Профессор Цумору Шинтаке из Окинавского института науки и технологий (OIST) стремится к чистому будущему, доступному по цене и питаемому устойчивой энергией. Первоначально работавший в области ускорителей высоких энергий, в 2012 году он решил искать новые источники энергии - ветровые и солнечные активно изучались, но вместо этого он двинулся к морю.
В том же году профессор Шинтаке и группа квантово-волновой микроскопии в OIST начали проект под названием «Морской конек», целью которого было использование энергии океанского течения Куросио, которое течет от восточного побережья Тайваня и вокруг южных частей Тайваня. Япония. В этом проекте используются подводные турбины, закрепленные на морском дне с помощью швартовных тросов, которые преобразуют кинетическую энергию устойчивых естественных течений в Куросио в полезную электроэнергию, которая затем доставляется по кабелям на сушу. Начальная фаза проекта прошла успешно, и в настоящее время подразделение ищет отраслевых партнеров для перехода к следующей фазе. Но исследователи OIST также хотели получить источник энергии океана, который был бы дешевле и проще в обслуживании.
Здесь вступает в игру мощь океанских волн у береговой линии. «Особенно в Японии, если вы пойдете по пляжу, вы найдете много четвероногих», - объясняет профессор Шинтаке. Тетраподы представляют собой бетонные сооружения в форме пирамид, которые часто размещают вдоль береговой линии, чтобы ослабить силу набегающих волн и защитить берег от эрозии. Точно так же волнорезы - это стены, построенные перед пляжами с той же целью. «Удивительно, но 30% побережья материковой части Японии покрыто четвероногими и волнорезами. Шинтаке объясняет, что замена их «интеллектуальными» четвероногими и волнорезами с прикрепленными к ним или рядом с ними турбинами будет не только генерировать энергию, но и помогать защищать побережье.
«Использование всего 1% морского побережья материковой части Японии может [генерировать] около 10 гигаватт [энергии], что эквивалентно 10 атомным электростанциям», - объясняет профессор Шинтаке. «Это здорово».
Чтобы реализовать эту идею, исследователи OIST запустили проект «Преобразователь энергии волн» (WEC) в 2013 году. Он предполагает размещение турбин в ключевых местах вблизи береговой линии, таких как близлежащие четвероногие или среди коралловых рифов, для выработки энергии.. Каждое расположение позволяет турбинам подвергаться воздействию идеальных волновых условий, которые позволяют им не только генерировать чистую и возобновляемую энергию, но и защищать побережье от эрозии, будучи доступными для тех, у кого ограниченное финансирование и инфраструктура.
Сами турбины сконструированы таким образом, чтобы выдерживать силы, воздействующие на них в суровых волновых условиях, а также в экстремальных погодных условиях, таких как тайфун. Дизайн и материалы лезвия вдохновлены плавниками дельфинов - они гибкие и, таким образом, способны снимать напряжение, а не оставаться жесткими и рисковать поломкой. Несущая конструкция также гибкая, «как цветок», объясняет профессор Шинтаке. «Стебель цветка сгибается против ветра», и так же сгибаются турбины вдоль своих осей крепления. Они также сконструированы так, чтобы быть безопасными для окружающих морских обитателей - лопасти вращаются с тщательно рассчитанной скоростью, что позволяет существам, оказавшимся среди них, убежать.
Теперь профессор Шинтаке и исследователи подразделения завершили первые этапы этого проекта и готовятся к установке турбин - полумасштабных моделей с диаметром турбины 0,35 метра - для своего первого коммерческого эксперимента. Проект включает в себя установку двух турбин WEC, которые будут питать светодиоды для демонстрации.
«Я представляю планету двести лет спустя», - говорит профессор Шинтаке. «Я надеюсь, что эти [турбины] будут работать тихо и хорошо на каждом пляже, на котором они установлены».