ÄûÃʵ¼º½

Väitöskirjan nimi: Modelling, analysing and optimising ship energy systems – For decarbonised shipping

³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Mia Elg
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Prof. Esa Vakkilainen, LUT, Suomi 
Kustos: Prof. Risto Lahdelma, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu 

Laivasuunnittelun optimointia kohti nollapäästöjä – energiajärjestelmät muutoksen ytimessä.

Merenkulku on murroksessa. Laivojen suunnittelussa painopiste on siirtynyt kohti ympäristöystävällisyyttä ja energiatehokkuutta, ja energiajärjestelmät ovat tämän muutoksen keskiössä. Uusi väitöskirja tarkastelee, miten energiajärjestelmien mallinnus, analyysi ja optimointi voivat ohjata laivasuunnittelua kohti vähäpäästöistä ja kaupallisesti kestävää tulevaisuutta.

Optimointi on keskeinen työkalu suunnittelun tukena. Väitöskirjassa tutkitaan optimointia kahdessa kontekstissa: koneiston valinnan tukena ja laivan koneiston kehityksessä akun mitoituksen ja hukkalämmön hyödyntämistehtävässä. Lisäksi, vedyn integrointia laivaan tutkitaan systeemitasolla konseptitutkimuksessa, jossa risteilyalus operoi Välimeren reitillä. Tulokset osoittavat, että energiansäästö voi olla jopa 25 %, kun erilaisia teknologioita yhdistetään vetyä käyttävään koneistoon – verrattuna perinteiseen fossiilisia polttoaineita hyödyntävään ratkaisuun.

Tutkimus korostaa, että energiatehokkuus ei synny ainoastaan yksittäisistä ratkaisuista, vaan myös järjestelmien vuorovaikutuksesta. Entropiaan generointiin perustuva lämmön hyödyntämisanalyysi tuo uutta näkökulmaa hukkalämmön käyttöön. Lisäksi, optimoinnin integrointi suunnittelun simulointityökaluihin säästää aikaa ja parantaa tulosten luotettavuutta.

Väitöskirja tarjoaa menetelmiä ja näkökulmia, jotka tukevat suunnittelijoita varhaisessa suunnitteluvaiheessa – vaiheessa, jossa tehdään ratkaisevat päätökset laivan energiajärjestelmästä ja sen tulevaisuuden päästöistä. Se osoittaa, että energiatehokkuuden optimointi on monitahoinen tehtävä, joka vaatii teknistä ymmärrystä, järjestelmätason ajattelua ja kykyä tehdä pragmaattisia valintoja. Kansainvälisen sääntelyn kiristyessä – mukaan lukien hiili-intensiteetti-indikaattori (CII) ja FuelEU Maritime -säännöstö – tämä tutkimus tarjoaa ajankohtaista tietoa siitä, miten laivat voivat täyttää tulevat vaatimukset ja säilyttää samalla kaupallisen kilpailukykynsä. 

Avainsanat: Laivan energiajärjestelmä, mallinnus, optimointi, analyysi, energiansäästö, entropia 

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä):