Mike Muglia haat het om een golf te missen.
Muglia, die zichzelf omschrijft als surfjunkie, vangt golven op zijn surfplank voor de kust van de Outer Banks in North Carolina. Verderop in die wateren - 15 zeemijl om precies te zijn - zit een andere surfer. Met de toepasselijke naam Waverider, is deze surfer een 440 pond, half banaan-gele, half-biet-paarse boei die Muglia gebruikt om de energie te bestuderen die in onze oceanen stroomt.
Deze banaangele Waverider-boei zal 12 maanden voor de kust van North Carolina verblijven en gegevens verzamelen over oceaangolven, stromingen, getijden en watertemperaturen om ontwikkelaars van mariene energie te helpen de beste plekken te vinden om schone, hernieuwbare energie uit de oceaan te halen. Foto's met dank aan Mike Muglia
Mariene energie - schone stroom opgewekt door oceaanstromingen, golven, getijden en veranderingen in watertemperatuur - is nog jong, maar heeft het potentieel om schone, hernieuwbare elektriciteit te leveren aan kustgemeenschappen waar bijna 40% van de Amerikanen woont. Voordat dat kan gebeuren, moeten wetenschappers vaststellen welke oceanische slagaders de meest betrouwbare energie bevatten. Met 3.4 miljoen vierkante zeemijl Amerikaanse wateren- een groter gebied dan de gecombineerde landmassa van alle 50 staten - er is nog veel te ontdekken.
Nu hebben Muglia en Miguel Canals zojuist twee nieuwe Waverider-boeien ingezet - een voor de kust van North Carolina en de andere voor Puerto Rico. Daar zullen de surfers gedetailleerde gegevens verzamelen over de oppervlaktegolven in die gebieden van de Atlantische Oceaan, die bijdragen aan openbaar beschikbare datasets over golven, stromingen en watertemperaturen die niet alleen mariene energie dichter bij breedschalig gebruik zullen brengen, maar ook wetenschappers helpen begrijpen hoe klimaatverandering onze oceanen beïnvloedt.
Muglia is hoofdonderzoeker bij de Southeast Atlantic Coastal Ocean Observing Regional Association en onderzoeksprofessor aan het Coastal Studies Institute of North Carolina, en Canals is hoofdonderzoeker bij het Caribbean Coastal Ocean Observing System in Puerto Rico.
"We willen de beschikbare golfenergiebronnen karakteriseren", zegt Canals, die net als Muglia op dezelfde golven surft die hij bestudeert. "Maar we willen ook langetermijngegevens over golven verzamelen om de oceaan en het veranderende klimaat te begrijpen ten behoeve van toekomstige generaties."
Het National Renewable Energy Laboratory (NREL), dat eigenaar is van de twee Waverider-boeien, werkte samen met oceaanexperts Muglia en Canals om deze cruciale nieuwe gegevens te verzamelen. Deze door NREL geleide inspanning maakt deel uit van een groter, negenjarig project dat wordt gefinancierd door het Water Power Technologies Office van het Amerikaanse Department of Energy. Het collaboratieve, multi-institutionele onderzoek genereert de resourcegegevens die technologie- en projectontwikkelaars nodig hebben om de volgende generatie apparaten te ontwerpen. Geen enkele instelling (of boei) kan alles verzamelen, daarom zijn partners zoals Muglia en Canals zo waardevol. De gegevens die deze partners genereren, worden gebruikt om de nauwkeurigheid van modellen te verifiëren en te verbeteren, en zijn op zichzelf ook waardevol als gedetailleerde gegevens over de echte oceaan. De gegevens van dit project - zowel de metingen als de modellen die ze gebruiken - zijn openbaar beschikbaar op de Mariene Energieatlas.
"De oceaan", zegt Levi Kilcher, een fysisch oceanograaf bij NREL die de Waverider- en Marine Energy Atlas-projecten leidt, "is een buitengewoon uitdagende omgeving. Maar we beginnen succes te zien, wat het een zeer opwindende tijd maakt om in deze branche te zijn.”
Op 2 augustus 2021 vertrok Muglia in de Miss Caroline met een matroos en zeezoogdierenwaarnemer, die uitkeek naar zeeschildpadden, dolfijnen en andere dieren in het wild die te dicht bij de boot zouden kunnen zwemmen. Voor de tocht van 40 zeemijl en drie uur zat de bolvormige Waverider-boei veilig in een rubberen band op de achterkant van de kleine skiff. Toen de Miss Caroline naar de geselecteerde plek voer - niet te onderscheiden van de omringende wateren behalve door GPS - scande het team het gebied op obstakels onder water voordat het de Waverider verankerde onder een bijna wolkenloze, blauwe lucht.
Vanuit hun eenzame oceaanwoningen sturen de twee boeien live gegevens terug naar de teams van Muglia en Canals met behulp van satellietcommunicatiesystemen. Zonnepanelen helpen die systemen van stroom te voorzien en flitsende lichten waarschuwen boten om een veilige afstand te bewaren.
