L'énergie marine est-elle enfin là ?

Cette question, sous diverses formes, revient dans les articles de presse chaque année, voire chaque mois. En 2021, Filaire le magazine a affirmé que "les États-Unis tentent enfin de libérer le pouvoir de l'énergie des vagues". En 2022, le Wall Street Journal a demandé :"L'océan peut-il aider à sauver la planète ?"

La réponse simple est oui, l'océan - en particulier l'énergie propre générée par les vagues, les marées et les courants océaniques et fluviaux - peut aider à sauver la planète. L'énergie disponible à partir de cette source d'énergie renouvelable, appelée énergie marine, équivaut à environ 80 % des besoins annuels en électricité des États-Unis. Bien qu'une partie de cette énergie ne puisse pratiquement pas être exploitée, pour construire un avenir énergétique 100 % propre, le monde a besoin de toute l'énergie renouvelable qu'il peut obtenir.

Désormais, les développeurs d'énergie marine peuvent commencer à construire cet avenir plus rapidement (et à moindre coût) avec le Marine and Hydrokinetic Toolkit (MHKiT), un centre de connaissances massif, consultable et open source qui fournit aux développeurs le code nécessaire pour analyser les performances de leur technologie. dans divers sites océaniques et fluviaux. Récemment mise à jour, la boîte à outils comprend désormais des données sur les ressources énergétiques marémotrices et fluviales, les facteurs (comme la turbulence et les sédiments) qui affectent le fonctionnement de la technologie sous l'eau, l'analyse des vagues extrêmes, etc.

"Je suis vraiment impatiente d'aider à résoudre le changement climatique de toutes les manières possibles", a déclaré Rebecca Fao, chercheuse au National Renewable Energy Laboratory (NREL) qui a aidé à développer MHKiT. "L'énergie propre, y compris l'énergie marine, a un rôle clé à jouer à cet égard, donc je suis impatient de la voir décoller. Cela peut sembler être une petite pièce du puzzle, mais sans données de bonne qualité, l'industrie ne peut pas avancer. ."

L'énergie des océans peut aider à sauver la planète. Mais comment cette industrie naissante parvient à une utilisation commerciale est une question beaucoup plus compliquée. Pour fournir une feuille de route des données, les chercheurs du NREL se sont associés au Pacific Northwest National Laboratory et aux Sandia National Laboratories pour développer la première version de MHKiT, qui ingère, traite, visualise et gère les données sur tout, depuis la production d'énergie d'un appareil et sa capacité à résister à divers charges mécaniques à la quantité d'énergie circulant dans les sites océaniques et fluviaux à travers les États-Unis.

Avant MHKiT, les développeurs devaient concevoir leur propre code pour analyser les performances de leur technologie lors d'un test en bassin à vagues ou en haute mer. Mais le développement et la validation du code peuvent prendre du temps et coûter cher. Les logiciels et les données partagés de MHKiT sont non seulement gratuits, mais également standardisés et soumis à un contrôle de qualité.

"La normalisation est vraiment essentielle", a déclaré Fao, "donc tout le monde tire les mêmes conclusions sur les performances de leurs appareils ou conceptions". Les développeurs doivent à la fois collecter et traiter des données de haute qualité pour préparer leur technologie à survivre à un site fluvial spécifique et apprendre ce qui va bien (et mal) en mer.

MHKiT peut vous aider avec tout cela. Créé en 2019 grâce au financement du Water Power Technologies Office du Département américain de l'énergie, le logiciel est disponible en Python et MATLAB. Désormais, l'équipe MHKiT publie des versions plus robustes pour chaque plate-forme.

Sur sa plate-forme Python, MHKiT héberge désormais des données sur les ressources marémotrices et fluviales, y compris la quantité d'énergie disponible sur quels sites, la vitesse et la turbulence des eaux sur ces sites et les obstacles sous-marins, tels que le sable et les pierres, susceptibles d'interférer avec un les performances de l'appareil. (Pour les inconditionnels de l'énergie marine, cela signifie les données des profileurs de courant acoustique Doppler et de Delft3D.)

De plus, les développeurs d'énergie houlomotrice peuvent désormais analyser les vagues extrêmes auxquelles leurs machines pourraient être confrontées sur le site de déploiement de leur choix. Les appareils non préparés pourraient ne pas survivre à ces vagues; avec MHKiT, les développeurs peuvent augmenter la probabilité qu'ils durent.

Sur la plate-forme MATLAB, l'équipe MHKiT extrait de nombreuses données, telles que la hauteur des vagues, la vitesse des courants et la température de l'eau, recueillies par une troupe de bouées gérées par le programme d'information sur les données côtières. Pour mieux prévoir les conditions météorologiques et climatiques auxquelles la technologie de l'énergie marine pourrait être confrontée en mer, l'équipe MHKiT a également ajouté des données historiques sur les vagues. Une fois terminé, cet ensemble de données rétrospectives couvrira l'ensemble des États-Unis.

A seulement quatre ans, MHKiT est déjà un outil populaire, téléchargé plus de 4 000 fois (bien que certains de ces téléchargements soient des clients réguliers qui en redemandent).

Ensuite, l'équipe de développement de la boîte à outils prévoit d'intégrer encore plus de données et de fonctionnalités pour tenir compte des systèmes d'énergie hybrides, comme ceux qui associent des éoliennes flottantes ou des panneaux solaires à des dispositifs d'énergie marine, et des technologies de niche plus petites utilisées pour alimenter l'économie bleue. Il s'agit notamment de drones marins sans pilote pour l'exploration océanique ou de dispositifs de dessalement alimentés par les vagues pour produire de l'eau potable dans des endroits éloignés ou pour soutenir les efforts de secours en cas de catastrophe.

Plus MHKiT devient robuste, plus vite l'industrie de l'énergie marine peut atteindre la commercialisation et transformer ces titres spéculatifs en déclarations définitives, comme "L'énergie marine est enfin là".