Když udeřila zjevení, byla ve vodě. Samozřejmě Annette von Jouanne byla vždy ve vodě, koupala se v jezerech a bazénech, když vyrůstala kolem Seattlu, a na volnoběžných vzdálenostech soutěživě konkurovala na střední a vysoké škole. V suterénu je dokonce cvičební bazén, kde ona a její manžel (bývalý olympijský plavec v Portugalsku) a jejich tři děti strávili hodně času ... plaváním.
Z tohoto příběhu
[×] ZAVŘÍT
Podívejte se na prototyp vodní vlny bóje s vlnovou energií nahoru a dolů na hladině vody, jak vědci z Oregonské státní univerzity studují její účinnost
Video: Nasazení vlnové energetické bóje
Ale v prosinci 1995 během prázdnin bodovala na Havaji. Právě začala pracovat jako docentka elektrotechniky na Oregonské státní univerzitě. Bylo jí 26 let a dychtila po změně - najít nebo vylepšit užitečný zdroj energie, nejlépe ten, který nebyl vzácný nebo prchavý nebo nepředvídatelný nebo špinavý. Slunce klesalo. Vítr umíral. Houpala se ve vlnách.
„Když slunce zapadlo, zasáhlo mě to: vlny jsem mohl jezdit celý den a celou noc, po celý rok, “ říká von Jouanne. "Vlnová síla je vždy. Nikdy se to nezastaví. Začal jsem si myslet, že musí existovat způsob, jak využít veškerou energii oceánského bobtnání praktickým a efektivním způsobem, zodpovědným způsobem."
Dnes je von Jouanne jednou z hybných sil v rychle rostoucím poli vlnové energie - stejně jako její vedoucí zastánce. Vysvětlí každému, kdo bude poslouchat, že na rozdíl od větrné a sluneční energie je vždy k dispozici energie vln. I když se zdá, že oceán je klidný, bobtná voda dostatečně vodu nahoru a dolů, aby generovala elektřinu. A zařízení k výrobě kilowattů energie z vlny může být mnohem menší, než co je potřeba k využití kilowattů z větru nebo slunečního svitu, protože voda je hustá a energie, kterou dodává, je koncentrována.
Celá tato energie je samozřejmě také destruktivní a po celá desetiletí je výzvou postavit zařízení, které vydrží vlny příšer a vlnoběžných sil, nemluvě o korozivní slané vodě, mořských řasách, plovoucích troskách a zvědavých mořských savcích. Zařízení musí být také účinné a vyžaduje malou údržbu.
Přesto je lák neodolatelný. Stroj, který by mohl využít nevyčerpatelný, neznečišťující zdroj energie a mohl by být ekonomicky rozmístěn v dostatečném množství, aby generoval značné množství elektřiny - to by byla věkem.
Inženýři postavili desítky strojů, zvaných měniče vlnové energie, a některé vyzkoušeli v malém měřítku. Ve Spojených státech by vlny mohly podpořit asi 6, 5 procent dnešních potřeb elektřiny, říká Roger Bedard z Výzkumného ústavu pro elektrickou energii, energetického think tanku v Palo Alto v Kalifornii. To je ekvivalent energie ve 150 miliónech barelů ropy - přibližně stejné množství energie, kterou produkují všechny americké vodní elektrárny dohromady - dost na to, aby pohánělo 23 milionů typických amerických domácností. Nejsilnější vlny se vyskytují na západním pobřeží díky silným globálním větrům mezi západem a východem, takže Velká Británie, Portugalsko a západní pobřeží Spojených států patří mezi místa, kde se vyvíjí vlna.
Kromě plavání se von Jouanneova další vášeň jako mladík učila, jak věci fungují. Začalo to malými spotřebiči. Budík se zlomil. Odšroubovala záda, upevnila mechanismus a dala ho zpět dohromady. Bylo jí asi 8 let. „Bylo to pro mě tak vzrušující, “ říká. Přistoupila k kalkulačkám a poté k počítači, které si koupila za peníze z papírové cesty. Jednoho dne čekala, až její rodiče opustí dům, aby mohla rozebrat televizi a znovu se sestavit, než se vrátí. (Von Jouanne varuje děti, aby se nedopouštěly tak, jak to udělala: „existuje součást s vysokým napětím.“)
Když její bratři, starší o osm a deset let, přišli domů na přestávky na vysokou školu, porodila si své technické učebnice. (Starší sestra sledovala obchodní titul.) „Čtení je potvrdilo, že ano, to je to, co chci dělat, “ vzpomíná.
