Arktinen meriteknologia

An aerial shot of an icebreaker ship going through ice in arctic conditions

Jäinen meriympäristö on merkittävä haaste merenkululle ja merirakenteille. Rakenteiden toimivuus ja laivojen suorituskyky jäisessä meriympäristössä vaativat erityisosaamista. 

Lyhyesti

Merirakenteiden ja laivojen potkurilaitteiden jääkuormasuunnittelu jäätyville merialueille.

Vallitsevien jääolosuhteiden mallintaminen (jään paksuus, liike, jäämuodot).

Jääkuormaportaali tuulipuistojen suunniteluun.

Tutkimustyömme keskittyy jään aiheuttamien kuormien mallintamiseen. Jääkuormasuunnittelu on merirakenteiden ja laivojen potkurilaitteiden kehitystyössä keskeisessä roolissa, jotta ne kyetään suunnittelemaan toiminnan kannalta luotettaviksi, mutta samalla kustannustehokkaasti. Esimerkiksi uusiutuvan energiantuotannon, kuten tuulivoiman, laajentuminen suuressa mittakaavassa pohjoisille merialueille edellyttää uusia innovaatioita kustannustehokkaille merirakenteille. Toisaalta merenkulun tiukentuvat kasvihuonepäästötavoitteet asettavat haasteen laivojen suunnittelulle, jolloin laivojen jäävastuksen mallintaminen nousee keskeiseen rooliin vähäpäästöisten laivojen suunnittelussa. 

Merituulivoiman kehitys jäätyvillä merialueilla  

Tuulivoimalan kannatinrakenteiden ja perustusten toimivuus meriympäristössä on keskeinen haaste erityisesti talvella, kun paksu jääpeite tai ahtojäävalli liikkuessaan kohtaa merirakenteen. Jään aiheuttamat kuormat pitää tuntea hyvin, jotta rakenteet voidaan optimoida järkevästi ja kustannustehokkaasti. Rakenteisiin kohdistuvien jääkuormien suunnittelu edellyttää tilastollista tietämystä paikallisista jääolosuhteista (esim. jään paksuus ja liike sekä jäätyyppi).

Meillä on vuosikymmenten kokemus kokeellisesta ja numeerisesta jäätutkimuksesta.

VTT:n osaaminen nojautuu vuosikymmenten ajalta kokeelliseen ja numeeriseen jäätutkimukseen. Taustalla on jäämekaniikan vahva teoreettinen osaaminen ja ymmärrys jääolosuhteiden kehittymisestä. Keskeisenä tavoitteena on luoda malli siitä, miten ilmastonmuutos vaikuttaa jäisen meriympäristön muuttumiseen ja miten muutos vaikuttaa talvimerenkulkuun ja tuulipuistojen suunnitteluun. 

Jääkuormaportaali 

VTT on kehittänyt tuulivoimaloiden rakennesuunnitteluun web-portaalin (jääkuormaportaali), jossa käyttäjä saa käyttöliittymän kautta tietoa valitun sijoituspaikan suunnitteluparametreista ympäristökuormiin liittyen (mm. jää, aalto, tuuli, vesisyvyys, merenpohjan laatu), tuuliturbiinin rakenteen suunnitelutiedot sekä rakenteeseen kohdistuvat kuormat. Näiden tietojen perusteella käyttäjä voi web-portaalissa tehdä numeerisen analyysin ja tarkastella valitun tuuliturbiinirakenteen toimivuutta valitussa paikassa. Web-portaali tukee näin ollen myös merialuesuunnittelua. 

 

SmartSea – “Gulf of Bothnia as Resource for Sustainable Growth” project   

BRICE - “Breaking the ice” project  

Jaa