De bladen van deze vijfbladige turbine zijn gemaakt van een zacht materiaal en ze roteren op hun as wanneer ze beïnvloed worden door oceaangolven. De doorsnee van de turbine is ongeveer 70cm. De as is verbonden met een permanente magneet generator. De keramische mechanische afdichting beschermt de elektrische componenten in het gondel tegen eventuele lekkage van zoutwater. Met dit ontwerp kan de turbine 10 jaar functioneren voordat het nodig is om ze te vervangen.
Professor Tsumoru Shintake bij het Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) schetst een schone toekomst, een die betaalbaar is en aangedreven wordt door duurzame energie. Wind en zonne-energie werden uitvoerig bekeken, maar hij wende zich in plaats daarvan tot de zee.
Dat jaar begon professor Shintake en de Quantum Wave Microscopy afdeling in OIST een project met de titel ‘Sea Horse’, die erop gericht was energie uit de Kuroshio-oceaanstroom te gebruiken die stroomt langs de oostkust van Taiwan en rond de zuidelijke delen van Japan. Dit project maakt gebruik van turbines verankerd aan de zeebodem door kabels aan te leggen die de kinetische energie van duurzame natuurlijke stromingen in de Kuroshio omzetten naar bruikbare elektriciteit, die dan door kabels naar het land worden gebracht. De eerste fase van het project was succesvol en de eenheid zoekt nu naar industriële partners om door te gaan naar de volgende fase.
“Bijzonder is in Japan, als je over het strand loopt, vind je veel tetrapods. Tetrapods zijn betonnen structuren die ietwat gevormd zijn als piramides die vaak langs een kustlijn worden geplaatst om de kracht van inkomende golven te verzwakken en de kust te beschermen tegen erosie. Evenzo zijn golfbrekers wanden die met hetzelfde doel voor de stranden zijn gebouwd. 30% van de kust in het vasteland van Japan is bedekt met tetrapods en golfbrekers. Vervanging van deze met tetrapods en golfbrekers met turbines is dus voor de hand liggend.”
“Met slechts 1% van de kust van het vasteland kan Japan ongeveer 10.000MW opwekken, wat overeenkomt met 10 kerncentrales. Dat is veel!”
Om dit idee aan te pakken, hebben de OIST-onderzoekers in 2013 het Wave Energy Converter (WEC) project gelanceerd. Het omvat het plaatsen van turbines op belangrijke locaties nabij de kust, zoals nabijgelegen tetrapods of onder koraalriffen, om energie te genereren. Met elke locatie kunnen de turbines blootgesteld worden aan ideale golfomstandigheden die hen niet alleen in staat stellen om schone en hernieuwbare energie te genereren, maar ook om de kusten te beschermen tegen erosie, terwijl ze betaalbaar zijn voor regio’s met beperkte middelen en infrastructuur.
De turbines zelf zijn gebouwd om weerstand te bieden tegen de krachten die hen tijdens sterke golfomstandigheden, evenals extreme weersomstandigheden, zoals een tyfoon. Het bladontwerp en materialen zijn geïnspireerd door dolfijnvinnen, ze zijn flexibel en kunnen dus stress opvangen en blijven stijf. De ondersteunende structuur is flexibel.
“De stengel van een bloem buigt zich tegen de wind en dus ook de turbines buigen langs hun verankeringsassen. Ze zijn ook gebouwd om veilig te zijn voor het omringende zeeleven – de bladen roteren met een zorgvuldig berekende snelheid waarmee de dieren eromheen niet worden gestoord.”
Nu hebben professor Shintake en de onderzoekers de eerste stappen van dit project afgerond en worden ze voorbereid om de turbines te installeren – halfschaalmodellen, met een turbines van 35cm voor hun eerste commerciële experiment. Het project omvat het installeren van twee WEC turbines die power-LED’s voor een demonstratie zullen aansturen.”