Väitös: Älykkäät ratkaisut satamaverkkoihin tukevat puhtaampaa meriliikennettä

Uusia vaatimuksia satamaverkoille

Perinteiset alukset tuottavat haitallisia päästöjä, koska ne käyttävät fossiilisia polttoaineita liikkuessaan ja myös ollessaan satamissa. Laiturissa ollessaan alukset tarvitsevat sähköä moneen tarkoitukseen, kuten lastaamiseen, purkamiseen, jäähdytykseen ja tuuletukseen.

Perinteisesti tarvittava sähkö tuotetaan dieselkäyttöisellä apukoneella, mikä lisää satama-alueelle päätyviä päästöjä. Nykyään satamissa on mahdollista syöttää sähköä laivoihin maalla olevasta verkosta niin sanotun maasähkönsyöttöjärjestelmän avulla. Päästöjen vähentämisvaatimukset edellyttävät yhä enemmän myös siirtymistä sähkö- ja hybridialuksiin, jotka käyttävät akkuenergiavarastoja keskeisenä osana sähköjärjestelmäänsä.

– Kaikki tämä asettaa suuria kehittämistarpeita myös satamien sähköverkolle, sanoo perjantaina 8. joulukuuta Vaasan yliopistossa väittelevä Jagdesh Kumar.

Satama-alueen älyverkko auttaa vähentämään päästöjä

Perinteisillä satamaverkoilla ei ole nykyaikaisimpien alusten vaatimaa kapasiteettia eikä tarvittavaa infrastruktuuria. Satamaverkot on suunniteltava uudelleen sellaisiksi, että ne tukevat kunnolla nykyaikaisten alusten tarvitsemaa maasähkösyöttöä ja akkujen latausta.

Kumar onkin tutkinut väitöskirjassaan uudentyyppisiä teknisiä ratkaisuja tulevaisuuden satamaverkkoihin. Työssä suunnitelluilla satama-alueen älyverkkomalleilla on mahdollista selviytyä tiukoista päästövaatimuksista.

– Satama-alueen älyverkko sisältää akkuenergiavarastoja, mahdollistaa paikallisten uusiutuvien energialähteiden hyödyntämisen ja hyödyntää edistyneitä ohjausratkaisuja järjestelmän hallintaan, kertoo Kumar.

Simuloinnit toimivat tutkimuksen perustana

Kumarin sähkötekniikan väitöskirja perustuu laajoihin erilaisten satamaverkkomallien ja ohjausratkaisujen simulointeihin. Yhteistyö teollisten kumppaneiden kanssa on mahdollistanut sen, että mallit ovat mahdollisimman realistisia. Lisäksi tutkimuksissa on osittain käytetty myös todellisesta verkosta saatua dataa.

Väitöskirja voi toimia tukena laivanvarustajille, satamaoperaattoreille ja paikallisviranomaisille heidän kehittäessään tulevaisuuden liiketoimintastrategioita tekniikan kehittyessä ja päästövaatimusten kiristyessä eri puolilla maailmaa.

Väitöstilaisuus

M.Sc. Jagdesh Kumarin sähkötekniikan alaan kuuluva väitöstutkimus "Design and control of harbour area smart grids with application of battery energy storage system" tarkastetaan perjantaina 8.12.2023 klo 12 Vaasan yliopiston luentosalissa F652 (Fabriikki).

Väitöstilaisuutta on mahdollista seurata myös etäyhteyden kautta (Zoom, salasana: 831492)

Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii professori Mehdi Zadeh (NTNU) ja kustoksena professori Kimmo Kauhaniemi.

Väitöskirja

Kumar, Jagdesh (2023) Design and control of harbour area smart grids with application of battery energy storage system. Acta Wasaensia 523. Väitöskirja. Vaasan yliopisto.

Julkaisun pdf

Lisätiedot

Jagdesh Kumar, puh. 044 956 3693, +49 179 144 7407 (Saksa), jagdesh.kumar (@) uwasa.fi tai jagdesh.k24 (@) gmail.com.

Jagdesh Kumar on kotoisin Larkanasta, Pakistanista. Hän on suorittanut kandidaatin tutkinnon sähkötekniikassa Quaid-e-Awam University of Engineering, Science and Technologyssa Pakistanissa vuonna 2006 ja maisterin tutkinnon sähkövoimatekniikassa RWTH Aachenissa Saksassa vuonna 2013.  Hän on aiemmalla urallaan toiminut muun muassa opettajana ja tutkijana yliopistoissa Pakistanissa ja Saksassa. Hän on toiminut vuodesta 2016 lähtien Vaasan yliopistossa projektitutkijana sekä myöhemmin väitöstutkijana. Nykyään hän asuu Saksassa ja työskentelee insinöörinä LG Energy Solution Europe GmbH:ssa.