הוריקן קתרינה הצליף בגלים אדירים וחזקים שגרמו להרס חמור בשנת 2005 לאורך חוף המפרץ. גודלם וכוחם שכנעו את פיל קייתיל מסנטה פה, ניו מקסיקו, חייבת להיות דרך לרתום את האנרגיה הזאת.
המחשבה הראשונה שלו היתה מכשיר אשר ישתמשו בפעולת גלים כדי לשאוב מים עמוקים וקרים אל פני השטח כדי להקטין את עוצמת ההוריקנים, אשר משגשגים על מים חמים. הוא הוכיח את הקונספט עם צינור פשוט ושסתום חד-כיווני הקשור למצוף, אבל לרעיון לא היה פוטנציאל מסחרי, שכן ההוריקנים אינם צפויים.
הוא חשב על שימוש שני כי משאבת גל פעולה הביאה גם על פני השטח חומרים מזינים האוקיינוס ​​מרוכז כגון פוספט סיליקט המקדמים את הצמיחה של phytoplankton. "Phytoplankton לקחת פחמן דו חמצני כדי לעכל חומרים מזינים ולתת חמצן, " אמר Kithil. "הרגשנו שלמשאבות יש תפקיד בשינוי האקלים".
אבל, שוב, הפוטנציאל העסקי התאדה כאשר ממשלות שהשתתפו בוועידת האקלים בקופנהגן 2009 לא נקטו פעולה שתפתח את שוק הפחמן עבור המכשיר.
הרעיון השלישי היה הקסם. Kithil והחברה שלו, Atmocean בע"מ, שנוסדה בשנת 2006, שיתפה פעולה עם חברת ההנדסה Alyquerque Reytek בשנת 2010 כדי לייצר מערכת משאבה המשתמשת בגלים גל כדי לשלוח מי ים בלחץ אל החוף, שם היא מותפלת ללא שימוש באנרגיה חיצונית. Kithil אמר למערכת יש עיצוב פשוט ניתן להגדיר בזול ובכפרי הגדרות לספק מים מתוקים לשתייה וחקלאות בערים החוף.
עבודה עם מדענים במעבדות הלאומי Sandia דרך ניו מקסיקו עסקים קטנים תוכנית סיוע, שתי החברות יש לבדוק ולקדם את הטכנולוגיה והעביר אותו קרוב לשוק על ידי משיכת השקעה משמעותית. Atmocean לאחרונה חתמה על הסכם NMSBA הרביעי. עסקים קטנים יכולים לבקש עזרה דרך התוכנית פעם בשנה. "לא היינו נמצאים במקום שבו אנו נמצאים היום ללא עזרתה של סנדיה", אמר כריס וייט, מנהל התפעול הראשי של Atmocean. "זה סיפק לנו את עמוד השדרה של אימות שיפורים טכניים שלנו כדי שנוכל ללכת קדימה."
NMSBA היא שותפות ציבורית פרטית בין Sandia Labs, לוס Alamos המעבדה הלאומית ואת מדינת ניו מקסיקו המאפשר לבעלי עסקים קטנים שיש להם אתגר טכני עבודה עם מדענים ומהנדסים במעבדות הלאומיות. הוקמה בשנת 2000 על ידי המדינה המחוקקת, התוכנית מביאה טכנולוגיה ברמה עולמית ומומחיות לחברות קטנות ומקדם פיתוח כלכלי עם דגש על אזורים כפריים. NMSBA סיפקה 2, 648 עסקים קטנים בכל 33 של מחוזות המדינה עם יותר מ 53.3 מיליון דולר בשווי של שעות מחקר וחומרים.
"חברות קטנות רבות אין את המשאבים לעשות מחקר ופיתוח מתקדמים. NMSBA היא דרך מצוינת לתת להם מו"פ היד", אמר ג 'קי קרבי מור, מנהל טכנולוגיה ופיתוח כלכלי ב Sandia Labs. "המומחיות המעבדה הלאומית מסייעת לאנשים האלה לממש את החלומות שלהם ולבנות את עסקיהם, win-win לכלכלה".
Kithil ו Phillip Fullam, המהנדס הראשי של Reytek, הראשון עבד עם Sandia Labs 'ריק Givler, מומחה מודלים מערכות פיזיות, כדי להעריך את הכדאיות של גלים ליד החוף שלהם המערכת. Givler הוכיח כי, באמצעות גלים טיפוסי מספר קבוע של משאבות מי ים, מים בלחץ ניכר יגיע מערכת אוסמוזה הפוכה טיהור מים.
"היינו צריכים לדעת אם נצליח לקפוץ בסוף או לסוכר של מים דחוסים, "אמר קייתיל. "ריק השיב את התשובה - "כמובן." אם זה היה מטפטף, לא היה לנו שום עסק.בנוסף נוכל להעריך את ההוצאות והרווחים, כך חשוב היה המחקר של סנדיה.יכולנו לקחת רעיון מעניין לכדאיות העסק.
