Sotto la superficie: scatole nere, bracci robotici e un amato carro armato a onde

Entra nell’elettrizzante mondo del Water Power Testing Team

Dall’esterno, il Flatirons Campus sembra un po’ vuoto, quasi lunare: un piatto altopiano desertico con alcune strade che conducono a edifici squadrati, modulari, simili a magazzini. Ma all’interno c’è un ronzio di attività. È qui che si costruisce il futuro dell’energia pulita. Ed è il dominio del team di test sull’energia idrica.

Le tecnologie legate all’energia marina (chiamata anche energia oceanica) sono un po’ come i lander lunari o i rover marziani. Ciascuno di essi deve sopravvivere in un ambiente inospitale (l’oceano) per raggiungere il proprio scopo, ovvero generare energia pulita e affidabile, e non esistono due progetti esattamente uguali.

Proprio come le tecnologie che lavorano per perfezionare, il team per l’energia idrica del National Renewable Energy Laboratory (NREL) è tutt’altro che monolitico: i modellisti prevedono il futuro dei progetti tecnologici e dell’energia oceanica. Gli analisti economici studiano il potenziale finanziario di una tecnologia. E gli ingegneri aiutano a trasformare idee promettenti in prototipi funzionanti.

E il team di test? Si assicurano che tutta quella ricerca diversificata avvenga nel modo più fluido possibile. Ad esempio, il team sottopone le nuove tecnologie a test rigorosi, armeggia con i progetti e acquista nuovi strumenti, come la vasca a onde e la piattaforma di movimento del laboratorio, per eseguire test ancora migliori. In breve, aiutano a portare questi dispositivi dal laboratorio all’oceano e, infine, al mercato.

Per mettere in luce questi tesori dei test, abbiamo parlato con due ricercatori NREL che hanno condiviso storie sulle origini della loro carriera (che riguardava tubi in PVC e previsioni meteorologiche) e sul loro lavoro quotidiano. (Molte delle tecnologie di test all’avanguardia disponibili presso il Flatirons Campus di NREL – e menzionate qui – sono state acquistate con finanziamenti dall’Ufficio per le tecnologie per l’energia idrica del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti).

Queste domande e risposte sono state modificate per maggiore chiarezza e lunghezza.

Quindi, per prima cosa. Cosa fate?

Rebecca Fao, ingegnere ricercatore nel gruppo di tecnologia dell’energia idrica del NREL: Gestisco un portafoglio di lavoro svolto nelle strutture. Ciò include la determinazione di nuovi investimenti nei macchinari di prova e la semplificazione del lavoro dei ricercatori. Io ho una visione a volo d’uccello, a differenza di Charles, che riesce a concentrarsi sui dettagli di progetti specifici.

Charles Candon, ingegnere meccanico del gruppo di tecnologia dell’energia idrica del NREL: Ero semplicemente in laboratorio, a costruire qualcosa.

Veramente? Che cosa?

Charles: Qualcosa chiamata scatola nera. E’ un sistema di acquisizione dati. L’idea è che questa sarebbe l’ultima cosa a sopravvivere su un dispositivo energetico marino se si perdesse o si rompesse. Invierà un battito cardiaco per rivelare la posizione del dispositivo.

Come la scatola nera di un aereo?

Charles: Sì, è da lì che abbiamo preso il nome.

Quindi, se ti concentri maggiormente sui dettagli, come ha detto Rebecca, cosa fai giorno per giorno?

Charles: Molte cose diverse. È piuttosto divertente. A volte sarò in laboratorio ad assemblare cose. A volte passo l’intera giornata al computer a progettare tecnologie o scrivere software per dispositivi in ​​modo che gli operatori possano, ad esempio, controllare la quantità di energia prodotta. E a volte sarò nella struttura del serbatoio a onde per eseguire test. Varia molto.

All’interno degli edifici apparentemente anonimi del Flatirons Campus della NREL, il team di test sull’energia idrica sta lavorando su alcuni progetti potenti, progetti che potrebbero eventualmente aiutare il paese a raggiungere una rete elettrica al 100% di energia pulita. Foto di Josh Bauer, Bryan Bechtold, NREL

OK, ora che sappiamo cosa fai, sono curioso di sapere perché hai scelto questa strada. Hai sempre saputo che avresti intrapreso questo tipo di carriera?

Rebecca: No, no. Ho sempre pensato di essere una persona storica. Adoro la storia. Lo faccio ancora. Ma sono una persona incredibilmente pratica. Cosa fai con una laurea in storia? Non volevo fare l’insegnante. Pensavo che forse mi sarei iscritto a psicologia, ma ho seguito un corso al liceo e lo odiavo.

Si è scoperto che ero davvero bravo in fisica. Il mio insegnante di fisica mi prese da parte e mi disse: “Se non vai al college per qualche tipo di scienza, sarà un peccato”. Ho seguito un corso di meteorologia che è stato piuttosto interessante, e la meteorologia è fondamentalmente la fisica, più focalizzata sull’atmosfera. Quindi mi sono laureato in meteorologia.

“Quando mi sono trasferita in Colorado, la posizione e la missione dell’NREL l’hanno resa una scelta naturale”, ha affermato Rebecca Fao, che ha aiutato il laboratorio ad acquisire il suo primo serbatoio a onde, un frammento del quale può essere visto dietro di lei qui. Foto di Werner Slocum, NREL

Meteorologia! Molto bello. Ma tu non sei un meteorologo. Quello che è successo?

Rebecca: Pensavo che sarei diventata una meteorografa per il Servizio meteorologico nazionale, ma ho subito capito che le previsioni non fanno per me. Davvero non mi piace. Lo trovo noioso.

