Dia berada di air ketika pencerahan melanda. Tentu saja, Annette von Jouanne selalu berada di air, berenang di danau dan kolam saat dia tumbuh di sekitar Seattle, dan freestyle renang jarak jauh bersaing di sekolah menengah dan kampus. Bahkan ada kolam olahraga di lantai dasar rumahnya, tempat dia dan suaminya (mantan perenang Olimpiade untuk Portugal) dan ketiga anak mereka menghabiskan banyak waktu ... berenang.
Dari Kisah Ini
[×] TUTUP
Lihat prototipe pelampung energi gelombang naik turun di permukaan perairan saat peneliti dari Oregon State University mempelajari kemanjurannya
Video: Menyebarkan Pelampung Energi Gelombang
Tetapi pada bulan Desember 1995, dia bertamasya di Hawaii selama liburan. Dia baru saja mulai bekerja sebagai asisten profesor teknik elektro di Oregon State University. Dia berusia 26 tahun dan ingin membuat perbedaan — untuk menemukan atau meningkatkan sumber energi yang bermanfaat, lebih disukai yang tidak langka atau cepat berlalu, atau tidak dapat diprediksi, atau kotor. Matahari mulai terbenam. Angin sedang sekarat. Dia terombang-ambing di gelombang.
"Saat matahari terbenam, saya tersadar: saya bisa menunggang ombak sepanjang hari dan sepanjang malam, sepanjang tahun, " kata von Jouanne. "Kekuatan gelombang selalu ada. Tidak pernah berhenti. Aku mulai berpikir bahwa harus ada cara untuk memanfaatkan semua energi gelombang laut, dengan cara yang praktis dan efisien, dengan cara yang bertanggung jawab."
Hari ini, von Jouanne adalah salah satu kekuatan pendorong di bidang energi gelombang yang tumbuh cepat — serta pendukung utamanya. Dia akan menjelaskan kepada siapa saja yang akan mendengarkan bahwa tidak seperti angin dan tenaga surya, energi gelombang selalu tersedia. Bahkan ketika lautan tampak tenang, gelombang air bergerak naik dan turun secara cukup untuk menghasilkan listrik. Dan peralatan untuk menghasilkan kilowatt daya dari gelombang bisa jauh lebih kecil daripada yang dibutuhkan untuk memanfaatkan kilowatt dari angin atau sinar matahari karena air padat dan energi yang diberikan terkonsentrasi.
Semua energi itu, tentu saja, destruktif, dan selama beberapa dekade tantangannya adalah membangun perangkat yang dapat menahan gelombang monster dan angin kencang, belum lagi air asin korosif, rumput laut, puing-puing mengambang, dan mamalia laut yang penasaran. Dan perangkat juga harus efisien dan membutuhkan sedikit perawatan.
Meski begitu, daya pikatnya tak tertahankan. Sebuah mesin yang dapat memanfaatkan sumber energi yang tidak habis-habisnya dan tidak berpolusi, dan digunakan secara ekonomis dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan listrik dalam jumlah yang signifikan — yang akan menjadi prestasi selama berabad-abad.
Insinyur telah membangun lusinan mesin, yang disebut konverter energi gelombang, dan menguji beberapa pada skala kecil. Di Amerika Serikat, gelombang dapat memicu sekitar 6, 5 persen dari kebutuhan listrik saat ini, kata Roger Bedard dari Electric Power Research Institute, sebuah think tank energi di Palo Alto, California. Itu setara dengan energi dalam 150 juta barel minyak — sekitar jumlah daya yang sama yang dihasilkan oleh semua bendungan hidroelektrik AS yang digabungkan — cukup untuk memberi daya pada 23 juta rumah khas Amerika. Gelombang yang paling kuat terjadi di pantai barat, karena angin global yang kuat dari barat ke timur, sehingga Inggris Raya, Portugal dan Pantai Barat Amerika Serikat adalah di antara lokasi di mana energi gelombang sedang dikembangkan.
