Projektet genomförs för att undersöka möjligheterna att upprätta en förbindelse mellan havsbotten och land utan att behöva dra några kablar. Anledningen till att man vill undvika kablar är att kablarna lätt kan slitas av. Förbindelsen i sig behövs för att kunna studera mätvärden på ett smidigare sätt, det är inte effektivt att behöva dyka ner varje gång för att plocka upp den insamlade informationen, dessutom blir man utan mätinstrument under tiden man analyserar värdena. För att kunna ta del av informationen krävs mycket tid och resurser som har en negativ inverkan på miljön i och med att man måste köra bil och båt för att transportera sig mellan platserna. Därför är detta projekt bra för att undersöka möjligheterna för en mer hållbar och arbetsmiljövänlig forskning av vågkraftverkens påverkan på miljön.
Ser det även svårt att man med dagens metod kunna samla in information året runt,
säkerhetsriskerna med att åka ut och dyka i januari vore önskvärda att komma undan. Skulle det finnas en fungerande förbindelse skulle forskarna kunna sitta på kontoret och se
mätvärdena i realtid dynget runt, året runt, vilket gynnar miljön såväl som forskningen.
5.1 Hydrofon
Att hastigheten för vattnets fortplantning under vattnet varierar kan vara av betydelse vid långa avstånd men när det kommer till 25 meter är det inte lika relevant. Skillnaden i
hastighet runt Sveriges kuster är som mest 37,4 m/s vilket motsvarar 0,67 s på 25 meter. Det ska tas i åtanke att den största skillnaden är nere vid botten och sedan blir skillnaden mindre och mindre desto längre upp mot ytan man kommer. Detta medför att det inte ens kommer att vara 0,67s i tidsdifferens mellan de olika sidorna av Sverige. Därför behöver man inte ta med denna skillnad vid beräkningar för optimering av modemen för överföringstiden, men man ska ha i åtanke att det kan skilja sig i hastighet mellan olika vatten.
Hydrofoner som använder sig av piezoelektriska element är det vanligaste på marknaden, vilket inte är så underligt eftersom de har funnits länge och blivit prisvärda. Den nya tekniken med fiberoptik kommer säkert komma ikapp de piezoelektriska elementen när de har sjunkit i pris. Den nya tekniken kommer medföra mer pålitliga och noggranna mätningar, dessa är dock inte tillräckligt mycket bättre för att det ska vara värt den stora prisskillnaden.
5.2 Vågkraft
Det är inget tvivel om att vi människor på jorden måste komma på nya sätt att framställa energi på, det går inte att utnyttja jordens resurser hur länge som helst. Vågkraft är ett bra sätt att omvandla naturens krafter till energi som vi kan använda i vårt dagliga bruk. Vågkraftens fördelar mot annan förnybar energi såsom vindkraft är att den inte stör omgivningen lika mycket. Vindkraften stör inte djurlivet allt för mycket men motståndet bland människor, i omgivningen där vindkraftsverkens byggs, tycker att det inte är estetiskt tilltalande. Ur en miljömässig synpunkt är vågkraftverk inte så väl testade förutom att alla kemikalier, färg och material som används är godkända ur miljösynpunkt.
31 Det är svårt att säga vilken påverkan en vågkraftpark kommer att ha på djurlivet, en sådan park skulle medföra fler ställen för plankton och andra organismer att växa på, vilket skulle medföra en positiv inverkan på fiskelivet. Det är klart att det kommer märkas en skillnad på de platser där kraftverken placeras, men en förändring behöver inte alltid vara negativ.
Det är förståeligt att fiskare oroar sig över fisklivet då det handlar om deras fortsatta
verksamhet. På samma vis måste man ändå förstå miljökämparna som är emot att sänka ner stora föremål i vattnet som inte är byggda av material som naturen kan bryta ner själv. Det kan finnas en bristandekunskap inom ämnet hos dem som kämpar emot utvecklingen, utan de vill hellre skydda sina egna intressen. I dagens läge är det självklart att man tänker på miljön och djurlivet då man planerar ett så stort nytt bygge som en vågkraftspark i en ny miljö. Detta kommer inte alltid fram när man går ut med informationen om planerna med byggandet, vilket medför uppståndelse hos motståndarna. Det är inte fel att det blir uppståndelse för om det inte skulle ha blivit något motstånd så skulle man inte tänka på alla delar såsom miljön.
Sedan kan man visa sina synpunkter genom olika sätt, det är svårt att förstår hur man räddar miljön genom skadegörelse istället för en diskussion men det är ett helt annat kapitel.
