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Schnabel et Ocean Energy sont peut-être jeunes, mais tous deux peuvent contribuer à lutter contre le changement climatique

La plupart des enfants qui ont grandi dans des régions froides et enneigées se souviennent de la redoutable règle des cinq jours : après cinq jours de neige à savourer du chocolat chaud et à lancer des boules de neige, tout surplus devait être échangé contre de précieuses journées de vacances d'été.

Alec Schnabel était l'un de ces enfants. Ayant grandi dans le centre de l’Ohio dans les années 2000, il se souvient avoir éclipsé la règle des cinq jours la plupart des hivers. Mais ensuite, en vieillissant, quelque chose a changé.

"Nous avons vu moins de neige", a déclaré Schnabel. « Et maintenant, c'est toujours très vert en hiver. Dans l’Ohio, nous recevons de la neige, mais elle fond instantanément.

Schnabel, qui est maintenant chercheur en énergie marine au National Renewable Energy Laboratory (NREL), fait partie de la première génération à voir le changement climatique modifier son monde en temps réel – une expérience qui peut être tout aussi puissante et terrifiante que de regarder un être cher. un âge.

Moins de neige peut sembler un changement insignifiant, voire bienvenu, sauf pour les enfants qui ne profitent pas de la joie cristalline d'une journée de neige. Mais Internet diffuse sans fin les ravages les plus sinistres du changement climatique, comme des incendies de forêt dévastateurs, des tempêtes tropicales plus violentes et des sécheresses décimant les récoltes. (En passant, la perte de neige dans l'Ohio n'est pas négligeable ; moins de neige pourrait être liée à sécheresse estivale et augmentation des populations de tiques).

"Quelque chose à propos du changement climatique m'a dérangé, m'a vraiment gêné", a déclaré Schnabel. "Je voulais vraiment participer à la recherche d'une sorte de solution."

Maintenant, il l’est.

Au NREL, Schnabel travaille sur énergie marine des appareils conçus pour générer de l’énergie propre à partir des vagues, des courants océaniques et fluviaux, des marées et d’autres forces aquatiques. Cette nouvelle énergie renouvelable est à la fois prévisible et puissante ; Les eaux américaines contiennent suffisamment d'énergie pour répondre à environ 60 % des besoins en électricité du pays. Nous ne pouvons pas exploiter toute cette énergie, tout simplement parce que nous ne pouvons pas recouvrir nos océans et nos rivières de technologie. Et aujourd’hui, parce que l’industrie est encore si jeune, nous ne pouvons pas exploiter grand-chose.

Schnabel veut contribuer à changer cela. Il travaille à faire progresser un élément particulièrement puissant des technologies de l’énergie marine : leurs entrailles électroniques.

Le problème de puissance de l’énergie houlomotrice

Comparées à d’autres sources d’énergie, comme les rafales de vent et le soleil, les vagues océaniques peuvent déferler comme une série d’uppercuts plutôt que comme une poussée constante.

« L’énergie des vagues pulse. Ça gonfle. Ça s'arrête. Ça bouge», a déclaré Schnabel.

Cela signifie que les dispositifs houlomoteurs doivent être conçus pour gérer ces grandes variations de puissance – et c’est plus facile à dire qu’à faire. Déjà connu comme « le spécialiste de l'électronique de puissance » après seulement un an au NREL, Schnabel passe son temps à manipuler les composants électroniques qui contrôlent la façon dont un appareil réagit aux uppercuts de l'océan. Ces commandes, connues sous le nom d’électronique de puissance, peuvent aider à réguler la quantité d’énergie absorbée par un générateur ; l'objectif est d'en absorber suffisamment pour générer des quantités substantielles d'électricité, mais pas au point que les pièces commencent à se briser trop tôt.

Si Schnabel peut contribuer à atteindre cet équilibre sur la corde raide, « cela représenterait d’énormes progrès pour l’industrie », a-t-il déclaré.

Mais les avantages s’étendraient au-delà du seul secteur de l’énergie marine. L'énergie océanique et fluviale pourrait aider les communautés rurales, comme Igiugig, village isolé de l'Alaska or Les îles du Maine, remplacer les générateurs diesel par de l’énergie propre. Le renouvelable pourrait également technologies océaniques énergétiques, comme des capteurs d’observation qui surveillent les tempêtes tropicales. Et la puissance constante et prévisible de l’énergie marine pourrait même aider certains États à atteindre leurs objectifs ambitieux en matière d’énergie propre.