ממצאי Sandia Labs סייעו ל- Atmocean למשוך כ -3.5 מיליון דולר בהשקעה כדי להמשיך בבדיקת מוצרים, להוסיף צוות ולהגדיל את ייצור הרכיבים ב - Reytek. החברה בנתה משאבות מי-ים בגודל מלא ובדקה את המערכת מול חופי אורגון ב -2011 ופרו במשך שישה חודשים ב -2015. "המבחנים הראשונים בפרו היו הצלחה גדולה", אמר קיית'יל. "קהילות קטנות אחרות רוצה לראות אם זה יעבוד עבורם."
Atmocean עובדת עכשיו עם מהנדס Sandia Labs Tim Koehler על מודלים חישוביים של מערכת אנרגיית הגלים. בעקבות ניסויים בטנק בדיקה במעבדה של אוניברסיטת טקסס A & M, המערכת תפורסם בהמשך השנה מול חופי ניופאונדלנד לסיבוב שלישי של בדיקות שיוכיח את אב הטיפוס בסביבה מבצעית.
Atmocean של המערכת היא 200 מטר על ידי 200 מטר מערך של משאבות צפות על האוקיינוס. "כל משאבה היא מצוף על בוכנה, "אמר קוהלר. "כשהגל עובר, המצוף בולע מי ים, וכשהמצוף מתיישב, הוא שואב מי-ים דרך קווים הידראוליים בחזרה לחוף, שם הוא נכנס לתהליך התפלת האפס".
מים מגיעים בים על 180 psi, או פאונד לאינץ 'מרובע של לחץ. Atmocean משתמשת בהתקני התאוששות אנרגיה - למעשה מסתובבים בגלגלים מכניים - כדי להגביר את 14% ממי השתייה ל -900 psi, הלחץ הדרוש להפעלת אוסמוזה הפוכה. המערכת היא בגודל של מיכל המשלוח מיוצר על ידי שותפי תעשיית Atmocean. "אנחנו מספקים את מי הים בלחץ ואנחנו עובדים עם טכנולוגיות מוכחות בתעשייה על ההתפלה", אמר וייט.
המערכת פועלת 24/7 הייצור תלוי בפעולה גל. וייט אמר שבדרום פרו, בתנאים אופייניים לאוקיאנוס, נדחפים לחוף בעוד כ -50 מיליון מטרים מעוקבים של מים בלחץ. 14% מהתפלה מותפלים, ומייצרים 5 מיליון מטר מעוקב של מים מתוקים בשנה, שניתן להשתמש בהם לחקלאות או לצריכה.
Kithil אמר כי המערכת היא זולה לפעול, מציעה תעסוקה מקומית ומסייע לסביבה. "כל מערך של משאבות יוצר אזור defacto ימית מוגן עם מבנים מלאכותיים לראות צמיחה ימית", אמר. "המערכת משתמשת בסירות קטנות המופעלות על ידי דייגים מקומיים שמקבלים עבודה עקבית, ובמהלך הטייסים שלנו בהיקף מלא בפרו בשנת 2015, ראינו שאיפה אדירה של תמיכה מקהילת הדיג המקומית".
Kithil ו Fullam עובדים עם Koehler כדי לשפר את העיצוב משאבת. "הם רוצים לדעת אילו כוחות האוקיינוס, דרך מעבר הגלים, מעמיד את המצופים על מנת שיוכלו לייעל את הביצועים שלהם ולהיות יעילים ככל האפשר", אמר קוהלר. הוא משתמש במודל דינמי של נוזל חישובי כדי להעריך דגמי מצוף שונים שהונדסו על ידי Reytek והצטמצם דרך מבחני הבריכה. "אני אתן להם מושג על כוחות האוקיינוס ​​על עיצובים משאבה שונים, " הוא אמר.
ההסתערות הראשונה של קוהלר לתוך NMSBA כבר פותחת את העין, הוא אמר. "זה יישום אחר ממה שאני בדרך כלל עובד על ומשתמש בתוכנות שונות, אז זה מוסיף קצת רוחב הניסיון שלי", הוא אומר. "זה היה תהליך טוב מבחינת הצמיחה האישית והמקצועית שלי, אני לומד יותר, וזה נחמד לעזור לעסק קטן, אני אוהב את הרעיון, זו דרך טובה לעזור לקהילות כפריות בטכנולוגיית אנרגיה נקייה".
לאחר ההפגנה הסופית בניופאונדלנד, Atmocean, אשר הציג את הטכנולוגיה ב 2016 United Nations Solutions Summit, יחפש שותף מסחרי. "אם הכל ילך כשורה, אנחנו מסתכלים על שנה וחצי אחרי הבדיקות כדי להגיע למסחור", אמר וייט.
Fullam אמר NMSBA סיפק משאבים צורך וניסיון לחברה. "כלי הדוגמנות של המחשב הם משהו שחברה קטנה לעולם לא יכולה להרשות לעצמה, הצלחנו להשתמש במשאבים האלה כדי לענות על כמה שאלות אזוטריות למדי וליצור שאלות נוספות, האנשים שעמם עסקנו באמת יודעים מה הם עושים, ואנחנו היו מסוגלים לאתר בשלב מוקדם של הפיתוח כמה בעיות טכניות מרכזיות שלא היינו רואים, היינו מבלים הרבה זמן בסחרור הגלגלים שלנו, זה קיצץ שנים את מחזור הפיתוח ".