Oasis/Nomad förnybar energilösning presenterad på Stanford EXPE

Fyra ingenjörsstudenter från Blekinge Tekniska Högskola (BTH), tillsammans med sina sex amerikanska samarbetspartners från Stanford Universitys maskiningenjörsprogram, presenterade och demonstrerade sin lösning på Stanford. I deras så kallade slutstensprojekt, ME310, som pågår från oktober till juni, går de igenom en designtänkande process med faser av behovsanalys, konceptualisering, skapande av prototyper med mera, för att komma fram till en slutgiltig detaljdesignad produkt att visa på utställningen EXPE.

Studenterna har samarbetat med Volvo Group (med Lab Hub 355 Silicon Valley, Volvo Connected Solution som koordinerande partner) och Stanford University för att designa, konstruera och producera en produkt för hållbar energiproduktion och distribution på byggarbetsplatser med begränsat eller obefintlig infrastruktur för elförsörjning.

Idag kommer 98 % av energin från diesel i byggbranschen. Tung utrustning har drivits med fossilt bränsle i nästan 130 år, men nu utvecklar Volvo Construction Equipment och dess konkurrenter hållbara alternativ i form av eldrivna anläggningsmaskiner. Där anslutning till nätinfrastruktur är omöjlig måste entreprenörer använda dieselgeneratorer eller lasta sina maskiner till för transport till laddningsplatser. Det är inte hållbart, och därför bad Volvo CE eleverna att utveckla ett nytt koncept som skulle göra det möjligt för platschefer att upprätthålla oavbruten verksamhet mycket närmare byggarbetsplatsen.

Eleverna utvecklade Oasis som en elkälla för arbetsplatsen. Den producerar lokalt anskaffad grön el där det behövs genom att använda en modulariserad och anpassningsbar kombination av solpaneler, vindkraftverk och andra källor som krävs för att uppfylla villkoren på platsen.

Oasis och Nomad-lösningen

Med Oasis kommer entreprenören att kunna producera den energi som krävs i närheten av platsen där maskinerna arbetar. Därför kommer det att tillhandahålla unika möjligheter att stödja utbyggnaden av hållbara anläggningsmaskiner i de mest krävande miljöer där permanent infrastruktur antingen saknas eller är skadad.

Till Oasis utvecklade teamet Nomad, som är ett mobilt energidistributionssystem utformat för att distribuera energin som genereras av Oasis till maskinerna som arbetar på platsen. Den är tänkt att byggas på Volvo CE:s autonoma TARA-plattform som delas med dess utbud av autonoma elektriska dumprar. Inuti Nomad hittar vi litium-jonbatterier i sin andra livscykel, som ursprungligen kommer från avvecklade eller uppgraderade entreprenadfordon från Volvo. Nomad är utrustad med tillräckligt med kapacitet för att ladda två elektrifierade minigrävare för ett arbetsskift.

Med Nomad har platschefen möjlighet att placera Oasis på en position som drar maximal nytta av de geografiska och meteorologiska förhållandena på platsen, samtidigt som man minimerar eventuella störningar i verksamheten, på arbetsplatser som är kända för att vara dynamiska och ibland lite smått kaotiska med flera stora entreprenadmaskiner som behöver arbeta tillsammans för att optimera produktiviteten.

”Årets elever brottades med ett problem som är alltför välbekant i övergången till elektromobilitet. Genom att noggrant undersöka detta problem kunde de utveckla en helhetslösning som kunde hjälpa till med den inledande övergången som ett proof of concept samtidigt som de kunde anpassa sig med snabbt framväxande och stödjande teknologier”, säger Ryan Ruvald, doktorand vid BTH och även en coach i projektet.

Studenterna har vidareutvecklat ett Product-Service System med mjuka komponenter som hjälper platschefen att välja och distribuera ett skräddarsytt sömlöst system för att maximera produktiviteten samtidigt som man minimerar eventuella störningar i verksamheten.

”Tillsammans har vi utvecklat inte bara en utan två produkter som vi är mycket stolta över. Det har varit en intensiv och spännande resa där vi har kunnat driva projektet själva och leverera de resultat vi vill ha. Jag njöt verkligen av att vi kunde följa hela processen, från behovsanalyser och idéer till att bygga en fysisk produkt. Det jag kommer att ta med mig resten av livet är att hårt arbete lönar sig och att man aldrig ska ge upp. Jag är mycket tacksam för att jag fick möjligheten och erfarenheten att vara en del av ME310”, säger Hedvig Ernst, BTH-student som deltar i projektet.

”I sitt examensarbete har studenterna utvecklat en mycket spännande utrustning med stor potential för att vara en innovation som kan förändra hur energi hämtas på platser utanför elnätet, såsom områden under utveckling och platser för naturkatastrofer. De har utvecklat en prototyp som på ett spännande sätt visade tillvägagångssättets potential och som väckte stor uppmärksamhet vid en nyligen genomförd mässa på Stanford University, säger Christian Johansson Askling, biträdande professor vid BTH och även koordinator för ME310.



Från denna prototyp återstår arbetet med att optimera och ytterligare validera lösningen för att komma fram till ett konkurrenskraftigt erbjudande. Ändå kan det mycket väl vara det första fröet till den framtida utvecklingen av hållbara entreprenadmaskiner. Elevernas systemlösning som prototypen ingår i är ett konkret exempel på hur man implementerar en lösning för en cirkulär ekonomi och därmed minskar klimatpåverkan markant.

"Volvos partnerskap med ME310 har varit ett bra sätt för oss att engagera oss med akademin på global nivå. Programmet ger ett innovativt designtänkande, utan några fördomar eller förutfattade meningar i rummet. Under läsårets gång kunde eleverna på både Stanford och BTH anta utmaningen från Volvo och formulera en lösning genom samarbete, behovsanalys, konceptualisering, skapande av prototyper och andra aktiviteter.”, säger Maggie Oren, projektets företagskontakt. och Strategic Partnership Manager på Hub335 Volvo Group Innovation Lab i Mountain View, CA.

Information om kursen och projektet

ME310-kursen vid Stanford University är en global designkurs som börjar i oktober och avslutas vid EXPE-evenemanget i juni. Kursen innehåller tio företagssponsrade projekt som alla har globala partneruniversitet från hela världen. De senaste fyra åren har maskinteknik på BTH varit de enda svenska deltagarna. Sponsorer inkluderar stora globala varumärken, såsom Volvo Group, Volkswagen Group, Renault och SAP för att nämna några.

Kursens läroplan är Design Thinking, som skildrar ett entreprenöriellt förhållningssätt till design med stor tonvikt på prototypframställning som ett förhållningssätt till odefinierade problem med öppna slutar där studenterna gör omfattande behovsforskning för att definiera problemen. Detta är detsamma som grundplanen för maskiningenjörsprogrammet på BTH, vilket gör att våra studenter är en del förtrogna med det förhållningssätt till design som praktiseras.

"ME310 Global Design Innovation och designtänkande har visat sig vara en värdefull erfarenhet för både studenter och partners. För BTH-studenter att kunna samarbeta "i verkligheten" med en av våra forskningspartners, och även med prestigefyllda Stanford University, är helt enkelt en fantastisk upplevelse. Utmanande, men också givande”, säger professor Tobias Larsson på BTH Maskinteknik.

Källa: Blekinge Tekniska Högskola - Product Development Research Lab