Advanced and Sustainable products through Knowledge-based development in Clusters: - ASK4Cluster- Ramme: 6,6 MNOK 2,5 år

Transkript

1 Forskerprosjekt Regionale ForskningsFond Innlandet Advanced and Sustainable products through Knowledge-based development in Clusters: - ASK4Cluster- Ramme: 6,6 MNOK 2,5 år Silje H. Aschehoug (prosjektleder) Jon Sandvik (Forskningssjef) 1

2 Overordnet prosjektmål Øke kundeverdi gjennom kunnskapsbasert utvikling av avanserte, intelligente og bærekraftige kraftmaster, muliggjort gjennom samarbeid mellom to industriklynger i verdensklasse. 2

3 Hvilken innovasjon skal søkes i prosjektet? Intelligente kraftmaster med integrert sensorikk og kontrollsystemer for kontinuerlig dataoverføring i krevende miljø. Dette vil minimerer behov for stedlige ettersyn og vedlikehold, i tillegg til raskere og mer effektiv lokalisering, feilsøking, og diagnostisering ved strømbrudd. Lukket materialsløyfe for gjenbruk og resirkulering av materialer som inngår i intelligente og bærekraftige kraftmaster. Sikrere strømforsyning gjennom master som tåler ekstremvær (vind og snølaster) bedre enn dagens master.

4 4

5 Utvikling av simuleringsmodell for optimalisering av lavverdig resirkulert aluminium i master. Utvikling av spesifikasjons- og designkrav til innhenting, overføring og visning av data (kontrollsystemer) fra master i resirkulert aluminium (basert på kundekrav). Utvikling av robust og optimalt design konsept for master i lavverdig resirkulert aluminium. Utvikling av teknologi for deteksjon, overføring og kontrollsystemer basert på spesifikasjons- og designkrav. 5

6 Hvorfor er dette prosjektet viktig? Økt avhengighet i samfunnet- mindre toleranse for bortfall av strøm. Økt forbruk av strøm gir økt belastning på anleggene. Store utbygginger er planlagt de neste årene (70 mrd.) Mange eldre master som trenger utskifting, men forbud mot bruk av kreosotimpregnerte kraftledningsmaster forventes fra EU (fra 2018). Endringer i klima mere ekstremvær store snømengde, vind. Varme gir raskere skogvekst) Utbygging i miljøsensitive områder, og utbygging i nærområder (der folk bor). Få estetisk alternativer. Vedlikehold: fall fra mast pga. vanskelig sikring/entring, fall fra mast pga. defekt mast (knekker). Bransjen trenger et nytt alternativ!

7 Hvorfor lage kraftmaster i aluminium? Redusert levetid på salt-impregnerte stolper etter Arsen-forbud Stål og betongmaster har store drift og vedlikeholdsutgifter og kort levetid (50 år) Komposittmaster er dyrere, mindre robuste for slag og støt og mer usikker ttilstandskontroll enn aluminiumalternativer, og resirkuleringskonseptene er begrenset pt. Aluminium har lang levetid (>100 år) og er 100% resirkulerbar i eksisterende logistikksystemer Betydelig frihetsgrad i design (ekstrudering og forming) Lav vekt Verdensledende norsk industriell kompetanse og kapasitet innen aluminium produksjon og foredling Nasjonal logistikk (tilgjengelighet, leveringstid og leveransesikkerhet) 7

8 Lukket materialsløyfe: materialvalg og testing for bruk av resirkulert aluminium Materialkandidat: Al-legeringer (6000-serien, legert med Mg og Si og med restriksjoner for maks. Fe, Cu). Materialkarakterisering: Mekanisk testing (fasthet, utmatting, slag) Korrosjonsbestandighet Største utfordring: Finne legering med korrosjonsbestandighet i 100år!

9 Er det mulig å oppnå tilstrekkelig styrke og redusert vekt ved bruk av resirkulert aluminium? Dimensjonering og beregning gjennomføres på "verst tenkelige senario" (islast, snølast, vindlast, varighet > 100 år). Pga. av ulike geografi-, vær- og grunnforhold vil det vi praksis være ulike krav til hver eneste mast som produseres. Tre ulike eksempelmaster har blitt tatt fram for å gjøre beregninger og dimensjonering i aluminium. Lengde på ekstruderte profiler og transport til monteringssted er begrensende faktorer. 9

10 Eksempler for dimensjonering og beregningsmodeller Designeksempler 40 år gammel furu ~22 m 10

11 Kraftmast sensorplattform internet connected Sensor på hver mast snakker med og sender signaler videre til neste mast. Sensor kan loggføre ulike typer værdata, samt tilstand på mast og line i området. Mange ulike typer data kan generes i sanntid. Eksempler: vindlast, snølast, islast, trefall mv. 12

12 Big Data plattform for mottak av og bearbeiding av data Historiske data lagres og gjør systemet "smartere" over tid. Kobles sammen med sanntidsdata og værdata for generering av prognoser. Systemet gir administrator en helseprofil på en mast eller ledningsstrekk. Har kart over hele nettet, kan klikke på hver mast å få ut data eller anbefaling om tiltak. All data krypteres! 13

13 Eksempel: Nedising av ledningsnett Ved sammenkobling av værdata og måling av snø/islast på ledningsnettet vil nettselskapet få beskjed om nedising i et område uten visuell inspeksjon vha. helikopter. Spenningen kan da økes i det aktuelle området for å smelte is, og kollaps av master og langvarig strømstans kan unngås. 14

14 Kontraktspartnere i ASk4Cluster Bedrifter i ASk4Cluster 15