Energía eficiente generada por las olas ... ¡De verdad!

Concepto de artista SurfWec. Imágenes cortesía: SurfWEC LLC.

Imágenes cortesía: SurfWEC LLC.

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La energía generada por las olas podría considerarse el Rodney Dangerfield de fuentes de energía renovable en alta mar; no recibe respeto Ha habido una serie de fallas costosas y de alto perfil que han conspirado para darle al sector una mala reputación a pesar de varios avances de ingeniería. Un nuevo participante es SurfWEC que ofrece un convertidor de energía de onda patentado "para hacer surf" que ha estado en desarrollo desde 2007. Sus desarrolladores prometen que se destacará del campo y se desempeñará donde otros han fallado. ¿Cómo? El diseño de SurfWEC mejora una generación de "lecciones aprendidas" y, lo que es más importante, hace su propio surf.

La producción de energía renovable es oficialmente "caliente", ya que varios avances de ingeniería y subsidios gubernamentales han conspirado para ayudar a desplegar, probar y probar en condiciones reales la viabilidad de varios sistemas. Si bien la energía solar y eólica se han convertido en líderes tempranos, hay un impulso renovado para convertir la energía de las olas del océano en una fuente de energía viable y renovable y energía almacenada. Un nuevo participante es SurfWEC LLC, que apunta a convertirse en la categoría de "ir a" en la energía de las olas, tanto como un sistema independiente como una fuente de energía adicional, almacenamiento de energía y unidades de amortiguación de las olas ubicadas conjuntamente con las existentes o futuras. Parques eólicos marinos.

Conoce a la empresa "Old New"
Una fuerza impulsora detrás de las nuevas proyecciones de rendimiento para los convertidores de energía de onda (WEC) es Martin & Ottaway, una empresa de ingeniería marina con sede en Nueva Jersey que ha estado en operación continua desde 1875 y que incubó SurfWEC LLC en diciembre de 2018. SurfWEC, con universidad y socios de la industria: Stevens Institute of Technology, ABB, Airline Hydraulics, Bosch-Rexroth, Deeptek, HYDAC, ISCO Pipe, Wire Co./Lankhorst Ropes, y otros - está trabajando para desarrollar WEC utilizando características patentadas que se espera que aumenten la recuperación de energía clasifique por orden de magnitud como unidades independientes o integradas con sistemas WEC heredados.

El sistema SurfWEC también está diseñado para evitar el daño de las olas asociado con los huracanes, los equipos ubicados en zonas de surf y los sistemas de amarre estacionarios en alta mar a través de una tecnología que supera el desafío de los tamaños de onda altamente variables. En pocas palabras, lo hace con una característica patentada de profundidad variable, inventada por Michael Raftery, Director de Tecnología de SurfWEC (CTO), mientras realizaba una investigación en el Instituto de Tecnología Stevens desde 2004 hasta 2012. La tecnología esencialmente permite que las olas en alta mar sean convertido en olas de oleaje, lo que permite una recuperación de energía de las olas mucho más efectiva.

Al reunirse con Raftery en la oficina de Martin & Ottaway en Tinton Falls, Nueva Jersey, queda claro de inmediato que este sistema y su desarrollo son una labor de amor para el inventor, cuyo objetivo a largo plazo es acabar con la dependencia humana de los combustibles fósiles. La patente se presentó en 2007 y se emitió en 2012. Se creó mientras Raftery trabajaba en el Instituto de Tecnología Stevens, la reconocida escuela de ingeniería, que pagó y es propietaria de los derechos de patente del sistema, mientras que SurfWEC tiene un acuerdo de opción de licencia exclusiva en Lugar para utilizar esta tecnología.
"Creo que las mayores percepciones a superar son las percepciones de que la conversión de la energía de las olas es ineficiente, y que las unidades WEC no pueden diseñarse y fabricarse con una flotabilidad similar a la de los barcos Boston WhalerTM, estos son los criterios de diseño específicamente requeridos para llevar la conversión de la energía de las olas a la nivel de utilidad ", dijo Raftery. "Ha habido cuatro grandes fallas en la industria que realmente disuadieron a los inversionistas. El hundimiento de Advanced Research Technologies / Wavegen "Osprey" en 1995, el hundimiento de Finavera "Aquabuoy" en 2007, el hundimiento de Trident "DECM" en 2009 y el reciente hundimiento de Wello OY "Penguin" en 2019 . ”

Ola rompiente
creado por la plataforma sumergida SurfWEC en Stevens Model Basin. Imágenes cortesía: SurfWEC LLC.

Raftery dijo que esos fracasos colectivamente cuestan muchos millones de dólares al tiempo que ganan una mala reputación para la industria WEC. Dijo que las reacciones tempranas de los inversores a SurfWEC han sido "usted probablemente es como esos otros sistemas".

Pero Raftery sostiene que SurfWEC ha aprendido de incidentes pasados y dijo que crear un sistema con "integridad optimista" era el número uno en su lista. Para este fin, el sistema de energía de las olas cuenta con compartimentos rellenos de espuma que lo hacen prácticamente insumergible. "Hemos abordado todos los fallos en la industria con este diseño único".

Además, la creación de un sistema que sea "inteligente", un sistema capaz de ajustarse continuamente para maximizar y convertir eficientemente el movimiento del océano en poder, fue fundamental para el éxito. Para esto, el equipo de SurfWEC se basa en una red neuronal.