Vystudovala elektrotechniku jako vysokoškolák na Southern Illinois University a doktorát na Texas A&M University. Často byla jednou z mála žen ve třídě. „Nikdy jsem se neviděla jako ženská inženýrka, “ říká. "Viděl jsem sebe sama jako inženýra, který se snaží světu vylepšit věci."
Na Oregonské státní univerzitě spojila svůj vlnobití s Alanem Wallaceem, profesorkou elektrotechniky, která sdílela její fascinaci mocí oceánu. „Začali jsme říkat, že musí existovat způsob, jak využít tuto energii, “ vzpomíná. Studovali vlnoenergetické převaděče, které byly poté vyráběny, a hledali staleté patenty na chytrosti, aby získaly energii z vln. Některé připomínaly větrné mlýny, zvířecí klece nebo lodní vrtule. Moderní vypadal jako obrovská velryba. Všechny gadgety měly jeden společný problém: byly příliš komplikované.
Vezměme si například zařízení nazvané Pelamis Attenuator, které bylo nedávno rozmístěno po dobu čtyř měsíců od pobřeží Portugalska společností Pelamis Wave Power. Vypadá to jako 500 stop dlouhý červený had. Jak vlny procházejí svou délkou, stroj se ohýbá nahoru a dolů. Ohýbání čerpá hydraulickou kapalinu motorem, který vyrábí elektřinu. Složité stroje, jako je tento, jsou propleteny ventily, filtry, trubkami, hadicemi, spojkami, ložisky, spínači, měřidly, měřidly a senzory. Mezistupně snižují účinnost a pokud se jedna součást rozbije, celé zařízení přejde do kaputu.
Po analýze pole von Jouanne říká: „Věděl jsem, že potřebujeme jednodušší design.“
Laboratoř Von Jouanne je pojmenována na památku Wallaceho, který zemřel v roce 2006, ale zařízení Wallace Energy Systems & Renewables Facility (WESRF) je známo jako „We Surf“. Malovaná v hlubokých modrých a šedých odstínech a opatřená nástěnnými malbami curlingových vln, byla laboratoř výzkumným střediskem a testovacím místem pro takové inovativní produkty, jako je celoelektrická námořní loď, vznášedlo a hybridní motor Ford Escape Hybrid. V jednom rohu je vysoká bóje, která připomíná obrovskou měděnou baterii. Vedle toho vypadá další bóje jako dvě běžky s drátem navlečeným mezi nimi. Návrhy patřily k von Jouanneovým nejranějším. „Průlomy se téměř vždy rodí z neúspěchů, “ říká.
Jejím průlomem bylo vymyslet zařízení, které má jen dvě hlavní složky. U nejnovějších prototypů je silná cívka měděného drátu uvnitř první komponenty, která je ukotvena k mořskému dnu. Druhou součástí je magnet připojený k plováku, který se volně pohybuje nahoru a dolů vlnami. Když je magnet vlněn, jeho magnetické pole se pohybuje podél stacionární cívky měděného drátu. Tento pohyb indukuje proud v drátu - elektřinu. Je to tak jednoduché.
Začátkem roku 2005 navrhla von Jouanne jeden ze svých prototypů a chtěla otestovat, zda je vodotěsná. Vytáhla měnič vlnových energií do svého suterénu, do proudu, který cirkuluje vodu a nechala ji plavat na svém místě. Její dcera Sydney, tehdy 6, seděla na prototypu, stejně jako pečeť mohla přilnout ke skutečné bóji. Vznášel se.
Potom zavolala do nedalekého vlnového bazénu, kde lidé chodí hrát v simulovaných vlnách.
"Půjčujete si svůj bazén?" ona řekla.
"Kolik lidí?" zeptal se obsluha.
"Není mnoho lidí - jedna bóje s vlnovou energií."
Park věnoval její dvě raná rána. Von Jouanne ukotvil stroj deseti váhami 45 liber z klubu zdraví. V hravých vlnách si vedl dobře, houpal se nahoru a dolů bez klesání.
Pak přišel skutečný test na jednom z nejdelších vlnových simulátorů v Severní Americe.