Allora, come siete passati dalle previsioni alle strutture?

Rebecca: Quando ero una studentessa universitaria, mi sono innamorata delle implementazioni e della strumentazione sul campo, come i sensori remoti aerei e spaziali. Ma come scienziato dell’atmosfera, studiavo il cambiamento climatico ma non contribuivo realmente ad alcun tipo di soluzione, cosa che trovavo molto frustrante. Quando mi sono trasferito in Colorado, la posizione e la missione dell’NREL l’hanno resa una scelta naturale.

Oh. E tu, Charles, hai sempre saputo che saresti diventato un ingegnere?

Carlo: Sicuramente. Mia zia mi ha regalato dei tubi in PVC per il mio quinto o sesto compleanno e ho pensato che fosse la cosa più bella di sempre. Giocherei con i tubi e li assemblerei negli impianti di trattamento dell’acqua. Mi sento super fortunato di sapere cosa volevo fare e di divertirmi davvero. Non tutti ce l’hanno.

OK, quindi l’ingegneria era una cosa sicura. Ma perché scegliere le energie rinnovabili?

Charles: Sono cresciuto ad Atlanta, in Georgia, e la mia famiglia è stata molto esplicita riguardo al cambiamento climatico e all’importanza del rispetto dell’ambiente. Anche a scuola gli insegnanti direbbero: “La tua generazione deve capire come risolvere questo problema”.

Nessuna pressione o altro. Ti aspettavi di finire nell’energia idrica?

Charles: Quando ho trovato lavoro nel gruppo sull’energia idrica del NREL, non avevo idea che la gente stesse facendo ricerca sull’energia idrica. Onestamente mi sono sempre immaginato di lavorare con il vento, perché da ingegnere meccanico, ho pensato che le turbine eoliche fossero un sistema meccanico. Ma c’è molto altro su cui lavorare nel campo delle energie rinnovabili.

Rebecca: Onestamente pensavo anche che avrei lavorato nell’energia eolica offshore. Quello era un posto più naturale per me con il mio background in scienze dell’atmosfera.

Quindi nessuno di voi due si è immaginato nell’energia marina. Sei entusiasta di essere qui?

Rebecca: Sì. Mi piace il fatto che non sia stato ancora risolto. L’energia eolica è abbastanza matura. E l’onda ovviamente non lo è. C’è ancora molto lavoro da fare per identificare i progetti più convenienti e resilienti invece di cercare semplicemente di migliorare qualcosa che è già abbastanza efficiente.

Charles: È sicuramente una sfida capire cosa funziona e cosa no. Ma penso che questa sia una delle cose migliori del lavorare nel settore dell’energia idrica: non avere un regolamento ed essere in grado di sperimentare cose nuove.

Cosa ti entusiasma di più del tuo lavoro? C’è uno strumento o un progetto specifico che ti è piaciuto di più?

Rebecca: Preparare e rendere operativa la vasca delle onde.

Charles: Sicuramente la vasca wave. Gestisco il serbatoio delle onde per la maggior parte dei progetti che arrivano. È un po’ il mio dominio. Ma abbiamo anche un braccio robotico davvero fantastico in grado di automatizzare la produzione. Io e un altro ingegnere compreremo una testina di stampa 3D, in modo che possa stampare qualcosa delle mie dimensioni o una pala di turbina mareale.

“Mi sento davvero fortunato di sapere cosa volevo fare e di divertirmi davvero. Non tutti ce l’hanno”, ha detto Charles Candon, mostrato qui mentre lavora su un dispositivo per l’energia delle onde nel suo dominio: il serbatoio delle onde. Foto di Joe DelNero, NREL

Woah. Quindi, sembra che il tuo team sfrutti tutti i diversi strumenti del Flatirons Campus per aiutare a spostare i dispositivi promettenti dall’ideazione ai prototipi che potrebbero, alla fine, finire nell’oceano. È giusto?

Rebecca: Questo è fondamentalmente ciò che fa il nostro team, sì. Colmiamo il divario tra la modellazione e la commercializzazione per aiutare a determinare, OK, è una soluzione praticabile? Altrimenti, costruirai qualcosa basato su un modello, lo getterai nell’oceano e dirai: “OK, incrociamo le dita, funziona”.

Charles: È qui che possiamo entrare e fare ricerca con un rischio leggermente inferiore. Possiamo fare questa sperimentazione in modo che l’industria possa prendere quella ricerca, applicarla e diventare autosufficiente.

Quindi, Charles, ora che sei praticamente il Poseidone della vasca a onde, pensi che rimarrai nel settore dell’energia idraulica?

Carlo: Speriamo. La ricerca e lo sviluppo sono dove voglio essere: progettare, armeggiare e costruire cose. Il fatto di poterlo fare per lavoro, entrare e progettare cose al computer, ordinare parti online, produrre cose e avere tutti questi esperti che mi aiutano a costruire cose di alta qualità, che si tratti di un convertitore di energia del moto ondoso o di un convertitore di dati dispositivo di acquisizione… semplicemente mi piace davvero costruire cose interessanti.

È quasi come se stessi facendo quello che facevi da bambino, ma con un budget molto più grande.

Charles: Sì, lo so. È meraviglioso.

Scopri di più sui diversi strumenti disponibili presso il Flatirons Campus di NREL e vieni a lavorare con noi per aiutare il lancio la tua tecnologia o carriera per l’energia idrica. Scopri di più Sotto i profili Surface. E iscriviti alla newsletter dell’NREL sull’energia idrica, The Current, per le ultime notizie sulla ricerca sull’energia idrica dell’NREL.

Di Caitlin McDermott-Murphy, per gentile concessione di NREL