne avertizează copiii să nu facă așa cum a făcut-o: „există o componentă de înaltă tensiune.”)
Când frații ei, în vârstă de opt ani și zece ani, au venit acasă pentru pauze de la facultate, ea a făcut o părere peste manualele lor de inginerie. (O sora mai mare a urmat o diplomă de afaceri.) „Citindu-le au confirmat că, da, asta vreau să fac”, își amintește ea.
A studiat inginerie electrică ca licență la Universitatea din Illinois din sud și pentru doctoratul său la Universitatea Texas A&M. Deseori era una dintre puținele femei dintr-o clasă. „Nu m-am văzut niciodată ca femeie inginer”, spune ea. "M-am văzut ca un inginer încercând să facă lucrurile mai bune pentru lume."
La Universitatea de Stat din Oregon, ea și-a legat epifania aruncată de valuri cu Alan Wallace, un profesor de inginerie electrică care i-a împărtășit fascinația cu puterea oceanului. „Am început să spunem, trebuie să existe o modalitate de a valorifica această energie”, își amintește ea. Aceștia au studiat convertoarele de undă și apoi au fost produse și au căutat brevete vechi de secole pentru a găsi contraptiuni pentru a extrage puterea din unde. Unele seamănă cu mori de vânt, cuști de animale sau elice de nave. Una modernă arăta ca o balenă imensă. Toate gadgeturile aveau o problemă comună: erau prea complicate.
Luăm, de exemplu, un dispozitiv numit Pelamis Attenuator, care a fost dislocat recent timp de patru luni în largul coastei Portugaliei de către Pelamis Wave Power. Pare un șarpe roșu lung de 500 de metri. Pe măsură ce valurile parcurg lungimea, mașina se îndoaie în sus și în jos. Îndoirea pompează fluidul hidraulic printr-un motor, care generează energie electrică. Mașini complexe ca acestea sunt pline de supape, filtre, tuburi, furtunuri, cuplaje, rulmenți, întrerupătoare, manometre, contoare și senzori. Etapele intermediare reduc eficiența și dacă o componentă se sparge, întregul dispozitiv merge caput.
După analizarea domeniului, von Jouanne spune: „Știam că avem nevoie de un design mai simplu”.
Laboratorul Von Jouanne este numit în memoria lui Wallace, care a murit în 2006, dar Wallace Energy Systems & Renewables Facility (WESRF) este cunoscut sub numele de „We Surf”. Zugrăvit în albastru profund și gri și poartă picturi murale de valuri curling, laboratorul a fost o instalație de cercetare și teren de testare pentru produse atât de inovatoare, precum o navă integral electrică, o navetă aeriană și motorul hibrid Ford Escape. Într-un colț se află o salvie înaltă care seamănă cu o baterie imensă de cupru. Lângă ea, o altă cheie arată ca două schiuri de fond cu sârmă înțepate între ele. Modelele au fost printre cele mai timpurii von Jouanne. „Descoperirile se nasc aproape întotdeauna din eșecuri”, spune ea.
Avansul ei a fost să conceapă un dispozitiv care are doar două componente principale. În cele mai recente prototipuri, o primă bobină de sârmă de cupru se află în interiorul primei componente, care este ancorată la malul mării. A doua componentă este un magnet atașat de un plutitor care se mișcă în sus și în jos liber cu undele. Pe măsură ce magnetul este înălțat de unde, câmpul său magnetic se deplasează de-a lungul bobinei staționare a sârmei de cupru. Această mișcare induce un curent în fir - electricitate. Este atat de simplu.
Până la începutul anului 2005, von Jouanne proiectase unul dintre prototipurile sale și voia să testeze dacă era rezistent la apă. A urcat convertorul de energie valurilor la subsol, într-o cană care circulă apă pentru a o lăsa să înoate pe loc. Fiica ei Sydney, atunci în vârstă de 6 ani, s-a așezat pe prototip, cât un sigiliu s-ar putea agăța de o adevărată flotură. A plutit.
Apoi a sunat la o piscină de val din apropiere, unde oamenii merg să se joace în valuri simulate.
"Îți închiriezi piscina?" ea a spus.
"Pentru cati oameni?" întrebă însoțitorul.
„Nu mulți oameni - un geam de energie cu valuri”.
Parcul a donat două dimineți devreme pentru aventura ei. Von Jouanne a ancorat mașina cu zece greutăți de 45 de kilograme de la un club de sănătate. S-a comportat bine în valurile jucăușe, învârtind în sus și în jos, fără să se scufunde.
