A vízben volt, amikor az epifánia csapott. Annette von Jouanne természetesen mindig a vízben volt, tavakban és medencékben úszott, miközben nőtt fel Seattle környékén, és versenyképes úszási távolságot tett középiskolákban és egyetemekben. Még egy edzőmedence is van a pincében, ahol ő és férje (egy Portugália volt olimpiai úszója) és három gyermekük sok időt töltöttek ... úszni.
Ebből a történetből
[×] BEZÁR
Lásd a hullámenergia bója felfelé és lefelé mutató felületének prototípusát a vízfelszínen, miközben az Oregon Állami Egyetem kutatói tanulmányozzák annak hatékonyságát
Videó: A hullámenergia bója telepítése
De 1995 decemberében az ünnepek alatt hawaii szörfözés volt. Éppen most kezdte meg az elektromosmérnöki adjunktus alkalmazását az Oregon Állami Egyetemen. 26 éves volt, és lelkesen tett változtatásokat - találhatott vagy javíthatott egy hasznos energiaforrást, lehetőleg egy olyan energiát, amely nem volt szűkös, átmeneti vagy kiszámíthatatlan vagy piszkos. A nap lement. A szél haldoklott. Dörzsölte a duzzanatot.
"Ahogy a nap lebegett, engem ütött: egész nap és egész éjjel hullámokkal tudtam vezetni, egész évben" - mondja von Jouanne. "A hullámteljesítmény mindig ott van. Soha nem áll le. Arra gondoltam, hogy módot kell találni arra, hogy egy óceánbuborék energiáját praktikusan és hatékonyan, felelősségteljes módon hasznosítsuk."
Manapság a von Jouanne az egyik hajtóerő a gyorsan növekvő hullámenergia területén - és vezető támogatója. Elmagyarázza mindenkinek, aki hallgatni fogja, hogy a szél- és a napenergia ellenére a hullámenergia mindig rendelkezésre áll. Még akkor is, ha az óceán nyugodtnak tűnik, a duzzanat elegendő mértékben mozgatja a vizet az áram előállításához. És egy készülék, amely egy hullámból kilowatt energiát generál, sokkal kisebb lehet, mint ami a szél vagy a napfény kilowattjának kihasználásához szükséges, mivel a víz sűrű és az általa kibocsátott energia koncentrált.
Mindez az energia természetesen romboló, és évtizedek óta a kihívás egy olyan eszköz felépítése volt, amely képes ellenállni a szörnyek hulláinak és a szélsebességű szélnek, nem is beszélve a maró sós vízről, a tengeri moszatról, az úszó törmelékről és a kíváncsi tengeri emlősökről. Az eszköznek hatékonynak kell lennie és kevés karbantartást igényel.
Ennek ellenére a csábítás ellenállhatatlan. Olyan gép, amely kimeríthetetlen, nem szennyező energiaforrást képes felhasználni, és amelyet elegendő mennyiségben lehet gazdaságosan telepíteni jelentős mennyiségű villamosenergia előállításához - ez a kor mindennapi előnye.
A mérnökök tucatnyi gépet építettek, úgynevezett hullámenergia-átalakítókat, és néhányat kisméretű teszteltek. Az Egyesült Államokban a hullámok a mai villamosenergia-szükséglet kb. 6, 5 százalékát tölthetik ki - mondja Roger Bedard, a kaliforniai Palo Alto-i energiaügyi gondolkodótest Villamosenergia-kutatási Intézetének. Ez megegyezik az energia 150 millió hordóban lévő olajjal - körülbelül ugyanannyi energiamennyiséggel, amelyet az összes amerikai vízierőmű gáta termel -, elegendő ahhoz, hogy 23 millió tipikus amerikai házat táplálja. A legerősebb hullámok a nyugati partokon fordulnak elő az erős nyugat-keleti globális szél miatt, így Nagy-Britannia, Portugália és az Egyesült Államok nyugati partja tartozik azokhoz a helyekhez, ahol a hullámenergia fejlődik.
Az úszás mellett von Jouanne fiatalabb szenvedélye a dolgok működésének megtanulása volt. Kis készülékekkel kezdődött. Egy ébresztőóra tört. Csavarozta le a hátát, rögzítette a mechanizmust, és összetette. Körülbelül 8 éves volt. "Nagyon izgalmas volt számomra" - mondja. A számológépekhez, majd a számítógéphez, amelyet pénzzel vásárolt papír útjából, költözött tovább. Egy nap arra várt, hogy a szülei elhagyják a házat, hogy szétválaszthassa a televíziót és összeszerelje azt, mielőtt visszatérnének. (Von Jouanne arra figyelmezteti a gyerekeket, hogy ne tegyék úgy, ahogy tette: "van egy nagyfeszültségű alkatrész.")