Selain berenang, gairah von Jouanne lainnya ketika masih muda adalah belajar bagaimana segala sesuatu bekerja. Dimulai dengan peralatan kecil. Jam alarm pecah. Dia membuka kembali, memperbaiki mekanisme dan memasangnya kembali. Usianya sekitar 8 tahun. "Itu sangat menarik bagi saya, " katanya. Dia pindah ke kalkulator dan kemudian ke komputer yang dibelinya dengan uang dari rute kertasnya. Suatu hari, dia menunggu orang tuanya meninggalkan rumah sehingga dia bisa membongkar televisi dan memasang kembali sebelum mereka kembali. (Von Jouanne memperingatkan anak-anak untuk tidak melakukan apa yang dia lakukan: "ada komponen tegangan tinggi.")
Ketika saudara-saudaranya, yang lebih tua pada delapan dan sepuluh tahun, pulang ke rumah untuk istirahat kuliah, dia meneliti buku-buku teks teknik mereka. (Seorang kakak perempuan mengejar gelar bisnis.) "Membaca mereka membenarkan bahwa, ya, ini yang ingin saya lakukan, " kenangnya.
Dia belajar teknik listrik sebagai sarjana di Southern Illinois University dan untuk doktornya di Texas A&M University. Dia sering menjadi salah satu dari sedikit wanita di kelas. "Aku tidak pernah melihat diriku sebagai seorang insinyur wanita, " katanya. "Aku melihat diriku sebagai seorang insinyur yang mencoba membuat segalanya menjadi lebih baik bagi dunia."
Di Oregon State University, ia mengaitkan pencerahan gelombangnya dengan Alan Wallace, seorang profesor teknik listrik yang berbagi ketertarikannya dengan kekuatan lautan. "Kami mulai berkata, pasti ada cara untuk memanfaatkan energi ini, " kenangnya. Mereka mempelajari konverter energi gelombang yang kemudian diproduksi dan mencari paten yang sudah berumur berabad-abad untuk alat untuk mengekstraksi kekuatan dari gelombang. Beberapa menyerupai kincir angin, kandang hewan atau baling-baling kapal. Yang modern tampak seperti paus besar. Semua gadget memiliki satu masalah yang sama: mereka terlalu rumit.
Ambil contoh, alat yang disebut Pelamis Attenuator, yang baru-baru ini digunakan selama empat bulan di lepas pantai Portugal oleh Pelamis Wave Power. Itu terlihat seperti ular merah sepanjang 500 kaki. Saat gelombang melewati panjangnya, mesin membungkuk ke atas dan ke bawah. Tekukan memompa cairan hidrolik melalui motor, yang menghasilkan listrik. Mesin kompleks seperti ini penuh dengan katup, filter, tabung, selang, kopling, bantalan, sakelar, pengukur, meter, dan sensor. Tahap perantara mengurangi efisiensi, dan jika satu komponen rusak, seluruh perangkat akan mati.
Setelah menganalisis lapangan, von Jouanne berkata, "Saya tahu kami membutuhkan desain yang lebih sederhana."
Laboratorium Von Jouanne dinamai untuk mengenang Wallace, yang meninggal pada 2006, tetapi Wallace Energy Systems & Renewables Facility (WESRF) dikenal dengan sebutan "We Surf." Dicat dalam warna biru tua dan abu-abu dan bantalan mural dari gelombang keriting, laboratorium telah menjadi fasilitas penelitian dan tempat uji untuk produk-produk inovatif seperti kapal laut semua-listrik, hovercraft dan mesin Ford Escape Hybrid. Di satu sudut adalah pelampung tinggi yang menyerupai baterai tembaga-top besar. Di sampingnya pelampung lain tampak seperti dua papan ski lintas negara dengan kawat yang digantung di antara mereka. Desainnya termasuk yang paling awal dari von Jouanne. "Terobosan hampir selalu lahir dari kegagalan, " katanya.
