Mer energi og mindre flom

  • energi

Med et fritt fall på 183 meter er den regulerte Vøringsfossen i Måbødalen et flott skue når vannføringen er stor.

Men for elkraftprodusenten lønner det seg å holde tappingen til fossen så lav som mulig.

Mindre utslipp betyr mer vann til kraftproduksjon. Konsesjonskravet fra myndighetene er en vannføring på minst 12 kubikkmeter i sekundet i turistsesongen fra 1. juni til 15 september.

Inntil i fjor var Statkrafts forsøk på å lage en pålitelig automatisk regulering av vannføringen mislykkede. Da ble en ny reguleringsmetode - utviklet av Prediktor AS - satt i drift. Følgen var at kraftproduksjonen i turistsesongen 2001 økte med 30 GWh sammenlignet med året før. I 2002 var økningen 16 GWh.

- Metoden har fungert veldig bra. Vi kan ligge mye nærmere minstevannføringen enn tidligere, forteller Kåre Paulsen, miljøkoordinator i Statkraft.

Statkrafts kostnader for å implementere systemet var omlag 500.000 kroner pluss interne kostnader. Det vil si at inntjeningen var mange ganger investeringsutgiftene allerede det første driftsåret.

Bedre flomkontroll

Økt kraftproduksjon er ikke den eneste gode grunnen til å få bedre kontroll på vannmassene i elver og fosser. Med tanke på klimaendringene og de seneste årenes økte nedbørsmengder med påfølgende storflommer, kan metoden også være nyttig til å begrense flommer.

Året etter at reguleringsmetoden ble innført i Vøringsfossen, ble den tatt i bruk i Nord-Europas høyeste fossefall - Østre Mardalsfoss. Der er minstevannføringen satt til 2,5 kubikkmeter i sekundet fra 20. juni til 30 juli, og 2,0 kubikkmeter i sekundet fra 1. til 20. august. Målinger utført mellom 20. juni og 1. august i år viser at vannføringen i fossen fulgte settpunktet tett, og aldri var under minstekravet.

Ulla Førre neste

Så tilfreds er Statkraft med reguleringsmetoden at den også blir tatt i bruk i Suldalslågen og Kvildalsåno i Ulla Førre-vassdraget neste år.

- Vi håper å kunne regulere vassdragene bedre enn i dag, og utnytte mer av vannet til kraftproduksjon. Jo bedre modeller vi har på vassdragene og tilsigene, desto bedre kan vi regulere, sier Magne Bratland, stasjonssjef i Statkraft.

Hvor mye ekstra kraft som kan produseres, vil bli synliggjort i forprosjektet. Både forprosjektet og arbeidet med å tilpasse systemet begynte i høst.

- Det er særlig nyttig for oss at Prediktor utfører gode simuleringer av systemene i laboratoriet. Da kan vi være sikre på at alt fungerer som det skal når det implementeres, sier Kåre Paulsen.

Vanskelig oppgave

Å regulere tilførselen fra et vannmagasin til en foss som ligger flere kilometer nedstrøms er ingen enkel oppgave - særlig når det uregulerte vanntilsiget i restfeltet mellom utslippsstedet og styrestedet varierer mye.

Vannet til Vøringsfossen kommer som uregulert tilsig fra et 90 kvadratkilometer stort nedbørsområde rundt fossen og som regulert tapping fra Sysenvatn. Fallet fra Sysenvatn til kraftverket er 900 meter. Vannføringen i fossen blir målt ti kilometer nedenfor Sysenvatn.

Ved Østre Mardalsfoss er det tre timers forsinkelse fra vannet blir tappet fra magasinet til det renner i fossen. Nivået i inntaksmagasinet svinger mye. Dermed er det også stor variasjon på ventilåpningen som skal til for å gi en bestemt vannføring.

- Den største utfordringen var å lage en modell som beskrev elvene og fossene godt nok, samtidig som den var enkel og robust. Dessuten var det tidspress for å få systemene driftsklare til konsesjonsperioden startet, sier Ellen Marie Nordgård-Hansen fra Prediktor.

Forprosjektet til Vøringsfossen startet i januar 2001. Tre måneder senere ble det bestemt at regulatoren skulle tas i bruk under tappesesongen fra 1. juni samme år.

Suldalslågen - den vannrikeste elven i Rogaland og kjent for den store laksen som svømmer der - har andre utfordringer enn stort tilsig og lange tidsforsinkelser. Der er det tre store luker som regulerer utslippet, og minstekravet for vannføring varierer mye gjennom året - noe som reguleringen automatisk må ta hensyn til.

Enkel løsning

I stedet for å detaljmodellere nedbør og snøsmelting, har Prediktor konstruert en enkel, men effektiv løsning. Vannføringen svinger seg inn mot et settpunkt med en gitt innsvingningshastighet, og en ny åpning på tappeventilen eller luka ut av magasinet blir beregnet.

Etter en halv til en time blir beregningene gjentatt med nye målinger av vannføringen i fossen. Resultatet blir enda en ny ventilåpning. Grenser blir lagt inn for maksimal og minimal ventilåpning, og for hvor raskt ventilene skal kunne åpnes og lukkes.

Systemet er helautomatisk, og krever liten oppfølging fra driftspersonalet. Ventilslitasjen blir også redusert, ifølge Nordgård-Hansen.