Energialaboratoriot

Moottori- ja polttoainelaboratoriot muodostavat ainutlaatuisen tutkimusympäristön, jossa kehitetään tulevaisuuden vähäpäästöisiä moottoriteknologioita ja tutkitaan uusiutuvia polttoaineita. Laboratoriot mahdollistavat monipuolisen tutkimuksen muun muassa monipolttoainekäytöstä, palamisesta, hyötysuhteen parantamisesta ja päästöjen vähentämisestä. Käytössä on useita tutkimusmoottoreita, kuten Wärtsilän yksisylinterinen W20-moottori ja Vaasan yliopiston W4L20-moottori, sekä laaja sähkö- ja automaatiojärjestelmä.

Laboratoriot ovat osa laajempaa yhteistyötä, jossa Vaasan yliopisto, Oulun yliopisto, VTT ja Wärtsilä rakentavat yhteistä energiatutkimuksen infrastruktuuria. Tavoitteena on tukea energiasiirtymää ja mahdollistaa tulevaisuuden polttoaineiden, kuten vedyn, testaus ja validointi. Polttoainelaboratorio tekee tiivistä yhteistyötä moottorilaboratorion ja alueellisten kemian laboratorioiden kanssa, ja sen analyysimenetelmät kattavat muun muassa viskositeetin, tiheyden, hapettumisen kestävyyden ja alkuainepitoisuudet. Laboratoriot tarjoavat tutkimuspalveluja yrityksille, tutkimuslaitoksille ja muille korkeakouluille.

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.  

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

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

Geoenergialaboratorion laitteistot

• 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