Numerical modelling, validation, and optimization of wave energy systems
Betere simulaties om energie te winnen uit golven
Het produceren van elektriciteit zonder CO2-uitstoot blijft een grote uitdaging, vooral omdat hernieuwbare bronnen zoals wind- en zonne-energie variabel zijn. Oceaangolven bieden een grote en voorspelbare bron van hernieuwbare energie die kan helpen bij het balanceren van toekomstige energiesystemen, met name in kustgebieden. De technologie voor golfenergie bevindt zich echter nog in een vroeg ontwikkelingsstadium, voornamelijk vanwege de hoge kosten, de complexe interacties tussen golven en drijvende constructies, en de onzekerheid in de numerieke tools die worden gebruikt om deze systemen te ontwerpen.
In zijn proefschrift richt Andreas Asiikkis zich op het verbeteren van de modellering, validatie en optimalisatie van golfenergiesystemen, met bijzondere nadruk op arrays van golfenergieomzetters (WEC's). Asiikkis combineert numerieke simulaties met experimentele gegevens om te beoordelen hoe nauwkeurig gangbare simulatietools het gedrag en de energieopbrengst van zowel afzonderlijke apparaten als dichte arrays kunnen voorspellen. Hij valideert open-source modelleringstools aan de hand van experimentele metingen en identificeert hun beperkingen onder verschillende golfomstandigheden.
Asiikkis onderzoekt ook hoe ontwerpkeuzes, zoals de verankeringsconfiguratie en hydraulische energie-afnamesystemen, de energieproductie beïnvloeden. Door deze systemen op arrayniveau te optimaliseren, laat hij zien hoe de totale energieopbrengst aanzienlijk kan worden verbeterd zonder de fysieke afmetingen van de apparaten te veranderen. Daarnaast gebruikt Asiikkis zeer nauwkeurige vloeistofsimulaties om de impact van extreme golven op kustconstructies te bestuderen, waardoor duidelijk wordt wanneer geavanceerde modellen nodig zijn.
Ten slotte verbindt Asiikkis onderzoek met onderwijs door een digitale, op simulatie gebaseerde lesmodule te ontwikkelen waarmee studenten offshore systemen voor hernieuwbare energie kunnen verkennen met behulp van echte technische hulpmiddelen. De resultaten dragen gezamenlijk bij aan betrouwbaardere ontwerpmethoden, beter presterende golfenergie-arrays en een betere opleiding van toekomstige ingenieurs.
Andreas Asiikkis voerde zijn onderzoek uit bij het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG), afdeling Computational Mechanical and Materials Engineering. Hij vervolgt zijn loopbaan als Shipping and Trade Analyst bij Ducat Services LTD