Terobosannya adalah memahami perangkat yang hanya memiliki dua komponen utama. Dalam purwarupa terbaru, kumparan tebal kawat tembaga berada di dalam komponen pertama, yang berlabuh ke dasar laut. Komponen kedua adalah magnet yang melekat pada pelampung yang bergerak naik dan turun secara bebas dengan gelombang. Saat magnet itu terangkat oleh gelombang, medan magnetnya bergerak di sepanjang kumparan stasioner dari kawat tembaga. Gerakan ini menginduksi arus dalam kawat — listrik. Sesederhana itu.
Pada awal 2005, von Jouanne telah merekayasa salah satu prototipe dan ingin menguji apakah itu tahan air. Dia mengangkut konverter energi gelombang ke ruang bawah tanahnya, menjadi aliran yang mengalirkan air untuk membuatnya berenang di tempat. Putrinya, Sydney, yang saat itu berusia 6 tahun, duduk di atas prototipe, seperti segel yang melekat pada pelampung nyata. Itu melayang.
Selanjutnya dia menelepon kolam gelombang terdekat, di mana orang-orang pergi untuk bermain dalam gelombang simulasi.
"Apakah kamu menyewakan kolam renangmu?" dia berkata.
"Untuk berapa orang?" tanya petugas itu.
"Tidak banyak orang — satu pelampung energi gelombang."
Taman itu menyumbangkan dua pagi hari untuk usahanya. Von Jouanne berlabuh mesin dengan sepuluh bobot £ 45 dari klub kesehatan. Itu dilakukan dengan baik dalam gelombang main-main, naik turun tanpa turun tenggelam.
Kemudian datang ujian nyata, di salah satu simulator gelombang terpanjang di Amerika Utara.
Di ujung barat kampus Universitas Negeri Oregon yang rindang, melewati bangunan bata merah yang terpelajar, adalah gudang baja besar berbentuk T di tanah beraspal raksasa. Meskipun bangunan itu 50 mil dari Samudra Pasifik dan jauh di luar jangkauan gelombang pasang pembunuh, tanda logam biru dan putih di pintu masuknya bertuliskan "Memasuki Zona Bahaya Tsunami."
Ketika von Jouanne pertama kali membawa pelampung untuk diuji di cerobong beton sepanjang 342 kaki di Laboratorium Riset Hinsdale Wave Negara Bagian Oregon, "segalanya tidak berjalan sesuai rencana, " kata Dan Cox, direktur fasilitas, sambil tertawa. Von Jouanne dan rekan kerjanya menjatuhkan pelampung itu di saluran setinggi 15 kaki dan menghajarnya dengan ombak dua, tiga, dan empat kaki. Gelombang lima kaki pertama terbalik.
"Kami memiliki masalah pemberat, " kata von Jouanne agak malu-malu. Dia melanjutkan, "Kami adalah insinyur listrik, dan kami benar-benar membutuhkan lebih banyak bantuan dari insinyur kelautan, tetapi untuk mendapatkannya, kami membutuhkan lebih banyak dana, dan untuk mendapatkan lebih banyak dana, kami perlu menunjukkan beberapa keberhasilan."
Von Jouanne terus memperbaiki pelampungnya. Sekelompok kecil menyaksikan gelombang lima kaki menuju salah satu versi terbarunya. Saat pelampung terangkat dengan lonjakan, bola lampu 40 watt di atasnya, ditenagai oleh energi gelombang, menyala. "Kami semua bersorak, " kenang Cox.
Rute 20 angin dari Oregon State ke pantai melalui pohon cedar dan cemara, mengikuti Sungai Yaquina. Di dekat mulut sungai ada ludah berpasir dengan bangunan-bangunan rendah yang dihiasi kulit kerang tiram dan kayu apung. Angin sepoi-sepoi membuat halyards dari marina di dekatnya berdentang melawan tiang-tiang logam. Ini adalah rumah Pusat Sains Kelautan Hatfield Negara Bagian Oregon, yang didedikasikan untuk penelitian tentang ekosistem laut dan energi laut.