Apoi a venit adevăratul test, la unul dintre cele mai lungi simulatoare de val din America de Nord.
La capătul vestic al campusului Universității de Stat din Oregon, dincolo de clădirile școlare din cărămidă roșie, se află un oțel masiv în formă de T, turnat într-un lot pavat uriaș. Deși clădirea se află la 50 de mile de Oceanul Pacific și cu mult dincolo de valurile de maree ucigătoare, un semn albastru și alb din metal la intrarea sa spune „Intrarea în zona de pericol a tsunamiului”.
Când von Jouanne a adus pentru prima oară o geamă pentru a testa în podul de beton cu o lungime de 342 de metri la Laboratorul de cercetare a valurilor Hinsdale a statului Oregon, „lucrurile nu au mers așa cum a fost planificat”, spune Dan Cox, directorul instalației, cu un râs. Von Jouanne și colaboratorii au plonjat boia în canalul de 15 metri adâncime și au protejat-o cu valuri de doi, trei și patru metri. Primul val de cinci metri a răsturnat-o.
„Am avut o problemă cu balastul”, spune von Jouanne, oarecum înfricoșător. Ea continuă: „Suntem ingineri electrici și chiar aveam nevoie de mai mult ajutor din partea inginerilor oceanici, dar pentru a le obține aveam nevoie de mai multă finanțare și pentru a obține mai multă finanțare pentru a avea un succes.”
Von Jouanne a continuat să-și perfecționeze geamurile. Un grup mic a urmărit cum un val de cinci metri se îndrepta spre una dintre cele mai recente versiuni ale ei. Pe măsură ce boia se ridica cu valul, se aprindea un bec de 40 de wați, alimentat de energia valurilor. „Toți ne-am înveselit”, își amintește Cox.
Traseează 20 de vânturi de la statul Oregon către coastă, chiar dacă cedru și brazi, urmând râul Yaquina. În apropierea gurii râului se află un scuip nisipos, cu clădiri joase, decorate cu scoici de stridii și lemne în derivă. Brișele au pus halișuri din portul apropiat, care se agățau de catarguri metalice. Aceasta este casa din centrul de științe marine Hatfield de stat din Oregon, dedicată cercetării despre ecosistemele marine și energia oceanică.
George Boehlert, un om de știință marin și director al centrului, privește din biroul său pe un câmp cu iarbă de mare ondulantă. „Ceea ce știm acum este ceea ce nu știm”, spune Boehlert, ale cărui bucle blonde murdare seamănă cu valurile oceanului. "Energia oceanică este un câmp cu mișcare rapidă, iar cercetătorii în domeniul mediului au o mulțime de întrebări."
De exemplu, bagele absorb energia din unde, reducându-le dimensiunea și puterea. Valurile aruncate ar afecta mișcarea nisipului și curenții din apropierea țărmului, contribuind poate la eroziune?
Cheltuielile, precum și cablurile de alimentare care s-ar conecta la rețeaua electrică de pe mal, emit câmpuri electromagnetice. Iar cablurile de acostare ar intra în curenți, ca o coardă de chitară. Aceste tulburări pot confunda balenele, rechinii, delfinii, somonul, razele, crabii și alte animale marine care folosesc electromagnetism și sunet pentru hrănire, împerechere sau navigare?
Păsările s-au ciocnit cu geamurile sau țestoasele s-ar încurca în cabluri?
Ancorele ar crea recife artificiale care atrag peștii care nu se găsesc în mod normal în acel habitat?
Desfășurarea, întreținerea și scoaterea orificiilor ar perturba litoralul sau ar schimba altfel mediul oceanic?
„Vreau să știu și răspunsurile la aceste întrebări”, spune von Jouanne. "Ultimul lucru pe care vreau să-l fac este să dăunăm oceanului și creaturilor sale frumoase." Pentru a studia riscurile de mediu și pentru a permite inginerilor de energie valabilă să-și testeze invențiile, ea și colegii din statul Oregon, inclusiv Boehlert, construiesc în apropiere un loc de testare plutitor. Acesta este programat să se deschidă anul viitor, iar în centrul său va fi o bujă plină de instrumente pentru a colecta date cu privire la performanțele convertoarelor de undă.
Dana de încercare face parte dintr-un efort masiv de a muta energia valurilor din laborator și pe rețeaua electrică. Printr-un nou centru național de energie regenerabilă, finanțat de Departamentul Energiei, cercetătorii din întreaga țară vor avea șansa să-și perfecționeze invențiile în laboratorul energetic WESRF, să le testeze în valul Hinsdale și să le perfecționeze în ocean. „Este ceea ce trebuie să facem pentru a explora pe deplin energia valurilor ca parte a unui portofoliu de energie regenerabilă, pentru stat, națiune și lume”, spune von Jouanne.
