Bila je u vodi kad je pogodila epifaniju. Naravno, Annette von Jouanne uvijek je bila u vodi, plivala je u jezerima i bazenima dok je odrastala oko Seattlea, a slobodnim stilom plivanja natjecateljski se sastajala u srednjim školama i na fakultetima. U njenom podrumu postoji čak i bazen za vježbanje, gdje su ona i njen suprug (bivši olimpijski plivač za Portugal) i njihovo troje djece provodili mnogo vremena ... plivajući.
Iz ove priče
[×] ZATVORI
Pogledajte prototip plutajuće energije uzgona uzgona na površini vode dok istraživači sa Sveučilišta Oregon State proučavaju njegovu učinkovitost
Video: Upotreba vala energije energije
Ali u prosincu 1995. tijekom praznika je bila na jedrenju na Havajima. Upravo je započela raditi kao docentica elektrotehnike na Oregon State University. Imala je 26 godina i željela je nešto promijeniti - pronaći ili unaprijediti koristan izvor energije, poželjno onaj koji nije bio oskudan ili minljiv, nepredvidiv ili prljav. Sunce je zalazilo. Vjetar je umirao. Kleknula je u nabreklima.
"Dok je sunce zalazilo, pogodilo me: Mogao sam voziti valove cijeli dan i cijelu noć, tijekom cijele godine", kaže von Jouanne. "Snaga valova je uvijek tu. To nikad ne prestaje. Počeo sam razmišljati da mora postojati način da svu energiju okeana na praktičan i učinkovit način iskoristim na odgovoran način."
Danas je von Jouanne jedna od pokretačkih snaga u brzorastućem polju valovne energije - kao i njezin vodeći zagovornik. Objasnit će svima koji će slušati da je za razliku od energije vjetra i sunca energija valova uvijek dostupna. Čak i kad se ocean čini miran, nabrekline se dovoljno kreću vodom gore i dolje da bi stvorile električnu energiju. A uređaj za stvaranje kilovata snage iz vala može biti puno manji od onoga što je potrebno za iskorištavanje kilovata iz vjetra ili sunčeve svjetlosti, jer je voda gusta, a energija koju daje koncentrirana.
Sva ta energija također je, naravno, destruktivna, a izazov je desetljećima bio izgraditi uređaj koji može izdržati valove čudovišta i vjetrove snagom groma, a da ne spominjemo korozivne slane vode, morske trave, plutajuće krhotine i znatiželjne morske sisavce. A uređaj također mora biti učinkovit i treba malo održavanja.
Ipak, primamljivost je neodoljiva. Stroj koji može upotrijebiti neiscrpan, nezagađujući izvor energije i biti ekonomično raspoređen u dovoljnom broju za proizvodnju značajne količine električne energije - što bi bio napredak u dobi.
Inženjeri su izgradili desetine strojeva, nazvanih valovi-pretvarači energije, a neki su testirali u maloj mjeri. U Sjedinjenim Državama valovi bi mogli potaknuti oko 6, 5 posto današnjih potreba za električnom energijom, kaže Roger Bedard iz Instituta za električnu energiju, energetskog istraživačkog centra u Palo Altu u Kaliforniji. To je ekvivalent energije u 150 milijuna barela nafte - otprilike jednaku količinu energije koju proizvode sve američke hidroelektrane u branama - dovoljna za napajanje 23 milijuna tipičnih američkih domova. Najsnažniji valovi javljaju se na zapadnim obalama zbog jakih globalnih vjetrova zapad-istok, pa su Velika Britanija, Portugal i zapadna obala Sjedinjenih Država jedna od mjesta na kojima se razvija energija valova.
Osim plivanja, von Jouanneova strast kao mladića bila je učenje kako stvari funkcioniraju. Počelo je s malim aparatima. Pušio je budilica. Odvrnula je stražnji dio, fiksirala mehanizam i ponovo ga sastavila. Imala je oko 8 godina. "To je za mene bilo tako uzbudljivo", kaže. Krenula je prema kalkulatorima, a potom i do računala koje je kupila novcem sa svoje papirnate rute. Jednog je dana pričekala da roditelji napuste kuću kako bi mogla rastaviti televizor i ponovno ga sastaviti prije nego što su se vratili. (Von Jouanne upozorava djecu da ne rade kao ona: "postoji komponenta visokog napona.")