Amikor testvérei, nyolc és tíz évvel idősebbek, hazajöttek főiskolai szünetekre, unalmas volt a mérnöki tankönyvek felett. (Egy idősebb nővér üzleti diplomát szerzett.) "Olvasásuk megerősítette, hogy igen, ezt akarom csinálni" - emlékszik vissza.
Villamosmérnöki tanulmányait egyetemi hallgatóként végezte a dél-illinoisi egyetemen és doktori fokozatát a texasi A&M egyetemen. Gyakran egy kevés nő között volt az osztályban. "Soha nem láttam magam nőmérnökként" - mondja. "Láttam magam mérnöknek, aki megpróbálta a dolgok jobbá tételét a világ számára."
Az Oregon Állami Egyetemen hullámzatos epipániáját Alan Wallace-val, az elektrotechnika professzorával hasonlította össze, aki megcsodálta az óceán hatalmát. "Azt kezdtük mondani, hogy van mód arra, hogy ezt az energiát hasznosítsuk" - emlékszik vissza. Tanulmányozták az előállított hullámenergia-átalakítókat, és évszázados szabadalmakat kerestek az összehúzódásokra a hullámok energiájának kinyerésére. Egyesek szélmalmokra, állati ketrecekre vagy hajócsavarokra hasonlítottak. A modern hatalmas bálna nézett ki. A modulok mindegyikének volt egy közös problémája: túl bonyolultak.
Vegyünk például egy Pelamis Attenuator nevű eszközt, amelyet a Pelamis Wave Power nemrégiben négy hónapig telepített Portugália partjainál. Úgy néz ki, mint egy 500 láb hosszú vörös kígyó. A hullámok hossza mentén a gép fel-le hajlik. A hajlítás a motoron pumpálja a hidraulikafolyadékot, amely áramot termel. Az ilyen komplex gépek szelepekkel, szűrőkkel, csövekkel, tömlőkkel, csatlakozókkal, csapágyakkal, kapcsolókkal, mérőkkel, mérőkkel és érzékelőkkel tele vannak. A közbenső szakaszok csökkentik a hatékonyságot, és ha egy alkatrész megsérül, az egész készülék kaput lesz.
A terület elemzése után von Jouanne azt mondta: "Tudtam, hogy egyszerűbb tervezésre van szükségünk."
A Von Jouanne laboratóriumát Wallace emlékére nevezték el, aki 2006-ban elhunyt, ám a Wallace Energy Systems & Renewables Facility (WESRF) közismert nevén "We Surf" néven ismert. Mélykékre és szürkére festett, és hullámos hullámokkal ellátott falfestményekkel festett laboratórium kutatási létesítmény és kísérleti hely volt olyan innovatív termékek számára, mint egy teljesen elektromos tengerészeti hajó, légpárnás hajó és a Ford Escape Hybrid motor. Az egyik sarokban egy magas bója található, amely egy hatalmas réz tetejű akkumulátorra emlékeztet. Mellett egy újabb bója úgy néz ki, mint két sífutó, közöttük húzott huzallal. A tervek legkorábban von Jouanne között voltak. "Az áttörések szinte mindig kudarcokból származnak" - mondja.
Áttörése egy olyan eszköz elképzelése volt, amelynek csak két fő alkotóeleme van. A legújabb prototípusokban az első elem belsejében vastag rézhuzal-tekercs van, amely a tengerfenékhez van rögzítve. A második elem egy mágnes, amely egy úszóhoz kapcsolódik, amely felfelé és lefelé mozog a hullámokkal. Ahogy a mágnest a hullámok mozgatják, mágneses tere mozog a rézhuzal helyhez kötött tekercsén. Ez a mozgás áramot indukál a vezetékben - elektromosság. Ez ennyire egyszerű.
2005 elejére von Jouanne elkészítette egyik prototípusát, és meg akarta kipróbálni, hogy vízálló-e. A hullámenergia-átalakítót az alagsorába húzta egy füstgá, amely a vizet keringteti, hogy a helyén úszhasson. Lánya, Sydney, akkor 6 éves, ült a prototípuson, ugyanis a pecsét valódi bójahoz tapadhatott. Úszott.
Ezután felhívott egy közeli hullámmedencét, ahol az emberek szimulált hullámokon játszanak.
"Kölcsönzi a medencét?" azt mondta.
"Hány embernek?" - kérdezte a kísérő.
"Nem sok ember - egy hullámenergia bója."
A park két kora reggelt adományozott vállalkozásának. Von Jouanne lehorgonyozta a gépet tíz 45 kilós súlyokkal egy egészségklubból. Jól teljesített a játékos hullámokban, fel-le rohanva, süllyedés nélkül.
Aztán jött az igazi teszt Észak-Amerika egyik leghosszabb hullámú szimulátorán.