"C'est vraiment bien de disposer d'un portefeuille diversifié de sources d'énergie potentielles, au cas où l'une d'elles fonctionnerait mieux pour un emplacement ou serait plus rentable", a déclaré Schnabel. « Par exemple, si vous êtes au Kansas, l'énergie des vagues ne signifie rien pour vous, mais le vent, si. Mais si vous êtes le long de la côte californienne, il y a là une tonne de potentiel inexploité en matière d’énergie houlomotrice.

Des trains miniatures aux circuits

Schnabel pourrait donner l’impression qu’il vit dans le monde de l’énergie houlomotrice depuis des années. Mais il n’envisageait pas d’atterrir dans les énergies marines. Comme beaucoup d’ingénieurs en herbe, il a passé son enfance à bricoler ces fameuses briques de construction en plastique aux couleurs de l’arc-en-ciel et à construire des trains miniatures (un passe-temps qu’il a hérité de son grand-père).

À l'université, Schnabel a troqué ces voies ferrées contre des circuits électriques complexes et, après cela, s'est plongé plus profondément dans tout ce qui est électronique. Il a travaillé sur les puissants composants électriques des réfrigérateurs, des voitures et des avions pour la NASA. Comme le dit Schnabel, ses recherches visaient à « amener le monde vers l’électricité ».

Mais Schnabel voulait aussi que sa carrière soit plus qu'un simple travail – un désir inspiré (peut-être par inadvertance) par la fascination de son père pour les énergies renouvelables, la bonne consommation d'essence et les voitures électriques.

"Il a acheté une vieille Ford Focus avec l'intention de la transformer en voiture électrique", a déclaré Schnabel. « Et c'était en 2005, à une époque où ce n'était pas vraiment une chose. J’ai grandi avec ça. (Son père n'a pas achevé la conversion, mais pour Schnabel, le seul objectif était une motivation suffisante.)

Après avoir obtenu une maîtrise en génie électrique de l'Ohio State University, Schnabel avait déjà NREL en tête. « Ce sont juste un grand nom dans le domaine de l'énergie. Tout le monde le sait", a-t-il déclaré. Le laboratoire avait un poste à pourvoir pour un chercheur en énergie marine et, à sa grande surprise, la description lui convenait comme un gant.

"Je n'ai jamais vraiment eu l'intention de me lancer dans l'énergie marine", a déclaré Schnabel. "Je suis vraiment heureux de l'avoir fait, honnêtement."

Le REGATRON et un chien nommé Stella

Désormais, si Schnabel ne parcourt pas les montagnes du Colorado avec Stella, son berger australien aux yeux bleus, il simule le fonctionnement de divers éléments électroniques, souvent sur une machine portant le nom d'un méchant de film, comme REGATRON.

Schnabel utilise le système REGATRON pour émuler la façon dont les appareils à énergie houlomotrice pourrait s'intégrer dans un micro-réseau avec d'autres technologies comme les éoliennes et les générateurs diesel. Il peut même connecter un véritable générateur à une simulation océanique pour voir comment il réagit aux puissantes vagues – un moyen plus sûr, moins risqué et moins coûteux d’étudier et d’améliorer ces systèmes électriques.

Et bientôt Schnabel espère mener ses propres projets.

"Toute l'équipe a été fantastique en me donnant autant d'autonomie et en m'aidant à me développer", a déclaré Schnabel. « En tant que spécialiste de l'électronique de puissance, je dis : « Hé, je pense que nous devrions faire ça » et ils répondent : « Super ». Fait.'"

L'objectif de Schnabel est de pouvoir un jour désigner une technologie et dire : « C'était moi. J’ai aidé à construire cela. En tant que stagiaire chez General Electric, il a construit un bouton pour un réfrigérateur et, pendant au moins un temps, a pu visiter son invention dans les salles d'exposition.

« Mais ce serait génial si c’était à plus grande échelle. Par exemple, la technologie de ce convertisseur d'énergie houlomotrice produit de l'énergie pour les gens et a un impact positif sur le monde », a déclaré Schnabel. "C'est ce que j'ai décidé de faire."

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Gracieuseté de NREL. Par Caitlin McDermott-Murphy

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• La source: https://cleantechnica.com/2024/03/10/beneath-the-surface-alec-schnabel-has-the-power-and-the-power-electronics-to-advance-wave-energy/