Laivan sähkönjakelu ja datan käsittely

Abstract

Sähköverkon kehityksen ja digitalisaation vaikutukset maapuolella näkyvät jo myös laivojen sähköverkoissa. Automaatiojärjestelmien ja tekoälyn kehitys ovat tuoneet laivoihin uusia neuvonantojärjestelmiä auttamaan miehistöä päätöksenteossa. Myös laivojen sähköverkkojen ja automaatiojärjestelmien tuottama data on lisääntynyt. Automaatiojärjestelmien yhteensovitettavuus ja datansiirtomahdollisuus EloWise-järjestelmän kanssa ovat mahdollisuuksia, joita pitää hyödyntää paremmin. Laivojen sähköverkoilta vaaditaan jatkuvasti parempaa tehokkuutta ja tehonsiirtokykyä ja -kapasiteettia. Sähköverkon uudet vaatimukset sekä laivan polttoaineenkulutuksen ja ympäristöpäästöjen rajoitukset tuovat uusia haasteita laivasuunnitteluun.

Tämän työn tarkoitus on antaa kattava yleiskuva laivan sähkönjakelujärjestelmästä ja laivan datan käsittelystä. Diplomityö toimii johdatuksena laivan sähköverkkoon. Työssä puhutaan laivan sähköverkkojen topologioista, sähköntuotannosta, sähkönjakelusta, verkon suojauksesta ja sähkökuormista. Myöhemmin työssä tutustutaan laivan dataan: mitä laivan datalla tarkoitetaan sähkönjakelun yhteydessä, mistä dataa kerätään ja miten sitä voidaan hyödyntää. Työssä esitellään laivan erilaiset dataa tuottavat ja käsittelevät automaatiojärjestelmät. Tämän jälkeen kerrotaan datapaketin hankintaprosessista, kun data haetaan ulkopuolisena toimijana ja esitellään EloWise-järjestelmä. Lopuksi diplomityössä tutkitaan erään laivan dataa ja kartoitetaan sitä hyödyntäen sähkönkulutuksen ja polttoaineenkulutuksen kannalta oleelliset parametrit. Parametrien avulla käydään läpi erilaisia vaihtoehtoja, joilla laivan kulutusta voidaan vähentää. Lopuksi esitetään laivan datan hyödyntämiseen liittyviä kehitysehdotuksia EloWise-järjestelmälle.

Esimerkkialuksen dataa tutkimalla löydettiin erilaisia laivan sähkönkulutuksen ja polttoaineenkulutuksen kannalta relevantteja parametreja. Parametrit valittiin jakamalla sähkönkulutus laivan eri toimintavaiheisiin ja katsottiin mitkä parametrit kussakin vaiheessa vaikuttavat kulutukseen eniten. Toimintavaiheiden analysoinnin jälkeen huomattiin, että niiden tehokkuutta voidaan kehittää. Erilaisia sähkönkulutusta ja polttoaineenkulutusta madaltavia ratkaisuja on esitetty datan analysoinnin pohjalta. EloWise-järjestelmälle ehdotettiin uusia kehityssuuntia.