Unter der Oberfläche: Black Boxes, Roboterarme und ein beliebter Wellenpanzer

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Betreten Sie die elektrisierende Welt des Water Power Testing Teams

Von außen wirkt der Flatirons Campus ein wenig leer, sogar mondähnlich – ein flaches Wüstenplateau mit ein paar Straßen, die zu kastenförmigen, modularen, lagerhausähnlichen Gebäuden führen. Aber drinnen herrscht reges Treiben. Hier entsteht die Zukunft der sauberen Energie. Und es ist die Domäne des Wasserkraft-Testteams.

Meeresenergietechnologien (auch Meeresenergie genannt) ähneln Mondlandern oder Marsrovern. Jedes muss in einer unwirtlichen Umgebung (dem Meer) überleben, um seinen Zweck zu erfüllen – saubere, zuverlässige Energie zu erzeugen – und keine zwei Designs sind genau gleich.

Genau wie die Technologien, an deren Perfektionierung sie arbeiten, ist das Wasserkraftteam des National Renewable Energy Laboratory (NREL) alles andere als monolithisch: Modellierer prognostizieren die Zukunft von Technologiedesigns Und Meeresenergie. Wirtschaftsanalysten das finanzielle Potenzial einer Technologie untersuchen. Und Ingenieure helfen aus vielversprechenden Ideen funktionierende Prototypen machen.

Und das Testteam? Sie sorgen dafür, dass die vielfältigen Forschungsarbeiten so reibungslos wie möglich ablaufen. Beispielsweise unterzieht das Team neue Technologien strengen Tests, tüftelt an Designs und kauft neue Instrumente wie den Wellentank des Labors und Bewegungsplattform, um noch bessere Tests durchzuführen. Kurz gesagt, sie tragen dazu bei, diese Geräte vom Labor ins Meer und schließlich auf den Markt zu bringen.

Um diese Testschätze hervorzuheben, sprachen wir mit zwei NREL-Forschern, die Geschichten über ihren beruflichen Ursprung (der sich mit PVC-Rohren und Wettervorhersagen befasste) und ihre tägliche Arbeit erzählten. (Viele der hochmodernen Testtechnologien, die auf dem Flatirons Campus des NREL verfügbar sind – und hier erwähnt werden – wurden mit Mitteln des Water Power Technologies Office des US-Energieministeriums erworben.)

Diese Fragen und Antworten wurden aus Gründen der Klarheit und Länge bearbeitet.

Also, das Wichtigste zuerst. Was macht ihr alle?

Rebecca Fao, Forschungsingenieurin in der NREL-Gruppe für Wasserkrafttechnologie: Ich verwalte ein Portfolio an Arbeiten, die in den Anlagen durchgeführt werden. Dazu gehört die Festlegung neuer Investitionen in Prüfmaschinen und die Erleichterung der Arbeitserleichterung für Forscher. Ich habe die Vogelperspektive im Gegensatz zu Charles, der sich auf die Details bestimmter Projekte konzentrieren kann.

Charles Candon, Maschinenbauingenieur in der NREL-Gruppe für Wasserkrafttechnologie: Ich war gerade im Labor und habe etwas gebaut.

Wirklich? Was?

Charles: Etwas namens Black Box. Es ist ein Datenerfassungssystem. Die Idee ist, dass dies das Letzte ist, was auf einem Meeresenergiegerät überlebt, wenn es verloren geht oder ausfällt. Es sendet einen Herzschlag aus, um die Position des Geräts preiszugeben.

Wie die Blackbox eines Flugzeugs?

Charles: Ja, daher haben wir den Namen.

Wenn Sie sich also mehr auf die Details konzentrieren, wie Rebecca sagte, was machen Sie dann Tag für Tag?

