Dolphin Labsが波力エネルギーを電力に変換

Dolphin Labs社は、海洋の波力エネルギーを環境にやさしい電力源に変えています。このカリフォルニア州に本拠を置くスタートアップ企業は、海洋の波のエネルギーを活用して高度なデータ収集を可能にするリモート検知プラットフォーム、xNode Wave Energy Converterを開発しています。

「科学者たちは、少なくとも30年間は波力エネルギーの変換を試みてきましたが、まだ解決されていない効率性の問題がいくつかあります」と、Dolphin Labs社のチーフ エンジニア、Chris Rauch氏は説明します。「波力発電装置の課題の1つは、年間300万～700万サイクルの環境で運用されていることです。」 

つまり、設計の耐久性が最優先事項であるということです。Dolphin Lab社は、海中に沈んだ状態でも、海洋表面でも動作可能な能力により、耐久性を実現しています。Rauch氏は、「波の高さに応じて、我々はより深く潜る」と指摘しています。その適応力こそが鍵です。100年に一度の嵐のような壊滅的な波の発生を受け止める代わりに、プラットフォームは厳しい天候の下に潜ることができます。軽量かつ低コストの構造は、船舶の衝突やその他の過酷な条件にも耐えられるように設計されています。

リモート センシング プラットフォームの将来的な展開に向けたより良い道筋を模索する

xNode Wave Energy Converterプラットフォームは、単なる発電機ではなく、外洋のインテリジェンスを活用した自己完結型の波による発電を行うセンシング システムです。既存のシステムの多くは太陽光または風力で駆動されていますが、太陽と風は不規則なので出力も限られています。Dolphin Labs社は新しいコースを作成しています。ウェーブ モーションは再生可能なエネルギー源で、太陽電池または風力電池よりもエネルギー密度が高くなっています。そのため、xNodeは、洋上での長期運用に対応する大型の高消費電力センサーをサポートできます。

しかし、海洋環境には無数の課題があります。Rauch氏は、「海中での技術の信頼性を保つことは困難である」と指摘しています。「稼働させ続けることは困難です。海洋には、電解腐食や生物付着の問題などがあり、恒久的なシステムとはなりません。」

電解腐食は、海水などの導電性環境で2種類の異なる金属が電気的に接続されている場合に発生します。反応性の高い金属(陽極)は単独よりも早く腐食し、反応性の低い金属(陰極)は腐食から保護されます。生物付着とは、水に浸った表面に藻類、フジツボ、細菌などの生物有機体が長期間蓄積することを指します。このように蓄積すると、センサーの抵抗や遮断が増すため、船舶機器、センサー、および容器の性能が損なわれる可能性があります。

Rauch氏は、大学卒業後から20年以上にわたりダッソー・システムズのSOLIDWORKS®を使用してきました。大学時代には、海洋アプリケーション向けのヒドロフォイル モデリングを担当した経験があります。SOLIDWORKSを使用すると、面倒なボトルネックを排除して設計プロセスを合理化し、シミュレーションなどの高価値のエンジニアリング タスクに多くの時間を割くことができます。「SOLIDWORKSは設計上の問題点を解消し、本当に難しい課題に注力できるようにしてくれます」と彼は付け加えます。

Dolphin Labs社は、AIをエッジ コンピューティングに組み合わせて、波力浮標上でリアルタイム データ処理を実現しています。大規模なデータセットをクラウドに送信する代わりに、オンボードAIモデルはセンサー入力をローカルで分析し、重要な問題を検出して、価値の高いインサイトのみを送り返します。このアプローチは、帯域幅の使用量を削減し、電力を節約し、Dolphin Labs社のお客様の意思決定を迅速化します。

このように効率を高めることで、よりスマートな海洋観察が可能です。発電装置には、サードパーティのペイロードと完全に互換性のある、基本的な科学的センサーが搭載されています。魚のストック モニタリングからCO®の測定、海洋哺乳類の音響追跡まで、xNodeはあらゆる作業に適応します。

このテクノロジーは、センサーに依存しないようにも構築されています。ユーザーによってニーズが異なるためです。「ミッションに必要なあらゆるセンサーを組み込むことができます」とRauch氏は強調しています。

順調に海洋への導入が進展

現在、Dolphin Labs社のチームはプロトタイプ開発の真っ最中です。彼らはハードウェアを注文し、テスト インフラをセットアップし、2025年第3四半期までに水中で最初のxNodeを稼働させることを目標に構造設計を仕上げています。