为了打造可能成为下一个可再生能源重大突破的努力，始于科罗拉多州的一间车库。设计师们收集了价值约 100 美元的橡胶、管道和阀门，用于波浪能实验。
2017 年，他们用这些材料制造了一个小型充气泵。然后，他们将其系在浅水体的底部，使其在水面下浮动。上方波浪移动产生的压力会短暂地推动泵的柔性隔膜。
这压缩了泵内的空气，并将水推入管道。当弹性的隔膜恢复到原来的形状（准备迎接下一个波浪）时，单向阀系统使管道中的水保持流动。
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“我一直喜欢摆弄东西，”国家可再生能源实验室的机械工程师戴尔·简内解释说。他从十几岁开始就使用轻便的柔性材料，修理早期雪佛兰克尔维特的玻璃纤维车身。
多年后，当简内被召集协助其他 NREL 研究人员研究一个旧想法的新版本时，他对跑车的研究进入了脑海。简内在一次采访中解释说，他们试图将海浪中大量的能量转化为“某种有意义的形式或工作”。
许多公司都尝试过，但他们提取波浪能的项目（其中一些耗资数百万美元）大多都失败了。到 2015 年，利用太阳能和风能已成为大型产业，但驾驭波浪能仍然是一个梦想。
早期的大多数设备都是用钢制造的。它们通常像坦克一样，旨在承受海浪的冲击和腐蚀。因此，用轻便、廉价的材料提取波浪能的想法是激进的。
结果是，简内和他的同事发明家，另一位 NREL 研究员余逸翔决定用自己的钱在简内的车库里建造第一个版本。
“这不仅仅是一个完全疯狂的想法。我们想了解正确的做法，”简内解释说。
泵工作了。从那时起，从轻型波浪动力装置获取能量的想法发展成为能源部的主要竞赛之一。
它被称为“波浪变水”，目标是利用足够的波浪能来淡化海水。
这项竞赛于 2019 年启动，奖金为 330 万美元，呼吁进行五个阶段的竞赛，以开发出最佳的波浪能设备。规则要求获胜者交付的机器必须能够“在恶劣的波浪条件下生存”，能够装入标准集装箱，并且能够在飓风等导致电力系统瘫痪的沿海灾害发生后 48 小时内部署。
这是一个疯狂的想法吗？
在新奥尔良遭受飓风艾达袭击后发生大规模停电和饮用水短缺的受害者可能不这么认为。来自世界各地的 65 个公司和大学团队参加了 NREL 竞赛，他们也不这么认为。其中包括一些自 2012 年以来一直在研究小型波浪动力装置的发明家。
到目前为止，他们已经参加了四个阶段的比赛：提出一个波浪动力系统，制定详细的计划和模型，研究测试方法，然后证明其功能。很快，NREL 将从早期阶段的四到六名决赛入围者中选出，以建立他们的系统并进行竞争。它将使用珍妮特码头，这是一个向大西洋延伸 1,000 英尺的渔码头，位于北卡罗来纳州的纳格斯黑德。
最后阶段称为“饮用”。评委将测量已输送的水量以及通过波浪能去除的盐量。根据简内的说法，总冠军将获得至少 500,000 美元的现金奖励，并且还可能有资格赢得其他奖项。
参赛者
在比赛的早期阶段，参赛者研究了他们的竞争对手的系统。一些团队甚至合并以产生获胜者。
简内解释说，专注于较小的波浪到能量系统“有望为我们跳到更大的系统之前提供更快的创新轨道”。他希望这将证明波浪能终于处于“临界点”，并且可以用于更雄心勃勃的用途。
“饮用”的决赛入围者尚未公布，但简内说他们的方法各不相同。一些人利用波浪来发电，从而淡化水。另一些人则直接从波浪驱动的机械动力转向反渗透，这是一种利用泵迫使海水通过半渗透膜的过程。这可以去除至少 95% 的溶解盐。
早期的获胜者之一，一家名为 Oneka Technologies Inc. 的加拿大公司，花费了六年时间设计不同尺寸的模块化浮标来进行海水淡化。它已经获得了加拿大以及美国和欧洲投资者的资金。它在佛罗里达州和智利有商业项目。
另一位早期阶段的获胜者，一家位于加利福尼亚州的公司 CalWave Power Technologies Inc. 开发了它所谓的“HydroNode”。它是一个轻型充气浮标，可以从一艘小船上部署。当波浪摇动设备时，运动会产生能量，为陆基反渗透系统供电。
还有“Canvasback 团队”，它是由爱尔兰公司 Wave Venture 和位于新墨西哥州的 Jack’s Plastic Welding 合并而成的。它的部分设计来自 Jack 为在美国宇航员降落在海洋中时设计的充气救生筏。
另一位爱尔兰参赛者 Sea Power Ltd. 利用两个波浪驱动的浮动浮筒之间的运动来发电，从而进行海水淡化。据 Sea Power 称，该过程自 2012 年以来已经过测试，并经历了 10 英尺以上的海浪。
NREL 处理即将进行的测试的合作伙伴将是北卡罗来纳州可再生海洋能源计划，该计划由美国前海岸警卫队指挥官兼土木工程师乔治·邦纳负责。
“我们对‘饮用’阶段感到兴奋，”邦纳解释说，他将领导一个团队，帮助参赛者安全地从码头部署他们的设备。
北卡罗来纳州的外滩已经熟悉反渗透。该地区井水中盐水入侵水平的增加导致建造了四座由电网供电的海水淡化厂。
珍妮特码头是最终测试的地点，通常每年吸引 250,000 名游客，主要用于钓鱼，但邦纳指出，它已经有三个风力涡轮机在运行。
他认为，添加“波浪变水”的最后阶段将“使其成为一个向人们宣传可再生能源的绝佳平台。”
经 POLITICO, LLC 许可，转载自E&E 新闻。版权所有 2021 年。E&E 新闻为能源和环境专业人士提供重要新闻。