MENY

Lagar teststasjon for fornybar teknologi

Ingeniørstudentar ved UiS har dei siste månadene samarbeidd om å lage ein teststasjon i fornybar energi på taket av bygget der dei sjølv studerer.

  • Studentar på taket med solcellepanel og mast
    Studentane på taket av Kjølv Egelands hus for å montere teststasjonen. Her med den 3 meter lange masta til vindturbinen. Frå venstre: Jacky Lee, Adnan Khalid, Bjørn Erik Røgenes, Tom Christian Klingsheim, Joachim Nising Lundal og Christer Aanestad Lende. (Foto: Mari Hult)
  • Studentar, rettleiarar og ingeniørar samla i maskinhallen.
    Heile gjengen samla i maskinhallen før montering av teststasjonen. Frå venstre, ståande: Morten Tengesdal, Bjørn Erik Røgenes, Jan M. Nygård, Adnan Khalid, Fredrik K. Moldvær, Ivar Austvoll, Tor Gulliksen, Kristian H. Flakk. Sitjande i front: Mats Løvlie, Jacky Lee, Christer Aanestad Lende, Yaaseen Ahmad Amith, Martin Bae. (Foto: Asbjørn Jensen)
  • Bjørn Erik Røgenes og Adnan Khalid ved solcellepanelet.
    Maskinstudentane Bjørn Erik Røgenes og Adnan Khalid synes det har vore kjekt at bacheloroppgåva deira er del av eit større samarbeid og knytt til fornybar teknologi. (Foto: Karen Anne Okstad)
  • Fredrik K. Moldvær og Kristian H. Flakk.
    Elektrostudentane Kristian H. Flakk og Fredrik K. Moldvær har hatt ansvar for styringssystemet til solcellepanelet.

Studentar frå Institutt for konstruksjonsteknikk og materialteknologi og Institutt for data- og elektroteknikk har denne våren hatt ei felles oppgåve å lage ein stasjon der sol- og vind-energi ladar same batteri i eit felles hybrid system på taket av Kjølv Egelands hus. 

Fordelt på fire bacheloroppgåver har tre maskinstudentar og sju elektrostudentar laga dei ulike komponentane i teststasjonen, som består av eit solcellepanel, ein vindturbin, batteri, ei el-tavle og programvare for styring og datainnsamling.

Hjelpt kvarandre

Student Christer Aanestad Lende trekk fram det gode samarbeidet mellom studentane frå dei to institutta. 

– Dette har vore heilt fantastisk. Maskinstudentane har forklart oss kor kraftig stolpen til vindturbinen måtte være for å tole lasta frå turbinen, medan elektrostudentane har forklart korleis straumen beveger seg og kvar sikringsskapet skulle monterast. Vi har diskutert systemspenninga i fellesskap og vi har vore flinke til å hjelpe kvarandre til eit felles bra produkt, seier Aanestad Lende.

Lende har saman med Joachim Nising Lundal og Tom Christian Klingsheim jobba med ein horisontal vindturbin som dei har montert på ei 3 meter lang mast. Turbinen kan produsere 180 Watt med maks effekt på  300 Watt.

Ikkje lenge etter at det heile var montert var Aanestad Lende på taket att.

– Stasjonen vår produserer på ein heilt vanleg dag med litt vind og noko sol, ca. 270 Watt, seier Aanestad Lende begeistra. 

Rettleiar for oppgåva har vore Ivar Austvoll

Frå teori til praksis

Sjølve solcellepanelet som er sett opp på taket, er kjøpt inn, men studentane har også sett saman sitt eige panel for læringsprosessen si skyld. Det innkjøpte solpanelet er 1,62 kvadratmeter stort og produserer 285 Watt.

– Dette har vore utruleg lærerikt. Det har spesielt vore motiverande å bevege seg frå teori til praktisk gjennomføring, påpeiker Bjørn Erik Røgenes.

Han har skrive bacheloroppgåva si saman med Adnan Khalid og Jacky Lee. Dei tre maskinstudentane har laga ein mekanisme som gjer at solcellepanelet kan følgje sola.

– I denne mekanismen er det montert to aktuatorar som gjer elektrisk straum om til mekaniske bevegelsar. Dei strekk seg ut og inn alt ettersom korleis solcellepanelet vender seg mot sola, etter den mest gunstige vinkelen, forklarer Røgenes.

Både Røgenes og Khalid trekk fram at det har vore viktig for dei at oppgåva har handla om å utvikle fornybar teknologi.

