À medida que as mudanças climáticas alteram o planeta, estão causando grandes mudanças em nossos oceanos. Como essas águas absorvem o excesso de calor e energia da nossa atmosfera, o oceano absorveu 90% do calor gerado pelas emissões de gases de efeito estufa. Todo esse calor está causando ondas de calor marinhas, derretimento do gelo marinho e aumento do nível do mar, que representam grandes riscos para a vida selvagem marinha, ecossistemas e comunidades costeiras.
Mas uma forma de energia renovável poderia aproveitar a energia do oceano para ajudar a combater as mudanças climáticas e proteger as águas vulneráveis ​​do planeta. A energia marinha – energia gerada a partir das ondas do mar, bem como das correntes e marés oceânicas e fluviais – pode ser uma parte valiosa do portfólio mundial de energia renovável livre de carbono. No entanto, as tecnologias de energia marinha ainda estão nos estágios iniciais de desenvolvimento, em parte porque há poucos dados para orientar seu progresso em direção ao sucesso comercial.

É por isso que pesquisadores do National Renewable Energy Laboratory (NREL) estão desenvolvendo ferramentas de coleta de dados para ajudar a acelerar o desenvolvimento dessas tecnologias promissoras.

“As tecnologias de energia marinha podem ser uma grande ajuda no combate às mudanças climáticas”, disse o pesquisador de energia hídrica do NREL, Casey Nichols. “Quanto mais rápido pudermos colocar as tecnologias de energia marinha em funcionamento, mais rápido elas poderão nos ajudar a alimentar a economia azul, energizar comunidades isoladas e nos levar para uma rede de energia renovável”.

Nichols, juntamente com o colega pesquisador de energia hídrica Andrew Simms e uma equipe mais ampla do NREL, cria ferramentas que coletam dados de alta qualidade para desenvolvedores de energia marinha. Chamados de Modular Ocean Data Acquisition (ou MODAQ), esses sistemas de coleta de dados podem fornecer informações sobre uma grande variedade de protótipos de energia marinha, incluindo sua produção potencial de energia e características de desempenho (como, por exemplo, como eles se movem e respondem às ondas do mar).

Com o MODAQ, os usuários podem avaliar a promessa de seus protótipos desde a bancada do laboratório até o mar aberto para aprimorar rapidamente seus projetos.

"Para ter uma implantação bem-sucedida", disse Nichols, "você precisa coletar os dados certos da maneira certa. Se não fizer isso, poderá perder muito dinheiro e muito tempo. Isso pode realmente atrapalhar seu projeto. Desenvolvemos o MODAQ para usar equipamentos de medição da mais alta qualidade, seguindo os padrões da indústria para garantir que os dados coletados sejam precisos."

O MODAQ consiste em três produtos distintos:MODAQ Field, MODAQ Cloud e MODAQ Web. Juntas, essas ferramentas oferecem tudo, desde aquisição de dados em campo e controle remoto de dispositivos oceânicos até armazenamento e processamento de dados. Os usuários podem acessar um resumo de dados limpo e fácil de entender quase tão rapidamente quanto os dados são coletados. E, como o MODAQ é compatível com os padrões de energia marinha, os desenvolvedores podem usar a ferramenta para realizar testes credenciados - verificações de terceiros do desempenho de um dispositivo - o que pode ajudar a aumentar a confiança dos investidores e clientes na tecnologia.

"O MODAQ é como blocos de Lego para aquisição de dados", disse Simms, que, junto com o colega técnico Mark Murphy, construiu o hardware do MODAQ (o que ele chama de "cérebros"). Simms e a equipe NREL MODAQ podem personalizar cada bloco de Lego para atender às necessidades específicas de cada protótipo.

Esses MODAQs personalizados também estão em alta demanda, e é por isso que Nichols se encontrou recentemente em uma praia no Havaí – sem dúvida um dos melhores lugares para coletar dados de energia marinha. As ondas do estado carregam o equivalente a 25 vezes suas necessidades energéticas. Aproveitar apenas uma parte dessa energia limpa poderia ajudar a compensar os altos custos de envio de petróleo bruto para as ilhas.

E uma equipe de pesquisa da Universidade do Havaí pretende fazer exatamente isso. Com seu MODAQ personalizado, os pesquisadores estão refinando uma versão em pequena escala de seu protótipo de energia das ondas, o Hawai'i Wave Surge Energy Converter (HAWSEC, abreviado), que poderá um dia alimentar as comunidades costeiras do Havaí. O MODAQ da equipe permitiu que eles coletassem dados confiáveis ​​na bancada do laboratório, em testes de tanque de ondas na Oregon State University e em um teste de campo em águas abertas no Makai Research Pier, no Havaí. "Basicamente construímos um sistema de hardware para três implantações de dispositivos, o que nunca fizemos antes", disse Simms.

"Passamos muito tempo tornando o MODAQ seguro e confiável para uso na área do tanque de ondas e na praia", acrescentou Nichols. "Os ambientes de água salgada são agressivos para muitos materiais, por isso projetamos o sistema para sobreviver a tudo isso."

Até agora, os dados do MODAQ da equipe do Havaí combinaram de perto os modelos gerados com o Wave Energy Converter Simulator do NREL (também conhecido como WEC-Sim) - um sinal de que os modelos teóricos do WEC-Sim fornecem resultados realistas. “A simulação e os dados experimentais foram muito próximos, o que foi emocionante de ver”, disse Nichols. Isso também é empolgante para a equipe do HAWSEC, que pode confiar em todos esses dados de som para construir um protótipo maior para seus próximos testes de tanque de onda.

Para a equipe HAWSEC e outros desenvolvedores de energia marinha, os sistemas MODAQ fornecem dados precisos, confiáveis ​​e padronizados para avaliar o desempenho de seus dispositivos para que possam evitar construir seus próprios sistemas de coleta de dados do zero (muitas vezes com grandes despesas). Como a equipe do MODAQ está melhorando continuamente seu sistema, os desenvolvedores podem começar com uma base sólida e simplesmente adicionar componentes para avaliar os recursos exclusivos de seu dispositivo.

“Os desenvolvedores de tecnologia de energia marinha estão basicamente tentando fazer algo totalmente novo em um dos ambientes mais hostis da Terra”, disse Simms. "Os dados são uma das melhores ferramentas que temos para melhorar a confiabilidade e reduzir o custo das implantações do setor de energia marinha".

Nos próximos dois anos, Nichols, Simms e o restante da equipe MODAQ da NREL estão desenvolvendo o MODAQ 2.0, uma versão ainda mais acessível e econômica do sistema. Mas, por enquanto, Nichols está animado para ver mais desenvolvedores usarem o MODAQ 1.0 durante as implantações de dispositivos.

"Existem muitos usos para esta tecnologia", disse Nichols, "e estou muito animado para ver onde ela irá". + Explorar mais

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