Nu wachten Muglia, Canals en hun collega's en studenten ongeduldig op de eerste batch gegevens die binnenstromen. Ook onderzoekers en ingenieurs op het gebied van golfenergie wachten ongeduldig. Met behulp van hoogwaardige gegevens over hoe de oceaan beweegt, kunnen ze golfenergieconverters ontwerpen die beter zijn toegesneden op het extraheren van energie uit de beweging van het oceaanoppervlak.
De gegevens kunnen ook klimaat- en milieuwetenschappers van dienst zijn.
In de tropische Puerto Ricaanse wateren kunnen hevige winterstormen en zomerorkanen energieke zeeën creëren. Canals en zijn team hebben hun boeienlocatie specifiek gekozen vanwege het hoge energiepotentieel - die golven pakken kracht - maar de gegevens kunnen onderzoekers ook helpen begrijpen hoe extreme golfgebeurtenissen de kustomgeving beïnvloeden. Tot nu toe heeft Canals slechts één boei verloren in Puerto Rico: aan orkaan Maria. Het werd twee weken later teruggevonden bij de Turks- en Caicoseilanden.
Canals, die zijn Waverider op 15 juni 2021 met succes heeft ingezet, koos ook zijn locatie omdat de zeebodem een aanzienlijke populatie van bentische organismen - zeebodembewoners, zoals mosselen, oesters, zeesterren of zeekomkommers - of gevoelige habitats miste. "Er is gewoon zand en modder," zei hij, "wat het een ideale locatie maakt voor het plaatsen van anker."
In Puerto Rico kan de Waverider-boei klimaatwetenschappers helpen na te gaan hoe extreme golven - gesmeed in hevige winterstormen en zomerorkanen - de kustomgeving kunnen beïnvloeden. Foto's met dank aan Miguel Canals
Noch Canals, noch Muglia, die meerdere offshore boeien in de gaten houden, hebben ooit gezien dat wilde dieren verstrikt raken in boeien. In feite hebben ze het tegenovergestelde gezien: de boeien trekken scholen slanke, modderkleurige Cobia en neongele mahi-mahi met grote neus aan, die graag de dobberende apparaten zwermen.
En de Waveriders zijn niet alleen voor vissen en wetenschappers.
Door de metingen van de boeien te streamen naar het Jennette's Pier-aquarium in North Carolina, dat ongeveer 250,000 bezoekers per jaar verwelkomt, "kan het publiek binnenlopen en zien wat de golfhoogten zijn, zien wat de watertemperatuur is, zien hoe de stromingen van het oceaanoppervlak eruit zien voor de kust van North Carolina', zei Muglia.
U kunt overal ter wereld dezelfde gegevens vinden vanaf elke computer: met een online gegevensfeed die beschikbaar is via de Informatieprogramma kustgegevens, kunnen surfers zoals Canals en Muglia controleren op gevaarlijke stromingen, ijskoude temperaturen of vlakke golven voordat ze eropuit gaan op hun surfplank. Het kan wetshandhavers ook helpen bij het navigeren door vluchtige wateren om offshore wetsovertreders in te halen.
"Hoewel het hoofddoel is voor de karakterisering van hulpbronnen," zei Canals, "zal de boei veel toepassingen hebben voor surfers, vissers, paddleboarders, duikers, wetshandhavers, kustbeheerders en watersporters."
Beide boeien drijven nu in de buurt van de Golfstroom, die door de Golf van Mexico slingert (in de buurt van het Caribbean Coastal Ocean Observing System aan de noordkust van Puerto Rico) en rond Florida haakt voordat ze langs de oostkust naar Canada gaat. Met zijn warme en voedselrijke wateren is de Golfstroom een belangrijke regelgever van het wereldklimaat, voedt zeedieren en helpt hun populaties te gedijen, zodat de Amerikaanse visserijsector ook kan gedijen.
Toch zei Muglia: "Wat hier beneden gebeurt, wordt niet goed begrepen." Die rijke, energieke wateren kunnen kustgemeenschappen van schone energie voorzien. Maar als hun temperatuur verschuift of hun snelle stroming langzamer gaat, kan dat het wereldwijde weer en klimaat verstoren, met mogelijk tot gevolg: meer hevige stormen in Europa of hogere zeespiegels in grote Amerikaanse steden zoals Boston en New York.
De twee Waverider-boeien zullen zowel ontwikkelaars van mariene energie als klimaatwetenschappers helpen deze mysterieuze wateren beter te begrijpen.
Voorlopig, terwijl hij op de gegevens wacht, zal Muglia gegarandeerd nooit meer een golf missen - op zijn surfplank of in zijn laboratorium - terwijl de Waverider offshore surft.
Lees meer over NREL's onderzoek naar karakterisering van waterbronnen.
Artikel met dank aan NREL.
Waardeer je de originaliteit van CleanTechnica? Overweeg om een CleanTechnica-lid, ondersteuner, technicus of ambassadeur - of een beschermheer op Patreon.
PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.
Klik hier om toegang te krijgen.