A lombos Oregon Állami Egyetemi campus nyugati végén, a tudományos szempontból vörös téglából épült épületek mellett egy hatalmas, T alakú acél fészer található egy hatalmas burkolatú telekben. Bár az épület 50 mérföldre van a Csendes-óceántól, és jóval meghaladja a gyilkos árapályhullámokat, a bejáratánál egy kék-fehér fémjelzés jelzi: „Belépés a szökőár veszélyességi övezetébe”.
Amikor von Jouanne először hozott egy bóját, hogy teszteljék a 342 méter hosszú betonszélben az Oregon State Hinsdale hullámkutató laboratóriumában, "a dolgok nem mentek a tervek szerint" - mondja nevetve Dan Cox, az épület igazgatója. Von Jouanne és munkatársai a bóját a 15 láb mély csatornába vágták, és két-, három- és négy láb hosszú hullámokkal pufferelték. Az első öt láb hosszú hullám ráborult.
"Volt egy ballaszt-probléma - mondja von Jouanne kissé félénken. Ezt folytatja: "Villamosmérnökök vagyunk, és valóban több segítségre volt szükségünk az óceánmérnököktől, de ahhoz, hogy megszerezzük őket, több finanszírozásra van szükségünk, és további finanszírozáshoz szükségünk volt valamilyen sikerre."
Von Jouanne tovább finomította bójait. Egy kis csoport figyelte, ahogy egy öt láb hosszú hullám az egyik legújabb verziója felé tart. Ahogy a bója a túlfeszültséggel megemelkedett, a tetején egy 40 wattos villanykörte, amelyet hullámenergia táplált, kigyulladt. "Mindannyian felvidítottunk" - emlékszik vissza Cox.
A 20 szél irányát Oregon államból a tengerpartra cédrus és fenyőfák között, a Yaquina folyót követve. A folyó torkolata közelében homokos nyárs alacsony épületekkel, kagylóhéjakkal és göndör driftfával díszítve. A szellő a szomszédos kikötőből fémoszlopokkal szemben ütögetve állította elő a szélvédőket. Oregon állam Hatfield Tengeri Tudományos Központja ad otthont, amely a tengeri ökoszisztémák és az óceánok energiájának kutatására szolgál.
George Boehlert, a tengerészeti tudós és a központ igazgatója az irodájából a hullámzó tengeri fű mezőjére néz. "Amit most tudunk, azt nem tudjuk" - mondja Boehlert, akinek a piszkos szőke göndör hasonlít az óceánhullámokra. "Az óceánenergia gyorsan változó terület, és a környezetkutatóknak sok kérdésük van."
Például a bója felszívja a hullámok energiáját, csökkentve azok méretét és teljesítményét. A zsugorodott daganatok befolyásolnák a homok mozgását és a part közelében lévő áramlatokat, esetleg hozzájárulva az erózióhoz?
A bója, valamint a parti villamos hálózathoz csatlakozó tápkábelek elektromágneses tereket bocsátanak ki. És a kábelek kikötése a gitár húrjaként csapódna az áramokban. Ha ezek a zavarók megzavarják-e a bálnákat, cápákat, delfineket, lazacot, sugarakat, rákokat és más tengeri állatokat, amelyek elektromágnesességet és hangot használnak etetésre, párzásra vagy navigációra?
Összeütköznének a madarak a bójukkal, vagy a teknősök beleakadnának a kábelekbe?
A horgonyok mesterséges zátonyokat hoznának létre, amelyek vonzzák a halakat, amelyek általában nem találhatók az adott élőhelyben?
A bóják telepítése, karbantartása és eltávolítása zavarná-e a tengerfenéket vagy megváltoztatná az óceán környezetét?
"Szeretném tudni a válaszokat ezekre a kérdésekre is" - mondja von Jouanne. "Az utolsó dolog, amit meg akarok tenni, az az óceán és a gyönyörű lények károsítása." A környezeti kockázatok tanulmányozása és a hullámenergia-mérnökök számára, hogy kipróbálhassák találmányaikat, ő és az Oregon állambeli kollégák, köztük Boehlert, úszó teszthelyet építnek a közelben. A tervek szerint a jövő évben nyílik meg, és középpontjában egy olyan eszköz található, amely tele van a hullámenergia-átalakítók teljesítményére vonatkozó adatok gyűjtésére szolgáló eszközökkel.
A vizsgáló kikötőhely egy óriási erőfeszítés része, amelynek célja a hullámenergia kivezetése a laboratóriumból és az elektromos hálózatra. Egy új, az Energiaügyi Minisztérium által finanszírozott, megújuló energiaforrásokkal foglalkozó nemzeti központ révén az ország egész területén élő kutatóknak lehetősége nyílik finomítani a találmányaikat a WESRF energialaboratóriumban, kipróbálni őket a Hinsdale hullámfluidán és tökéletesíteni őket az óceánban. "Ezt kell tennünk ahhoz, hogy az állam, a nemzet és a világ számára a megújuló energiaportfólió részeként teljes mértékben felfedezzük a hullámenergiát" - mondja von Jouanne.
