Энергия, рождённая волнами: инновации NREL для устойчивого будущего морской энергетики

Скотт Дженн из NREL называет переход от компьютерных моделей к реальным испытаниям в океане «прыжком веры»: «Сначала ты рассчитываешь всё на компьютере, а потом бросаешь устройство в океан и надеешься, что оно сработает». Однако океан непредсказуем — даже идеальное устройство может не выдержать его условий. Чтобы избежать рисков, NREL создала «мосты» между теорией и практикой: волновые бассейны, имитирующие океанские условия, динамометры для тестирования электрики и 3D-принтеры для быстрого ремонта. Такие технологии позволяют тестировать устройства в лаборатории, экономя время, деньги и снижая риски, прежде чем выходить в открытый океан.

В 2020 году команда NREL под руководством Скотта Дженна разработала устройство HERO WEC, которое преобразует энергию волн в чистую питьевую воду, что может спасти жизни в регионах, пострадавших от стихийных бедствий. Однако испытания в океане у побережья Северной Каролины в 2022 году оказались неудачными из-за отсутствия подходящих волн. В 2023 году команда провела тесты на установке LAMP в лаборатории, где можно моделировать любые волновые условия без рисков, связанных с океаном. Решение позволило быстро находить и устранять неполадки, тогда как в реальных условиях на это ушли бы недели. Лабораторные испытания, такие как на LAMP, экономят время, деньги и помогают ускорить разработку технологий.

Прототип Бриттани Лайдон, разработанный для выработки энергии за счёт раскачивания на океанских волнах, требовал масштабных испытаний. Волновой бассейн в Вашингтонском университете был слишком мал, что могло исказить данные из-за отраженных волн. Поэтому команда обратилась к SWEL в NREL, где бассейн больше и оснащён камерами и датчиками для детального анализа. Благодаря программе TEAMER Лайдон провела весной 2024 года несколько месяцев в SWEL, собрав огромное количество данных за короткое время. «Было скучно, — говорит она, — а это значит, что всё прошло идеально».

Лаборатории NREL за последние годы превратились в универсальный центр для разработки и тестирования технологий водной энергии, предлагая полный цикл услуг — от моделирования и создания прототипов до испытаний в условиях, имитирующих реальные океанские волны и энергосети. Успех экспериментов во многом зависит от команды экспертов, которые оперативно решают любые проблемы. Хотя NREL обладает впечатляющим оборудованием, в США также есть другие ключевые объекты, такие как искусственный океан ВМС США и строящийся полигон PacWave South. Вместе они формируют экосистему, которая ускоряет развитие морской энергетики. Благодаря этому за последние 10 лет отрасль совершила значительный рывок, и следующие годы обещают быть не менее впечатляющими.