Un enfoque TEAMER para combatir el cambio climático

Un enfoque TEAMER para combatir el cambio climático


¿Cómo construimos una industria de energía oceánica exitosa? Construye un EQUIPO

Artículo cortesía de Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL). Por Caitlin McDermott Murphy

«Se puso más caliente».

Eso es lo que dice el libro de ciencia ficción. El Ministerio para el Futuro comienza El personaje principal, Frank May, mira por la ventana de su apartamento una mañana de sauna en el norte de la India. Son las 6 a. m. y ya hay 103 grados Fahrenheit. El poder se apaga. La gente entra en pánico. Incluso hoy en día, un corte de energía puede ser mortal. Pero ciertamente lo es en esta visión ficticia de un mundo devastado por el cambio climático.

hoy el mundo es se pone más caliente Pero eso no significa que la distopía de May sea la realidad del mañana. La transición a energía limpia y renovable, incluidas tecnologías prometedoras de energía oceánica, reduciría significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero y ayudaría a la administración Biden a alcanzar su objetivo de emisiones netas de carbono cero, es decir, un equilibrio entre los gases de efecto invernadero emitidos y eliminados en la atmósfera. – para 2050 Para hacer esto, Estados Unidos debe construir su equipo de energía renovable, incluida la energía oceánica emergente pero aún no comercialmente viable. y hacer eseel país necesita un EQUIPO.

El programa TEAMER, que significa Testing Expertise and Access for Marine Energy Research, fue lanzado en 2019 por la Oficina de Tecnologías de Energía Hidráulica del Departamento de Energía de EE. UU. y reúne prometedoras empresas emergentes de energía marina con expertos de laboratorios nacionales, universidades y otros socios en el TEAMER. red juntos. Hasta la fecha, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) ha apoyado 15 de los 71 proyectos TEAMER (una selección de los cuales se puede encontrar aquí).

«Nuestros laboratorios nacionales son recursos fantásticos para la industria de la energía oceánica», dijo Michael Lawson, científico principal de NREL y gerente general del programa de investigación y desarrollo de energía hidroeléctrica del laboratorio. “Desafortunadamente, las empresas jóvenes no siempre tienen los recursos para trabajar con nosotros. TEAMER resuelve este problema.”

Juntos, estos equipos (de ahí el nombre TEAMER) pueden acelerar el desarrollo de tecnologías de bajo costo que generan energía para la red de EE. UU. La energía oceánica podría ayudar a descarbonizar la red y, dado que complementa otras fuentes de energía renovable, también podría ayudar a mantener la resiliencia y confiabilidad del sistema energético nacional (para evitar el sombrío escenario de apagón descrito en El Ministerio para el Futuro).

«Es asombroso ver cuánto progreso se ha logrado», dijo Lauren Ruedy, gerente de tecnología en la Oficina de Tecnologías de Energía Hidráulica que ayudó a desarrollar el programa TEAMER. “No solo ayudamos a los desarrolladores a mejorar su tecnología; También recopilamos datos confiables, con formato consistente y disponibles públicamente que servirán a la industria en su conjunto”.

A través de TEAMER, los desarrolladores e investigadores de tecnología tienen acceso a expertos en más de 30 instalaciones de clase mundial, incluido NREL. Juntos, los equipos evalúan y mejoran los diseños de tecnología en todo, desde el modelado numérico de etapa inicial hasta las pruebas de laboratorio de prototipos más maduros. Este enfoque iterativo es la clave para un éxito comercial más rápido y costos generales más bajos. Trabajando solos, los desarrolladores podrían cometer errores que otros ya han cometido y superado. Y pulir los defectos de un diseño en un entorno virtual o de laboratorio es mucho menos arriesgado que tratar de solucionar los problemas en el mar.

Entonces, ¿cómo son estos proyectos? Aquí hay tres ejemplos que demuestran el progreso que pueden hacer los desarrolladores cuando se unen a los expertos de NREL.

