Laboratoriot

Polttoainelaboratorio on tutkimuslaboratorio, jonka analyysimenetelmät soveltuvat erilaisten nestemäisten polttoaineiden tutkimukseen. Tutkimuksen ohella laboratoriossa tehdään asiakaspalvelua yksittäisistä analyyseista laajempiin asiakasprojekteihin. Kysy lisää: fuellab@uwasa.fi

Moottorilaboratoriossa on keskinopea Wärtsilä 4L20 -voimala- ja laivamoottori. Sitä kuormitetaan ABB:n generaattorilla, joka tuottaa sähköä Vaasan sähköverkkoon. Moottoria ohjataan mallipohjaisella Speedgoat-säätöjärjestelmällä. ABB:n taajuusmuuttajan ansiosta moottoria voidaan ajaa eri pyörintänopeuksilla. Pakoputkisto on rakennettu niin, että siihen voidaan liittää erilaisia pakokaasujen puhdistimia.

Mittauslaitteisto on kattava. Moottorin perussuoritusarvojen lisäksi sillä voidaan analysoida polttoaineen palamista, mitata useita kaasumaisia päästöjä ja määrittää hiukkaspäästö: sekä lukumäärä että massa. Yliopistolla on käytössään myös mallinnus- ja simulointiohjelmia moottorin ja energiantuotantolinjan tutkimista varten.  

Geoenergialaboratoriossa on erilaisiin maalämmön kenttämittauksiin soveltuva tutkimuslaitteisto. DTS-mittauslaitetta (lämpötilan mittaus valokuidun avulla) on käytetty lämmönsiirtymisen tutkimiseen mm. sedimentissä ja asfalttikentillä. TRT-vaunu on rakennettu muun muassa kalliokaivojen lämpövasteen tutkimukseen. Nämä liikuteltavat tutkimuslaitteet mahdollistavat tilaustutkimuksen kaikkialla Suomessa.  Kysy lisää: sonja.heikkila@uwasa.fi

FREESI-laboratoriossa on PAC (suojaus, automaatio ja tietoliikenne) -laboratorio IEC 61850 -standardin mukaisten suojausjärjestelmien testaamiseen ja kouluttamiseen sekä OPAL-RT OP5600 -reaaliaikasimulaattori, joka mahdollistaa älykkäiden sähköverkkojen säätäjäsilmukkasimuloinnit (controller hardware in the loop, CHIL). FREESI-laboratorio on yhteydessä Sundom Smart Grid living lab -ympäristöön, joka on todellinen keskijänniteverkko varustettuna parillakymmenellä mittauspisteellä. Niistä saatava mittaustieto siirtyy laboratorioon IEC 61850 -tietoliikenneprotokollan mukaisena datavirtana. Nykyiset ja tulevat investoinnit FREESI-laboratorioon mahdollistavat tutkimuksen ja yhteistyön laajentamisen liittyen etenkin älykkäisiin ja joustaviin energiajärjestelmiin.

Moottori- ja polttoainelaboratoriot

• Wärtsilä 4L20 -moottori tutkimuskäyttöön
• AGCO Power -moottori tutkimuskäyttöön.
• Sähköjärjestelmä:
  • Generaattori
  • Taajuusmuuttaja
  • Muuntajat
  • Automaatiojärjestelmä
  • Tiedonkeruujärjestelmä: Dewesoft
• Polttoainelaboratorio tekee tiivistä yhteistyötä moottorilaboratorion ja alueellisten kemian laboratorioiden kanssa.
• Kokonaisuutena ainutlaatuinen yhdistelmä polttoaine- ja -moottoritutkimusta varten

Polttoainelaboratorion analyysit ja käytössä olevat menetelmät

• Vesipitoisuus (biodieselit ja bioöljyt), EN ISO 12937
• Hapettumisen kestävyys (biodieselit ja niiden seokset), EN 14112, EN 15751
• Tiheys, ASTM D7042
• Kinemaattinen viskositeetti, ASTM D7042
• Happoluku, EN 14104
• Jodiluku, EN 14111
• Pintajännitys, laitevalmistajan ohje
• Esteripitoisuus, EN 14103
• Alkuaineanalyysit, ICP OES, EN 14538, laitevalmistajan ohje
  • Ca, K, Mg, Na, P, Al, Cu, Fe, Mn, Si, V, Zn, Pb, S
• Leimahduspiste, EN 2719
• Suodatettavuus (CFPP), EN 116
• Samepiste (Cloud point), EN 3015
• Jähmepiste (Pour point), EN 3016
• Tislauskäyrä, mm. EN ISO 3405
• Setaani-indeksi, EN ISO 4264