Kad su se njezina braća, starija osam i deset godina, vratila kući na odmore na fakultetima, prelistala je njihove tehničke udžbenike. (Starija sestra je stekla poslovni stupanj.) "Čitajući ih potvrdila sam da, to je ono što želim raditi", sjeća se.
Studirala je elektrotehniku kao preddiplomski studij na Sveučilištu Southern Illinois, a doktorirala na Sveučilištu A&M u Teksasu. Često je bila jedna od rijetkih žena u razredu. "Nikad se nisam vidjela kao ženskog inženjera", kaže. "Vidio sam sebe kao inženjera koji pokušava poboljšati stvari za svijet."
Na Državnom sveučilištu Oregon svoju je epifaniju prebacila valovima Alan Wallace, profesor elektrotehnike koji je dijelio njezinu fascinaciju snagom oceana. "Počeli smo govoriti, mora postojati način da se ta energija iskoristi", sjeća se ona. Proučavali su pretvornike valne energije, a zatim su proizvedeni, i pretraživali stoljetne patente za kontracepcije za izvlačenje energije iz valova. Neki su ličili na vjetrenjače, kaveze za životinje ili brodske propelere. Moderna je izgledala poput ogromnog kita. Svi su uređaji imali jedan zajednički problem: bili su previše komplicirani.
Uzmimo, na primjer, uređaj nazvan Pelamis atenuator, kojeg je Pelamis Wave Power nedavno angažirao na četiri mjeseca na obali Portugala. Izgleda kao crvena zmija dugačka 500 metara. Dok valovi putuju njegovom dužinom, stroj se savija gore-dolje. Savijanje pumpa hidrauličnu tekućinu kroz motor, koji stvara električnu energiju. Složeni strojevi poput ovog punjeni su ventilima, filterima, cijevima, cijevima, spojnicama, ležajevima, prekidačima, mjeračima, brojilima i senzorima. Međusobni stupnjevi smanjuju učinkovitost, a ako se jedna komponenta pokvari, cijeli uređaj ide u kaput.
Nakon analize terena, von Jouanne kaže: "Znao sam da nam treba jednostavniji dizajn."
Laboratorij Von Jouanne nazvan je u spomen na Wallacea, koji je umro 2006., ali Wallaceov energetski sustav i obnovljivi izvori (WESRF) poznato je pod nazivom "Mi surfamo." Obojen dubokim plavim i sivim tonovima i noseći freske kovrčavih valova, laboratorij je bio istraživačko postrojenje i testiralo je takve inovativne proizvode kao što su potpuno električni mornarički brod, lebdeći brod i motor Ford Escape Hybrid. U jednom je uglu visoka plutača nalik ogromnoj bakrenoj bateriji. Pored nje, druga plutača izgleda poput dvije skijaške staze s napetom žicom. Dizajni su bili među najranijim von Jouanne. "Proboji se gotovo uvijek rađaju neuspjesi", kaže ona.
Njezin je proboj bio zamisliti uređaj koji ima samo dvije glavne komponente. U najnovijim prototipima unutar prve komponente nalazi se gusta zavojnica bakrene žice koja je usidrena na morskom dnu. Druga komponenta je magnet pričvršćen na plovak koji se s valovima slobodno kreće gore i dolje. Dok se magnet podivlja valovima, njegovo se magnetsko polje kreće duž nepomične zavojnice bakrene žice. Ovaj pokret inducira struju u žici - električnu energiju. To je tako jednostavno.
Do početka 2005. godine, von Jouanne je projektirao jedan od svojih prototipa i želio je testirati je li vodootporan. Uputila je pretvarač energije energije u svoj podrum, u plamen koji cirkulira vodu kako bi pustila da sjedne na mjestu. Njena kćer Sydney, tada 6 godina, sjedila je za prototipom, koliko bi se pečat mogao zalijepiti u pravu plutaču. Lebdio je.
Zatim je nazvala obližnji valni bazen, gdje se ljudi igraju u simuliranim valovima.
"Da li iznajmljujete svoj bazen?" rekla je.
"Za koliko ljudi?" upita poslužitelj.
"Nema mnogo ljudi - plutača s jednom valnom energijom."
Park je poklonio dva rana jutra svom pothvatu. Von Jouanne je usidrio stroj s deset utega od 45 kilograma iz zdravstvenog kluba. Odlično se snašao u razigranim valovima, bobeći se gore-dolje bez potonuća.
Tada je uslijedio pravi test, na jednom od najdužih simulatora valova u Sjevernoj Americi.