Boehlert és mások szerint még ha a hullámenergianek is lenne helyi környezeti hatása, ez valószínűleg sokkal kevésbé lesz káros, mint a szén- és olajüzemű erőművek. "A szénnek a légkörbe történő szivattyúzásának a tengeri élet számára sokkal rosszabb hatásai lehetnek, mint a hullámokban csapkodó bója" - mondja. "Azt akarjuk, hogy az óceánenergia működjön."
Von Jouanne nemrég vonta ki a legjobban teljesítő bójaját - a 11. prototípusát - a Yaquina-öbölön és másfél mérföldnyire a tengerparton. A bója, amely egy hatalmas, sárga repülő csészealjra hasonlít, és a középső részén ragadt fekete cső, 140 láb vízben lehorgonyzott. Öt napig emelkedett, duzzanattal esett le, és körülbelül 10 kilovatt teljesítményt generált. A következő két-három évben a von Jouanne kutatását támogató Columbia Power Technologies, a megújuló energiát gyártó társaság 100–500 kilovatt villamos energiát előállító bója telepítését tervezi az Oregon partjainál fekvő próbapadon.
"Néhány évvel ezelőtt, " mondja Cox von Jouanne-ról, "cipőfúrón dolgozott. Most kormánya hátráltatja munkáját, és cégek kopogtatnak az ajtón. Ez hihetetlenül gyors előrehaladás, amely jól alátámasztja a hullámenergia jövőjét. "
A Von Jouanne egy másik találmánya, az első ilyen, egy olyan gép, amely teszteli a hullámenergia-átalakítókat anélkül, hogy megnedvesítené őket. A bója prototípusa van rögzítve egy fémszekrényben, amely utánozza az óceán hullámai felfelé és lefelé irányuló mozgását. Az elektromos berendezések figyelik a bója által generált energiát. A tesztágy úgy néz ki, mint egy lift, a labor közepén.
Más intézmények hullámenergia-kutatói szívesen használják von Jouanne tesztágyát, ám jelenleg egy saját energiaátalakító bója van. A közeli számítógépnél ülő hallgató utasítja a készüléket, hogy szimulálja 1 méter magas hullámokat, másodpercenként 0, 6 méter sebességgel, a hullámcsúcsok közötti 6 másodperces intervallummal.
"Ez egy kis nyári hullám" - mondja von Jouanne.
A gép összehúzódik, elkísér és melegszik, mint egy vidámpark.
Ahogy a bója felfelé és lefelé mozog, egy mérőműszer regisztrálja az előállított gyümölcslét. A tű mozog. Egy kilowatt, kettő, majd három.
"Ez elég ahhoz, hogy két házat megépítsék" - mondja von Jouanne.
Elizabeth Rusch egy portlandi, oregoni székhelyű újságíró, a The Planet Hunter és más gyermektudományi könyvek szerzője.
Elektromos hullám : A von Jouanne "hullámenergia-átalakítójában" egy lehorgonyzott oszlop tekercseit egy úszóhoz rögzített mágnes veszi körül. A hullámok fel-le mozgatják az úszót és az elektromágneses interakció áramot generál. (5W infographics) 
Évek óta a laboratóriumokban, a hullámmedencékben és még az alagsorban végzett kísérletek után Annette von Jouanne mérnök kipróbálta az átalakító prototípusait az óceánban (egy daru egy bóját húz a vízbe az Oregon partján, 2007-ben). (Annette von Jouanne) 
Annette von Jouanne az óceánban áll az Oregon Otter Rock strandja mentén, közel, ahol hullámenergiás bójákkal kísérletezett. (Annette von Jouanne jóvoltából) 
Egy hajó a hullámenergia bója prototípusát a tengerbe húzza. (Annette von Jouanne) 
Az egyik bója prototípus közelebbi áttekintése. A bója sárga része a víz felszínén úszik. (Annette von Jouanne) 
A bója tetején világító fény azt jelzi, hogy a bójukon áram áramlik. (Annette von Jouanne) 
A von Jouanne laboratóriumában egy nemrégiben bemutatott találmány szimulálja a hullámhatást, lehetővé téve a kutatók számára, hogy szárazon futtassák a bója konstrukciókat (hullámenergia-eszköz tesztelése úszó nélkül). (Brian Smale) 
Von Jouanne azt mondja: "Ígéretes hozzászólást kaptunk, hogy [ez a technológia] a megfelelő út." (Brian Smale)