George Boehlert, seorang ilmuwan kelautan dan direktur pusat tersebut, melihat keluar dari kantornya di bidang rumput laut yang bergelombang. "Apa yang kita tahu sekarang adalah apa yang tidak kita ketahui, " kata Boehlert, yang rambutnya pirang ikal menyerupai gelombang laut. "Energi laut adalah bidang yang bergerak cepat dan para peneliti lingkungan memiliki banyak pertanyaan."
Misalnya, pelampung menyerap energi dari gelombang, mengurangi ukuran dan kekuatannya. Apakah gelombang yang menyusut mempengaruhi pergerakan pasir dan arus di dekat pantai, mungkin berkontribusi terhadap erosi?
Pelampung, serta kabel daya yang akan terhubung ke jaringan listrik di darat, memancarkan medan elektromagnetik. Dan kabel tambat akan bertengger di arus, seperti senar gitar. Mungkinkah gangguan ini membingungkan paus, hiu, lumba-lumba, salmon, sinar, kepiting, dan hewan laut lainnya yang menggunakan elektromagnetisme dan suara untuk memberi makan, kawin, atau navigasi?
Apakah burung akan bertabrakan dengan pelampung atau kura-kura menjadi terjerat dalam kabel?
Apakah jangkar menciptakan terumbu buatan yang menarik ikan yang biasanya tidak ditemukan di habitat itu?
Apakah penyebaran, pemeliharaan, dan pelepasan pelampung mengganggu dasar laut atau mengubah lingkungan laut?
"Saya ingin tahu jawaban untuk pertanyaan-pertanyaan ini juga, " kata von Jouanne. "Hal terakhir yang ingin saya lakukan adalah merusak lautan dan makhluk-makhluknya yang indah." Untuk mempelajari risiko lingkungan dan memungkinkan insinyur energi gelombang untuk menguji penemuan mereka, dia dan rekannya di Oregon State, termasuk Boehlert, sedang membangun tempat uji mengambang di dekatnya. Itu dijadwalkan untuk dibuka tahun depan dan di pusatnya akan menjadi pelampung penuh instrumen untuk mengumpulkan data tentang seberapa baik kinerja konverter energi gelombang.
Tempat uji merupakan bagian dari upaya besar-besaran untuk memindahkan energi gelombang dari laboratorium dan ke jaringan listrik. Melalui pusat energi terbarukan kelautan nasional yang didanai Departemen Energi baru, para peneliti dari seluruh negeri akan memiliki kesempatan untuk memperbaiki penemuan mereka di lab energi WESRF, mengujinya dalam flume gelombang Hinsdale dan menyempurnakannya di laut. "Inilah yang perlu kita lakukan untuk mengeksplorasi sepenuhnya energi gelombang sebagai bagian dari portofolio energi terbarukan, untuk negara, bangsa dan dunia, " kata von Jouanne.
Boehlert dan yang lainnya mengatakan bahwa bahkan jika energi gelombang memiliki beberapa dampak lingkungan lokal, kemungkinan akan jauh lebih tidak berbahaya daripada pembangkit listrik tenaga batu bara dan minyak. "Efek dari terus memompa karbon ke atmosfer bisa jauh lebih buruk bagi kehidupan laut daripada pelampung yang terombang-ambing di ombak, " katanya. "Kami ingin energi laut bekerja."