Na zapadnom kraju lisnatog kampusa Državnog sveučilišta Oregon, pored znanstvenih zgrada od crvene cigle, nalazi se masivni čelični šuplji oblik u obliku slova T u divovskom popločenom parceli. Iako je zgrada udaljena 50 milja od Tihog oceana i daleko izvan dosega ubilačkih plimnih valova, plavo-bijeli metalni znak na ulazu kaže "Ulazak u zonu opasnosti od cunamija".
Kad je von Jouanne prvi put doveo plutaču na testiranje u betonskom dimnjaku dugačkom 342 metra u istraživačkom laboratoriju Hinsdale Wave-a države Oregon, "stvari nisu išle po planu", kroz smijeh kaže Dan Cox, direktor ustanove. Von Jouanne i njegovi suradnici smjestili su plutaču u kanal dubok 15 stopa i udarali je valovima s dvije, tri i četiri metra. Prvi val od pet stopa prevrnuo ga je.
"Imali smo problem s balastom", govori pomalo zlobno von Jouanne. Ona nastavlja: "Mi smo inženjeri elektrotehnike, i stvarno nam je bila potrebna dodatna pomoć inženjera iz oceana, ali da bismo ih dobili, trebalo nam je više financiranja, a za dobivanje više sredstava potrebno nam je da pokažemo neki uspjeh."
Von Jouanne je neprestano dorađivao svoje plutače. Mala skupina promatrala je kako se val od pet stopa kreće prema jednoj od njenih najnovijih verzija. Dok se plutača podizala od naleta, upalila se 40-vatna žarulja, a pokrenuta energijom valova. "Svi smo se razveselili", prisjeća se Cox.
Usmjerite 20 vjetrova iz države Oregon do obale, iako cedrovine i jele, prateći rijeku Yaquina. U blizini ušća rijeke nalazi se pješčana pjega s niskim građevinama ukrašenim školjkašama ostrige i grmlja. Povjetarac je postavljao haloge iz obližnje marine koja se udarala uz metalne jarbole. Ovo je dom Hatfield centra za pomorstvo države Oregon, posvećen istraživanju morskih ekosustava i energije oceana.
George Boehlert, morski znanstvenik i direktor centra, gleda iz svog ureda na polje valovite morske trave. "Ono što sada znamo je ono što ne znamo", kaže Boehlert, čije prljavo plavušne kovrče nalikuju oceanskim valovima. "Energija oceana je polje koje se brzo kreće i istraživači zaštite okoliša imaju puno pitanja."
Na primjer, plutače apsorbiraju energiju iz valova, smanjujući njihovu veličinu i snagu. Bi li smanjeni nabubri utjecali na kretanje pijeska i struje u blizini obale, možda pridonijeli eroziji?
Bule, kao i energetski kablovi koji bi se spajali na električnu mrežu na obali, emitiraju elektromagnetska polja. A privezivi kablovi zabrijali bi se u struju, poput gitare. Mogu li ove smetnje zbuniti kitove, morske pse, dupine, lososa, rake, rakove i druge morske životinje koje koriste elektromagnetizam i zvuk za hranjenje, parenje ili plovidbu?
Bi li se ptice sudarile s plutačama ili kornjačama zaplele se u kablove?
Bi li sidra stvorila umjetne grebene koji privlače ribe koje se inače ne nalaze u tom staništu?
Bi li raspoređivanje, održavanje i uklanjanje plutača uznemirilo morsko dno ili na neki drugi način promijenilo oceansko okruženje?
"I ja želim znati odgovore na ta pitanja", kaže von Jouanne. "Posljednje što želim učiniti je naštetiti oceanu i njegovim prekrasnim stvorenjima." Da bi istražili rizike za okoliš i omogućili inženjerima energije valova da testiraju svoje izume, ona i kolege iz države Oregon, uključujući Boehlert, grade plutajući ispitni vez u blizini. Predviđeno je da se otvori sljedeće godine, a u njenom će središtu biti plutača puna instrumenata za prikupljanje podataka o tome kako uspješni pretvarači energije valova i energije.
