În timp ce dezvoltarea tehnologiilor capabile să valorifice energie din mișcarea oceanului presupune investiții de miliarde de dolari, o elevă de liceu a demonstrat că o idee ingenioasă poate prinde contur cu un buget minim. Hannah Herbst a realizat un generator hidrokinetic funcțional folosind materiale simple și componente care au costat în total aproximativ 10 euro, iar invenția sa a fost premiată și prezentată inclusiv la Târgul de Științe organizat la Casa Albă.
Captarea energiei din valurile și curenții oceanici este considerată una dintre marile provocări ale tranziției către surse regenerabile de energie. Deși numeroase companii și centre de cercetare dezvoltă tehnologii complexe pentru exploatarea acestui potențial, costurile ridicate și dificultățile tehnice au limitat până acum extinderea lor la scară largă.
În acest context, Hannah Herbst, pe atunci elevă de liceu, a reușit să construiască un prototip funcțional folosind materiale accesibile și un buget de numai aproximativ 10 euro. Proiectul a fost realizat în cadrul unei activități școlare și a demonstrat că energia produsă de mișcarea apei poate fi valorificată printr-un dispozitiv simplu și de dimensiuni reduse.
Invenția, denumită BEACON – acronim pentru Bringing Electricity Access to Countries through Ocean Energy („Furnizarea de energie electrică în diverse țări prin intermediul energiei oceanice”) – a fost concepută pentru a produce electricitate în comunități izolate, unde accesul la rețelele clasice de alimentare este dificil sau imposibil, conform motorpasion.com.
Energie din mișcarea oceanului – un proiect realizat din materiale obișnuite
Prototipul construit de Hannah Herbst nu a necesitat echipamente sofisticate sau materiale costisitoare.
Structura principală a dispozitivului este realizată dintr-un tub de PVC, iar elicea care transformă mișcarea apei în energie mecanică a fost proiectată chiar de adolescentă și realizată cu ajutorul unei imprimante 3D.
Ansamblul este completat de un generator și de mai multe componente electronice, valoarea totală a acestora fiind de aproximativ 12 dolari, echivalentul a aproape 10 euro.
Deși dimensiunile dispozitivului sunt reduse, prototipul s-a dovedit funcțional. Acesta poate alimenta corpuri de iluminat cu LED și poate furniza energia necesară pentru funcționarea unor sisteme de desalinizare a apei de mici dimensiuni.
O idee care se aliniază direcției actuale din industrie
La momentul realizării sale, proiectul a fost privit ca o inițiativă școlară inovatoare. Între timp, direcția în care evoluează industria energiei regenerabile confirmă multe dintre principiile pe care Hannah Herbst le-a avut în vedere.
Tot mai multe programe de cercetare urmăresc dezvoltarea unor dispozitive compacte, autonome și ușor de instalat, capabile să furnizeze energie electrică în regiuni izolate, unde extinderea infrastructurii convenționale este dificilă sau prea costisitoare.
În acest context, soluția propusă de adolescentă este considerată relevantă tocmai prin simplitatea sa.
Cum produce electricitate dispozitivul BEACON
Generatorul funcționează pe baza energiei cinetice a apei aflate în mișcare.
Fluxul și refluxul sau curenții marini pun în mișcare elicea imprimată 3D, iar rotația acesteia acționează un mic generator care produce energie electrică.
Sistemul nu necesită construirea unor baraje sau modificarea mediului natural, bazându-se exclusiv pe mișcarea naturală a apei.
Principiul utilizat este asemănător celui întâlnit la turbinele marine moderne, însă adaptat la scară redusă, pentru a putea fi folosit în aplicații locale și cu costuri foarte mici.
De ce poate oceanul produce atât de multă energie
Eficiența unui astfel de sistem este explicată prin proprietățile fizice ale apei.
Apa sărată are o densitate de aproximativ 800 de ori mai mare decât aerul. Din acest motiv, chiar și curenții marini care par lenți transportă cantități importante de energie cinetică, ce poate fi transformată în electricitate prin intermediul unor turbine.
În prezentarea proiectului său, Hannah Herbst a explicat că elicea imprimată 3D este pusă în mișcare de curentul apei, iar această rotație este transferată generatorului electric.
Provocările utilizării pe termen lung
Deși conceptul este promițător, utilizarea unor astfel de dispozitive în mediul marin ridică și probleme tehnice importante.
Apa sărată accelerează coroziunea componentelor metalice, reducând durata lor de viață.
În același timp, fenomenul de biocolmatare marină favorizează depunerea algelor, scoicilor și a altor organisme pe suprafața echipamentelor, ceea ce poate încetini sau chiar bloca funcționarea elicelor.
Aceste dificultăți reprezintă unele dintre principalele obstacole în dezvoltarea sistemelor hidrokinetice la scară mare.
O soluție care poate produce și apă potabilă
Pe lângă generarea de electricitate, astfel de dispozitive pot alimenta instalații de desalinizare bazate pe osmoză inversă.
Acesta a fost unul dintre obiectivele urmărite de Hannah Herbst atunci când a proiectat sistemul BEACON: folosirea energiei produse de curenții marini pentru obținerea apei potabile în comunitățile de coastă care nu beneficiază de infrastructură adecvată.
Astfel, un singur dispozitiv de mici dimensiuni poate contribui atât la alimentarea cu energie, cât și la asigurarea accesului la apă potabilă.
Un proiect premiat încă din perioada liceului
Invenția realizată de Hannah Herbst a atras rapid atenția comunității științifice.
În 2015, proiectul i-a adus premiul Discovery Education 3M Young Scientist Challenge, una dintre cele mai importante competiții dedicate tinerilor inventatori.
Un an mai târziu, adolescenta și-a prezentat invenția la Târgul de Științe organizat la Casa Albă în timpul administrației președintelui Barack Obama.
Ulterior, Hannah Herbst și-a continuat activitatea în domeniul inovației și tehnologiei. Ea figurează în clasamentul Forbes 30 Under 30 și activează ca antreprenor în industria tehnologiei medicale.
Proiectul BEACON rămâne un exemplu al modului în care o idee simplă, realizată cu resurse limitate, poate contribui la dezvoltarea unor soluții pentru utilizarea energiei regenerabile. Totodată, conceptul deschide perspectiva unor micro-generatoare destinate comunităților izolate, capabile să ofere independență energetică și acces la apă potabilă fără investiții majore în infrastructură.