"Las redes neuronales son una forma de responder a cosas que no están definidas de manera clara y fácil", dijo van Hemmen. “Si tengo una onda sinusoidal perfecta, puedo calcular y diseñar algo que responda a esta onda sinusoidal perfecta a medida que la longitud y la altura de la ola cambien. Pero las olas del mar son desordenadas. Las redes neuronales reciben información de diferentes sensores que van de la mano para que el sistema "aprenda". Es simplemente un mecanismo de respuesta ".
El sistema también está diseñado para ser flexible y, en principio, el sistema SurfWEC se puede colocar en cualquier lugar donde haya olas oceánicas y la profundidad del agua es de 135 a 1000 pies. De hecho, es una pluma de diseño importante en la tapa de SurfWEC que el sistema No es necesario colocarlo directamente en la zona de surf para trabajar. “No tienes que diseñar diferentes dispositivos para diferentes ubicaciones. "Podemos ponerlos en cualquier lugar, y es una solución única para todos, y la red neuronal mantendrá la plataforma de profundidad variable en la profundidad óptima en todo momento", dijo van Hemmen.
Imágenes cortesía: SurfWEC LLC. El camino por delante
Cualquiera que haya trabajado en el campo de la energía renovable sabe que el camino desde la mesa de trabajo del inventor hasta el rendimiento a nivel de utilidad no es directo, corto ni barato. La plataforma SurfWEC ya ha estado en desarrollo durante una docena de años, y Raftery considera que será de cuatro a cinco años más llevarla a través de las pruebas en el mar.

"El siguiente paso es hacer que se pruebe un modelo a escala en las instalaciones de Ohmsett en Leonardo, Nueva Jersey, en una escala de aproximadamente 15: 1", dijo Raftery. “Tomaremos esos números de rendimiento, luego construiremos una plataforma de deslizamiento para el sistema de toma de fuerza, y realizaremos pruebas. Después de eso haremos ajustes a los diseños basados en esos dos conjuntos de datos, a los que seguirá un prototipo a gran escala y pruebas en el mar ".
Si bien el tiempo es un elemento, el dinero es otro, y Rik F. van Hemmen, PE, propietario de Martin & Ottaway, ha puesto hoy la etiqueta de precio en $ 20 millones para llevar el sistema a través de pruebas en el mar, con (aproximadamente) $ 2 millones para pruebas de banco. , $ 1m para el modelado por computadora, $ 1m para un modelo a escala, aproximadamente $ 12m para la unidad prototipo final, y $ 4m para pruebas de mar de dos años.

"Acabo de presentar un Libro Blanco a la Oficina de Investigación Naval para ese presupuesto completo", dijo van Hemmen. “En el aspecto comercial, también nos acercaremos a las fuentes de capital de riesgo para obtener financiamiento. Luego tenemos aplicaciones DOE para el desarrollo de subsistemas ".

Think Global, Act (NJ) Local
“Ciertos proyectos son tan grandes que necesitan una visión y presencia nacional o global. Esta tecnología particular no requiere una gran cantidad de inversión ", dijo van Hemmen. "Esto hace que sea inherentemente más eficiente construir y ejecutar un proyecto local, y si puede hacerlo, su probabilidad de éxito aumenta de manera inherente".

Según van Hemmen, las estrellas están aparentemente alineadas para este proyecto, ya que Nueva Jersey ofrece "este semillero extraño para la innovación tecnológica. Nueva Jersey tiene la línea de costa, tiene la capacidad de transporte, tiene la educación ... el tamaño del proyecto es el correcto para que se desarrolle en Nueva Jersey ".

Uno de los jugadores clave es Ohmsett en Leonardo, Nueva Jersey, ubicado en Raritan Bay. Esta es una instalación de prueba de tanques de clase mundial situada directamente en un área que podría resultar ideal para las pruebas del mundo real, ya que van Hemmen cree que las olas en las partes protegidas de la bahía de Raritan están a la escala con el modelo 15: 1 como el Las olas del océano serían para el modelo a gran escala.

Aunque la política (para obtener el permiso para amarrar el sistema para los ensayos del mundo real) y los problemas de financiamiento rara vez son fáciles de navegar, van Hemmen, quien fue a la Escuela de Negocios de Harvard, dijo que se sorprendería si la organización no puede obtener apoyo. Entre los servicios públicos y los políticos. "Los números (costo por kWh) están ahí, y son convincentes".

De hecho, van Hemmen, siempre el ingeniero primero, ve el desafío más grande de entregar el sistema a una escala de utilidad como bastante simple: Cuerda. “Si el dinero existe, el mayor desafío será la confiabilidad del sistema de tirar de la cuerda. Ese es el desafío que mi mente estará alrededor del día y la noche ", dijo. “Estoy convencido de que podemos hacerlo funcionar, pero este es el único desafío técnico que me da el sudor frío del ingeniero. La tecnología de cuerdas ha avanzado enormemente, pero ese es el punto en el que entrará mucha energía. Afortunadamente, el problema de las cuerdas no es todo, ya que los dispositivos de tipo aleta / sobretensión montados en la plataforma superior de la plataforma de profundidad variable pueden comercializarse. viable también ".

Imágenes cortesía: SurfWEC LLC.

Caja de datos
Empresa SurfWEC LLC
Dispositivo de enganche de energía Tech Wave
Inicio de diseño 2007
Patentado 2012
Patrocinador del Instituto de Tecnología Stevens
Licencia exclusiva de SurfWEC LLC
Web www.surfwec.com