Ispitni vez dio je ogromnog napora da se energija valova izbaci iz laboratorija i na električnu mrežu. Kroz novi nacionalni pomorski centar za obnovljive izvore energije, financiran od Ministarstva energetike, istraživači iz cijele zemlje imat će priliku doraditi svoje izume u energetskom laboratoriju WESRF, testirati ih u talasu vala Hinsdale i usavršiti ih u oceanu. "To je ono što trebamo učiniti kako bismo u potpunosti istražili valnu energiju kao dio portfelja obnovljivih izvora energije, za državu, naciju i svijet", kaže von Jouanne.
Boehlert i drugi kažu da bi čak i ako energija valova ima neke lokalne utjecaje na okoliš, vjerojatno bila daleko manje štetna od elektrana na ugalj i naftu. "Učinci nastavka ubacivanja ugljika u atmosferu mogli bi biti puno gori za morski život od plutača koje se bobu u valovima", kaže on. "Želimo da energija oceana djeluje."
Von Jouanne je nedavno preko Yaquina Bay-a i jedne i pol milje izvan mora izvukla plutaču s najboljom izvedbom - svoj 11. prototip. Buja koja nalikuje divovskom žutom letećem tanjuru s crnom cijevi koja se probijala kroz sredinu bila je usidrena u 140 metara vode. Pet dana se uzdizao i padao sa natečenima i stvarao oko 10 kilovata snage. U naredne dvije do tri godine Columbia Power Technologies, tvrtka za obnovljive izvore energije koja je podržala von Jouanneova istraživanja, planira ugraditi plug koji generira između 100 i 500 kilovata električne energije u ispitnom pristaništu uz obalu Oregona.
"Prije nekoliko godina, " kaže Cox za von Jouanne, "radila je na izmaku trčanja. Sada je vlada stala iza posla i tvrtke koje su pokucale na njena vrata. To je nevjerojatno brz napredak koji je dobar za budućnost energije valova. "
Još jedan od izuma Von Jouanne, prvi je takve vrste stroja, koji testira pretvarače energije valova, bez potrebe da ih vlaži. Prototipni plutač osiguran je u metalnoj kolicima koja oponaša gibanje oceanskih valova. Električna oprema nadzire snagu koju plutača generira. Ispitni krevet izgleda poput automobila s liftom usred njezinog laboratorija.
Istraživači valne energije iz drugih institucija moći će koristiti von Jouanneov testni krevet, ali trenutno on posjeduje jednu od vlastitih plutača. Učenik koji sjedi za obližnjim računalom zapovijeda uređaju za simulaciju valova visokih 1 metar koji putuju 0, 6 metara u sekundi s intervalima od 6 sekundi između vrhova valova.
"To je mali ljetni val", kaže von Jouanne.
Stroj se šuška, lupka i puše poput vožnje zabavnim parkom.
Kako se plutača kreće gore-dolje, mjerač registrira sok koji proizvodi. Igla se pomiče. Jedan kilovat, dva, a zatim tri.
"To je dovoljno za napajanje dvije kuće", kaže von Jouanne.
Elizabeth Rusch portretistkinja je iz Oregona, novinarka i autorica časopisa The Planet Hunter i drugih znanstvenih knjiga za djecu.
Električni val : U Von Jouanneovom "pretvorniku energije-vala" zavojnice unutar usidrenog stupa okružene su magnetom pričvršćenim na plovak. Valovi pomiču plovak gore-dolje, a elektromagnetska interakcija stvara struju. (5W infografika) 
Nakon višegodišnjih eksperimenata u laboratorijima, valnim bazenima, pa čak i njenom podrumu, inženjerka Annette von Jouanne testirala je prototipove pretvarača u oceanu (dizalica diže bujicu u vodu kraj Oregona 2007). (Annette von Jouanne) 
Annette von Jouanne stoji u oceanu uz plažu Otter Rock u blizini Oregona, u blizini gdje je eksperimentirala s plutačama energije energije. (Ljubaznošću Annette von Jouanne) 
Čamac izvlači prototip plutajuće energije energije na more. (Annette von Jouanne) 
Pobliži pogled na jedan od prototipa plutače. Žuti dio pluta pluta površinom vode. (Annette von Jouanne) 
Svjetlo koje pluta vrhom pluta pokazuje da struja struje kroz plutaču. (Annette von Jouanne) 
U von Jouanneovom laboratoriju, nedavni izum simulira djelovanje valova, ostavljajući istraživačima nacrte plutačkih modela (testiranje uređaja s valnom energijom bez plovka). (Brian Smale) 
Von Jouanne kaže, "Imali smo obećavajući doprinos da je [ova tehnologija] put." (Brian Smale)