– Det er kjekt å få vere med å prøve ut ein teknologi som er på sterk frammarsj i verda. Solenergi er framtida, held dei fram.

Rettleiar for oppgåva har vore Ove Tobias Gudmestad ved Institutt for konstruksjonsteknikk og materialteknologi.

Laga programvaren

For at solcellepanelet skal følgje sola trengst det eit avansert styringssystem. Elektrostudentane Kristian H. Flakk og Fredrik K. Moldvær har hatt ansvar for dette samt aktuatorar og sensorar. Dei har hatt Morten Tengesdal som rettleiar.

Ein sensor mottar sollys og registrerer kvar sola skin til ei kvar tid. Basert på denne sensoren vil styresystemet gje signal til aktuatorane.

I ein kvit boks på sjølve fundamentet av solcellepanelet er det ein liten datamaskin kor ein kan programmere korleis panelet skal følgje sola. Flakk og Moldvær har stått for programmeringa.

Det er store kostnader knytt til motor og styringsmekanisme på installasjonen. Difor er det ei overordna oppgåve for studentane å finne ut kva som løner seg.

– Vi har programmert at panelet skal følgje sola berre i 15 dagar i månaden. Dei andre dagane skal panelet stå i ro. Det som då skal forskast på er om det løner seg å følgje sola eller ikkje, seier Flakk.

Solinnstrålinga på panelet varierer med årstida og dei meteorologiske forholda. For å kunne få mest mogleg effekt ut av panelet er det viktig å automatisk tilpasse den elektriske lasta til solinnstrålinga. Metodar og utstyr for dette er det elektrostudentane Ruben Kristiansen og Mats Løvlie som har stått for.

Kristiansen og Løvlie har også laga ei «tavle» som gjer det enkelt å kople til ein kaffikoker eller ein mikrobølgjeomn. Denne bacheloroppgåva har Sven Ole Aase vore rettleiar for.

Tverrfagleg samarbeid

Studentane har opplevd mykje godt samarbeid, men også erfart at det å samarbeide mellom fagmiljø kan vere ei utfordring.

– Ulike fagmiljø kjem med ulike perspektiv, ulike behov. Mykje fram og tilbake, men det har vore utruleg lærerikt. Det å ha ein god plan for samarbeid og framdrift er særleg viktig, meiner Fredrik K. Moldvær.

Instituttleiar for Institutt for data- og elektroteknikk, Tom Ryen, legg også vekt på det nyttige i å samarbeide på tvers.

– Ein må tenkje tverrfagleg skal ein få til noko nytt. Det kjem ei rekkje tverrfaglege initiativ frå Institutt for konstruksjonsteknikk og materialteknologi som vi deltek meir enn gjerne i, til dømes ION Racing og UiS Subsea Team, og no altså dette prosjektet på fornybar teknologi, seier Ryen.

Han påpeiker at det nok er lettare å samarbeide på tvers på UiS samanlikna med andre stader.

– Det fine her er at det er kort veg mellom institutta og dei ulike fagmiljøa, seier instituttleiaren som ser fram til fleire bachelor- og masteroppgåver knytt til fornybar teknologi, ikkje minst innan feltet energiinformatikk, som er eit satsingsområde for instituttet.

Forskingsstasjon på sikt

– Dette er ein hybrid installasjon som kombinerer sol- og vindenergi. Fordelen er at straumproduksjonen blir meir stabil. Når det er vindstille, kan solcellene produsere energi, og når sola er som lengst unna, er det vinden ein må lite på, forklarer overingeniør Yaaseen Ahmad Amith.

Han har vore primus motor for den praktiske gjennomføringa. Han meiner det er svært viktig for studentane å få vere med å byggje noko fysisk – i tillegg til det teoretiske grunnlaget.

Ei som heiar på prosjektet er Siri Kalvig, leiar for Forskingsnettverket i miljøvenleg energi ved UiS og IRIS. Ho ønskjer ei større satsing på fornybar teknologi velkommen.

– Vi håper at studentane no har lagt eit grunnlag som gjer at vi kan tilby fleire interessante bachelor- og masteroppgåver innan fornybar teknologiutvikling i åra framover, seier Kalvig.

Ho påpeiker at dette er ein småskala-pilot, men første steg på vegen til å utvikle ein større forskingsstasjon.

– No skal vi bruke tid på å samle produksjonsdata i forskjellige vêrtypar og analysere desse, seier Kalvig, som har visjonar om eit mykje større anlegg på campus.

Tekst: Karen Anne Okstad
Foto: Mari Hult, Karen Anne Okstad og Asbjørn Jensen

UiS logo