Laiva ei pimene, vaikka keskusohjaus pettäisi – uusi ratkaisu mullistaa alusten sähköverkot
Laivanrakennusala on suuren harppauksen edessä. Vaasan yliopistossa tarkastettava Timo Alhon väitöstutkimus esittelee uraauurtavan tehonhallintastrategian, joka estää laivojen sähkökatkot (blackoutit). Alhon kehittämässä ohjausperiaatteessa laivan sähköjärjestelmän laitteet kykenevät itsenäisesti tukemaan laivan verkkoa ilman keskitettyä komentoa. Tämä tekee alusten sähköjärjestelmistä huomattavasti aiempaa vikasietoisempia.
Merenkulun vihreä siirtymä ajaa aluksia kohti moderneja tasavirtaverkkoja (DC), mutta niiden ohjausstrategiat ovat laahanneet perässä. Perinteisesti laivojen tehonhallinta on perustunut keskitettyyn automaatiojärjestelmään, joka laskee jatkuvasti vapaana olevaa tehoa.
– Ongelma on, että keskitetty järjestelmä on hidas ja jäykkä. Jos laivan generaattori vikaantuu äkillisesti, keskusohjaus ei ehdi reagoida, jäljelle jäävät tuottajat helposti ylikuormittuvat liikaa ja tuloksena on sähkökatko, Alho selittää.
Hajautettu äly korvaa mikromanageroinnin
Alhon kehittämässä ohjausperiaatteessa koko filosofia on käännetty päinvastaiseksi. Sen sijaan, että yksi keskusohjaus mikromanageroi kaikkia laitteita, "äly" hajautetaan. Keskusohjaus antaa laitteille ainoastaan toiminnalliset rajat, Alhon sanoin hiekkalaatikon, jonka sisällä ne saavat toimia itsenäisesti.
Laitteet, kuten pääpropulsio- tai akkuinvertterit, tarkkailevat suoraan sähköverkon DC-jännitettä, joka on suoraan verrannollinen generaattoreiden kuormitukseen.
– Jos generaattori putoaa verkosta, jännite romahtaa. Tämä on välitön viesti kaikille laitteille, että nyt pitää himmata tehoja, tai akuille, että nyt pitää tukea verkkoa. Tämä kaikki tapahtuu itsenäisesti millisekunneissa ilman aktiivista komentoa, Alho sanoo.
Tuloksena on tehonhallinnan näkökulmasta huomattavasti turvallisempi, yksinkertaisempi ja joustavampi järjestelmä. Se on myös helpompi laajentaa, kun uusia laitteita ei tarvitse monimutkaisesti ohjelmoida osaksi keskusjärjestelmää. Menetelmä perustuu olemassa olevaan standarditeknologiaan, joten sen käyttöönotto on kiinni lähinnä suunnittelufilosofian muutoksesta.
Vaikka tutkimus palvelee suoraan laivanrakennusteollisuutta ja varustamoita, sen sovelluskohteet ovat laajat. Erityisen hyvin kehitetty ohjausperiaate sopii kohteisiin, joissa vaaditaan äärimmäistä luotettavuutta ja autonomista toimintaa.
– Tehonhallintastrategia sopii erityisen hyvin kohteisiin, joissa ennalta-arvaamattomat tilanteet voivat yllättää keskitetyn järjestelmän ja aiheuttaa ongelmia – kuten avaruudessa. Kun järjestelmä on luonnostaan vikasietoinen, se ei tarvitse ihmistä tai monimutkaista tilakonetta vierelleen vahtimaan, Alho toteaa.
Väitöskirja
Alho, Timo (2025) Variable Voltage-based Power Management of DC Microgrids: With Focus on Shipboard Power Systems. Acta Wasaensia 574. Väitöskirja. Vaasan yliopisto.
Väitöstilaisuus
DI Timo Alhon väitöstutkimus ”Variable Voltage-based Power Management of DC Microgrids: With Focus on Shipboard Power Systems” tarkastetaan tiistaina 25.11.2025 klo 12 Vaasan yliopiston Nissi-auditoriossa.
