Energiajärjestelmien tohtoriohjelma

Energiajärjestelmien tohtoriohjelma tarjoaa mahdollisuuden tehdä tohtorin tutkintoon tähtäävää väitöstyötutkimusta ja opintoja seuraavilla tutkimusaloilla:

Energiamarkkinoiden ja aurinkotalouden tohtorikoulutuksen tutkimusteemat ovat tyypillisesti kokonaisvaltaisia sosiaalisia, teknisiä ja/tai taloudellisia lähestymistapoja, jotka liittyvät energiasiirtymään.
Tutkimuskysymykset liittyvät

markkina- ja liiketoimintamalleihin,
älykkäisiin verkkoihin,
uusiutuvaan energiaan (aurinko, tuuli, vesi, bio, geo, meri),
energian varastointivaihtoehtoihin (sähkö, lämpö, polttoaineet, kuten paristot, pumpatut vesivoimat, lämpöenergia, vedyn varastointi luolissa jne.),
infrastruktuurivaatimuksiin (verkot, verkot, putkistot jne.),
kysynnän hallintaan,
sähkö-X-reitteihin (X kaasut, nesteet, liikkuvuus, vesi, tuotteet),
eri energia-alojen (voima, lämpö, jäähdytys, liikenne, teollisuus, suolanpoisto, hiilidioksidin poisto) integrointiin ja yhdistämiseen,
energiajärjestelmien joustavuuteen eri aloilla,
energiajärjestelmien sääntelyyn,
ilmastonmuutoksen hallintaan,
energiayhteisöihin,
energiajärjestelmien yhteiskunnalliseen vaikutukseen,
energiajärjestelmien hallintaan sekä
energiajärjestelmien teknotaloudelliseen mallintamiseen (paikalliselta alueelliselta, kansalliselta, manner- ja globaalilta tasolta) ja niiden siirtymiseen korkealle kestävyystasolle.

Energiamarkkinoiden ja aurinkotalouden tutkimusalalta valmistuneet ovat olleet menestyksekkäästi töissä energia-alan yrityksissä ja akateemisissa laitoksissa.

Innokkuus ja kiinnostus teknologiaan, taloudelliseen laskentaan, sosiaalisten vaikutusten arviointiin, optimointiongelmien matemaattisiin mallinnuksiin sekä järjestelmäajattelu tarjoavat erinomaisen pohjan alan tohtorin tutkintoon.

Lisätietoja

Professori (tenured) Pedro Juliano Nardelli

Energiatekniikan tutkimusalan perusosaaminen pohjautuu syvälliseen lämpötekniikan, termodynamiikan ja virtaustekniikan ymmärrykseen sekä niihin perustuviin kehittyneisiin laskentamenetelmiin ja prosessimalleihin. Tutkimusalan sovellukset keskittyvät energian muuntoon, energiatehokkuuteen ja energiatalouteen. Tärkeitä tutkimusalueita ovat uusiutuvan energian järjestelmät ja teknologiat kuten energiavarastot sekä lämpöpumput, ydinvoimatekniikka, bioenergia, turbotekniikka sekä energiamarkkinoiden toiminta, sääntely ja uudet liiketoimintamallit.

Energiatekniikan tohtorikoulutuksen perusajatuksena on systemaattinen, kansallisesti verkottunut ja monitieteinen koulutus, joka rakentuu vahvan teoreettisen lämpö-, virtaus- ja voimalaitosteknisen mallintamisen sekä kokeellisen tutkimuksen varaan. Tavoitteena on myös voimakas kansainvälisyys, jota toteutetaan osallistumalla kansainvälisiin seminaareihin ja konferensseihin sekä tutkija- ja opettajavaihdolla ulkomaisten yhteistyötahojen kanssa.

