Он подумал о втором применении, потому что волновой насос также выводит на поверхность концентрированные питательные вещества океана, такие как фосфаты и силикаты, которые способствуют росту фитопланктона. «Фитопланктон потребляет углекислый газ, чтобы усваивать питательные вещества и выделять кислород», — сказал Китхил. «Мы почувствовали, что насосы сыграли свою роль в смягчении последствий изменения климата."
Но, опять же, деловой потенциал испарился, когда правительства, участвовавшие в конференции ООН по климату в Копенгагене в 2009 году, не предприняли действий, которые открыли бы углеродные рынки для устройства.
Третьей идеей было очарование. Китил и его компания Atmocean Inc., основана в 2006 году в партнерстве с инженерной фирмой Reytek Corp в Альбукерке. в 2010 году создать насосную систему, которая использует энергию волн для отправки морской воды под давлением на берег, где она опресняется без использования внешней энергии. Китхил сказал, что система имеет простую конструкцию и может быть дешево установлена в сельской местности для обеспечения пресной водой для питья и сельского хозяйства в прибрежных городах.
Работая с учеными из Sandia National Laboratories в рамках программы помощи малому бизнесу в Нью-Мексико, две компании протестировали и усовершенствовали технологию и продвинули ее ближе к рынку, привлекая значительные инвестиции. Atmocean недавно подписала четвертое соглашение NMSBA. Малые предприятия могут обращаться за помощью в рамках программы один раз в год. «Мы не были бы там, где находимся сегодня, без помощи Сандии», — сказал Крис Уайт, главный операционный директор Atmocean. "Это дало нам основу для проверки наших технических улучшений, чтобы мы могли двигаться дальше."
Программа для малого бизнеса помогает в исследованиях и разработках
NMSBA — это государственно-частное партнерство между Sandia Labs, Лос-Аламосской национальной лабораторией и штатом Нью-Мексико, которое позволяет владельцам малого бизнеса, у которых есть технические проблемы, работать с учеными и инженерами в национальных лабораториях.
Программа, созданная в 2000 году законодательным собранием штата, предоставляет малым компаниям технологии и знания мирового класса и способствует экономическому развитию с упором на сельские районы. NMSBA предоставила 2648 малым предприятиям во всех 33 округах штата более 53 долларов.3 миллиона исследовательских часов и материалов.
"Многие небольшие компании не имеют ресурсов для проведения передовых исследований и разработок. NMSBA — отличный способ помочь им в исследованиях и разработках ", — сказал Джеки Керби Мур, менеджер по технологиям и экономическому развитию Sandia Labs. "Опыт национальных лабораторий помогает этим людям реализовать свои мечты и построить свой бизнес, что является беспроигрышным для экономики."
Китил и Филипп Фуллам, главный инженер Reytek, сначала работали с Риком Гивлером из Sandia Labs, специалистом по моделированию физических систем, чтобы оценить осуществимость их прибрежной волновой энергетической системы. Гивлер доказал, что при использовании обычных волн и определенного количества насосов для забортной воды значительное количество воды под давлением попадет в береговую систему очистки воды обратным осмосом.
«Нам нужно было знать, получим ли мы каплю в конце или поток воды под давлением», — сказал Китхил. "Рик придумал ответ — фонтан.
Если бы это был дриблинг, у нас не было бы дела. С помощью фонтана можно было оценить расходы и прибыль.
Вот насколько важным было исследование Sandia. Можем довести интересную идею до бизнес-реализуемости."
Результаты Sandia Labs помогли Atmocean привлечь около 3 долларов.5 миллионов инвестиций для продолжения испытаний продукции, увеличения штата и увеличения производства компонентов в Reytek. Компания построила полноразмерные насосы для забортной воды и протестировала систему у побережья Орегона в 2011 году и в Перу в течение шести месяцев в 2015 году. «Первые испытания в Перу имели большой успех», — сказал Китхил. "Другие небольшие сообщества хотят увидеть, сработает ли это для них."