El Tidal Power Tug – Pruebas de laboratorio

Destinatario del apoyo TEAMER: Aquantis

línea NREL: Scott Hughes y Toan Tran

El Aquantis Tidal Power Tug hace exactamente lo que sugiere su nombre; tira de la marea para generar energía limpia. El dispositivo es liviano y, por lo tanto, menos costoso de construir y puede generar grandes cantidades de electricidad con un uso mínimo de materiales y costos. Esto es particularmente valioso para su mercado objetivo: redes remotas y locales. Para las aldeas alejadas de la red, estos dispositivos podrían proporcionar energía limpia y confiable a partir de las mareas que entran y salen de los ríos y bahías cercanos.

Ahora Aquantis está puliendo su diseño con la ayuda de TEAMER y NREL. La compañía encargó a los expertos del laboratorio que desarrollaran un modelo que pudiera predecir cómo podría funcionar la turbina horizontal del Tidal Power Tug, que se parece a las palas de un helicóptero en miniatura, en mareas reales. Para reducir aún más los costos, la compañía está construyendo sus nuevos álabes de turbina con materiales que son menos costosos y potencialmente más adecuados para sobrevivir en un entorno de agua de mar bajo el agua. Los investigadores de NREL están apoyando el desarrollo de estas nuevas palas evaluando su capacidad de fabricación y rendimiento, así como las propiedades del material tanto en condiciones secas como empapadas de agua.

Cerrando el trato para las turbinas mareomotrices: pruebas de laboratorio

Destinatario del apoyo TEAMER: Poder verde

línea NREL: Robynne Murray y Scott Lambert

Muchas turbinas mareomotrices parecen diminutas turbinas eólicas submarinas, pero tienen que soportar un entorno muy diferente al del viento. El agua densa, fuerte y, a menudo, salada puede acortar la vida útil de un dispositivo si no está equipado para tales condiciones. Una parte crítica de la armadura de una máquina de energía marina son los sellos giratorios, que permiten que las turbinas giren y generen energía mientras evitan que entre agua.

Al trabajar con Verdant Power, los expertos de NREL desarrollaron un sistema de prueba personalizado para que la empresa pudiera ver qué tan bien funcionan sus sellos giratorios durante la vida útil de una unidad. «Al desarrollar un marco riguroso para estudiar los mejores sellos», dijo Robynne Murray, ingeniera mecánica de NREL, «podríamos ayudar a Verdant Power y a la industria de la energía oceánica a lograr una operación confiable y de bajo costo para implementaciones submarinas prolongadas».

Los datos recopilados a través de esta colaboración TEAMER podrían ayudar a toda la industria a mejorar estos componentes críticos y acelerar el desarrollo de turbinas mareomotrices comercialmente exitosas.

Un «PIP» de un Convertidor de Energía de las Olas – Modelado Numérico

Destinatario del apoyo TEAMER: iProTech

línea NREL: David Oden

El dispositivo de energía de las olas de iProTech (llamado «PIP») actúa como dos péndulos atados que se balancean en las olas del océano. Para analizar exactamente cómo se mueven estos péndulos y cuánta energía podrían generar en las olas frente a la costa de California, la empresa buscó la ayuda de NREL.

Usando TEAMER, los investigadores de NREL desarrollaron dos modelos: uno para evaluar cómo los cambios en la geometría del dispositivo podrían afectar su generación de energía y otro para analizar el sistema hidráulico de la máquina, el mecanismo que transforma este movimiento en electricidad. «Descubrimos que cambiar una cierta combinación de variables podría mejorar potencialmente el rendimiento del dispositivo», dijo David Ogden, ingeniero mecánico e investigador principal de NREL que trabaja con iProTech.

«TEAMER nos permite colaborar con la industria y aplicar nuestro software de simulación a aplicaciones del mundo real», dijo Ogden. «Es una relación simbiótica. Usted se beneficia de esta programación. Nos beneficiamos de tener una mejor comprensión de lo que necesita la industria”.

¡Asóciese con NREL! Aprender cómo aplicar por el apoyo de TEAMER y encontrar otras formas de colaborar con el laboratorio. recordar Regístrese para recibir el boletín de noticias sobre energía hidroeléctrica de NREL, La corriente¡para!


 


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