Tulokset luodaan tutkimusryhmissä tehtävissä tutkimuksissa, joiden rahoitus haetaan erikseen kansallisista (SA, Business Finland, säätiöt) sekä kansainvälisistä (EU, Pohjoismaiset rahastot jne.) lähteistä sekä alan yrityksiltä. Tutkimustulokset julkaistaan pääsääntöisesti referoiduissa kansainvälisissä lehdissä sekä konferensseissa.

Energiatekniikka kouluttaa tohtoreita toimimaan laaja-alaisesti energia-alan erikoisosaamista vaativissa työtehtävissä.

Lisätietoja

Professori (tenured) Teemu Turunen-Saaresti

Yhteistyössä

Politecnico di Milano

Norwegian University of Science and Technology

Delft University of Technology

Technical University of Denmark

Kestävyystutkimuksen tavoitteena on kehittää nykyistä toimintaa ja tuotejärjestelmiä kestävämpään suuntaan, ja luoda menetelmiä järjestelmien kestävyysnäkökohtien arvioimiseksi ja kehittämiseksi. Kestävää kehitystä uhkaavien riskien hallitsemiseksi on välttämätöntä, että monille nykyisille tuotanto- ja kulutustavoille löydetään kustannustehokkaimmat ja ympäristöystävällisimmät vaihtoehdot.

Kestävyyttä edistävien ratkaisujen luominen edellyttää systeemiajattelua ja kykyä yhdistää erilaisia tekniikoita erilaisissa sovelluskohteissa. Kestävyystutkimus edellyttääkin tuote- tai palveluketjujen eri osa-alueiden tarkastelemista kokonaisuutena koko elinkaaren kattavasti. Tällaisia osajärjestelmiä ovat muun muassa valmistusprosessit, energiajärjestelmät, jätehuoltojärjestelmät, kuljetusketjut sekä kemikaalien ja materiaalien tuotanto. Elinkaarimallintaminen ja systeeminen muutos ovat keskeisiä menetelmiä. Kestävyystutkimukseen kuuluu myös liiketoimintanäkökulma, jossa lähtökohtana on lisäarvon tuottaminen liiketoimintaan kestävyyttä edistämällä.

Kestävyystutkimuksen tutkimusalalla tehtävä väitöskirja liittyy aiheeltaan kiinteästi tutkimusryhmien fokusoimiin osaamisalueisiin ja käynnissä oleviin tutkimushankkeisiin ja -ohjelmiin. Rahoitus tutkimusryhmissä tehtävään tutkimukseen haetaan erikseen kansallisista (Suomen Akatemia, TEKES, aluekehitysrahastot, säätiöt) sekä kansainvälisistä (EU, Pohjoismaiset rahastot jne.) lähteistä sekä alan yrityksiltä. Väitöskirjan voi tehdä myös työn ohessa. Silloinkin tekijä pyritään kytkemään mahdollisimman tiiviisti olemassa olevien tutkimusryhmien toimintaan.

Tohtoriopiskelijoita kannustetaan kansainvälisyyteen. Tutkimusta tehdään usein yhteisprojekteissa suomalaisten ja kansainvälisten yliopistojen sekä suomalaisten tutkimuslaitosten kanssa. Tutkimusryhmissä työskentelee eri kansallisuuksia, ja valtaosa väitöskirjatyöntekijöistä vierailee muutaman kuukauden jakson tutkijavierailulla ulkomaalaisessa yhteistyöyliopistossa. Tohtorikoulutettavat ovat suorittaneet kansainvälistymisjaksojaan mm. Berkeleyssä Kaliforniassa, DTU:lla Tanskassa sekä Stuttgartin ja Kaunasin yliopistoissa. Lisäksi tohtorikoulutettavat pääsevät osallistumaan kansainvälisiin seminaareihin, konferensseihin ja opintojaksoille.

Lisätietoja

Professori (tenured) Ville Uusitalo

Yhteistyössä

Konetekniikan tutkimusala keskittyy nykyaikaisiin valmistusmenetelmiin, mekatroniikkaan sekä tietokoneavusteiseen suunnitteluun ja analyysiin.

Nykyaikaisten valmistusmenetelmien tutkimus painottaa automatisoitua valmistusta, levytyötekniikkaa ja hitsausta. Hitsaustutkimuksen keskeisiä aiheita ovat hitsausliitoksen väsymiskestävyys ja suorituskyky arktisilla alueilla.

Mekatroniikan merkittävimpiä tutkimusalueita puolestaan ovat älykkäät ohjausjärjestelmät, ihminen-kone käyttöliittymät, robotiikka sekä innovatiiviset koneiden tehonsiirtoratkaisut.

Monikappaledynamiikka, epälineaarinen elementtimenetelmä ja roottoridynamiikka ovat tärkeällä sijalla tietokoneavusteisessa suunnittelussa ja analyysissä, ja niitä sovelletaan ongelmanratkaisuun biomekaniikan, multifysiikan ja rakenteiden kestävyyden alueilla.

Konetekniikan tutkimusalalta valmistuneet tohtorit ovat menestyksekkäästi löytäneet työtä yliopistomaailmasta tai teollisuudesta.

Lisätietoja

Professori Jussi Sopanen

Sähkötekniikan tohtorikoulutuksen tutkimusteemoja ovat muun muassa sähkötekniikka, sähköasemat, ohjaustekniikka, signaalinkäsittely, soveltava elektroniikka ja viestintätekniikka. Alan tutkimuskysymyksiin kuuluvat tekniikoiden perusrajat, teknisten esineiden käytön ja suunnittelun optimointi sekä järjestelmätason ratkaisujen kehittäminen teknologiainnovaatioiden tueksi. Ohjelmasta valmistuneet ovat olleet menestyksekkäästi töissä niin tutkimuslaitoksissa, yliopistoissa kuin teollisuudessakin.

Tohtoriopiskelijat ovat motivoituneita suorittamaan opintonsa osana kansainvälisiä akateemisia ja/tai teollisia verkostoja.

Kyky edistyä matematiikassa, laskentamallinnuksessa ja optimointialgoritmeissa sekä kokemus kokeellisista koeastioista ovat tärkeä perusta, jota on kehitettävä edelleen koko sähkötekniikan tohtorikoulutuksen ajan.

Lisätietoja

Professori (tenured) Pedro Juliano Nardelli

Yhteistyössä

Tohtoriohjelma kuuluu LUT School of Energy Systems -tiedekuntaan, jonka tutkimus kattaa energian tuotantoon, siirtoon, jakeluun, markkinoihin ja käyttöön tarvittavat tekniikat ja järjestelmät aina laitevalmistuksesta ja polttoaineista energian loppukäyttöön asti. Yksikön vahvuuksia ovat energiajärjestelmien systeemitason ymmärtäminen, koneiden ja laitteiden digitaalinen suunnittelu ja tuotanto sekä vaativat hitsatut metallirakenteet.

Tekniikan tohtorin (TkT) tai filosofian tohtorin (FT) tutkinto muodostuu tohtoriopinnoista (30 op) ja väitöstutkimuksesta, joka tähtää tiedejulkaisujen kirjoittamiseen sekä tutkinnon opinnäytteen eli väitöskirjan laatimiseen ja sen julkiseen puolustamiseen. Koulutuksen tavoitteena on antaa valmistuville tohtoreille syvällinen teoreettinen ymmärrys omasta tieteenalastaan ja tutkimusalueestaan, sekä kyky tuottaa uutta tieteellistä tietoa ja ymmärtää sen soveltamismahdollisuudet käytäntöön.

Tohtorikoulutus antaa valmiudet toimia elinkeinoelämän palveluksessa, itsenäisenä yrittäjänä tai suuntautua akateemiselle uralle.

Energiajärjestelmien tohtoriohjelma on keskeinen toimija kansallisessa tohtorikoulutusverkostossa, jossa ovat mukana Suomen tärkeimmät sähköenergia-alan jatkokoulutus- ja tutkimusyksiköt.