Nu digitaliseras vattenkraften – styrs automatiskt med el

2020-04-07 15:00  

Elektrifieringen har gjort sitt intåg i vattenkraftens dammluckor. Kungsfors vattenkraftverk har försetts med eldrivna luckor. ”Otroligt arbetsbesparande”, tycker Vattenfall.

Den vanligaste metoden för att öppna och stänga vattenkraftverkens dammluckor är hydraulik. Men då krävs olja, som riskerar att läcka, och energi går förlorad.

Enligt Göteborgsbolaget Ewellix, som utvecklar elektromekanisk utrustning, kan ett hydraulsystem ha omkring 50 procent i energiförluster medan ett elektromekaniskt system har runt 20 procent.

– I hydraulsystem ska du ofta pumpa olja genom ett långt system men här kan du ha motorn direkt på cylindern. Det blir en väldigt kort sträcka mellan kraftkällan och själva rörelsen, säger Andreas Axstrin, marknadsansvarig på Ewellix.

Läs mer: Komplicerat tunnelarbete när vattenkraftsdamm rustas för mer regn

I Kungsfors vattenkraftverk i Kinna, sydost om Göteborg, har sju av de åtta dammluckorna försetts med elektromekaniska ställdon, så kallade linjäraktuatorer, från Ewellix. Styrsystem och sensorer har levererats från SDT Automation.

Sensorer mäter vattennivån

Kinna-anläggningen är först av Vattenfalls vattenkraftverk att testa den nya lösningen. Den har varit på plats sedan sommaren 2017.

– Det fungerar väldigt bra. Det har varit otroligt arbetsbesparande för oss. Vi har haft höga vattenflöden här i södra Sverige, särskilt för en månad sedan, då såg vi verkligen hur bra det är att ha de här luckorna. Vi hade behövt ha en man på plats nästan dygnet runt men nu behöver vi inte ha någon, säger Dag Relfsson, anläggningsingenjör på Vattenfall.

Sensorer uppströms och nedströms mäter vattennivån. Om nivån behöver regleras skickar styrsystemet en signal att dammluckorna ska öppnas eller stängas.

Elmotorn sitter i den gråa cylindern till vänster och får el via den orangea elkabeln. Själva ställdonet finns i det svarta partiet. Foto: Ewellix

Då drar elmotorn igång och den roterande rörelsen överförs via en växel till ställdonets skruv. En mutter på skruven rör sig då antingen uppåt eller nedåt. Genom att muttern är förankrad i en kolvstång som i sin tur är fästad vid dammluckan kommer luckan också att röra sig uppåt eller nedåt.

Luckorna kan styras från distans

Vattenfall valde att installera den nya lösningen i samband med en större renovering av kraftverket. Sju dammluckor hade tjänat ut och skulle ändå bytas. De reglerades tidigare manuellt med hjälp av ett mekaniskt spel.

– Vi var tvungna att flytta lyftutrustningen mellan luckorna och öppna en i taget. Det var ganska arbetskrävande, berättar Dag Relfsson.

Dammluckor med ställdon. Foto: Ewellix

Den främsta orsaken till att Vattenfall valde just eldrivna ställdon var att minska risken för oljeläckage från hydraulsystem.

– Sedan fick vi ju en del andra finesser också, till exempel att man kan köra luckorna på olika hastigheter och man kan styra dem från distans, säger Dag Relfsson.

Men för det mesta sköter sig systemet helt automatiskt. Styrsystemet avgör på egen hand om luckorna ska öppnas eller stängas.

Dieseldrivet reservaggregat går igång automatiskt

Luckorna går också att reglera snabbt. Det är möjligt tack vare att muttern på ställdonet är försedd med kulor inuti som minskar friktionen. Höga hastigheter leder därför inte till någon nämnvärd värmeutveckling.

I dagsläget använder sig inte Vattenfall av möjligheten till snabba öppningar och stängningar av luckorna särskilt ofta. Men det är en något som kan bli värdefullt i takt med klimatförändringarna. Extremväder och kraftig nederbörd lär blir vanligare, vilket kan orsaka hastiga förändringar i vattenflödet.

– Då vill man hinna med att kunna reglera med luckan, säger Dag Relfsson.

Läs mer: Här lagras energi motsvarande 150 000 Teslabatterier

Elen som driver ställdonen tas från kraftstationen. Om anläggningen av någon anledning inte är i drift när luckorna ska öppnas eller stängas tas elen från det omgivande elnätet.

Vad händer om det blir strömavbrott?

– Då har vi ett dieseldrivet reservaggregat som går igång automatiskt. Och om det inte skulle starta kan vi öppna eller stänga luckorna manuellt, säger Dag Relfsson.

”Jättepotential i att modernisera vattenkraften”

Kostnaden för att installera eldrivna ställdon avslöjar inte Vattenfall. Nu är planen att köra utrustningen ett tag för att se hur den fungerar över tid.

Ewellix, som tidigare var en del av kullagertillverkaren SKF, hoppas att installationen ska leda till fler affärer inom vattenkraften.

– Det finns en jättepotential i att modernisera vattenkraften. Bara i Sverige finns det omkring 2 000 vattenkraftverk, säger Andreas Axstrin.

Om någon undrar varför den åttonde dammluckan i Kungsfors inte fick något ställdon så beror det på att den är av senare snitt. Det var helt enkelt inte dags att byta ut den än. Den har också ett eget reglersystem och drivs av hydraulik. Än så länge.

Kungsfors vattenkraftverk

Kungsfors är ett av Vattenfalls mindre vattenkraftverk. Det byggdes 1920 med en fallhöjd på 16 meter och ligger i Viskans och Häggåns sjösystem.

Kraftverket har två generatorer och två turbiner. Det första paret turbin/generator installerades 1920. Turbinen är av Francistyp. Det andra paret installerades 1941 och turbinen är av Kaplantyp.

Den installerade maxeffekten är 3 MW och årsproduktionen ligger på cirka 14 GWh.

Elektromekaniska ställdon i Kungsfors

Slaglängd: 3 meter.

Dragande last: 1-5 ton.

Maxhastighet: 30 mm/s.

Önskad livslängd: 30 år.

Temperaturkrav: Från minus 40 till plus 50 grader Celsius.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt