科学者はウェイブライダーブイを使用して波力エネルギー研究を実施

マイク・ムグリアは波を逃すのが嫌いです。

自称サーフジャンキーであるムグリアは、ノースカロライナ州のアウターバンクス沖のサーフボードで波をキャッチします。さらにこれらの海域（正確には15海里）に別のサーファーが座っています。ウェイブライダーと名付けられたこのサーファーは、440ポンド、半分はバナナイエロー、半分はビートパープルのブイで、ムグリアは私たちの海を流れるエネルギーを研究するために使用しています。

このバナナイエローのWaveriderブイは、ノースカロライナ州の海岸沖で12か月間過ごし、海の波、潮流、潮汐、水温に関するデータを収集して、海洋エネルギー開発者が海からクリーンで再生可能なエネルギーを調達するのに最適な場所を見つけるのに役立ちます。写真提供：Mike Muglia

海洋エネルギー（海流、波、潮汐、水温の変化から生成されるクリーンな電力）はまだ若いですが、沿岸のコミュニティにクリーンで再生可能な電力を供給する可能性がありますアメリカ人の40％近くが住んでいるところ。それが起こる前に、科学者はどの海洋動脈が最も信頼できるエネルギーをホストしているかを特定する必要があります。と米国海域の3.4万平方海里— 50州すべての合計陸地よりも広い面積—探索することがたくさん残っています。

現在、MugliaとMiguel Canalsは、XNUMXつの新しいWaveriderブイを配備しました。XNUMXつはノースカロライナ沖、もうXNUMXつはプエルトリコ沖です。そこで、サーファーは大西洋のそれらの地域の表面波に関する詳細なデータを収集し、波、海流、および水温に関する公開されているデータセットに追加して、海洋エネルギーを大規模な使用に近づけるだけでなく、科学者が理解するのを助けます気候変動が私たちの海にどのように影響しているか。

Mugliaは、サウスカロライナ州南東大西洋沿岸海洋観測地域協会の主任研究員であり、ノースカロライナ州沿岸研究所の研究教授であり、Canalsは、プエルトリコのカリブ海沿岸海洋観測システムの主任研究員です。

「私たちは利用可能な波力エネルギー資源を特徴づけたいのです」と、ムグリアのように彼が研究しているのと同じ波をサーフィンする運河は言いました。「しかし、将来の世代のために、海と変化する気候を理解するために、波に関する長期データも収集したいと考えています。」

XNUMXつのWaveriderブイを所有する国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、海洋の専門家であるMugliaおよびCanalsと提携して、この重要な新しいデータを収集しました。このNREL主導の取り組みは、米国エネルギー省の水力技術局によって資金提供された、より大規模なXNUMX年間のプロジェクトの一部です。共同の複数機関による調査では、テクノロジーおよびプロジェクト開発者が次世代のデバイスを設計するために必要なリソースデータが生成されます。 XNUMXつの機関（またはブイ）がすべてを収集することはできません。そのため、MugliaやCanalsなどのパートナーは非常に価値があります。これらのパートナーが生成するデータは、モデルの精度を検証および改善するために使用され、実際の海洋の詳細な記録としてもそれ自体で価値があります。このプロジェクトのデータ（測定値とそれらを使用するモデルの両方）は、海洋エネルギーアトラス.

「海」と、WaveriderおよびMarine EnergyAtlasプロジェクトを率いるNRELの物理海洋物理学者であるLeviKilcher氏は、次のように述べています。しかし、私たちは成功を収め始めており、この業界にいることは非常にエキサイティングな時期になっています。」

2年2021月40日、ムグリアは船に近づきすぎて泳ぐ可能性のあるウミガメ、イルカ、その他の野生生物を監視する甲板員と海洋哺乳類のオブザーバーと一緒にミスキャロラインに出発しました。 XNUMX海里のXNUMX時間の旅では、球根状のWaveriderブイが、小さなスキフの後ろにあるゴム製のタイヤにしっかりと固定されていました。ミスキャロラインがGPS以外では周囲の海域と区別がつかない選択された場所に巡航したとき、チームは、ほぼ雲ひとつない青い空の下にウェイブライダーを固定する前に、水中の障害物がないかエリアをスキャンしました。

