Aktuell forskning

Vågenergigruppen vid Uppsala universitet studerar kontinuerligt många olika aspekter av vågkraft, inom allt från elsystem och generatorer, till hydrodynamikmodellering och miljöaspekter av vågkraftparker. Ett urval av aktuella forskningsprojekt presenteras här.

Prestanda och överlevnad för storskaliga vågkraftsparker (SUPERFARMS)

För att producera elekticitet i MW-storlek, krävs att vågkraftverken sjösätts tillsammans i stora parker. I ett nylanserat forskningsprojekt finansierat av Energimyndigheten kommer prestanda och överlevnadsförmåga för vågkraftsparker att studeras och förbättras.

Forskningsprojektet innefattar både analytiska och numeriska simuleringar och optimeringar av hela vågkraftsparken, inklusive hydrodynamiska och elektriska interaktioner, utvecklandet av kontrollmetoder för ökad prestanda och experiment i vågtank och i full skala till havs.

Marint ställverk

Forskningsanläggningen i Lysekil är utrustad med en kraftkabel och en signalkabel från ställverket till land. Alla vågkraftverk kopplar till ställverket i parken. I ställverket omvandlas växelströmmen från varje vågkraftverk först till likström, och inverteras sedan tillbaka till växelström och överförs till mätstugan på land. Det första ställverket installerades 2009 och kopplade till tre vågkraftverk. Under 2015 installerades ett nytt reparerat ställverk.

Tidvattenkompensation

För att hantera variationer i havsnivån på grund av tidvatten så har en tidvattenskompensator utvecklats och installerats på en boj. Målet med apparaten är inte endast att optimera energiabsorbtionen även på platser som har starka variationer i havsnivån på grund av tidvatten, utan även för att kunna finjustera linlängden mellan bojen och generatorn och kompensera eventuella inriktningsfel under sjösättningen.

Undervattensrobotar

Vågkraftverken utvecklade vid Uppsala universitet är små enheter som sjösätts tillsammans i parker. Antal anslutningar som måste göras är därför mycket stort och behöver automatiseras med undervattensrobotar för att spara tid och sjösättningskostnader. Ett docknings- och anslutningssystem för små undervattensrobotar utvecklas i ett aktuellt projekt i forskningsgruppen.

Marinekologiska studier

Uppföljningsstudier av effekter på den marina miljön har pågått sedan 2005. Detta har inkluderat marinbiologiska studier som effekter av konstgjorda rev, påväxt, kolonisering av marina organismer på vågkraftsutrustning, effekter på bottenfauna, förändringar biodiversitet och undervattensljud från generatorer. För närvarade pågår utveckling av ekolods- (sonar-) system som ska användas för övervakning av fisk och marina däggdjur som uppehåller sig runt marina energiomvandlare, som vågkraftsgeneratorer. Vidare pågår märkning och återfångst av kräftdjur (krabbor) för att kunna uppskatta skillnader i populationstätheter och tillväxt inom och utanför (kontroll) vågparksområdet. Slutligen, och för att följa upp långtidseffekter, pågår en uppföljningsstudie av makrofauna på fundament och som placerades ut i området och studerades 2007-2009.

Mätsystem

Att mäta och analysera utvalda parametrar under offshore-drift är en förutsättning för att utvärdera och förbättra vågkraftverkets konstruktion, prestanda och livslängd. I ett forskningsprojekt finansierat av Vargö-stiftelsen utrustas därför vågkraftverk med mätsystem som loggar dess energiproduktion samt vilken rörelse och kraft som överförs från havsvågen till generatorn. Utifrån detta kan vi bestämma vågkraftverkets prestanda och verkningsgrad, samt vilka önskade- och oönskade krafter som vågkraftverket utsätts för under drift. Detta avgör den totala energiproduktionen som kan förväntas från en vågkraftpark, samt förväntad livslängd och underhållsbehov hos ett enskilt vågkraftverk.

Ekvivalenta kopplingsscheman

För att effektivisera och förenkla simuleringar av vågenergisystem, har en ekvivalent modell för elektrisk krets utvecklats. Modellen möjliggör att interaktionen mellan bojen och generatorn kan studeras i ett och samma kopplingsschema. Nyckelindikatorer för vågkraftverkets prestanda, som hastighet, kraft eller effekt, kan simuleras och analyseras effektivt.

Sjösättning och underhåll

Sjösättning och underhåll av vågkraftverk och strömkraftverk har ofta varit dyra, tidskrävande och komplicerade processer. Verksamheterna till havs kan optimeras antingen genom att anpassa befintliga tekniker, eller genom att utveckla nya, till exempel ett nytt fartyg eller pråm designat specifikt för dessa ändamål. Olika skrov samt positionen av våg- eller strömkraftverken och lyftkranar påverkar fartygets stabilitet, bogserförmåga och andra egenskaper. I ett pågående forskningsprojekt undersöks olika lösningar för kosteffektiva och säkra sjösättningar.