Polttoaine- ja moottorilaboratorion keskeiset tutkimusalueet

• Joustava hybridi energiantuotanto
• Monipolttoainekäyttö, uusiutuvat polttoaineet ja niiden seokset, palaminen
• Hyötysuhteen ja energiatalouden parantaminen
• Päästöjen minimointi
• Moottorivoimaloiden sähkö- ja automaatiojärjestelmien kehittäminen
• Energiantuotantojärjestelmien validointi
• Tutkimuspalvelujen tuottaminen yrityksille, tutkimuslaitoksille ja muille yliopistoille

FREESI-laboratorion laitteistot

• CHIL-laitteisto sähköverkon suojauksen ja tietoliikenteen tutkimiseen
  • OPAL-RT reaaliaikasimulaattori
  • Suojareleitä
  • Omicron vahvistimet
• PHIL-laitteisto tehoelektroniikan ja mikroverkkojen tutkimiseen
  • Tehonmuokkaimia (DC/AC ja DC/DC)
  • dSPACE säätäjäsimulaattorit
  • Typhoon HIL reaaliaikasimulaattori
  • OPAL-RT reaaliaikasimulaattori
  • Ohjelmoitava AC teholähde 100kVA (verkkoemulaattori)
  • DC teholähteitä
• Akkukennojen testauslaboratorio
• Kyberfyysisen turvallisuuden tutkimusympäristö
  • OPAL-RT reaaliaikasimulaattori HYPERSIM ohjelmistolla
  • Exata tietoliikenteen emulointiympäristö

 FREESI-laboratorion keskeiset tutkimusalueet

• Kehittyneet ICT-pohjaiset ratkaisut sähköverkon suojaukseen, vikatilanteiden hallintaan ja kunnonvalvontaan
• IEC 61850 -pohjaisten suojausjärjestelmien testaus ja kehitys
• Energiaverkkojen kyberfyysinen turvallisuus ja resilienssi
• Tietoturva, resilientti ajan synkronointi ja vankat yhteydet kyberfyysisissä järjestelmissä
• Suuntaajaliitäntäisten hajautettujen energiaresurssien säätö
• Mikroverkkojen hierarkkinen säätö ja hallinta
• Joustoresurssipalvelut ja sektori-integraatio
• Energiayhteisöt ja uudet markkinamallit
• Akkukennojen mallinnus
• Akkuenergiavarastojen sovellukset

Geoenergialaboratorion laitteistot

Image

• TRT (thermal response test) -mittausvaunu:
  • lämmitystehot 1 kW välein 18 kW tehoalueella
  • taajuusmuuttajaohjattu kiertovesipumppu
  • sähköliitäntä 32A / 400V 3~
  • mittausletkujen pituus n.4 m
  • Mittaustekniikka toteutettu sarjaliikenneväylään liitetyin anturein
  • tiedonsiirto tietokoneella ja langattomalla reitittimellä
  • mittauksen etävalvonta
  • Lämpöpumppu mahdollistaa kaksisuuntaisen testauksen
  • sääasema
• DTS (distributed temperature sensing) -mittalaite
  • Paikkaresoluutio 1 m
  • Lämpötilaresoluutio <0,01°C
• Pyranometri
• Vesistölämmönvaihdin

Geoenergialaboratorion keskeiset tutkimusalueet:

• Lämmönsiirtyminen
• Lämmönvarastointi
• Sektori-integraatio
• Lämpövastetestit energiakaivokenttien mitoittamiseksi
  • kallioperän peruslämpötila sekä lämpökaivon lämmönjohtavuus, lämpövastus ja diffuusiokerroin
• Simuloinnit