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
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.
Stressi ja toksinen työkulttuuri voivat aiheuttaa sisäisiä kyberturvallisuusuhkia25.11.2025 12:09:57 EET | Tiedote
Useimmat organisaatiot ratkaisevat kyberturvallisuusongelmia teknologian ja valvonnan avulla, mutta Emmanuel Antin väitöskirjan mukaan empatia voi olla tehokkaampi puolustuskeino. Vaasan yliopistossa toteutetun tutkimuksen mukaan sisätoimijoiden poikkeavan käyttäytymisen takana olevien inhimillisten tekijöiden ymmärtäminen voi johtaa vahvempiin ja kestävämpiin kyberturvallisuuskäytäntöihin.
Stress and a toxic workplace culture can cause insider cybersecurity threats25.11.2025 12:09:57 EET | Press release
While most organisations address cybersecurity issues with technology and surveillance, Emmanuel Anti’s research argues that empathy may be a more effective defence. His doctoral dissertation at the University of Vaasa, Finland, explores insider deviance, and how understanding the human elements related to it can lead to stronger, more sustainable cybersecurity practices.
Vaasan yliopisto ja Hitachi Energy sopivat strategisesta koulutus- ja tutkimusyhteistyöstä24.11.2025 15:14:08 EET | Tiedote
Vaasan yliopisto ja Hitachi Energy Finland Oy ovat allekirjoittaneet maanantaina 24. marraskuuta laajan strategisen sopimuksen, joka vahvistaa yhteistyötä tutkimuksessa ja koulutuksessa. Tavoitteena on edistää monipuolista kumppanuutta, joka tukee kestävää hyvinvointia, kansainvälistä kilpailukykyä ja alueellista elinvoimaa.
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