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Schnabel e Ocean Energy possono essere giovani, ma entrambi possono aiutare a combattere il cambiamento climatico

La maggior parte dei bambini cresciuti in zone fredde e soggette a neve ricorda la temuta regola dei cinque giorni: dopo cinque giorni di neve assaporando cioccolata calda e lanciando palle di neve, ogni extra doveva essere scambiato con preziosi giorni di vacanze estive.

Alec Schnabel era uno di quei ragazzi. Cresciuto nell’Ohio centrale negli anni 2000, ricorda di aver eclissato la regola dei cinque giorni nella maggior parte degli inverni. Ma poi, invecchiando, qualcosa è cambiato.

"Abbiamo visto meno neve", ha detto Schnabel. “E adesso è molto verde durante l'inverno, sempre. In Ohio c’è un po’ di neve, ma si scioglie all’istante”.

Schnabel, che ora è ricercatore di energia marina presso il National Renewable Energy Laboratory (NREL), fa parte della prima generazione che ha visto i cambiamenti climatici alterare il proprio mondo in tempo reale: un'esperienza che può essere altrettanto potente e terrificante quanto guardare una persona amata. un'età.

Meno neve potrebbe sembrare un cambiamento insignificante o addirittura gradito, tranne che per i bambini che si perdono la gioia cristallina di una giornata sulla neve. Ma Internet trasmette una sequenza infinita degli eventi più sinistri causati dal cambiamento climatico, come incendi devastanti, tempeste tropicali più violente e siccità che decimano i raccolti. (A proposito, la perdita di neve nell'Ohio non è insignificante; si potrebbe collegare a meno neve siccità estiva e picco nelle popolazioni di zecche).

"Qualcosa riguardo al cambiamento climatico mi ha infastidito, mi ha davvero colpito", ha detto Schnabel. "Volevo davvero partecipare alla ricerca di una sorta di soluzione."

Adesso lo è.

Alla NREL, Schnabel lavora energia marina dispositivi progettati per generare energia pulita dalle onde, dalle correnti oceaniche e fluviali, dalle maree e da altre forze idriche. Questa nuova fonte rinnovabile è prevedibile e potente; Le acque degli Stati Uniti contengono energia sufficiente a soddisfare circa il 60% del fabbisogno elettrico del Paese. Non possiamo sfruttare tutta quell’energia, semplicemente perché non possiamo rivestire i nostri oceani e i nostri fiumi di tecnologia. E oggi, poiché il settore è ancora così giovane, non possiamo sfruttare granché.

Schnabel vuole contribuire a cambiare la situazione. Sta lavorando per far avanzare una parte particolarmente potente delle tecnologie energetiche marine: le loro viscere elettroniche.

Il problema della potenza dell'energia del moto ondoso

Rispetto ad altre fonti di energia, come le raffiche di vento e il sole, le onde dell’oceano possono sollevarsi come una serie di montanti anziché come una spinta costante.

“L’energia delle onde è pulsante. Si sta gonfiando. Si sta fermando. È commovente", ha detto Schnabel.

Ciò significa che i dispositivi per l’energia del moto ondoso devono essere progettati per gestire queste grandi oscillazioni di potenza, e questo è più facile a dirsi che a farsi. Già noto come "il ragazzo dell'elettronica di potenza" dopo solo un anno al NREL, Schnabel passa il suo tempo a manipolare i componenti elettronici che controllano il modo in cui un dispositivo reagisce ai montanti dell'oceano. Questi controlli, noti come elettronica di potenza, possono aiutare a regolare la quantità di energia assorbita da un generatore; l'obiettivo è assorbirne abbastanza da generare quantità sostanziali di elettricità, ma non così tanta da far sì che le parti inizino a rompersi troppo presto.

Se Schnabel potesse contribuire a raggiungere questo equilibrio, “sarebbe un enorme passo avanti per il settore”, ha affermato.

Ma i benefici si estenderebbero oltre il semplice settore dell’energia marina. L’energia oceanica e fluviale potrebbe aiutare le comunità rurali, ad esempio Il villaggio isolato di Igiugig in Alaska or Le isole del Maine, sostituire i generatori diesel con energia pulita. Anche le rinnovabili potrebbero tecnologie energetiche oceaniche, come sensori di osservazione che tengono d'occhio le tempeste tropicali. E la potenza costante e prevedibile dell’energia marina potrebbe persino aiutare alcuni stati a raggiungere i loro aggressivi obiettivi di energia pulita.