Charles: Viele verschiedene Dinge. Es macht ziemlich viel Spaß. Manchmal bin ich im Labor und baue Sachen zusammen. Manchmal verbringe ich den ganzen Tag am Computer und entwerfe Technologien oder schreibe Software für Geräte, damit Bediener beispielsweise steuern können, wie viel Energie sie produzieren. Und manchmal bin ich in der Wellentankanlage und führe Tests durch. Es ist sehr unterschiedlich.

OK, da wir nun wissen, was Sie tun, möchte ich gerne wissen, warum Sie diesen Weg gewählt haben. Wussten Sie schon immer, dass Sie eine solche Karriere einschlagen würden?

Rebecca: Nein, nein. Ich dachte immer, ich sei ein Geschichtsmensch. Ich liebe Geschichte. Immernoch tun. Aber ich bin ein unglaublich praktisch veranlagter Mensch. Was macht man mit einem Geschichtsstudium? Ich wollte kein Lehrer werden. Ich dachte, ich würde vielleicht Psychologie studieren, aber ich besuchte einen Kurs in der High School und hasste ihn.

Es stellte sich heraus, dass ich wirklich gut in Physik war. Mein Physiklehrer nahm mich beiseite und sagte: „Wenn du nicht für irgendeine Naturwissenschaft aufs College gehst, wäre das eine Schande.“ Ich habe einen Meteorologiekurs besucht, der irgendwie cool war, und Meteorologie ist im Grunde genommen Physik, die sich nur mehr auf die Atmosphäre konzentriert. Also habe ich einen Abschluss in Meteorologie gemacht.

Meteorologie! Sehr cool. Aber Sie sind kein Meteorologe. Was ist passiert?

Rebecca: Ich dachte, ich würde Meteorologe für den Nationalen Wetterdienst werden, aber mir wurde schnell klar, dass Vorhersagen nicht mein Ding sind. Es gefällt mir wirklich nicht. Ich finde es langweilig.

Wie sind Sie also von der Prognose zu den Einrichtungen gekommen?

Rebecca: Als Studentin habe ich mich in Feldeinsätze und Instrumente verliebt, beispielsweise in Luft- und Raumfahrt-Fernsensoren. Aber als Atmosphärenforscher habe ich den Klimawandel untersucht, aber nicht wirklich zu irgendeiner Lösung beigetragen, was ich sehr frustrierend fand. Als ich nach Colorado zog, waren der Standort und das Leitbild von NREL eine natürliche Wahl.

Wow. Und du, Charles, wusstest du schon immer, dass du Ingenieur werden würdest?

Charles: Auf jeden Fall. Meine Tante hat mir zu meinem 5. oder 6. Geburtstag PVC-Rohre geschenkt und ich fand das das Coolste überhaupt. Ich würde mit den Rohren spielen und sie zu Wasseraufbereitungsanlagen zusammenbauen. Ich habe großes Glück, dass ich wusste, was ich tun wollte, und dass es mir wirklich Spaß macht. Das hat nicht jeder.

Okay, Ingenieurskunst war also eine sichere Sache. Aber warum sollte man sich für erneuerbare Energien entscheiden?

Charles: Ich bin in Atlanta, Georgia, aufgewachsen und meine Familie hat sich sehr lautstark zum Klimawandel und der Bedeutung des Respekts für die Umwelt geäußert. Auch in der Schule würden Lehrer sagen: „Ihre Generation muss herausfinden, wie man das in den Griff bekommt.“

Kein Druck oder so. Hätten Sie damit gerechnet, in der Wasserkraft zu landen?

Charles: Als ich einen Job in der Wasserkraftgruppe des NREL bekam, hatte ich keine Ahnung, dass Leute im Bereich Wasserkraft forschen. Ehrlich gesagt habe ich mir immer vorgestellt, dass ich im Wind arbeiten würde, denn als Maschinenbauingenieur dachte ich, Windkraftanlagen seien ein mechanisches System. Aber im Bereich der erneuerbaren Energien gibt es noch viel mehr zu tun.

Rebecca: Ehrlich gesagt dachte ich auch, ich würde in der Offshore-Windenergie arbeiten. Das war für mich mit meinem Hintergrund in der Atmosphärenwissenschaft ein natürlicherer Ort.

Keiner von Ihnen hat sich also vorgestellt, dass es um Meeresenergie geht. Freust du dich, hier zu sein?

Rebecca: Ja. Mir gefällt, dass es noch nicht gelöst wurde. Die Windenergie ist ziemlich ausgereift. Und Wave ist es offensichtlich nicht. Es gibt noch viel zu tun, um die kosteneffizientesten und belastbarsten Designs zu finden, anstatt einfach nur zu versuchen, etwas zu verbessern, das bereits ziemlich effizient ist.

Charles: Es ist definitiv eine Herausforderung herauszufinden, was funktioniert und was nicht. Aber ich denke, das ist eines der besten Dinge an der Arbeit in der Wasserkraft: kein Regelwerk zu haben und mit neuen Dingen experimentieren zu können.

Was begeistert Sie an Ihrer Arbeit am meisten? Gibt es ein bestimmtes Instrument oder Projekt, das Ihnen am besten gefallen hat?

Rebecca: Den Wellentank einrichten und betriebsbereit machen.

Charles: Auf jeden Fall der Wellentank. Ich betreibe das Wellenbecken für die meisten Projekte, die ankommen. Das ist sozusagen meine Domäne. Aber wir haben auch einen wirklich coolen Roboterarm, der die Fertigung automatisieren kann. Ich und ein anderer Ingenieur werden einen 3D-Druckkopf dafür bekommen, damit er etwas in der Größe von mir oder eine Gezeitenturbinenschaufel drucken kann.

Woah. Es hört sich also so an, als würde Ihr Team die vielfältigen Instrumente des Flatirons Campus nutzen, um vielversprechende Geräte vom Konzept zu Prototypen zu entwickeln, die schließlich im Meer landen könnten. Ist das richtig?

Rebecca: Das ist im Grunde das, was unser Team macht, ja. Wir schließen die Lücke zwischen der Modellierung und der Kommerzialisierung, um herauszufinden, ob das eine praktikable Lösung ist. Andernfalls bauen Sie etwas auf der Grundlage eines Modells, werfen es ins Meer und sagen: „Okay, ich drücke die Daumen, dass es funktioniert.“

Charles: Hier können wir ins Spiel kommen und mit etwas weniger Risiko Forschung betreiben. Wir können diese Experimente durchführen, damit die Branche diese Forschung übernehmen, anwenden und sich selbst tragen kann.

Also, Charles, glauben Sie, dass Sie, nachdem Sie im Grunde genommen der Poseidon des Wellenbeckens sind, bei der Wasserkraft bleiben werden?

Charles: Hoffentlich. Ich möchte in der Forschung und Entwicklung tätig sein, Dinge konstruieren, basteln und bauen. Die Tatsache, dass ich das beruflich machen kann, vorbeikomme und Dinge am Computer entwerfe, Teile online bestelle, Dinge herstelle und all diese Experten mir dabei helfen, hochwertige Dinge zu bauen, sei es ein Wellenenergiekonverter oder ein Datengerät Erfassungsgerät … Ich mag es einfach, coole Sachen zu bauen.

Es ist fast so, als würden Sie das tun, was Sie als Kind getan haben, aber mit einem viel größeren Budget.

Charles: Ja, ich weiß. Es ist toll.

Erfahren Sie mehr über die diverse Instrumente erhältlich auf dem Flatirons Campus des NREL und Kommen Sie und arbeiten Sie mit uns um beim Start zu helfen Ihre Wasserkrafttechnologie oder Karriere. Schauen Sie sich mehr an Unter den Oberflächenprofilen. Und abonnieren Sie die NREL Wasserkraft Newsletter The Current mit den neuesten Nachrichten zur Wasserkraftforschung von NREL.

Von Caitlin McDermott-Murphy, mit freundlicher Genehmigung von NREL