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
Vaasan yliopisto sai 2,5 miljoonaa euroa tutkimuksen strategiseen profiloitumiseen – kansainvälisen huippuosaajan rekrytointi vahvistaa kestävän rahoituksen ja liiketoiminnan tutkimusta9.1.2026 12:05:35 EET | Tiedote
Suomen Akatemia on myöntänyt Vaasan yliopistolle 2,5 miljoonaa euroa tutkimuksen strategiseen profiloitumiseen. Rahoitus mahdollistaa kansainvälisen korkean tason tutkijan rekrytoinnin sekä jatkaa ja vahvistaa tutkimusta kestävän rahoituksen ja liiketoiminnan alueella. Toteutettavan tutkimuskokonaisuuden keskeisimpänä tavoitteena on nopeuttaa energiasiirtymää sekä edistää kestävää ja resilienttiä taloutta.
Jätteiden keräyksen tehostaminen voi hillitä maksujen nousua – selvitys tarjoaa ratkaisuja tehokkaampaan jätelogistiikkaan15.12.2025 15:39:48 EET | Tiedote
Vuodenvaihteen aikaan elämä vilkastuu, kun perheet kokoontuvat viettämään aikaa yhdessä. Juhlapyhien myötä myös jätettä syntyy tavallista enemmän. Valtakunnallisten tilastojen mukaan kuitenkin kotitalouksien arjessa jätettä syntyy vuosi vuodelta vähemmän, mikä vaikuttaa myös jätelogistiikan järjestämiseen. Tämä herättää kysymyksen siitä, miten jätehuolto voidaan toteuttaa kestävästi ja edullisesti, erityisesti haja-asutusalueilla, kun jätevirrat pienenevät. Vaasan yliopiston julkaisema raportti tarjoaa tähän ratkaisuja.
Terveydenhuollon kyberturvallisuuden heikoin lenkki ei usein ole ohjelmisto, vaan sen käyttäjät8.12.2025 09:58:25 EET | Tiedote
Vaasan yliopistossa tarkastettavan väitöskirjan mukaan terveydenhuollon kyberturvallisuus pysyy haavoittuvana niin kauan, kun teknologiaa, ihmisiä ja organisaation prosesseja ei käsitellä yhtenä kokonaisuutena. Pius Ewoh painottaa, että ala tarvitsee pelkkien teknisten suojausten sijaan sosioteknisiä ratkaisuja potilastietojen ja luottamuksen turvaamiseksi.
Virtuaalinen akkumalli avaa tietä sähköautosimulaatioille1.12.2025 09:42:55 EET | Tiedote
Sähköautojen mallintamiseen liittyvä laskennallinen monimutkaisuus on hidastanut tutkimustyötä sähköautojen liittämisestä paikallisiin energiamarkkinoihin. Seyed Mahoor Ebrahimin Vaasan yliopistoon tekemässä väitöskirjassa ratkaisuna esitellään virtaviivaistettu virtuaaliakkumalli ja kustannustehokas laturien jakamismenetelmä.
Tohtoriksi nopeammin, joustavammin ja vaikuttavammin25.11.2025 14:15:34 EET | Tiedote
Vaasan yliopiston yritysintegroitunut CoDoc-tohtorikoulutusmalli laajenee yhteistyössä Vaasan ja Seinäjoen ammattikorkeakoulujen kanssa. Strateginen tohtoripolku yhdistää yliopiston tutkimusvoiman ja ammattikorkeakoulujen työelämälähtöisyyden, tarjoten resurssiviisaan ratkaisun, joka vahvistaa Suomen kilpailukykyä kohti 6 % T&K-tavoitetta, nopeuttaa tohtorikoulutusta ja kehittää TKI-osaamista. Uutena elementtinä joustava PreDoc-väylä laajenee nyt myös ammattikorkeakouluopinnoista aina tohtoriksi asti. PreDoc ja CoDoc avaavat ovet huippututkimukseen, verkostoihin ja uramahdollisuuksiin jo opintojen alkuvaiheessa.
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