A energia marinha está finalmente aqui?
Esta questão, de várias formas, aparece em artigos de notícias todos os anos, se não todos os meses. Em 2021, Com fio revista afirmou que "os Estados Unidos estão finalmente tentando desbloquear o poder da energia das ondas." Em 2022, o Wall Street Journal perguntou:"O oceano pode ajudar a salvar o planeta?"

A resposta simples é sim, o oceano – especificamente energia limpa gerada a partir de ondas, marés e correntes oceânicas e fluviais – pode ajudar a salvar o planeta. A energia disponível desse recurso de energia renovável, chamada energia marinha, é equivalente a cerca de 80% das necessidades anuais de eletricidade dos Estados Unidos. Embora parte dessa energia não possa ser aproveitada na prática, para construir um futuro de energia 100% limpa, o mundo precisa de toda a energia renovável que puder obter.

Agora, os desenvolvedores de energia marinha podem começar a construir esse futuro mais rápido (e mais barato) com o Marine and Hydrokinetic Toolkit (MHKiT), um centro de conhecimento enorme, pesquisável e de código aberto que fornece aos desenvolvedores o código necessário para analisar o desempenho de sua tecnologia em vários locais oceânicos e fluviais. Recentemente atualizado, o kit de ferramentas agora inclui dados sobre recursos de energia de marés e rios, fatores (como turbulência e sedimentos) que afetam como a tecnologia funciona debaixo d'água, análise de ondas extremas e muito mais.

“Estou realmente ansioso para ajudar a resolver as mudanças climáticas da maneira que puder”, disse Rebecca Fao, pesquisadora do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) que ajudou a desenvolver o MHKiT. "A energia limpa, incluindo a energia marinha, tem um papel fundamental nisso, então estou ansioso para vê-la decolar. Pode parecer uma pequena peça do quebra-cabeça, mas sem dados de boa qualidade, a indústria não pode avançar ."

A energia dos oceanos pode ajudar a salvar o planeta. Mas como essa indústria emergente alcança o uso comercial é uma questão muito mais complicada. Para fornecer um roteiro de dados, os pesquisadores do NREL fizeram parceria com o Pacific Northwest National Laboratory e o Sandia National Laboratories para desenvolver a primeira versão do MHKiT, que ingere, processa, visualiza e gerencia dados sobre tudo, desde a produção de energia de um dispositivo e capacidade de suportar vários cargas mecânicas para quanta energia flui através de locais oceânicos e fluviais nos Estados Unidos.

Antes do MHKiT, os desenvolvedores precisavam projetar seu próprio código para analisar o desempenho de sua tecnologia durante um tanque de ondas ou teste de mar aberto. Mas o desenvolvimento de código – e validação – pode ser demorado e caro. O software e os dados compartilhados do MHKiT não são apenas gratuitos, mas também padronizados e com controle de qualidade.

"A padronização é realmente fundamental", disse Fao, "para que todos tirem as mesmas conclusões sobre o desempenho de seus dispositivos ou designs". Os desenvolvedores precisam coletar e processar dados de alta qualidade para preparar sua tecnologia para sobreviver a um local específico do rio e aprender o que dá certo (e errado) no mar.

O MHKiT pode ajudar com tudo isso. Criado em 2019 com financiamento do Escritório de Tecnologias de Energia de Água do Departamento de Energia dos EUA, o software está disponível em Python e MATLAB. Agora, a equipe MHKiT está lançando versões mais robustas para cada plataforma.

Em sua plataforma Python, o MHKiT agora abriga dados para recursos de marés e rios, incluindo quanta energia está disponível em quais locais, quão rápidas e turbulentas são as águas nesses locais e quais obstáculos subaquáticos - como areia e pedras - podem interferir em uma desempenho do dispositivo. (Para os diehards de energia marinha, isso significa dados de Acoustic Doppler Current Profilers e Delft3D.)

Além disso, os desenvolvedores de energia das ondas agora podem analisar ondas extremas que suas máquinas podem enfrentar no local de implantação escolhido. Dispositivos despreparados podem não sobreviver a essas ondas; com o MHKiT, os desenvolvedores podem aumentar a probabilidade de resistência.

Na plataforma MATLAB, a equipe do MHKiT obtém muitos dados – como alturas de ondas, velocidades atuais e temperaturas da água – coletados por uma trupe de boias gerenciadas pelo Coastal Data Information Program. Para prever melhor o clima e os climas que a tecnologia de energia marinha pode enfrentar no mar, a equipe do MHKiT também adicionou dados históricos de ondas. Quando concluído, esse chamado conjunto de dados de hindcast cobrirá todos os Estados Unidos.

Com apenas quatro anos, o MHKiT já é uma ferramenta popular, baixada mais de 4.000 vezes (embora alguns desses downloads sejam clientes recorrentes que voltam para mais).

Em seguida, a equipe de desenvolvimento do kit de ferramentas planeja integrar ainda mais dados e funcionalidades para contabilizar sistemas de energia híbrida – como aqueles que combinam turbinas eólicas flutuantes ou painéis solares com dispositivos de energia marinha – e para tecnologias de nicho menores usadas para impulsionar a economia azul. Isso inclui drones marítimos não tripulados para exploração oceânica ou dispositivos de dessalinização movidos a ondas para produzir água potável em locais remotos ou para apoiar os esforços de socorro a desastres.

Quanto mais robusto o MHKiT fica, mais rápido o setor de energia marinha pode atingir a comercialização e transformar essas manchetes especulativas em declarações definitivas, como "A energia marinha está finalmente aqui".