När det gäller att tämja på naturens krafter blir det ganska snabbt svårt att dimensionera produkterna. Det gäller inte bara att dimensionera sakerna efter de nominella krafter och påfrestningar utan de måste klara mycket mer då naturens kraftpikar kan vara höga. Detta är en sak som talar emot vågkraften, räknar man på produktionskostnaden för ett vågkraftverk som ska leverera en viss effekt och klara medelpåfrestningarna så är det relativt lönsamt vid placering utefter kusterna mot atlanten. Det är mindre lönsamt att behöva laga eller i värsta fall byta ut vågkraftverken vid varje höststorm. Därför måste man konstruera dem för att klara av mycket mer än vad de är beräknade att i snitt användas för. Jämför man med
vindkraftverken som kan vinkla bladen när det blåser för mycket och på så vis spara in på kostsam överdimensionering är vågkraftverken fasta i sin konstruktion, det är svårt att vinscha ner bojen under ytan när det går för höga vågor. En utveckling skulle kunna vara att
vattenfylla bojarna och på så sätt sänka ner dem under vattnet vid en eventuell storm, på samma sätt som ubåtarna gör.
5.3 ADC omvandlare
Analog-till-digital-omvandlare har funnits länge och tekniken bakom dem är väl känt. Vid användning av en omvandlare får man tänka på vilken upplösning man vill använda sig av. I en perfekt värld där hur mycket dataminne som helst finns tillgänglig använder man sig av den högsta upplösningen. Dock måste man oftast ta hänsyn till minneskapaciteten och även vilka kvalitetsmöjligheter man har att skicka informationen med. Det är också av vikt att kolla hur snabbt processen måste ske. Det finns egentligen ingen anledning att använda en
flashkonverterare om signalprocessen är långsam, man skulle då kunna använda sig av successiv approximering. Skulle man inte bygga konverteraren själv så skulle alternativet ha fallit på en flashkonverterare för att slippa en onödigt långsam del i processen.
32
5.4 Modem
Modem har kommit och blivit en del av vår vardag, det är många hushåll som har en router hemma vilken fungerar som ett modem. Alla mobiltelefoner har någon form av modem. Det är inget tvivel på att vi använder modem i stort sett varje dag, trots det så är det många som inte visste hur det egentligen fungerar utan endast vet att man måste ha ett för att
kommunikationen ska fungera. När man sedan börjar studera modemets uppbyggnad och hur många olika delar det består av förstår man att det är en komplex apparat.
Begreppet bandbredd har förbryllat mig länge innan detta projekt när diskussioner om hastighet på olika förbindelser kommit upp. Efter att ha studerat flera olika rapporter och diskussionsfält på nätet kan det konstateras att begreppet ofta är felanvänt. Bandbredd är måttet på den frekvensbredd som är tillgängligt för dataöverföring, det vill säga
frekvensspektrumet. Det ska dock inte stickas under stolen att det har att göra med vilken hastighet data är möjligt att skicka på. Har man fler bärandefrekvensvågor att skicka information på så kan man få över mer data på mindre tid.
Har man sedan ett frekvensintervall (bandbredd) så måste man använda sig av en modulering.
Det finns en rad olika moduleringar där alla verkar ha sina olika för- och nackdelar men det kan konstateras att efter ha studerat många av dem, att man i stort sett alltid måste kombinera olika varianter för att uppnå god prestanda. Vid modulering för undervattenskommunikation är fasmoduleringen en av teknikerna som kan slopas, på grund av dåliga resultat vid olika tester. Det blir fasförskjutning under vattnet när signalen går genom olika vattenskikt med olika temperaturer och salthalter. Under vattnet verkar en kombination av frekvens- och amplitudmodulering fungera bra och även många företag som bygger undervattensmodem använder den tekniken.
För att övervaka moduleringen och demoduleringen måste det finns ett protokoll för att både sändare och mottagare ska förstå vad de skickar och tar emot, framförallt att de förstår varandra. Det här projektet har endast fokuserat på hur man lägger upp ett protokoll och hur det fungerar i grova drag. För att kunna skriva ett protokoll själv och kunna få det att fungera med hårdvaran så skulle det behövas minst ett helt år till. Det var ändå intressant och av vikt att studera kommunikationsprotokoll för att förstå att det är en viktig komponent vid
konstruktion av även hårdvaran. Det är bra att tänka igenom vilket protokoll som ska användas redan innan man börjar med byggandet av hårdvaran.
5.5 Ultraljud
Ultraljudets stora fördel är att varken vi människor eller undervattensdjur runt Sveriges kuster kan höra dessa frekvenser. När detta projekt går ut på att spela in ljud som eventuellt kan störa fiskelivet och skicka upp den informationen till ytan och senare in till land, är det inte
lämpligt att sända på det frekvensområde som ska spelas in ifrån. Den andra fördelen med att skicka informationen med ultraljud upp till ytan är att våglängden blir kortare. När det bara handlar om max 50 meter så är det önskvärt att ha en kort våglängd för att slippa studsar mellan ytan och botten som kan missleda signalen mellan sändare och mottagare. Dessutom medför en kort våglängd en högre frekvens som i sin tur ger en högre hastighet på
dataöverföringen.
