Mandag forsvarer Siri Kalvig sin doktorgradsavhandling i disputas ved Universitetet i Stavanger.
Hun har forsket på vindkraft, og hvilken effekt bølger har på vindturbiner til havs. I tillegg har hun vært med på å utvikle et verktøy for å studere denne effekten.
– Tar du hensyn til bølgene får du bedre kontroll på energiuttaket. Det kan være til hjelp for å gjøre vindenergi fra havet mer optimalt, sier Kalvig til Teknisk Ukeblad.
– Følsomme for vindvariasjoner
Kalvig foklarer at vinden over havet representerer et energipotensial som i teorien kan løse store deler av verdens voksende energibehov, på en ren og bærekraftig måte.
For å omdanne energien i vinden til strøm brukes store vindturbiner.
– Disse turbinene er svært følsomme for variasjoner i vinden, og små endringer kan gi store avvik i produsert strøm. Derfor er det viktig å kunne gi en riktig og detaljert beskrivelse av vinden over havet, og ikke minst være i stand til å varsle denne, sier hun.
Vinden pisker opp verdenshavene og genererer bølger, som igjen påvirker vinden. Sistnevnte effekt – at bølgene representerer en dynamisk ruhet som modifiserer vinden over havflaten – er som regel ignorert i både designfasen av vindturbiner og i den operative fasen der en trenger gode vindvarsler.
– Vi må ta hensyn til bølgenes påvirkning, mener Kalvig.
Les også: Denne flytende havvindmøllen kan bli sjøsatt i Norge
Vindpåvirkninger
Kalvig har brukt en finskala matematisk modell, såkalt CFD (Computational Fluid Dynamics), for å studere ulike bølgesituasjoner sin påvirkning på vinden.
Disse simuleringene viser at bølgene påvirker vindfeltet i betydelig høyde over havflaten.
– Så rotoren til vindturbinen bli utsatt for en annen vind, og andre krefter, enn det man tidligere har forutsett. Det er særlig de langperiodiske dønningene som gir opphav til spesielle vindpåvirkninger, forklarer doktorgradskandidaten.
Arbeidet viser også at det er viktig å ta hensyn til dønningenes retning mot vindfeltet.
Ved hjelp av en forenklet modell av en vindturbin har Kalvig studert effekter av den bølgepåvirkede vinden. Beregningene viser at bølgene gir opphav til svingninger i produsert strøm, samt at de påvirker lastene på rotorbladene.
Les også: Ny verdensrekord for vindmølle: 192.000 kWh på et døgn
Har utviklet ny metode
I doktorgradsarbeidet har hun sammen med Universitetet i Stavanger, Acona Flow Technology og StormGeo utviklet et nytt verktøy, som egner seg for å studere den direkte aerodynamiske effekten av bølger på en vindturbin eller på en vindpark.
.png){kind=logo}
– Arbeidet viser at vinden over havet ikke beskrives godt nok med de metodene som er vanlige i dag. Dette gjelder spesielt innenfor vindenergi, men arbeidets resultater vil også være interessant for all aktivitet til havs og for generell værvarsling av vinden over havet, forklarer Kalvig.
Det er utviklet en ny metode for å kunne sjekke forskjellige bølgers påvirkning på vindprofilen over havet, og konsekvensene disse har på en eller flere vindturbiner.
– Dette verktøyet bør videreutvikles og kan bli et nyttig verktøy som vil hjelpe med å få forskningsresultatene implementert i industrien, påpeker hun.
Les også: Gigantisk havvindpark skal fôre 820.000 britiske husstander med strøm
Nærings-ph.d.
Kalvigs forskning har inngått i Forskningsrådets ordning for nærings-ph.d.
Det innebærer at hennes arbeidsgiver StormGeo og Forskningsrådet har gått sammen om å finansiere arbeidet.
Som doktorgradskandidat har hun vært ansatt i bedriften, og gjennomfører samtidig en vanlig doktorgrad som tar utgangspunkt i bedriftens kunnskaps- og kompetansebehov.
– Jeg er veldig takknemlig for at jeg har fått være med på det. StormGeo har jo betalt deler av lønnen min, for at jeg skal få ta en doktorgrad. Det er en ordning som jeg absolutt støtter, og jeg håper jo at StormGeo skal kunne bruke mine resultater etter hvert. Jeg tror nok de vil ha mye igjen for det, når jeg kommer tilbake i full jobb med mye ny kunnskap, sier Kalvig.
I en nærings-ph.d. får du veiledning fra både bedrift og lærested. Og Kalvig er veldig fornøyd med den støtten hun fikk fra sin hovedveileder, professor Bjørn Hjertager, ved institutt for konstruksjonsteknikk og materialteknologi.
– Hjertager har vært en veldig god veileder, motiverende og opptatt av fornybar energi. Jeg har trivdes veldig godt på instituttet, og det er vemodig at jeg ikke skal trø i gangene der mer. Men jeg ser ikke vekk fra at vi kan finne noe samarbeid i fremtiden. Jeg håper det, sier hun.
– Ville bidra til fornybar energi
Kalvig startet på doktorgraden i 2009, en god stund etter at hun tok hovedfag i meteorologi i 1995.
– Det har vært et ganske tøft løp. Så jeg er en godt voksen doktorgradskandidat. Samtidig betyr det også at jeg har erfaring som gjør at jeg ser relevans for det arbeidet jeg driver med. Men det har vært krevende arbeid, med mange opp- og nedturer. Jeg fikk jo også en baby midt i perioden, forteller hun.
Å ta en doktorgrad var noe Siri Kalvig hadde tenkt på lenge, før hun gjorde alvor av det for fem år siden.
– Jeg har hatt lyst til det lenge, men har ikke turt å tenke på at jeg var flink nok til å gjøre det. Til slutt ble det et veldig sterkt ønske. Jeg reiste mye rundt og holdt foredrag om klimaendringer, og jeg innså at jeg kunne ha brukt denne tiden på å ha dukket ned i en doktorgrad, forklarer hun.
Samtidig ønsker hun å bidra til utviklingen av fornybar energi.
– Jeg vet at de trenger bedre værvarselet over havet, og jeg valgte å dukke ned i materien med bølger og vind. Så jeg hadde en personlig motivasjon, men også en businessmotivasjon gjennom StormGeo, poengterer doktorgradskandidaten.
Les også: Siemens neste havvindmølle er på 10 MW
Innspurten
Fem år senere er hun i ferd med å fullføre, og er nå midt i innspurten av forberedelsene til disputasen.
– Det har vært en lang prosess, og jeg har fått lære enormt mye. Jeg har også fått en fantastisk respekt for forskningsverdenen.
Samtidig er hun litt stresset, med bare få dager igjen før hun skal gjennomføre prøveforelesning, og så forsvare avhandlingen.
– Nå har jeg akkurat blitt ferdig med å lage powerpoint-presentasjon til prøveforelesning, og sitter og skriver ned punkter på hva jeg skal kunne klare svare på i utspørringen. Det er nok den jeg er mest nervøs for, påpeker Kalvig.
Samtidig tar alle forberedelsene på.
– Jeg begynner å bli litt sliten. Men kanskje det er et bra tegn? Jeg tror det betyr at jeg begynner å bli klar mentalt. Og jeg gleder meg jo til mandag også.
Les også:
Leverandørindustrien krever norsk havvindpark
Slik kan vindmøllebladene vri seg automatisk i sterk vind - uten motor