"È davvero utile avere un portafoglio diversificato di potenziali fonti energetiche nel caso in cui una funzioni meglio per un luogo o sia più conveniente", ha affermato Schnabel. “Ad esempio, se ti trovi in ​​Kansas, l'energia delle onde non significa nulla per te, ma il vento sì. Ma se ti trovi lungo la costa della California, lì c’è un sacco di potenziale energetico delle onde non sfruttato”.

Dai modellini di treni ai circuiti

Potrebbe sembrare che Schnabel viva da anni nel mondo dell'energia delle onde. Ma non aveva intenzione di approdare all’energia marina. Come molti ingegneri in erba, ha trascorso la sua infanzia armeggiando con quei famosi mattoncini di plastica color arcobaleno e costruendo modellini di treni (un passatempo che ha imparato da suo nonno).

Al college, Schnabel scambiò i binari del treno con complessi circuiti elettrici e, successivamente, si dedicò sempre di più al mondo dell'elettronica. Ha lavorato sulle potenti viscere elettriche all'interno di frigoriferi, automobili e... aerei per la NASA. Come dice Schnabel, la sua ricerca mirava a “portare il mondo verso l’elettricità”.

Ma Schnabel voleva anche che la sua carriera fosse qualcosa di più di un semplice lavoro, un desiderio instillato (forse inavvertitamente) dalla passione di suo padre per le energie rinnovabili, il buon consumo di carburante e le auto elettriche.

"Ha comprato una vecchia Ford Focus con l'intento di convertirla in un'auto elettrica", ha detto Schnabel. “E questo accadeva nel 2005, quando non esistevano ancora. Sono cresciuto con quello. (Suo padre non ha completato la conversione, ma per Schnabel solo l'obiettivo era una motivazione sufficiente.)

Dopo aver conseguito un master in ingegneria elettrica presso la Ohio State University, Schnabel aveva già in mente NREL. “Sono semplicemente un grande nome nel campo dell'energia. Lo sanno tutti", ha detto. Il laboratorio aveva un posto vacante per un ricercatore di energia marina e, con sua sorpresa, la descrizione si adattava perfettamente al suo curriculum.

"Non ho mai avuto intenzione di dedicarmi all'energia marina", ha detto Schnabel. "Sono davvero felice di averlo fatto, onestamente."

Il REGATRON e un cane di nome Stella

Ora, se Schnabel non sta facendo un'escursione sulle montagne del Colorado con Stella, il suo pastore australiano dagli occhi azzurri, sta simulando come funzionano insieme vari componenti elettronici, spesso su una macchina con il nome di un cattivo del film, come REGATRON.

Schnabel utilizza il sistema REGATRON per emulare il modo in cui i dispositivi energetici del moto ondoso potrebbe integrarsi in una microrete con altre tecnologie come turbine eoliche e generatori diesel. Può persino collegare un vero generatore a una simulazione oceanica per vedere come risponde alle onde potenti: un modo più sicuro, a basso rischio e meno costoso per studiare e migliorare questi sistemi energetici.

E presto Schnabel spera di poter condurre i propri progetti.

"Tutto il team è stato fantastico nel darmi così tanta autonomia e aiutandomi a crescere", ha detto Schnabel. “Essendo un esperto di elettronica di potenza, dico: 'Ehi, penso che dovremmo farlo', e loro dicono: 'Fantastico. Fatto.'"

L'obiettivo di Schnabel è quello di poter, un giorno, indicare una tecnologia e dire: “Quello ero io. Ho contribuito a costruirlo. Come stagista presso la General Electric, costruì un pulsante per un frigorifero e, almeno per un po', poté visitare la sua invenzione negli showroom.

“Ma sarebbe fantastico se ciò avvenisse su scala più ampia. Ad esempio, la tecnologia di quel convertitore di energia del moto ondoso sta producendo energia per le persone e sta avendo un impatto positivo sul mondo", ha affermato Schnabel. "Questo è quello che ho deciso di fare."

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Per gentile concessione di NREL. Di Caitlin McDermott-Murphy

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