33 Problem som kan uppstå med ultraljud är om något högfrekvent brus skulle uppstå och störa ut signalen. Detta problem är dock svårt att komma ifrån eftersom det alltid finns risk för att få in störningar i sändningsintervallet. Får man inte störningar i den utsträckningen att all data går förlorad ligger det ändå i protokollets uppbyggnad att skicka om tills det kommer fram. I detta projekt kan det vara gynnsamt att använda ultraljud för att det inte stör mätresultaten och ger en snabb överföring upp till ytan, detta utan att behöva oroa sig för reflektioner från ytan eller botten.
5.6 GSM
Att använda sig av GSM-nätet för att överföra informationen från bojen och in till land är en bra lösning för att den är väl utvecklad och kräver inga dyra komponenter. Skulle man inte använda GSM-nätet så skulle man vara tvungen att dra kabel hela vägen vilket skulle bli kostsamt och meningen med projektet skulle falla. Fördelen med att använda GSM-nätet är att man kan nå informationen överallt, man måste inte ha en server eller mottagarstation vid närmaste landställe. Sedan när man skickar informationen till någon server så kan den delas vidare över internet vilket kan vara önskvärt då fler personer vill ha tillgång till informationen eller att den behövs på flera olika platser.
5.7 Resultat
Resultatet blev en helhetslösning som är helt genomförbar i praktiken. Även om resultatet blev relativt enkelt så ligger det mycket arbete runt de olika delarna. Både resultatet och det alternativa resultatet består av befintlig teknologi men helhetskonceptet finns ej att till gå som en komplett lösning. Den alternativa lösningen där man köper undervattensmodemet finns det inget tvivel om att det kommer att fungera, dock så är det en dyr lösning. Ska man genomföra den här förbindelsen med mål om att det ska bli så kostnadseffektivt som möjligt ska man försöka bygga undervattensmodemet själv, då det står för över 90 % av kostnaderna för projektet. Detta förutsätter dock att tiden som läggs ner på att bygga modemet inte kostar något utan man enbart ser till materialkostnaderna. Det går att se nyttan i att lägga ner så mycket mer pengar på ett färdigt modem som är kompatibelt med mätutrustningen direkt. Det kommer ta många timmar att få ett eget producerat modem att fungera med de andra färdiga komponenterna. Summerar man alla timmar som behöver läggas ner plus eventuell konsulttid, kan det bli billigare att köpa modemet på en gång.
På sikt finns det en ekonomiskvinning av att överhuvudtaget upprätthåll något av dessa koncept. De kan hjälpa till att förebygga driftstopp då koncepterna kan leverera felsignaler som kan åtgärdas innan oönskade problem uppstår rent mekaniskt. Därför är det en
hållbarlösning att investera i någon av dessa två koncept, både för att hålla koll på miljön och generatorerna.
Det är även en etiskfråga om man vill ändra på djurlivet nere på havets botten genom att införa detta projekt. Detta projekt går ut på att finna ett helhetskoncept för att förbättra möjligheterna vid forskning runt inverkan på miljön, vid implementering av nya produkter nere på havets botten. Anses detta projekt som en moralisk godgärning för både miljön och djurens bästa.
34 5.8 Avslutande diskussion
Jag tycker att projektet har gått bra, jag har jobbat på bra och kontinuerligt. Projektet har inte haft några större motgångar utan har flutit på bra. En stor anledning till att tidsplanen har hållit är att jag har jobbat disciplinerat, kört 45 minturs pass och sedan rast, liknande
universitetets koncept. Sedan har jag skrivit fortlöpande på rapporten vilket har gett att jag har haft koll på hur jag ligger till hela tiden och att det inte blev någon stress i slutet för att hinna skriva rapporten. Det som har varit lite tråkigt är att projekttiden har varit för kort vilket har lett till att endast en litteraturstudie har kunnat upprättas. Hade jag haft mer tid så skulle jag ha börjat med att praktiskt testa GSM överföringen från bojen in till land.
Överlag tycker jag att det var ett roligt och inspirerande projekt där jag lärt mig en del av tekniken bakom lösningarna och även vilka problem och hinder som finns vid nya tekniker som allmänheten ställer sig frågande till. Jag tycker att lösningen blev bra där man kan spara in på tid och pengar utan att tära mer på naturens resurser utan hellre spara på dem.
35