XNUMXつのブイは、孤独な海の家から、衛星通信システムを使用して、ライブデータをムグリアと運河のチームに送り返します。ソーラーパネルはこれらのシステムに電力を供給するのに役立ち、点滅するライトはボートに安全な距離を保つように警告します。

現在、Muglia、Canals、およびその同僚と学生は、データの最初のバッチがストリーミングされるのを待ち焦がれています。波力エネルギーの研究者とエンジニアも待ち焦がれています。彼らは、海の動きに関する高品質のデータを使用して、海面の動きからエネルギーを抽出するように調整された波力エネルギー変換器を設計できます。

このデータは、気候や環境の科学者にも役立ちます。

プエルトリコの熱帯海域では、激しい冬の嵐と夏のハリケーンがエネルギッシュな海を作り出す可能性があります。運河と彼のチームは、特にその高いエネルギーポテンシャル（波が力を詰め込む）のためにブイサイトを選択しましたが、データは、極端な波のイベントが沿岸環境にどのように影響するかを研究者が理解するのにも役立ちます。これまでのところ、運河はプエルトリコでハリケーンマリアにXNUMXつのブイを失っただけです。 XNUMX週間後、タークス・カイコス諸島で回収されました。

15年2021月XNUMX日にWaveriderの配備に成功した運河も、海底にアサリ、カキ、海の星、ナマコなどの海底生物や敏感な生息地などの底生生物が大量に生息していないため、彼の場所を選びました。「砂と泥だけがあります。これは、アンカーの展開に理想的な場所です。」と彼は言いました。

プエルトリコでは、Waveriderブイは、気候科学者が、激しい冬の嵐や夏のハリケーンで発生した極端な波が沿岸環境にどのように影響するかを追跡するのに役立ちます。ミゲルカナルスの写真提供

複数の沖合ブイを監視している運河もムグリアも、野生生物がブイの係留に絡まるのを見たことがありません。実際、彼らは反対のことを見てきました。ブイは、細くて泥色のスギと、ボブ装置を群がらせるのが好きな大きな鼻のネオンイエローのマヒマヒの群れを引き付けます。

そして、Waveridersは魚や科学者だけのものではありません。

ブイの測定値をノースカロライナ州のジェネットの埠頭水族館にストリーミングすることで、年間約250,000万人の訪問者を迎えます。ノースカロライナの沖合で」とムグリアは言った。

世界中のどのコンピュータからでも同じデータを見つけることができます。オンラインデータフィードを使用して、沿岸データ情報プログラム、運河やムグリアのようなサーファーは、サーフボードに出かける前に、危険な海流、極寒の気温、または平坦な波をチェックできます。また、法執行機関が不安定な海域をナビゲートして、オフショアの法律違反者に追いつくのにも役立ちます。

「主な目的は資源の特性評価ですが、ブイはサーファー、漁師、パドルボーダー、ダイバー、法執行機関、沿岸管理者、ボート乗りに多くの用途があります。」と運河は言いました。

両方のブイは現在、メキシコ湾（プエルトリコの北海岸のカリブ海沿岸海洋観測システムの近く）を通過するメキシコ湾流の近くに浮かんでおり、東海岸をカナダに向かう前にフロリダの周りに引っ掛かります。暖かく栄養豊富な水で、メキシコ湾流は世界の気候の主要な規制当局、海洋野生生物を養い、彼らの人口が繁栄するのを助けるので、米国の漁業も繁栄することができます。

それでも、ムグリアは「ここで何が起こっているのかはよくわかっていません」と述べました。これらの豊かでエネルギッシュな水は、クリーンエネルギーで沿岸地域社会に電力を供給するのに役立つ可能性があります。しかし、気温が変化したり、速い流れが遅くなったりすると、世界の天気や気候が混乱し、原因となる可能性がありますヨーロッパでのより激しい嵐またはボストンやニューヨークのような主要な米国の都市のより高い海面。

XNUMXつのWaveriderブイは、海洋エネルギー開発者と気候科学者の両方がこれらの神秘的な海域をよりよく理解するのに役立ちます。

今のところ、彼がデータを待っている間、Mugliaは、Waveriderがオフショアでサーフィンをしているときに、サーフボードでもラボでも、別の波を見逃すことはないことが保証されています。

NRELの詳細水資源特性研究.

記事の礼儀 NREL.

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