Na západním konci listnatého kampusu Oregonské státní univerzity, za učenými budovami z červených cihel, je obrovská ocelová kůlna v obrovském dlážděném pozemku. Přestože je budova vzdálena 50 mil od Tichého oceánu a značně mimo dosah vražedných vln, na jejím vchodu je modrá a bílá kovová cedule s nápisem „Vstup do zóny ohrožení cunami“.
Když von Jouanne poprvé přinesl bóje, aby vyzkoušel v 342 metrů dlouhém betonovém žlábku ve výzkumné laboratoři Hinsdale Wave Research Laboratory v Oregonu, „věci se neplnily podle plánu, “ říká smíchem ředitel zařízení Dan Cox. Von Jouanne a spolupracovníci vystrčili bójku do kanálu o hloubce 15 stop a buffovali ji vlnami dvou, tří a čtyř stop. První vlna o délce pěti stop ji převrátila.
„Měli jsme problém s balastem, “ říká von Jouanne poněkud nesmírně. Pokračuje: „Jsme elektrotechničtí pracovníci a opravdu jsme potřebovali více pomoci od oceánských inženýrů, ale abychom je získali, potřebovali jsme více finančních prostředků a abychom získali více finančních prostředků, abychom ukázali nějaký úspěch.“
Von Jouanne stále vylepšovala své bóje. Malá skupina sledovala, jak pět stopová vlna směřuje k jedné z jejích nejnovějších verzí. Když se bóje zvedla s přepětí, rozsvítila se na ní žárovka o výkonu 40 wattů, poháněná vlnovou energií. „Všichni jsme jásali, “ vzpomíná Cox.
Trasa 20 vítr od státu Oregon k pobřeží, i když cedr a jedle, po řece Yaquina. Nedaleko ústí řeky je písčitá ražba s nízkými budovami zdobená lasturami ústřice a drsným naplaveným dřívím. Breezes postavil halyardy z nedalekého přístavu a řval proti kovovým stožárům. Toto je domov Oregon State Hatfield Marine Science Center, věnované výzkumu mořských ekosystémů a energie oceánu.
George Boehlert, mořský vědec a ředitel centra, se dívá ze své kanceláře na zvlněnou mořskou trávu. „To, co teď víme, je to, co nevíme, “ říká Boehlert, jehož špinavé blond kadeře připomínají mořské vlny. "Energie oceánu je rychle se rozvíjejícím oborem a vědci v oblasti životního prostředí mají spoustu otázek."
Například bóje absorbují energii z vln, což snižuje jejich velikost a sílu. Ovlivnilo by smrštěné otoky pohyb písku a proudy blízko pobřeží, snad by přispěly k erozi?
Bóje, stejně jako napájecí kabely, které by se připojily k elektrické síti na pobřeží, emitovaly elektromagnetická pole. A vyvazovací kabely by proudily v proudech jako kytarová struna. Mohou tyto poruchy zmást velryby, žraloky, delfíny, losos, paprsky, kraby a jiná mořská zvířata, která používají elektromagnetismus a zvuk pro krmení, páření nebo navigaci?
Mohlo by dojít ke kolizi ptáků s bóji nebo by se do kabelů zapletly želvy?
Vytvářely by kotvy umělé útesy, které přitahují ryby, které se na tomto stanovišti obvykle nenacházejí?
Mohlo by rozmístění, údržba a odstraňování bójí narušit mořské dno nebo jinak změnit mořské prostředí?
„Chci vědět také odpovědi na tyto otázky, “ říká von Jouanne. "Poslední věc, kterou chci udělat, je poškození oceánu a jeho krásných tvorů." Aby studovali environmentální rizika a umožnili technikům vlnových energií otestovat své vynálezy, staví ona a kolegové ve státě Oregon, včetně Boehlert, poblíž v blízkosti plovoucí zkušební stanoviště. Otevření je naplánováno na příští rok a v jeho středu bude bóje plná nástrojů pro shromažďování údajů o tom, jak dobře fungují konvertory vlnových energií.
Zkušební lůžko je součástí obrovského úsilí přemístit vlnovou energii z laboratoře a do elektrické rozvodné sítě. Prostřednictvím nového národního energetického centra pro obnovitelné zdroje energie financovaného ministerstvem energetiky budou mít vědci z celé země šanci zdokonalit své vynálezy v energetické laboratoři WESRF, vyzkoušet je v vlnobití Hinsdale a zdokonalit je v oceánu. "To je to, co musíme udělat, abychom plně prozkoumali vlnovou energii jako součást portfolia obnovitelných zdrojů energie pro stát, národ a svět, " říká von Jouanne.