Väitöstilaisuutta on mahdollista seurata myös etäyhteyden kautta:
https://uwasa.zoom.us/j/61151520062?pwd=E90udY8H3f3GqbY943Jkam4Xc9hYoP.1
Password: 991814
Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii Associate Professor Navid Bayati (University of Southern Denmark) ja kustoksena professori Hannu Laaksonen.
Lisätietoja
Timo Alho valmistui Vaasan yliopistosta diplomi-insinööriksi vuonna 2008. Hän työskentelee yrittäjänä sekä Vaasan ammattikorkeakoulussa opettajana. Alhon väitöstutkimuksen aikana syntyi myös yksi patentti.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Timo Alho, p. 050 535 7960, timo.alho@alhoengineering.fi
Kuvat
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Vaasan yliopisto
Uusi digitaalinen alusta ja prosessimalli vauhdittavat biokaasualan kehitystä Pohjanmaan maakunnissa12.11.2025 12:47:32 EET | Tiedote
Pohjanmaan maakunnissa on merkittävä, mutta alihyödynnetty biokaasupotentiaali, jonka ottaminen käyttöön nähdään yhtenä avainratkaisuna alueen vihreässä siirtymässä. Biokaasun tuotanto voitaisiin jopa kahdeksankertaistaa nykyiseen verrattuna. Nyt Vaasan yliopiston, Centria-ammattikorkeakoulun ja Seinäjoen ammattikorkeakoulun yhteisen DigiBiogasHubs-tutkimushankkeen tuloksina on syntynyt uusi digitaalinen verkkoalusta ja prosessimalli biokaasukeskittymien kehittämiseen.
Säästöihin tähtäävä digitalisointi voi syventää eriarvoisuutta10.11.2025 08:56:52 EET | Tiedote
Julkisten palvelujen nopea digitalisointi uhkaa sulkea monia haavoittuvassa asemassa olevia kansalaisia palvelujen ulkopuolelle. Vaarassa ovat esimerkiksi maahanmuuttajat ja syrjäytymisvaarassa olevat nuoret. Vaasan yliopistossa tarkastettavana oleva Hanna Kirjavaisen väitöstutkimus osoittaa, että asiakaspalvelun ammattilainen on ratkaiseva sillanrakentaja ihmisen ja monimutkaisen järjestelmän välillä.
Suomalaisyritykset istuvat tietämättään kultasuonen päällä – avaruuden ”momentum” on nyt tai ei koskaan6.11.2025 12:08:28 EET | Tiedote
Uusi avaruustalous ei ole enää tieteisfiktiota vaan arkipäivän liiketoimintaa. Geopoliittinen kilpailu ja teknologian hintojen romahdus ovat luoneet suomalaisille pk-yrityksille historiallisen mahdollisuuden, joka on hyödynnettävä välittömästi. Näin toteaa Mikko Punnala tuoreessa Vaasan yliopistossa tarkastettavassa väitöskirjassaan.
Julkisjohtajan on saatava toimijat pois poteroistaan3.11.2025 12:04:57 EET | Tiedote
Sote-uudistus ja tiukka talous pakottavat kunnat ja hyvinvointialueet uudenlaiseen yhteistyöhön. Vaasan yliopistossa tarkastettava Eija Mattilan tuore väitöstutkimus osoittaa, että johtajan on nyt onnistuttava kahdella rintamalla: paitsi ulkoisten verkostojen johtamisessa, myös oman organisaation sisäisen kulttuurin muuttamisessa palveluintegraatiota tukevaksi.
Vaasan tiedekarnevaalit järjestetään 7.–8. marraskuuta – tapahtuma tuo tieteen keskelle kaupunkia29.10.2025 12:24:52 EET | Tiedote
Vaasan tiedekarnevaalit järjestetään 7.–8. marraskuuta 2025. Nyt jo kolmatta kertaa järjestettävän tapahtuman tavoitteena on tuoda tutkimusta suurelle yleisölle tutuksi ymmärrettävällä ja kiinnostavalla tavalla.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme