Nags Head, North Carolina, påstår sig ha några av de bästa surfarna – och de bästa vågorna – på USA:s östkust. Men deras kraftfulla vågor är inte bara för surfbrädor. Några av de senaste förnybara energiteknikerna skulle kunna utnyttja dessa havskrafter för att generera ren energi.

Havsenergi kan ge mycket fler fördelar än bara renare luft - kustsamhällen, där cirka 40 % av amerikanerna bor, betalar ofta mer för mindre tillförlitlig energi och är särskilt sårbara för klimatförändringar, som stigande havsnivåer och allt våldsammare stormar och orkaner . Många städer och städer, inklusive Nags Head, är angelägna om att utnyttja sina naturresurser för att bygga mer överkomliga, mer pålitliga energisystem och behålla sin kraft på. Och även om Nags Head kanske har marinenergiexperter som bor på gatan, så har de flesta samhällen inte det.

Vad de har är en dator.

Med gratis, allmänt tillgängliga verktyg, som National Renewable Energy Laboratorys (NREL) Renewable Energy Atlas och Marine Energy Atlas, kan vem som helst var som helst i världen få tillgång till den data de behöver för att börja planera sin framtid för ren energi. Nu gör nya funktioner i Marine Energy Atlas det ännu enklare för samhällen att bestämma hur och var de ska införliva marin energi i sin kraftmix och för marinenergiutvecklare att lära sig hur mycket el deras enhet kan producera på olika platser i USA.

"Det är ett analytiskt verktyg", sa Katie Peterson, projektledare på NREL, när han talade om Marine Energy Atlas, "men det ger också människor – lokalbefolkningen – möjlighet att bli informerade om vad som är möjligt för deras samhällen. Det är att demokratisera marin energi i ett visuellt sätt. Jag älskade det så fort jag fick reda på det."

USA har tillräckligt med marina energiresurser – energi som finns i vågor, tidvatten och strömmar – för att tillgodose nästan 60 % av USA:s årliga elbehov. En del av den kraften kan inte praktiskt utnyttjas. Men för att bygga en 100 % ren energiframtid behöver världen all förnybar energi den kan få. Marin energi kan också vara en särskilt viktig kraftkälla för kustsamhällen som ofta är beroende av dyra transporter av fossila bränslen.

Men eftersom marin energi fortfarande är relativt ung har solid data varit svår att komma åt.

"Vi strävar efter att göra Marine Energy Atlas lika färgstark, vacker och informativ som de verktyg som National Aeronautics and Space Administration kan lägga ut, vilket utmanar sig självt", säger Aidan Bharath, forskningsingenjör på NREL, som hjälper till. förbättra verktyget. "Vi demokratiserar data, vilket gör det enkelt för alla att använda; samtidigt ger vi den marina energiindustrin vad de behöver för att utveckla sin teknik."

"Jag har inte sett något verktyg som är direkt jämförbart," sa Bharath.

Med stöd av U.S. Department of Energys Water Power Technologies Office och byggd med hjälp av forskare vid Pacific Northwest National Laboratory och Sandia National Laboratories, är den nyligen uppdaterade Marine Energy Atlas, som Bharath hoppades, både vacker och informativ. Användare kan zooma in på USA:s öst- och västkust, Hawaii eller Alaska för att se hur höga vågor blir eller hur snabbt strömmar rör sig i dessa vatten. Nära stranden tillhandahåller atlasen en datapunkt var 200:e meter (ungefär längden av två fotbollsplaner); en sådan hög rumslig upplösning är unik för Marine Energy Atlas och en välsignelse för marinenergiutvecklare som letar efter en plats att installera sin enhet på.

"För att förutsäga framtida vågor måste vi förstå historiska vågor, vindar och väder", sa Bharath. Ju mer data, desto bättre, vilket är anledningen till att teamet precis har lagt till mer hindcast (eller historisk) data så att forskare kan skapa modeller för att mer exakt förutsäga framtida klimatscenarier. Från och med i år kan användare komma åt datapunkter som samlats in var tredje timme under de senaste 42 årens vågor.

"Genom att använda dessa hindcast-uppskattningar kan du se trenden för hur hög våghöjd potentiellt kan vara, så att du exakt kan uppskatta vågkraften och vågenergin som du kan samla," sa Peterson. I slutet av 2022 kommer atlasen också att få in ännu mer data från det internationella Ocean Energy Systems globala kartverktyg. "Vi kommer att få massor av nya datamängder," sa Peterson.

Mer data innebär mer exakta uppskattningar för havsenergiutvecklare och forskare. Men användare kan inte bara hoppa på en bärbar dator och snabbt bearbeta all denna data för att få det svar de behöver. Så, Bharath byggde ett verktyg som kan göra den bearbetningen åt dem – på bara några minuter. Med det nya Capacity Factor Tool kan användare ladda upp information på sin vågenergienhet för att uppskatta hur mycket elektricitet den skulle kunna producera i, till exempel, vattnet utanför Nags Head.

"Med Capacity Factor Tool", sa Bharath, "hoppas vi kunna göra dessa beräkningar enklare, att fungera som den första språngbrädan för någon att se hur bra deras enhet kommer att klara sig och hitta livskraftiga installationsplatser."

Bharath och Marine Energy Atlas-teamet välkomnar feedback från användare om detta nya verktyg. De förbereder sig också för att lägga till ännu fler funktioner. Snart kommer till exempel användare att kunna spara sina dataval så att de, när de återvänder till atlasen, kan fortsätta där de slutade. Teamet lägger också till data om nya regioner, som Mexikanska golfen och USA:s territorier i Stilla havet. Så småningom, sade Peterson, hoppas de kunna lägga till information om marin energiföreskrifter och policy, marin ekologi och oceanografi för att hjälpa utvecklare att hitta den optimala platsen för sina marinenergiprojekt.

Idag är Marine Energy Atlas huvudanvändare marinenergiutvecklare som hoppas kunna kommersialisera sina enheter. Men verktyget kan också ge samhällen som Nags Head möjlighet att kartlägga hur och var man kan blanda energi från vågor, tidvatten, strömmar, vindar och solstrålar för att bygga den bästa strategin för förnybar energi för att tjäna sina medborgare.

"Att demokratisera uppgifterna innebär att alla kan komma åt samma information som ingenjörer och regulatorer för marina energienheter," sa Peterson. "På det sättet är alla vid bordet. Alla kan ha makten att förändra sin energiframtid." + Utforska vidare

Havsenergi? Flodkraft? Det finns en verktygslåda för det