MAS312 Fornybar havenergi

Emneplan for studieåret 2020/2021

Innhald og oppbygging

Det er betydelig global interesse for å utnytte fornybar energi fra jordens hav. Med Europas største vindressurs er det ingen overraskelse at havvind har blitt et viktig satsningsområde i Norge. Store vanndybder langs Norges kysten krever flytende strukturer, noe som betyr nye teknologiske og logistiske utfordringer. Andre kilder for å utnytte energi fra havet som er av stor interesse er tidevannsstrøm og bølgeenergi.

Dette faget skal gi en dyptgående oversikt over fornybare energikonverteringsmetoder til havs, med fokus på anvendt kunnskap for design og drift. Studentene skal få en bred forståelse av de fysiske energikonverteringsprosessene i rammen av de økonomiske og miljømessige begrensningene. Faget tar sikte på å ruste studentene til fremtidige roller i industri og akademia relatert til fornybar havenergi.

Innhold og oppbygging

  • Introduksjon til havenergi - en oversikt over de forskjellige typer metoder og anlegg, markedet, kostnader, regelverk og aktuelle utviklinger.
  • Met-ocean karakteristikker: vind, tidevann og bølgeforhold til havs
  • Havvind: turbintyper, effektkurver, turbinblader, airfoil teori, blad-element metode (BEM), strømningseffekter i turbin- og vindpark skala. Flytende konstruksjoner, installasjon og vedlikehold, logistikk og avvikling, miljøpåvirkning.
  • Tidevannsenergi: sperring og strømning, konsepter, rørstrømning, fri-overflate-effekter, turbulens, varierende belastninger.
  • Bølgeenergi: grunnleggende konverteringsprinsipper, design, reguleringsstrategier og overlevelsesevne.

Læringsutbytte

Studenten som har tatt MAS312 skal kunne:

Kunnskap

  • Beskrive vind-, bølge- og tidevannsressurser kvalitativt og forstå kvantitative statistiske modeller.
  • Demonstrere en omfattende forståelse av ulike havenergiteknologier, skille deres respektive fordeler og ulemper og kommunisere underliggende fysiske grenser og vitenskapelige teorier.
  • Kjenne til aktuelle utfordringer med hensyn til design, installasjon og regelverk, og vurdere implikasjonene deres i en større teknisk kontekst.
  • Bruke verktøy og modeller for å beregne effekt, krefter og levedyktighet.

Ferdigheter

  • Regne på effekt og belastninger for forskjellige fornybare havenergikonsepter.
  • Kombinere ressursdata med effektberegninger for å estimere energiproduksjon.
  • Anvende aktuell programvare som brukes i bransjen.
  • Gjennomføre labeksperimenter på en skalert turbin, håndtere måledata og diskutere resultater samt usikkerheter i en teknisk rapport.
  • Bruke kunnskapen kreativt for å formulere egne løsninger for å tilfredsstille økonomiske og tekniske krav.

Generell kompetanse

  • Rapportskriving og bruk av programvare.
  • Bruk av vitenskapelig notasjon og gjennomføring av komplekse beregninger og avledninger.
  • Evne til å gjennomføre gruppearbeid og individuelt arbeid.

Krav til forkunnskapar

Ingen.

Tilrådde forkunnskapar

MAS123: Energi: Forbruk, kilder og teknologi.

MAS220: Grunnleggende fluidmekanikk.

Grunnleggende kunnskap i Matlab eller lignende programvare.

Undervisnings- og læringsformer

Forelesninger med notater i form av slides og litteraturkilder. Gjesteforelesninger fra relevant industri og akademia. Praktiske laboratorieøvinger i MarinLab.

Arbeidskrav

To obligatoriske skriftlige gruppeoppgaver

  • Skrive to rapporter som dokumenterer utførte labøvelser.
  • Obligatorisk tilstedeværelse under gruppearbeid.

Vurderingsform

Skriftlig skoleeksamen, 4 timer.

Tid og sted for eksamen blir opplyst på Studentweb.

Karakterskala A-F, der F er ikke bestått.

Hjelpemiddel ved eksamen

Kalkulator og teknisk formelsamling. Generelt formelark for faget er vedlagt eksamen.

Alle kalkulatorer tillatt.

Meir om hjelpemiddel