Система будет развернута за пределами Ньюфаундленда для эксплуатационных испытаний
Atmocean сейчас работает с инженером Sandia Labs Тимом Келером над вычислительным моделированием волновой энергетической системы.
После испытаний в испытательном резервуаре в лаборатории Хейнса Техасского университета A&M, система будет развернута позже в этом году у побережья Ньюфаундленда для третьего раунда испытаний, которые продемонстрируют прототип в эксплуатационной среде.
Система Atmocean представляет собой группу насосов размером 200 на 200 футов, плавающих в океане. «Каждый насос — это буй на поршне», — сказал Келер. "По мере прохождения волны буй поглощает морскую воду, а когда буй оседает, он перекачивает морскую воду по гидравлическим линиям обратно на берег, где она входит в процесс опреснения с нулевым потреблением электроэнергии."
Вода поступает на берег под давлением около 180 фунтов на квадратный дюйм. Atmocean использует устройства рекуперации энергии — по сути, вращающиеся механические колеса — для повышения 14 процентов прибывающей морской воды до 900 фунтов на квадратный дюйм, давления, необходимого для работы обратного осмоса. Система размером с транспортный контейнер производится отраслевыми партнерами Atmocean. «Мы поставляем морскую воду под давлением и работаем со стандартными проверенными в отрасли технологиями опреснения», — сказал Уайт.
Система работает круглосуточно и без выходных, а производство зависит от волнения.
Уайт сказал, что на юге Перу в типичных условиях океана 50 миллионов кубических футов воды под давлением выталкиваются на берег в год. Четырнадцать процентов этой воды опресняется, производя ежегодно 5 миллионов кубических футов пресной воды, которую можно использовать для сельского хозяйства или потребления.
Китхил сказал, что система недорога в эксплуатации, предлагает местную занятость и помогает окружающей среде. «Каждая группа насосов фактически создает морскую охраняемую территорию с искусственными сооружениями, на которых видна морская растительность», — сказал он. "В системе используются небольшие лодки, которыми управляют местные рыбаки, которые получают постоянную работу. Во время наших полномасштабных пилотных проектов в Перу в 2015 году мы увидели огромную поддержку со стороны местного рыболовецкого сообщества."
Силы океана на буях
Китил и Фуллам работают с Келером над улучшением конструкции насоса. «Они хотят знать, что заставляет океан, проходя волны, ставить буи, чтобы они могли оптимизировать их работу и быть максимально эффективными», — сказал Келер. Он использует компьютерное моделирование гидродинамики для оценки различных конструкций буев, разработанных Reytek и уточненных в ходе испытаний в бассейне с волнами. «Я дам им представление о силах океана в различных конструкциях насосов», — сказал он.
По его словам, первый набег Келера на NMSBA открыл глаза. «Это приложение отличается от того, над чем я обычно работаю, и оно использует другое программное обеспечение, поэтому оно расширяет мой опыт», — говорит он. "Это был хороший процесс с точки зрения моего личного и профессионального роста.
Я узнаю больше, и малому бизнесу приятно помогать. Мне нравится эта идея. Это хороший способ помочь сельским общинам с помощью экологически чистых энергетических технологий."
После последней демонстрации в Ньюфаундленде компания Atmocean, представившая технологию на Саммите ООН по решениям в 2016 году, будет искать коммерческого партнера. «Если все пойдет хорошо, мы рассчитываем, что через полтора года после испытаний начнется коммерциализация», — сказал Уайт.
Фуллам сказал, что NMSBA предоставила компании необходимые ресурсы и опыт. "Инструменты компьютерного моделирования — это то, что небольшая компания никогда не могла себе позволить. Мы смогли использовать эти ресурсы, чтобы ответить на некоторые довольно эзотерические вопросы и создать больше вопросов.
Люди, с которыми мы имели дело, действительно знают, что делают, и мы смогли выявить на раннем этапе разработки некоторые ключевые технические проблемы, которые мы бы не заметили. Мы бы потратили много времени, раскручивая колеса. Это сокращает цикл разработки на годы."