Von Jouanne baru-baru ini menarik pelampung berkinerja terbaiknya - prototipe ke-11-nya melalui Teluk Yaquina dan satu setengah mil lepas pantai. Pelampung, yang menyerupai piring terbang kuning raksasa dengan tabung hitam yang menempel di tengah, berlabuh di 140 kaki air. Selama lima hari itu naik dan turun dengan gelombang besar dan menghasilkan sekitar 10 kilowatt daya. Dalam dua hingga tiga tahun ke depan, Columbia Power Technologies, sebuah perusahaan energi terbarukan yang telah mendukung penelitian von Jouanne, berencana untuk memasang pelampung yang menghasilkan antara 100 dan 500 kilowatt listrik di tempat uji di lepas pantai Oregon.
"Beberapa tahun yang lalu, " kata Cox tentang von Jouanne, "dia bekerja dengan tali sepatu. Sekarang dia memiliki pemerintah di belakang pekerjaannya dan perusahaan mengetuk pintu. Itu kemajuan yang sangat cepat yang menjadi pertanda baik bagi masa depan energi gelombang. "
Penemuan Von Jouanne lainnya, yang pertama dari jenisnya, adalah mesin yang menguji konverter energi gelombang tanpa harus membuatnya basah. Sebuah pelampung prototipe diamankan di dalam gerbong logam yang meniru gerakan naik turunnya gelombang laut. Peralatan listrik memantau daya yang dihasilkan pelampung. Tempat tes terlihat seperti mobil lift di tengah labnya.
Peneliti energi gelombang dari lembaga lain akan dipersilakan untuk menggunakan test bed von Jouanne, tetapi saat ini, ia memegang salah satu pelampung konverter energinya sendiri. Seorang siswa yang duduk di dekat komputer memerintahkan perangkat untuk mensimulasikan gelombang setinggi 1 meter yang bepergian 0, 6 meter per detik dengan interval 6 detik antara puncak gelombang.
"Itu gelombang kecil musim panas, " kata von Jouanne.
Mesin itu berdengung, meluncur, dan naik-turun seperti naik taman hiburan.
Saat pelampung bergerak ke atas dan ke bawah, alat ukur mencatat jus yang dihasilkannya. Jarum bergerak. Satu kilowatt, dua, lalu tiga.
"Itu cukup untuk memberi daya pada dua rumah, " kata von Jouanne.
Elizabeth Rusch adalah seorang jurnalis dan penulis The Planet Hunter yang berbasis di Portland, Oregon, dan buku-buku sains anak-anak lainnya.
Gelombang Listrik : Dalam "konverter energi-gelombang" von Jouanne, gulungan di dalam kolom berlabuh dikelilingi oleh magnet yang melekat pada pelampung. Gelombang menggerakkan pelampung ke atas dan ke bawah, dan interaksi elektromagnetik menghasilkan arus. (Infografis 5W) 
Setelah bertahun-tahun bereksperimen di laboratorium, kolam ombak dan bahkan ruang bawah tanahnya, insinyur Annette von Jouanne menguji prototipe konverter di lautan (derek mengangkat pelampung ke air di Oregon pada 2007). (Annette von Jouanne) 
Annette von Jouanne berdiri di laut di sepanjang Oregon's Otter Rock Beach, dekat tempat dia bereksperimen dengan pelampung energi gelombang. (Atas perkenan Annette von Jouanne) 
Sebuah kapal menarik prototipe pelampung energi gelombang ke laut. (Annette von Jouanne) 
Melihat lebih dekat pada salah satu prototipe pelampung. Bagian kuning pelampung mengapung di sepanjang permukaan air. (Annette von Jouanne) 
Lampu yang bersinar di atas pelampung menunjukkan bahwa listrik mengalir melalui pelampung. (Annette von Jouanne) 
Di lab von Jouanne, sebuah penemuan baru-baru ini mensimulasikan aksi gelombang, membiarkan peneliti mendesain pelampung desain kering (menguji perangkat energi gelombang tanpa pelampung). (Brian Smale) 
Von Jouanne berkata, "Kami memiliki masukan yang menjanjikan bahwa [teknologi ini] adalah jalan yang harus ditempuh." (Brian Smale)