Boehlert și alții spun că, chiar dacă energia valurilor are unele impacturi asupra mediului local, probabil că ar fi mult mai puțin dăunătoare decât centralele pe bază de cărbune și petrol. „Efectele continuării pompării carbonului în atmosferă ar putea fi mult mai grave pentru viața marină decât fluturașele care flutură în valuri”, spune el. „Vrem să funcționeze energia oceanică”.
Von Jouanne a remorcat recent boia cea mai performantă - cel de-al 11-lea prototip al ei, prin Golful Yaquina și o kilometru și jumătate în larg. Boia, care seamănă cu o farfurie zburătoare galbenă uriașă, cu un tub negru lipit prin mijloc, a fost ancorată în 140 de metri de apă. Timp de cinci zile, a crescut și a scăzut cu umflături și a generat aproximativ 10 kilowati de putere. În următorii doi-trei ani, Columbia Power Technologies, o companie de energie regenerabilă care a susținut cercetările lui von Jouanne, intenționează să instaleze o geamă care să genereze între 100 și 500 de kilowati de electricitate în orificiul de testare de pe coasta Oregon.
"În urmă cu câțiva ani", spune Cox despre von Jouanne, "lucra la un cizmar. Acum, guvernul se află în spatele muncii și companiile care bat la ușa ei. Acesta este un avans incredibil de rapid care promovează bine pentru viitorul energiei valurilor. "
O altă invenție a lui Von Jouanne, prima de acest fel, este o mașină care testează convertoarele de undă și energia fără a fi nevoie să le uzi. O cheie de prototip este asigurată în interiorul unei căruțe metalice care imită mișcarea în sus și în jos a undelor oceanului. Echipamentele electrice monitorizează puterea generată de boia. Patul de încercare arată ca o mașină elevator în mijlocul laboratorului ei.
Cercetătorii în domeniul energiei valurilor din alte instituții vor fi bineveniți să utilizeze patul de testare al lui von Jouanne, dar, în acest moment, deține una dintre propriile sale baloane de convertire a energiei. Un student care stă la un computer din apropiere comandă dispozitivul să simuleze valurile de 1 metru înălțime care parcurg 0, 6 metri pe secundă cu intervale de 6 secunde între vârfurile valurilor.
„Acesta este un mic val de vară”, spune von Jouanne.
Mașina zumzăie, pândește și se ridică ca o plimbare în parcurile de distracții.
Pe măsură ce boia se mișcă în sus și în jos, un ecartament înregistrează sucul pe care îl produce. Acul se mișcă. Un kilowat, doi, apoi trei.
„Este suficient pentru a alimenta două case”, spune von Jouanne.
Elizabeth Rusch este o jurnalistă din Portland, Oregon, autoră a The Planet Hunter și a altor cărți de științe pentru copii.
Valul electric : În „convertorul de energie al undelor” al lui von Jouanne, bobinele din interiorul unei coloane ancorate sunt înconjurate de un magnet atașat la un plutitor. Undele deplasează plutitorul în sus și în jos, iar interacțiunea electromagnetică generează curent. (Infografie 5W) 
După ani de experimente în laboratoare, bazine de valuri și chiar subsol, inginerul Annette von Jouanne a testat prototipurile convertoarelor din ocean (o macara a aruncat o cheie în apa din Oregon în 2007). (Annette von Jouanne) 
Annette von Jouanne se află în ocean, de-a lungul plajei Otter Rock din Oregon, lângă locul în care a experimentat cu geamurile de energie valurilor. (Cu amabilitatea Annette von Jouanne) 
O barcă scoate un prototip de val de energie în valuri spre mare. (Annette von Jouanne) 
O privire mai atentă la unul dintre prototipurile de flotări. Partea galbenă a geamului plutește de-a lungul suprafeței apei. (Annette von Jouanne) 
O lumină care strălucește deasupra unei boye arată că curentul circulă prin geamă. (Annette von Jouanne) 
În laboratorul lui von Jouanne, o invenție recentă simulează acțiunea valurilor, permițând cercetătorilor să proiecteze o geamă cu secetă (testarea unui dispozitiv cu energie de undă fără plutitor). (Brian Smale) 
Von Jouanne spune: „Am avut o contribuție promițătoare că [această tehnologie] este calea de urmat”. (Brian Smale)
