ES-03: Kan havvindturbiner ta det med ro for å leve lenger?

Motivasjon og relevans

Skal havvind bli en av bærebjelkene i det grønne kraftsystemet, må turbinene bli mer pålitelige og billigere å drifte. Kraftelektronikken – omformerne som gjør om og styrer strømmen fra generator til nett – er blant komponentene som svikter oftest, og feil til havs er svært dyre å utbedre. Kan vi la omformeren «ta det litt roligere» når den er sliten, og likevel tjene mest mulig penger på vindparken? Dette er kjernen i belastningsstyring («stress steering»), og å få til dette vil bidra til et smartere, billigere og mer pålitelig fornybar energi.

Bakgrunn

Sommerjobben vil inngå i EU-prosjektet FLAGCHIP (Flagship advanced Solutions for Condition and Health monitoring In Power electronics), et Horizon Europe-prosjekt med ti partnere fra syv land. FLAGCHIP skal utvikle neste generasjons kraftelektronikk gjennom tre satsingsområder: (1) nye effektmoduler, (2) tilstands- og helseovervåking av kraftelektronikk, og (3) kostnadseffektivitet for løsningene og systemet som helhet. Løsningene skal demonstreres gjennom to piloter – en likestrømsomformer i Frankrike og en omformerarkitektur for havvindparker i Norge (Smartgridlaben).

SINTEF Energi leder arbeidspakken «Stress steering and cost modelling» hvor verktøy for optimal vedlikeholdsplanlegging skal utvikles ved å ta hensyn til degradering av kraftelektronikk-omformere, og belastningsstyring. Ved å kjøre omformeren i redusert modus («limp mode») kan man forlenge levetiden og harmonisere vedlikeholdsbehovet på tvers av komponenter – men det koster i form av lavere kraftproduksjon her og nå. Hvor lønnsomt er dette egentlig, og hvem tjener og taper på det – vindparkeier, vedlikeholds-leverandør eller komponentleverandør?

Figur 2:  Eksempel på simulering av timeplanlegging over levetid for havvindpark med 20 turbiner.

Oppgave:

Sommerforskeren blir en del av et team som jobber med både den tekniske modelleringen og de økonomiske analysene, og vil kunne bidra langs én eller begge av disse to retningene.

Relevante oppgaver kan være:

• Sette seg inn i simuleringsverktøy som finner optimal vedlikeholdsplan for en havvindpark basert på degraderingsmodeller, værdata, fartøystilgang og kostnader.
• Bidra til å videreutvikle simuleringsverktøy slik at det håndterer degradering av kraftelektronikk-omformere, inkludert muligheten for «limp mode» ved redusert belastning.
• Sammenligne vedlikeholdsstrategier – kalenderbasert, prediktivt, og prediktivt kombinert med belastningsstyring – og analysere kostnadsreduksjonspotensialet dette gir over levetiden til en havvindpark.
• Undersøke hvordan kostnad, nytte og risiko fordeler seg mellom ulike aktører (vindparkeier, drifts- og vedlikeholdsleverandør, komponentleverandør) under ulike forretnings- og kontraktsmodeller, som fastpris, fullserviceavtaler, delt gevinst/risiko og garantiordninger.

Les mer om prosjektet på flagchip-project.eu

Forutsetninger

Det er en fordel at sommerforskeren har kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i):

• Programmering, fortrinnsvis Python
• Optimering / operasjonsanalyse
• Interesse for fornybar energi, havvind og/eller kraftelektronikk
• Grunnleggende sannsynlighetsregning/statistikk er en fordel (nyttig for degraderings- og levetidsmodeller)

Slik søker du:

Søknad, CV og karakterutskrifter lastes opp der du søker.

Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil tre sommerjobber. Om du søker på flere sommerjobber sender du en samlet søknad. Jobbnummer for de ønskede jobbene legges som overskrift i søknadsteksten i prioritert rekkefølge (f.eks ET-01, FE-04 ...). Vi gjør oppmerksom på at søkere kan vurderes for andre sommerjobber enn de har søkt på.

Stillingene fylles fortløpende. Vi anbefaler deg derfor å søke tidlig.

Søk her

Søknadsfrist er 08. november kl 23.59. 

Se alle sommerjobber i SINTEF Energi