Boehlert a jiní říkají, že i když má vlna energie nějaké místní dopady na životní prostředí, pravděpodobně by byla mnohem méně škodlivá než elektrárny spalující uhlí a ropu. „Účinky nepřetržitého čerpání uhlíku do atmosféry by pro mořský život mohly být mnohem horší než bóje houpající se ve vlnách, “ říká. "Chceme, aby energie oceánu fungovala."
Von Jouanne nedávno vytáhla své nejvýkonnější bóje - její 11. prototyp - ven přes Yaquinu Bay a jeden a půl kilometru na moři. Bóje, která připomíná obří žlutý létající talíř s černou trubicí, která trčela uprostřed, byla ukotvena ve 140 stopách vody. Po dobu pěti dnů se zvedla a klesala s otoky a generovala kolem 10 kilowattů energie. V příštích dvou až třech letech plánuje společnost Columbia Power Technologies, společnost zabývající se obnovitelnou energií, která podporuje výzkum von Jouanne, instalovat bójku generující 100 až 500 kilowattů elektřiny ve zkušebním kotvišti u pobřeží Oregonu.
„Před několika lety, “ říká Cox o von Jouanne, „pracovala na šněrování. Nyní má za svou práci vládu a společnosti zaklepávají na její dveře. To je neuvěřitelně rychlý pokrok, který dobře dopadá na budoucnost vlnové energie. "
Další z vynálezů Von Jouanne, prvního svého druhu, je stroj, který testuje konvertory vlnové energie, aniž by je musel navlhčit. Prototyp bóje je zajištěn uvnitř kovového vozíku, který napodobuje pohyb oceánských vln nahoru a dolů. Elektrické zařízení monitoruje energii, kterou bóje generuje. Zkušební postel vypadá jako výtah uprostřed její laboratoře.
Vědci z oblasti vlnových energií z jiných institucí budou vítáni, když využijí von Jouannovo testovací lože, ale v současné době drží jeden z jejích vlastních bójek na převod energie. Student sedí u nedalekého počítače a přikazuje zařízenímu simulovat vlny vysoké 1 metr, pohybující se 0, 6 metru za sekundu s intervalem 6 sekund mezi vrcholy vlny.
„To je malá letní vlna, “ říká von Jouanne.
Stroj hučí, zakrývá a se hýbe jako jízda v zábavním parku.
Jak se bóje pohybuje nahoru a dolů, měřidlo registruje šťávu, kterou produkuje. Jehla se pohybuje. Jeden kilowatt, dva, pak tři.
„To stačí k pohonu dvou domů, “ říká von Jouanne.
Elizabeth Rusch je novinářkou v Portlandu, oregonu a autorkou The Planet Hunter a dalších dětských vědeckých knih.
Elektrická vlna : Ve von Jouannově „převaděči energie vlny“ jsou cívky uvnitř ukotveného sloupu obklopeny magnetem připevněným k plováku. Vlny pohybují plovákem nahoru a dolů a elektromagnetická interakce generuje proud. (5W infografika) 
Po letech experimentů v laboratořích, vlnových bazénech a dokonce i v suterénu testovala inženýrka Annette von Jouanne prototypy převodníků v oceánu (jeřáb zvedá bóje do vody z Oregonu v roce 2007). (Annette von Jouanne) 
Annette von Jouanne stojí v oceánu podél Otre Rock Beach v Oregonu, poblíž místa, kde experimentovala s vlnovými energetickými bóji. (S laskavým svolením Annette von Jouanne) 
Loď vytáhne prototyp vlny bóje energie na moře. (Annette von Jouanne) 
Bližší pohled na jeden z prototypů bóje. Žlutá část bóje plave po hladině vody. (Annette von Jouanne) 
Světlo svítící na bóji ukazuje, že bójem protéká elektřina. (Annette von Jouanne) 
V von Jouannově laboratoři nedávný vynález simuluje vlnovou akci a umožňuje vědcům navrhnout bóje za sucha (testování vlnového zařízení bez plováku). (Brian Smale) 
Von Jouanne říká: „Měli jsme slibný vstup, že [tato technologie] je cestou.“ (Brian Smale)
